免疫球蛋白結(jié)構(gòu)和功能課件

1免疫球蛋白結(jié)構(gòu)和功能（immunoglobulin，Ig）1免疫球蛋白結(jié)構(gòu)和功能（immunoglobulin，Ig）2免疫球蛋白的發(fā)現(xiàn)及定義第一節(jié)免疫球蛋白的結(jié)構(gòu)第二節(jié)免疫球蛋白的異質(zhì)性第三節(jié)免疫球蛋白的功能第四節(jié)各類免疫球蛋白的特性與功能第五節(jié)穿膜型和分泌型Ig第六節(jié)人工制備抗體本章內(nèi)容2免疫球蛋白的發(fā)現(xiàn)及定義本章內(nèi)容3免疫學(xué)是研究宿主免疫系統(tǒng)識別并消除有害生物及其成分的應(yīng)答過程及機制的科學(xué)。什么是免疫學(xué)？3免疫學(xué)是研究宿主免疫系統(tǒng)識別并消除有害生物及其成分的應(yīng)答過4免疫學(xué)經(jīng)歷了四個迅速發(fā)展階段1876年后，多種病原菌被發(fā)現(xiàn)，用已滅活及減毒的病原體制成疫苗，預(yù)防多種傳染病，使疫苗得以廣泛發(fā)展和使用。1900年前后，抗原與抗體的發(fā)現(xiàn)，揭示出“抗原誘導(dǎo)特異抗體產(chǎn)生”這一免疫學(xué)的根本問題，促進了免疫化學(xué)的發(fā)展及抗體的臨床應(yīng)用。1957年后，細胞免疫學(xué)的興起，特異免疫是T及B淋巴細胞對抗原刺激所進行的主動免疫應(yīng)答過程的結(jié)果。1977年后，分子免疫學(xué)的發(fā)展，得以從基因活化的分子水平，理解抗原刺激與淋巴細胞應(yīng)答類型的內(nèi)在聯(lián)系與機制。4免疫學(xué)經(jīng)歷了四個迅速發(fā)展階段1876年后，多種病原菌被發(fā)現(xiàn)5抗體的發(fā)現(xiàn)1890年德國學(xué)者Behring和日本學(xué)者Kitasato用白喉桿菌外毒素免疫動物，在其血清中發(fā)現(xiàn)一種能中和這種外毒素的組分稱為抗毒素。這是在血清中發(fā)現(xiàn)的第一種抗體：白喉抗毒素。1891年應(yīng)用來自動物的免疫血清成功地治療了白喉患者，是第一個被動免疫治療的病例，從此挽救了成千上萬的白喉患兒。Behring于1901年獲得了第一屆諾貝爾醫(yī)學(xué)獎。5抗體的發(fā)現(xiàn)1890年德國學(xué)者Behring和日本學(xué)者Kit6與抗體有關(guān)的諾貝爾獎獲得者1901VonBehring血清治療1908Ehrlich&Metchnikoff抗體生成、吞噬1972Edelman&Poter抗體分子結(jié)構(gòu)1977Yalow放射免疫測定1984Koler,Milstein&Jerne雜交瘤產(chǎn)生單克隆抗體1987TonegawaIg基因結(jié)構(gòu)6與抗體有關(guān)的諾貝爾獎獲得者1901VonBehring血7JohnB.Gurdon，1933年出生于英國的Dippenhall。1960年從牛津大學(xué)獲得博士學(xué)位，曾在加州理工學(xué)院做博士后，于1972年加入劍橋大學(xué)，成為細胞生物學(xué)教授。目前他供職于劍橋Gurdon研究所。ShinyaYamanaka，1962年出生于日本大阪。1987年從神戶大學(xué)獲得MD。在轉(zhuǎn)向基礎(chǔ)研究之前，他曾受訓(xùn)為整形外科醫(yī)生。1993年他從大阪市立大學(xué)獲得博士學(xué)位，之后他曾供職于美國舊金山Gladstone研究所和日本奈良先端科學(xué)技術(shù)大學(xué)院大學(xué)。目前他于日本京都大學(xué)擔(dān)任教授。

