免疫球蛋白1課件

1、概述抗體（antibody，Ab）：B 細(xì)胞識(shí)別抗原后增殖分化為漿細(xì)胞所產(chǎn)生的一種蛋白質(zhì)，是能與抗原發(fā)生高特異性和高親和性結(jié)合的糖蛋白。主要存在于血清等體液中，也被稱(chēng)為“免疫球蛋白”。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。免疫球蛋白可分為分泌型（secreted Ig，sIg）和膜型（membrane Ig，mIg）。免疫球蛋白第1頁(yè)/共58頁(yè)概述抗體（antibody，Ab）：B 細(xì)胞識(shí)別抗原后增殖分第2頁(yè)/共58頁(yè)第2頁(yè)/共58頁(yè)第1節(jié) 免疫球蛋白分子結(jié)構(gòu)免疫球蛋白的基本結(jié)構(gòu)免疫去蛋白的立體結(jié)構(gòu)免疫球蛋白的其他成分免疫球蛋白的水解片段第

2、3頁(yè)/共58頁(yè)第1節(jié) 免疫球蛋白分子結(jié)構(gòu)免疫球蛋白的基本結(jié)構(gòu)第3頁(yè)/共免疫球蛋白的基本結(jié)構(gòu) 四肽鏈分子，即由兩條相同的重鏈和兩條相同的輕鏈通過(guò)鏈間二硫鍵連接而成的免疫球蛋白單體，呈“Y”形。 第4頁(yè)/共58頁(yè)免疫球蛋白的基本結(jié)構(gòu)第4頁(yè)/共58頁(yè)第5頁(yè)/共58頁(yè)第5頁(yè)/共58頁(yè)重鏈和輕鏈重鏈（heavy chain，H鏈）：約含450550個(gè)氨基酸殘基根據(jù)H鏈恒定區(qū)抗原性的差異可將其分為、 五類(lèi)；與L鏈組成完整的Ig分子，分別稱(chēng)為IgM、IgG、IgA、IgD和IgE。 亞類(lèi)：鉸鏈區(qū)氨基酸的組成和重鏈二硫鍵的數(shù)目和位置不同。IgG1-4, IgA1, 2輕鏈（light chain，L鏈）：約由

3、214個(gè)氨基酸殘基組成；分為和兩型。人：約2：1。第6頁(yè)/共58頁(yè)重鏈和輕鏈重鏈（heavy chain，H鏈）：約含450可變區(qū)和恒定區(qū)通過(guò)分析不同免疫球蛋白重鏈和輕鏈的氨基酸序列，發(fā)現(xiàn)重鏈和輕鏈靠近N端的約110氨基酸的序列變化很大，稱(chēng)為可變區(qū)（variable region，V區(qū) ）靠近C端的其余氨基酸序列相對(duì)穩(wěn)定，稱(chēng)為恒定區(qū)（constant region，C區(qū)）第7頁(yè)/共58頁(yè)可變區(qū)和恒定區(qū)通過(guò)分析不同免疫球蛋白重鏈和輕鏈的氨基酸序列，可變區(qū) V區(qū)位于Ig分子的N端，約占輕鏈的1/2（VL）和重鏈（VH）的1/4或1/5；該區(qū)氨基酸的組成和排列順序隨抗體的不同而有較大的變異，故稱(chēng)可變

4、區(qū)；它決定了抗體與抗原結(jié)合的特異性。第8頁(yè)/共58頁(yè)可變區(qū) V區(qū)位于Ig分子的N端，約占輕鏈的1/2（VL）和可變區(qū) 在VL和VH中某些局部區(qū)域的氨基酸組成與排列具有更高的變化程度，此為高變區(qū)（hypervariable region, HVR）。高變區(qū)即是抗體與抗原（決定簇）特異性結(jié)合的位置，又稱(chēng)為互補(bǔ)決定區(qū)（complementarity-determining region, CDR）。免疫球蛋白的獨(dú)特型決定基也在該區(qū)域。第9頁(yè)/共58頁(yè)可變區(qū) 在VL和VH中某些局部區(qū)域的氨基酸組成與排列具有更可變區(qū)（三）在V區(qū)中非HVR部位的氨基酸組成和排列相對(duì)比較保守，稱(chēng)為骨架區(qū)（framework

