免疫免疫球蛋白

1、關(guān)于免疫免疫球蛋白第1頁，共55頁，2022年，5月20日，13點51分，星期四目的要求 1.掌握免疫球蛋白的基本結(jié)構(gòu)、酶解片段，各類免疫球蛋白的生物學(xué)特性與功能。單克隆抗體的概念及特點。2.熟悉免疫球蛋白V區(qū)和C區(qū)的功能。3.了解多克隆抗體與單克隆抗體的制備方法。 第2頁，共55頁，2022年，5月20日，13點51分，星期四一、基本概念 1. 抗體 (antibody, Ab) 指B細胞在識別抗原后經(jīng)過增殖、分化成漿細胞所合成、分泌的，能與相應(yīng)抗原發(fā)生特異性結(jié)合的球蛋白。 這個概念主要是從生物學(xué)功能上講第3頁，共55頁，2022年，5月20日，13點51分，星期四抗體球蛋白主要分布在區(qū)，但

2、抗體 球蛋白 第4頁，共55頁，2022年，5月20日，13點51分，星期四2. 免疫球蛋白 (immunoglobulin, Ig) 具有抗體活性、或化學(xué)結(jié)構(gòu)與抗體相似的球蛋白。 免疫球蛋白是從化學(xué)結(jié)構(gòu)上講的 抗體都是Ig，而Ig不一定都是抗體 第5頁，共55頁，2022年，5月20日，13點51分，星期四與抗體有關(guān)的諾貝爾獎獲得者Ig基因結(jié)構(gòu)Tonegawa1987單克隆抗體Koler,Milstein & Jerne1984放射免疫測定Yalow1977抗體分子結(jié)構(gòu)Edelman & Poter1972抗體生成、吞噬Ehrlich & Metchnikoff1908血清治療von Ber

3、ing1901第6頁，共55頁，2022年，5月20日，13點51分，星期四二、免疫球蛋白的結(jié)構(gòu)（抗體的結(jié)構(gòu)） (一) 基本結(jié)構(gòu)（單體分子） 1. 分子組成與構(gòu)型 單體Ig由兩對相同的多肽鏈借鏈間二硫鍵相連而成，形似英文大寫“Y” Ig=2(重鏈+輕鏈) 第7頁，共55頁，2022年，5月20日，13點51分，星期四2. 重鏈（heavy chain, H鏈） 由450-550個氨基酸殘基組成，分子量約50-75kD。H鏈：, , , , . (Ig) IgA, IgG, IgM, IgD, IgEIg的類重鏈的免疫原性因其恒定區(qū)的氨基酸組成和排列順序不同而異。第8頁，共55頁，2022年，5

4、月20日，13點51分，星期四Ig亞類 就同一類Ig，據(jù)其重鏈鉸鏈區(qū)的氨基酸組成和重鏈二硫鍵的數(shù)目和位置的差異，又可分為不同的亞類。IgG可分為IgG1-IgG4；IgA可分為IgA1和IgA2。第9頁，共55頁，2022年，5月20日，13點51分，星期四 3. 輕鏈 (L鏈) 每肽鏈大約由214個氨基酸殘基組成，分子量約25kD。 據(jù)其免疫原性不同分為、兩個型。 1個Ig分子的兩條輕鏈的型別是相同的。 同一類Ig分子中既有型、又有型 。 第10頁，共55頁，2022年，5月20日，13點51分，星期四(二) Ig肽鏈的分區(qū) 1. 可變區(qū)(V區(qū)) 2. 恒定區(qū)(C區(qū)) N端C端Variabl

5、e region Constant region第11頁，共55頁，2022年，5月20日，13點51分，星期四高變區(qū)(hypervariable regions, HVR) VH和VL各有3個區(qū)域的氨基酸組成和排列順序高度可變，稱為高變區(qū)，或互補決定區(qū)(complementarity determining region, CDR)，兩條肽鏈的6個高變區(qū)共同構(gòu)成一個與相應(yīng)抗原表位特異性結(jié)合部位，即形成一個與相應(yīng)抗原表位互補的表面，決定了抗體的特異性。 可變區(qū)(V區(qū)) N-末端 1/2L+1/4(1/5)H骨架區(qū)維持高變區(qū)的空間構(gòu)型因其氨基酸的種類和排列順序隨抗體特異性的不同而千變?nèi)f化 HVR