2012年諾貝爾生理學(xué)或醫(yī)學(xué)獎發(fā)現(xiàn)成熟細胞可被重編程變?yōu)槎嗄苄杂茖W(xué)家約翰·戈登（JohnB.Gurdon）日本科學(xué)家山中伸彌（ShinyaYamanaka）7JohnB.Gurdon，1933年出生于英國的Dip8免疫球蛋白與抗體免疫球蛋白（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?？贵w（antibody，Ab)：機體在抗原物質(zhì)刺激下，由B細胞分化成的漿細胞所產(chǎn)生的、可與相應(yīng)抗原發(fā)生特異性結(jié)合反應(yīng)的免疫球蛋白。主要存在于血清

-球蛋白組分中，分布于體液（血液、淋巴液、組織液及外分泌液）中，主要存在于血清中。8免疫球蛋白與抗體免疫球蛋白（Immunoglobulin，9抗體與免疫球蛋白的發(fā)現(xiàn)（1937TiseliusandKabat）ImmuneseraNormalsera血清蛋白電泳血清蛋白根據(jù)電泳可分為：白蛋白、α、β、γ球蛋白；抗體分布在α、β、γ球蛋白的區(qū)域，但主要分布在γ球蛋白區(qū)域9抗體與免疫球蛋白的發(fā)現(xiàn)ImmuneseraNormal10免疫球蛋白與抗體

Ab和Ig的關(guān)系：抗體并不都在γ區(qū)，γ區(qū)的球蛋白也不一定都具有抗體活性。1964年，世界衛(wèi)生組織（WHO）將具有抗體活性以及與抗體相關(guān)的球蛋白統(tǒng)稱為免疫球蛋白(Ig)。所有抗體都是免疫球蛋白，并非所有免疫球蛋白都具有抗體活性?，F(xiàn)代免疫學(xué)認為，抗體與免疫球蛋白是等同的概念；只是抗體側(cè)重于其生物學(xué)活性的描述，而免疫球蛋白側(cè)重強調(diào)其化學(xué)結(jié)構(gòu)。10免疫球蛋白與抗體Ab和Ig的關(guān)系：抗體并不都在γ區(qū)，γ11分泌型(secretedIg,Sig，血清型抗體)：存在血液和組織中，具有抗體各種免疫功能，由漿細胞產(chǎn)生。膜型(membraneIg,mIg)：B淋巴細胞表面的抗原識別受體，是由成熟B細胞產(chǎn)生的膜表面免疫球蛋白。免疫球蛋白分類：11分泌型(secretedIg,Sig，血清型抗體)12第一節(jié)免疫球蛋白的結(jié)構(gòu)（Igstructure）12第一節(jié)13一、免疫球蛋白的基本結(jié)構(gòu)（basicstructure）13一、免疫球蛋白的基本結(jié)構(gòu)（basicstructure14重鏈與輕鏈可變區(qū)與恒定區(qū)高可變區(qū)（互補決定區(qū)）與框架區(qū)免疫球蛋白折疊（功能域）絞鏈區(qū)免疫球蛋白的基本結(jié)構(gòu)14重鏈與輕鏈免疫球蛋白的基本結(jié)構(gòu)15

兩條重鏈和兩條輕鏈鏈間二硫鍵連接，呈“Y”型上部為N端(氨基端）下部為C端(羧基端）四肽鏈結(jié)構(gòu)15兩條重鏈和兩條輕鏈四肽鏈結(jié)構(gòu)16輕鏈（L鏈）

214aa（25kDa）有兩個由鏈內(nèi)二硫鍵組成的環(huán)肽。分類：kappa(κ)和lambda(λ)2個亞型正常人:≈2：1；小鼠:≈20:1，

和λ的比例異?？赡芊从趁庖呦到y(tǒng)的異常。（一）輕鏈和重鏈16輕鏈（L鏈）214aa（25kDa）（一）輕鏈和重鏈17（一）輕鏈和重鏈

重鏈（H鏈）450~550aa（50-75kDa)4-5個鏈內(nèi)二硫鍵分為5類：μ、γ、α、δ、ε鏈與輕鏈的鏈或鏈組成完整的Ig分子：17（一）輕鏈和重鏈重鏈（H鏈）450~550aa（518（二）可變區(qū)和恒定區(qū)