5、 region）。第10頁(yè)/共58頁(yè)可變區(qū)（三）在V區(qū)中非HVR部位的氨基酸組成和排列相對(duì)比較保恒定區(qū)C區(qū)位于Ig分子的C端，約占輕鏈的1/2（CL）和重鏈的3/4或4/5（CH）在同一種屬動(dòng)物中，同一類(lèi)別Ig重鏈和同一型輕鏈的C區(qū)氨基酸組成和排列順序比較恒定，故稱(chēng)恒定區(qū)第11頁(yè)/共58頁(yè)恒定區(qū)C區(qū)位于Ig分子的C端，約占輕鏈的1/2（CL）和重鏈結(jié)構(gòu)域 構(gòu)成: Ig 每條肽鏈可折疊成幾個(gè)球形功能區(qū)，或結(jié)構(gòu)域。Ig分子每一肽鏈內(nèi)部由大約110個(gè)氨基酸形成一個(gè)亞單位，氨基酸的序列具有相似性或同源性，其內(nèi)由鏈內(nèi)二硫鍵構(gòu)成肽環(huán)，稱(chēng)為功能區(qū)。第12頁(yè)/共58頁(yè)結(jié)構(gòu)域 構(gòu)成: Ig 每條肽鏈可折疊成幾個(gè)

6、球形功能區(qū)，或結(jié)結(jié)構(gòu)域 功能：（1）VL和VH是與抗原結(jié)合的部位； （2）CH和CL具有某些同種異型（allotype）的遺傳標(biāo)記； （3）IgG的CH2 和IgM的CH3具有補(bǔ)體結(jié)合位點(diǎn)啟動(dòng)補(bǔ)體經(jīng)典激活途徑；（4）IgG可通過(guò)胎盤(pán)；（5）IgG的CH3可與多種細(xì)胞膜表面的FcR結(jié)合，介導(dǎo)不同生物學(xué)效應(yīng)。第13頁(yè)/共58頁(yè)結(jié)構(gòu)域 功能：第13頁(yè)/共58頁(yè)鉸鏈區(qū)并非獨(dú)立的功能區(qū)，位于CH1和CH2之間，包括重鏈鏈間二硫鍵。該區(qū)富含脯氨酸（構(gòu)成膠原纖維的重要成分），具柔韌性，不形成螺旋，易于伸展、轉(zhuǎn)動(dòng)。特點(diǎn)：使可變區(qū)的抗原結(jié)合點(diǎn)盡量與兩個(gè)抗原決定簇發(fā)生互補(bǔ)使Ig變構(gòu)，暴露補(bǔ)體結(jié)合點(diǎn)對(duì)蛋白酶敏感，I

7、g被水解易在此區(qū)發(fā)生裂解第14頁(yè)/共58頁(yè)鉸鏈區(qū)并非獨(dú)立的功能區(qū)，位于CH1和CH2之間，包括重鏈鏈間第15頁(yè)/共58頁(yè)第15頁(yè)/共58頁(yè)免疫球蛋白的立體結(jié)構(gòu)第16頁(yè)/共58頁(yè)免疫球蛋白的立體結(jié)構(gòu)第16頁(yè)/共58頁(yè)第17頁(yè)/共58頁(yè)第17頁(yè)/共58頁(yè)第18頁(yè)/共58頁(yè)第18頁(yè)/共58頁(yè)第19頁(yè)/共58頁(yè)第19頁(yè)/共58頁(yè)免疫球蛋白的其他成分第20頁(yè)/共58頁(yè)免疫球蛋白的其他成分第20頁(yè)/共58頁(yè)J鏈和分泌片 J鏈（joining chain）：存在于二聚體分泌型IgA和五聚體IgM中。分子量約15KD；富含半胱氨酸。 作用：穩(wěn)定多聚體。分泌片（secretory component，SC）或分

8、泌片（secretory piece，SP）：分泌型IgA上的一個(gè)輔助成分，分子量約 75KD，由粘膜上皮細(xì)胞合成，并在IgA二聚體形成后通過(guò)二硫鍵連接到免疫球蛋白分子上，分泌至粘膜表面。 作用：穩(wěn)定分泌型IgA的結(jié)構(gòu)，使之避免蛋白酶的消化水解作用。 第21頁(yè)/共58頁(yè)J鏈和分泌片 J鏈（joining chain）：存在于二聚第22頁(yè)/共58頁(yè)第22頁(yè)/共58頁(yè)分泌片：由粘膜上皮細(xì)胞合成的一條多肽鏈，是上皮細(xì)胞膜上的多聚Ig受體的胞外區(qū)部分，為分泌型IgA產(chǎn)生所必需，可保護(hù)sIgA免受蛋白酶的水解破壞。第23頁(yè)/共58頁(yè)分泌片：第23頁(yè)/共58頁(yè)免疫球蛋白的水解片段木瓜蛋白酶水解片段胃蛋白酶