6、1(CDR1)、HVR2(CDR2)和HVR3(CDR3)表示，一般CDR3變化程度最高。第12頁，共55頁，2022年，5月20日，13點51分，星期四第13頁，共55頁，2022年，5月20日，13點51分，星期四恒定區(qū)(C區(qū)) N端C端constant region恒定區(qū)(C區(qū)) C-末端 1/2L+3/4(4/5)H該肽段的氨基酸種類和排列順序在同一種屬動物的同一類Ig中都比較恒定 第14頁，共55頁，2022年，5月20日，13點51分，星期四3. 鉸鏈區(qū) 位于重鏈的CH1與CH2之間，包括H鏈間的二硫鍵； 富含脯氨酸, 極富彈性；有利于Ab 與Ag的結(jié)合；對蛋白酶敏感。 IgM和I

7、gE無鉸鏈區(qū)。 Hinge region第15頁，共55頁，2022年，5月20日，13點51分，星期四4. 結(jié)構(gòu)域指Ig的H、L鏈中大約由110個氨基酸構(gòu)成的多肽段，因具有某種生物學(xué)功能，以前又稱為功能區(qū)。是一種由鏈內(nèi)二硫鍵連接的球形結(jié)構(gòu)(domain)。是Ig發(fā)揮各種功能的基本單位。第16頁，共55頁，2022年，5月20日，13點51分，星期四IgG分子由兩條H鏈和兩條L鏈共價結(jié)合而成。輕鏈包括VL和CL兩個結(jié)構(gòu)域，重鏈含有1個VH和3個CH 結(jié)構(gòu)域。VH和VL共同組成抗原結(jié)合部位。Ig分子中線對稱，具有兩個相同的抗原結(jié)合部位。第17頁，共55頁，2022年，5月20日，13點51分，星

8、期四L鏈：VL、CL H鏈：VH、CH1、CH2、CH3、CH4 (IgM、IgE) 分區(qū) 二級結(jié)構(gòu)-片層Ig是由幾股多肽鏈折疊而成的兩個反向平行的片層，兩個片層由一個鏈內(nèi)二硫鍵垂直連接，形成“三明治”狀的“桶狀結(jié)構(gòu)”。這種折疊方式稱為免疫球蛋白折疊，具有這類獨特折疊結(jié)構(gòu)的分子不僅有Ig，其他許多膜型和分泌型分子也含有該類結(jié)構(gòu)，因此這類分子被統(tǒng)稱為免疫球蛋白超家族(immunoglobulin superfamily,IgSF)。 第18頁，共55頁，2022年，5月20日，13點51分，星期四第19頁，共55頁，2022年，5月20日，13點51分，星期四Ig功能區(qū)的生物學(xué)功能VH+VL 一

9、個抗原結(jié)合位點 結(jié)合抗原CH+CL種屬型標(biāo)志 Ig的免疫原性(IgG)CH2 (IgM)CH3(IgG)CH2C1q的結(jié)合位點 結(jié)合補體結(jié)合胎盤cRn 介導(dǎo)IgG通過胎盤(IgG)CH3結(jié)合FcR 調(diào)理作用(MC,M,B,NK) ADCC(IgE)CH2+CH3結(jié)合FcR I 型超敏反應(yīng)(肥大細胞，嗜堿性粒細胞)第20頁，共55頁，2022年，5月20日，13點51分，星期四(三) 免疫球蛋白的其它成分1. J鏈 (joining chain) 由漿細胞合成的一富含半胱氨酸的多肽鏈；2.分泌片 (secretory piece, SP) 具有保護SIgA的作用。是SIgA分子上的一個輔助成分。