通過對H鏈或L鏈的氨基酸序列比較分析，發(fā)現(xiàn)：N-末端序列變化很大，稱此區(qū)為可變區(qū)（V區(qū)）C-末端氨基酸相對穩(wěn)定，變化很小，稱此區(qū)為恒定區(qū)（C區(qū)）18（二）可變區(qū)和恒定區(qū)通過對H鏈或L鏈的氨基酸序列比19多肽鏈的N端，輕鏈的1/2與重鏈的1/4氨基酸種類、排列順序差異較大，構(gòu)成抗體的多樣性可變區(qū)(Variabledomain,V區(qū))19多肽鏈的N端，輕鏈的1/2與重鏈的1/4可變區(qū)(Vari20高變區(qū)(hypervariableregion，HVR)或互補決定區(qū)(complementaritydeterminingregion,CDR)：氨基酸組成和排列順序高度可變。VL有3個HVR，VH有3個HVR，分別稱為VL和VH的HVR1,2,3(CDR1,2,3)，三個高變區(qū)共同組成Ig的抗原結(jié)合部位。可變區(qū)20高變區(qū)(hypervariableregion，HVR21

骨架區(qū)(frameworkregion,FR):CDR之外V區(qū)的氨基酸組成和排列順序變化較小?？勺儏^(qū)21骨架區(qū)(frameworkregion,FR):22多肽鏈的C端，輕鏈1/2(CL),重鏈3/4(CH1,CH2,CH3)同一種屬個體，產(chǎn)生針對不同抗原的同一類別Ig，C區(qū)氨基酸組成和排列順序恒定，是制備第二抗體進行標記的基礎(chǔ)重鏈恒定區(qū)氨基酸組成及排列順序不同，抗體分為5種：恒定區(qū)(constantregion,C區(qū)）22多肽鏈的C端，輕鏈1/2(CL),重鏈3/4(CH1,C23（三）結(jié)構(gòu)域（domain）L鏈：VL區(qū)CL區(qū)H鏈：VH區(qū)

CH1區(qū)

CH2區(qū)

CH3區(qū)(IgG、IgA、IgD)CH4區(qū)(IgM,IgE)Ig的H鏈、L鏈每隔110個氨基酸殘基序列即由鏈內(nèi)二硫鍵連接折疊形成一個能行使特定功能的球性單位，又叫功能區(qū)（domain）。23（三）結(jié)構(gòu)域（domain）L鏈：VL區(qū)CL區(qū)Ig的H24V區(qū)VL+VH功能區(qū)：抗原結(jié)合部位CH3功能區(qū)：與Fc受體結(jié)合的部位CL和CH1區(qū)：同種異型抗體的遺傳標記。CH2區(qū)：IgG的CH2和IgM的CH3具有補體C1q結(jié)合位點；IgG借助CH2可通過胎盤免疫球蛋白各結(jié)構(gòu)域的主要功能：

C區(qū)24V區(qū)VL+VH功能區(qū)：抗原結(jié)合部位CH3功能區(qū)：與Fc25

功能區(qū)的二級結(jié)構(gòu)是由3-5股反向平行的折疊股各自形成兩個片層，每個折疊股由5-10個氨基酸殘基組成，二硫鍵垂直連接兩個片層，形成球形結(jié)構(gòu)，肽鏈的這種折疊方式稱為Ig折疊。(1)免疫球蛋白折疊(Igfolding）25功能區(qū)的二級結(jié)構(gòu)是由3-5股反向平行的折疊股各自形成26Ig可變區(qū)的晶體結(jié)構(gòu)顯示，兩個β片層形成了可變區(qū)的骨架，為可變區(qū)提供了結(jié)構(gòu)框架。高變區(qū)在每個β片層的邊緣形成了三個環(huán)狀結(jié)構(gòu)，可變區(qū)序列的變化主要集中在這些環(huán)狀部位。26Ig可變區(qū)的晶體結(jié)構(gòu)顯示，兩個β片層形成了可變區(qū)的骨架，27有著與Ig功能域同源功能域的其他分子,包括MHCI和II類分子,T細胞受體,CD2,CD3,CD4,CD8,ICAMs,VCAM和某些Fc受體。(2)Igsupergenefamily(IgSF)(Ig超基因家族)27有著與Ig功能域同源功能域的其他分子,包括MHCI和I28鉸鏈區(qū)不是一個獨立的功能區(qū)，位于CH1和CH2之間，包括鏈間二硫鍵，富含脯氨酸，具有柔曲性，可以伸展、彎曲和轉(zhuǎn)動，有利于與不同距離的抗原表位結(jié)合，有利于暴露抗體分子的補體結(jié)合點。(四）鉸鏈區(qū)（hingeregion）28鉸鏈區(qū)不是一個獨立的功能區(qū)，位于CH1和CH2之間，包括29(四）鉸鏈區(qū)IgG3和IgD:長