9、水解片段第24頁(yè)/共58頁(yè)免疫球蛋白的水解片段木瓜蛋白酶水解片段第24頁(yè)/共58頁(yè)第25頁(yè)/共58頁(yè)第25頁(yè)/共58頁(yè)第2節(jié) 抗體的異質(zhì)性抗體可變區(qū)的異質(zhì)性抗體恒定區(qū)的異質(zhì)性免疫球蛋白的獨(dú)特型第26頁(yè)/共58頁(yè)第2節(jié) 抗體的異質(zhì)性抗體可變區(qū)的異質(zhì)性第26頁(yè)/共58頁(yè)抗體可變區(qū)的異質(zhì)性理論上，每一種抗原表位可誘導(dǎo)產(chǎn)生一種特異性抗體。第27頁(yè)/共58頁(yè)抗體可變區(qū)的異質(zhì)性理論上，每一種抗原表位可誘導(dǎo)產(chǎn)生一種特異抗體恒定區(qū)的異質(zhì)性免疫球蛋白的類(lèi)型類(lèi)(class): 重鏈、相對(duì)應(yīng)的免疫球蛋白：IgG、IgA、IgM、IgD、IgE。亞類(lèi)：同一類(lèi)免疫球蛋白重鏈的抗原性及二硫鍵數(shù)目和位置不同可分為亞類(lèi)。Ig

10、G1-4；IgA1、IgA2；IgM1、IgM2。型：輕鏈C區(qū)抗原性不同而分為、兩型。亞型：輕鏈C個(gè)別氨基酸殘基的差異，又可分為1、2、3、4亞型。免疫球蛋白的異質(zhì)性第28頁(yè)/共58頁(yè)抗體恒定區(qū)的異質(zhì)性免疫球蛋白的類(lèi)型免疫球蛋白的異質(zhì)性第28頁(yè)免疫球蛋白的獨(dú)特型獨(dú)特型（Id）：同一種屬、同一個(gè)體來(lái)源的抗體分子，由于其CDR區(qū)的氨基酸序列不同所顯示出的免疫原性。BCR、TCR也有獨(dú)特型表位。高變區(qū)、獨(dú)特型指的是同一種物質(zhì)。 AId：獨(dú)特型表位在異種、同種異體甚至同一個(gè)體均能刺激機(jī)體產(chǎn)生相應(yīng)的抗體。第29頁(yè)/共58頁(yè)免疫球蛋白的獨(dú)特型獨(dú)特型（Id）：同一種屬、同一個(gè)體來(lái)源的同種異型獨(dú)特型第30頁(yè)/

11、共58頁(yè)同種異型獨(dú)特型第30頁(yè)/共58頁(yè)獨(dú)特型和抗獨(dú)特型抗體的類(lèi)別個(gè)體獨(dú)特型、共有獨(dú)特型Ab2、Ab2、Ab2、Ab2Ab2：抗原非抑制性Ab2：半抗原抑制性Ab2：雙特異性抗體Ab2：完全抑制抗原與Id結(jié)合。外源性抗原在機(jī)體免疫系統(tǒng)中的“內(nèi)影像”。第31頁(yè)/共58頁(yè)獨(dú)特型和抗獨(dú)特型抗體的類(lèi)別個(gè)體獨(dú)特型、共有獨(dú)特型第31頁(yè)/共獨(dú)特型和抗獨(dú)特型網(wǎng)絡(luò)閉合型、多層次的級(jí)聯(lián)網(wǎng)絡(luò)。Id-AId在免疫調(diào)節(jié)中起重要作用。第32頁(yè)/共58頁(yè)獨(dú)特型和抗獨(dú)特型網(wǎng)絡(luò)閉合型、多層次的級(jí)聯(lián)網(wǎng)絡(luò)。Id-AId在獨(dú)特型和獨(dú)特型網(wǎng)絡(luò)免疫調(diào)節(jié)第33頁(yè)/共58頁(yè)獨(dú)特型和獨(dú)特型網(wǎng)絡(luò)免疫調(diào)節(jié)第33頁(yè)/共58頁(yè)第3節(jié) 免疫球蛋白的生物