10、 功能: 將單體Ig分子連接成為多聚體：SIgA二聚體和IgM五聚體。 介導(dǎo)IgA的轉(zhuǎn)運。第21頁，共55頁，2022年，5月20日，13點51分，星期四第22頁，共55頁，2022年，5月20日，13點51分，星期四(四) Ig的水解片段 第23頁，共55頁，2022年，5月20日，13點51分，星期四1. IgG的木瓜蛋白酶水解片段 IgG2FabFc木瓜蛋白酶十第24頁，共55頁，2022年，5月20日，13點51分，星期四fragment of antigen binding 中文：抗原結(jié)合片段 Fab 組成：一條完整的L鏈和一條H鏈N端1/2 L + (VH+CH1) 功能：結(jié)合抗原

11、 即具有抗體活性，抗原結(jié)合價=1 第25頁，共55頁，2022年，5月20日，13點51分，星期四crystallizable fragment 中文: 可結(jié)晶片段。 (2) Fc 組成: 二條H鏈C端1/2 (CH2+CH3，包括鉸鏈區(qū))。 功能: Fc段無抗原結(jié)合活性，是Ig與效應(yīng)分子(如補體)或細胞(如巨噬細胞、肥大細胞等)相互作用的部位。 第26頁，共55頁，2022年，5月20日，13點51分，星期四2. IgG胃蛋白酶水解片段 IgGF(ab)2pFc胃蛋白酶十第27頁，共55頁，2022年，5月20日，13點51分，星期四由兩個Fab片段加鉸鏈區(qū)組成，抗原結(jié)合價=2。 F(ab)

12、2由于F(ab)2片段保留了結(jié)合相應(yīng)抗原的生物學(xué)活性，又避免了Fc段免疫原性可能引起的副作用，因而被廣泛用作生物制品。 第28頁，共55頁，2022年，5月20日，13點51分，星期四三、免疫球蛋白(抗體)的功能1. V區(qū)的功能2. C區(qū)的功能第29頁，共55頁，2022年，5月20日，13點51分，星期四V區(qū):識別并特異性結(jié)合抗原1. V區(qū)的功能中和作用(病毒、毒素)阻斷病原入侵B細胞表面的IgM和IgD等(稱為BCR)能特異性地識別抗原 體外的抗原-抗體結(jié)合反應(yīng)第30頁，共55頁，2022年，5月20日，13點51分，星期四2. C區(qū)的功能C1qr2s2(1)激活補體(2)結(jié)合細胞Fc受體

13、介導(dǎo)調(diào)理作用介導(dǎo)ADCC作用介導(dǎo)I型超敏反應(yīng)(3)穿越胎盤(IgG)(4)穿過黏膜(sIgA)第31頁，共55頁，2022年，5月20日，13點51分，星期四調(diào)理作用(opsonization) 含義:指IgG抗體(IgG1和IgG3)的Fc段與中性粒細胞、巨噬細胞上的IgG Fc受體(FcR)結(jié)合，從而增強吞噬細胞的吞噬功能的作用，稱為Fc調(diào)理。 Fc調(diào)理-抗原 + IgG Fc + 吞噬細胞表面IgG Fc受體-促吞噬 第32頁，共55頁，2022年，5月20日，13點51分，星期四第33頁，共55頁，2022年，5月20日，13點51分，星期四ADCC作用(antibody-depend

14、ent cell-mediated cytotoxicity, ADCC)中文：抗體依賴的細胞介導(dǎo)的細胞毒作用。ADCC-靶細胞 + IgG Fc + 效應(yīng)細胞表面IgG Fc受體-促殺傷靶細胞含義：指具有殺傷活性的細胞(如NK細胞、單核巨噬細胞及中性粒細胞等)通過其表面表達的Fc受體(FcR)結(jié)合包被于靶細胞(如細菌或腫瘤細胞)上的抗體的IgG的Fc段，直接殺傷靶細胞。 第34頁，共55頁，2022年，5月20日，13點51分，星期四 FcR antibody-dependent cell-mediated cytotoxicity抗體依賴的細胞介導(dǎo)的細胞毒作用AbEffector cell