IgG1,2,4,IgA:短;IgM和IgE:無29(四）鉸鏈區(qū)30當(dāng)Ab與Ag結(jié)合時，鉸鏈區(qū)發(fā)生扭曲，使Ab的2個抗原結(jié)合點更好地與2個抗原決定簇互補。(四）鉸鏈區(qū)

含有木瓜蛋白酶、胃蛋白酶的水解位點。意義：闡明Ig分子生物學(xué)作用；構(gòu)建基因工程抗體。30當(dāng)Ab與Ag結(jié)合時，鉸鏈區(qū)發(fā)生扭曲，使Ab的2個抗原結(jié)合311．木瓜蛋白酶的水解片段

裂解部位：鉸鏈區(qū)近N端裂解片段：2Fab+FcFab(fragmentofantigen-

binding,抗原結(jié)合片段)：結(jié)合價為單價，只能結(jié)合一個抗原決定簇，故不能連接成較大的抗原抗體復(fù)合物，不出現(xiàn)凝集或沉淀現(xiàn)象。Fc(fragmentcrystalizable,可結(jié)晶片段):在低溫或低離子強度下可形成結(jié)晶。不含抗原結(jié)合活性。Ig在異種間免疫所具有的抗原性主要存在于Fc段，同時Fc段還具有活化補體、通過胎盤和介導(dǎo)與細菌蛋白結(jié)合等生物學(xué)活性。（五）酶解片段

311．木瓜蛋白酶的水解片段裂解部位：鉸鏈區(qū)近N端（五）酶32（五）酶解片段

裂解部位：鉸鏈C區(qū)端裂解片段：F(ab’)2+pFc’F(ab’)2：結(jié)合抗原為雙價,可出現(xiàn)凝集作用和免疫沉癜。由于F(ab‘)2保持了結(jié)合相應(yīng)抗原的生物學(xué)活性，又減少了Fc段抗原性可能引起的副作用，因而在生物制品中有實際應(yīng)用價值；因缺乏Fc部分，故不具備固定補體及與細胞膜表面Fc受體結(jié)合的功能。pFc’：Fc碎片，不再具有任何生物學(xué)活性。2．胃蛋白酶的水解片段

32（五）酶解片段裂解部位：鉸鏈C區(qū)端2．胃蛋白酶的水解片33二、免疫球蛋白的其它成分33二、免疫球蛋白的其它成分34Ig的其它成分

1.連接鏈（joiningchain，J鏈)(1)化學(xué)本質(zhì)：漿細胞分泌的富含半胱氨酸的多肽鏈，以二硫鍵的形式結(jié)合到Ig重鏈羧基端。(2)存在：IgM（五聚體）,sIgA（雙體）.IgD和IgE常為單體，不含J鏈。(3)主要功能：連接單體Ig分子使其成為多聚體，可能與保持已形成的多聚體的穩(wěn)定性有關(guān).2.分泌片（secretorycomponent，分泌小體,分泌成分）(1)化學(xué)本質(zhì):由粘膜上皮細胞合成的一種多肽，存在于各種外分泌液（如淚液、膽汁、初乳）中，以共價形式與分泌型多聚Ig（IgA或較少見于IgM）形成復(fù)合物，介導(dǎo)其向粘膜上皮外主動輸送，故又稱為多聚免疫球蛋白受體（polymericIgreceptor，pIgR）。(2)作用：幫助IgA穿越黏膜;保護sIgA的鉸鏈區(qū)免受蛋白水解酶降解的作用，增強了黏附作用及防御能力，具有抗炎和抗感染的特征.

J鏈34Ig的其它成分1.連接鏈（joiningchain，35IgA雙體由漿細胞分泌后，與粘膜上皮細胞基底側(cè)表面的pIgR結(jié)合。在酶的作用下，pIgR于跨膜區(qū)與胞外區(qū)之間斷開，形成帶有分泌片的SIgA,被細胞吞飲并被轉(zhuǎn)運至粘膜表面或分泌物中。在穿越粘膜上皮的過程中，IgA也許會與侵入細胞的相應(yīng)抗原結(jié)合，把病原體或其產(chǎn)物從胞內(nèi)帶出到粘膜腔，從而避免對粘膜上皮細胞的傷害。pIgR與IgA結(jié)合，增加了IgA對外分泌液中蛋白水解酶的抵抗。如上皮細胞不能合成pIgR