12、合成與表達(dá)膜型Ig與分泌型Ig的轉(zhuǎn)變B細(xì)胞活化后Ig重鏈C區(qū)轉(zhuǎn)換：class switch; T細(xì)胞及T細(xì)胞因子第34頁(yè)/共58頁(yè)第3節(jié) 免疫球蛋白的生物合成與表達(dá)膜型Ig與分泌型Ig的轉(zhuǎn)變第4節(jié) 免疫球蛋白的生物學(xué)特性免疫球蛋白的主要生物學(xué)功能各類(lèi)免疫球蛋白的特性和作用第35頁(yè)/共58頁(yè)第4節(jié) 免疫球蛋白的生物學(xué)特性免疫球蛋白的主要生物學(xué)功能第3免疫球蛋白的功能識(shí)別并特異性結(jié)合抗原激活補(bǔ)體結(jié)合細(xì)胞表面的Fc受體穿過(guò)胎盤(pán)和黏膜第36頁(yè)/共58頁(yè)免疫球蛋白的功能識(shí)別并特異性結(jié)合抗原第36頁(yè)/共58頁(yè)Ig V區(qū)的功能（一） 識(shí)別并特異性結(jié)合抗原中和毒素中和病毒抑制細(xì)菌粘附 到宿主細(xì)胞 B細(xì)胞表面的

13、IgM和IgD是識(shí)別抗原的受體免疫球蛋白的功能第37頁(yè)/共58頁(yè)Ig V區(qū)的功能（一） 識(shí)別并特異性結(jié)合抗原中和毒素免疫球蛋Ig V區(qū)的功能（二）免疫調(diào)節(jié)超抗體的活性：自身免疫性疾病和抗感染免疫第38頁(yè)/共58頁(yè)Ig V區(qū)的功能（二）免疫調(diào)節(jié)第38頁(yè)/共58頁(yè)Ig C 區(qū)的功能第39頁(yè)/共58頁(yè)Ig C 區(qū)的功能第39頁(yè)/共58頁(yè)激活補(bǔ)體 C區(qū)經(jīng)典途徑免疫球蛋白的功能第40頁(yè)/共58頁(yè)激活補(bǔ)體 C區(qū)經(jīng)典途徑免疫球蛋白的功能第40頁(yè)/共58頁(yè)結(jié)合細(xì)胞表面的Fc受體 C區(qū)調(diào)理作用 (opsonization)抗體依賴(lài)的細(xì)胞介導(dǎo)的細(xì)胞毒作用 (ADCC)介導(dǎo)I型超敏反應(yīng)免疫球蛋白的功能第41頁(yè)/共5

14、8頁(yè)結(jié)合細(xì)胞表面的Fc受體 C區(qū)調(diào)理作用 (opsonizat第42頁(yè)/共58頁(yè)第42頁(yè)/共58頁(yè)第43頁(yè)/共58頁(yè)第43頁(yè)/共58頁(yè)第44頁(yè)/共58頁(yè)第44頁(yè)/共58頁(yè)穿過(guò)胎盤(pán)和黏膜 C區(qū)在人類(lèi)IgG是唯一可通過(guò)胎盤(pán)從母體進(jìn)入胚胎的抗體。胎盤(pán)母體一側(cè)的滋養(yǎng)層細(xì)胞表達(dá)一種特異性IgG結(jié)合蛋白，稱(chēng)為FcR。IgG可選擇性地與FcR結(jié)合，從而轉(zhuǎn)移到滋養(yǎng)層細(xì)胞內(nèi)，并主動(dòng)進(jìn)入胎兒血循環(huán)中。是一種重要的自然被動(dòng)免疫機(jī)制，對(duì)于新生兒抗感染有重要作用。sIgA可通過(guò)呼吸道和消化道黏膜免疫球蛋白的功能第45頁(yè)/共58頁(yè)穿過(guò)胎盤(pán)和黏膜 C區(qū)在人類(lèi)IgG是唯一可通過(guò)胎盤(pán)從母體進(jìn)入五類(lèi)免疫球蛋白的特性與功能IgGI