15、Target cell表達Fc受體的組織細胞(NK、M、中性粒細胞)，通過識別抗體的Fc段直接殺傷被抗體包被的的靶細胞。ADCC第35頁，共55頁，2022年，5月20日，13點51分，星期四第36頁，共55頁，2022年，5月20日，13點51分，星期四第37頁，共55頁，2022年，5月20日，13點51分，星期四NK靶細胞介導(dǎo) ADCC經(jīng)典途徑激活補體C1qr2s2調(diào)理吞噬作用抗體C區(qū)介導(dǎo)的的抗病毒效應(yīng)第38頁，共55頁，2022年，5月20日，13點51分，星期四四、五類免疫球蛋白的特性與作用 IgGIgMIgAIgDIgE第39頁，共55頁，2022年，5月20日，13點51分，星期

16、四IgG(1) 一般特性 單體Ig分子(IgG1、IgG2、IgG3、IgG4 ) 半衰期最長 血清中含量最多 親和力高 分布廣,為抗感染主力 第40頁，共55頁，2022年，5月20日，13點51分，星期四(2) IgG免疫效應(yīng)作用 中和作用 ADCC 激活補體(IgG1、2、3) 通過胎盤(IgG1、2、3) 調(diào)理作用第41頁，共55頁，2022年，5月20日，13點51分，星期四IgM(1) 分子組成 (2) 合成時間：是最早合成的Ig 五聚體 分子量最大 有CH4，無鉸鏈區(qū) (3) IgM占血清免疫球蛋白總量510%，在體內(nèi)維持的時間較短，消失快 個體發(fā)育中最早產(chǎn)生 初次免疫應(yīng)答中最早

17、產(chǎn)生 第42頁，共55頁，2022年，5月20日，13點51分，星期四IgM(4) 免疫效應(yīng)作用 激活補體 發(fā)揮早期抗感染作用 B細胞抗原識別受體(BCR)部分為IgM(mIgM)。 人類天然ABO血型抗體為IgM 類風(fēng)濕因子為IgM 免疫學(xué)診斷(宮內(nèi)和早期)第43頁，共55頁，2022年，5月20日，13點51分，星期四IgA(1) 分子組成與分布 (2) 分泌型IgA的免疫效應(yīng)作用 血清型IgA：為單體分子 黏膜局部抗感染作用 自然被動免疫作用，即嬰兒從母乳中獲得sIgA 分泌型IgA 第44頁，共55頁，2022年，5月20日，13點51分，星期四IgD血清IgD的確切功能尚未清楚 膜結(jié)

18、合型IgD (mIgD) 是BCR的重要組成成分。mIgD是B細胞分化成熟的標(biāo)志 成熟的B細胞表面抗原受體為mIgM+ mIgD 未成熟的B細胞表面僅表達mIgM 活化B細胞或記憶B細胞表面的mIgD逐漸消失 第45頁，共55頁，2022年，5月20日，13點51分，星期四IgE(1) 合成與分布 (2) 特性 單體、含量最少的Ig 與I型變態(tài)反應(yīng)有關(guān) 有CH4 、無鉸鏈區(qū) (3) 意義 參與抗寄生蟲感染 對肥大細胞、嗜堿性粒細胞有親嗜性 第46頁，共55頁，2022年，5月20日，13點51分，星期四五、人工制備抗體 多克隆抗體(polyclonal antibody, PAb) 單克隆抗體(monoclonal antibody, mAb) 第47頁，共55頁，2022年，5月20日，13點51分，星期四(一)多克隆抗體(polyclonal antibody, pAb) 多克隆抗體-是由含多種抗原表位的抗原物質(zhì)，刺激、活化多個B細胞克隆所產(chǎn)生的針對多種抗原表位的不同抗體的混合。 來源廣泛,但不易大量制備。 特異性不高，常出現(xiàn)交叉反應(yīng)。 第48頁，共55頁，2022年，5月20日，13點51分，星期四(二) 單克隆抗體(monoclonal antibody, mAb) 1. 概念 單克隆抗體由一個B細胞克隆產(chǎn)生的識別單一抗原表位的同源抗體。 2.