15、gMIgAIgDIgE第46頁(yè)/共58頁(yè)五類(lèi)免疫球蛋白的特性與功能IgG第46頁(yè)/共58頁(yè)第47頁(yè)/共58頁(yè)第47頁(yè)/共58頁(yè)IgG是血清中含量最高的抗體成分，占血清Ig總量的75，且以單體存在，為再次免疫應(yīng)答中的主要抗體。參與調(diào)理作用、ADCC、活化補(bǔ)體等作用，是唯一能通過(guò)胎盤(pán)的抗體，發(fā)揮自然被動(dòng)免疫功能。結(jié)合SPA。多數(shù)抗菌、抗病毒、抗毒素抗體均屬于IgG類(lèi)，在免疫防御中具有重要作用。第48頁(yè)/共58頁(yè)IgG是血清中含量最高的抗體成分，占血清Ig總量的75，且IgM為五聚體，分子量最大，稱(chēng)為巨球蛋白（macroglobulin）。 是生物進(jìn)化與個(gè)體發(fā)育過(guò)程中最先出現(xiàn)的Ig。 在抗原初次刺激

16、機(jī)體時(shí)，是體內(nèi)最先產(chǎn)生的Ig。有強(qiáng)的補(bǔ)體激活能力和調(diào)理作用，在機(jī)體早期免疫防御中具有重要作用。 膜表面IgM是B細(xì)胞抗原識(shí)別受體的主要成分，只表達(dá)mIgM是B細(xì)胞發(fā)育未成熟的標(biāo)志。天然的血型抗體為IgM。 第49頁(yè)/共58頁(yè)IgM為五聚體，分子量最大，稱(chēng)為巨球蛋白（macroglobIgA分泌型IgA（secretory IgA, SIgA）是由J鏈連接的雙體和分泌片組成；主要存在于多種外分泌液中，是參與粘膜局部免疫的最重要因素（阻抑胃腸道或呼吸道中相應(yīng)病原微生物對(duì)靶細(xì)胞的粘附，中和細(xì)菌毒素等）； 初乳中的分泌型IgA可對(duì)嬰兒發(fā)揮自然被動(dòng)免疫作用。 第50頁(yè)/共58頁(yè)IgA第50頁(yè)/共58頁(yè)第

17、51頁(yè)/共58頁(yè)第51頁(yè)/共58頁(yè)IgD在血清中含量低，不到血清總Ig的1%，其生物學(xué)作用尚不清楚。 B細(xì)胞膜表面IgD是B細(xì)胞發(fā)育成熟的標(biāo)志。 第52頁(yè)/共58頁(yè)IgD在血清中含量低，不到血清總Ig的1%，其生物學(xué)作用尚不IgE 是血清中含量最低的一類(lèi)Ig，僅占血清總Ig的0.002%，對(duì)熱敏感； 屬于親細(xì)胞抗體，可與嗜堿性粒細(xì)胞、肥大細(xì)胞表面IgE Fc受體(FcRI)結(jié)合，介導(dǎo)I型超敏反應(yīng)的發(fā)生； 抗寄生蟲(chóng)免疫中介導(dǎo)ADCC作用，殺傷寄生蟲(chóng)。 第53頁(yè)/共58頁(yè)IgE 是血清中含量最低的一類(lèi)Ig，僅占血清總Ig的0.00第5節(jié) 免疫球蛋白基因超家族與Ig結(jié)構(gòu)相似、遺傳基因同源的蛋白分子，主要以膜蛋白的形式存在于細(xì)胞膜表面，有識(shí)別和傳遞信號(hào)的功能，稱(chēng)為免疫球蛋白超家族（IgSF），編碼IgSF 的基因稱(chēng)為免疫球蛋白基因超家族。 表2-2第54頁(yè)/共58頁(yè)第5節(jié) 免疫球蛋白基因超家族與Ig結(jié)構(gòu)相似、遺傳基因同源的蛋第6節(jié)人工制備抗體多克隆抗體（pAb）：動(dòng)物免疫血清、恢復(fù)期病人血清、免疫接種人群血清。單克隆抗體（mAb）：針對(duì)單一表位。雜交瘤技術(shù)?；蚬こ炭贵w：重組抗體。第55頁(yè)/共58頁(yè)第6節(jié)人工制備抗體多克隆抗體（pAb）：動(dòng)物免疫血清、恢復(fù)單克隆