，會導(dǎo)致外分泌液中缺乏SIgA，患者胃腸道感染后長時間腹瀉。sIgA的轉(zhuǎn)運過程35IgA雙體由漿細胞分泌后，與粘膜上皮細胞基底側(cè)表面的pI36IgA不能通過胎盤，新生兒血清中無IgA抗體。母乳中的分泌型IgA含量最多，可輸送到新生兒的消化管道黏膜中，對新生兒是最為重要的一類抗體。新生兒出生4～6個月后，血中可出現(xiàn)IgA，以后逐漸升高，到青少年期達到高峰。36IgA不能通過胎盤，新生兒血清中無IgA抗體。母乳中的分37第二節(jié)免疫球蛋白的異質(zhì)性37第二節(jié)38抗體的異質(zhì)性抗體的異質(zhì)性即免疫球蛋白的不均一性免疫球蛋白的類型：類、亞類、型、亞型Ig的血清型-----內(nèi)源性因素，抗原性Ig的多樣性-----外源性因素，抗體性38抗體的異質(zhì)性抗體的異質(zhì)性即免疫球蛋白的不均一性39免疫球蛋白既可與相應(yīng)的抗原發(fā)生特異性結(jié)合，其本身也是抗原，又可激發(fā)機體B細胞分泌抗Ig的抗體，產(chǎn)生特異性免疫應(yīng)答。結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)是在免疫球蛋白分子中包含有多種不同的抗原表位，呈現(xiàn)出不同的免疫原性。據(jù)抗體的抗原決定簇存在部位及在異種同體或自體中產(chǎn)生免疫反應(yīng)的差別，抗體的抗原性分為:（一）內(nèi)源因素所致的異質(zhì)性

——Ig血清型（免疫原性）同種型同種異型獨特型39免疫球蛋白既可與相應(yīng)的抗原發(fā)生特異性結(jié)合，其本身也是抗原40同種型(Isotype):

同一種屬所有正常個體共有的Ig的抗原特異性標記，即同種型抗原存在種屬差異，在異種體內(nèi)可誘導(dǎo)產(chǎn)生相應(yīng)的抗體。為種屬型標志，存在于Ig的C區(qū)，包括CH和CL，同種型包括Ig的H鏈的類、亞類和L鏈的型和亞型。40同種型(Isotype):41免疫球蛋白的類型：類（class）：在同一種屬的所有個體內(nèi)，Ig重鏈C區(qū)（CH）所含抗原表位不同（即氨基酸組成、排列、空間構(gòu)型、二硫鍵數(shù)目等），將重鏈分為、、、、鏈五種，與L鏈組成完整的分子，即IgG、IgA、IgM、IgD、IgE。41免疫球蛋白的類型：類（class）：在同一種屬的所有個42

亞類（subclass）：同一類Ig重鏈的抗原性（氨基酸的組成和序列）及二硫鍵數(shù)目和位置不同（鉸鏈區(qū)），可將Ig分為亞類。IgG有IgG1IgG4；IgA有IgA1和IgA2。42亞類（subclass）：43型（type)：在同一種屬所有個體內(nèi)，根據(jù)Ig輕鏈C區(qū)(CL)所含抗原表位的不同，分為兩種：和，與此對應(yīng)的Ig蛋白分為和兩型亞型（subtype）：按λ輕鏈恒定區(qū)（C2）個別氨基酸的差異又可分為λ1,2,3,4四個亞型。OZ(+)(或λ1)：第190位(亮氨酸)OZ(-)(或λ2)：第190位(精氨酸)Kern(+)(或λ3)：第154位(甘氨酸)Kern(-)(或λ4)：第154位(絲氨酸)43型（type)：在同一種屬所有個體內(nèi)，根據(jù)Ig輕鏈C區(qū)(44同一種屬但不同個體間的Ig分子免疫原性的不同，也可刺激同種異體間產(chǎn)生特異性免疫應(yīng)答。它存在于Ig的C區(qū)一個或數(shù)個氨基酸的差異，可能是編碼Ig的結(jié)構(gòu)基因發(fā)生點突變被穩(wěn)定地遺傳下來，可作為遺傳標記。同種異型(Allotype):44同一種屬但不同個體間的Ig分子免疫原性的不同，也可刺激同45同一種屬、同一個體來源的抗體分子，由于不同B細胞克隆產(chǎn)生的IgV區(qū)尤其是CDR區(qū)的氨基酸組成、排列和構(gòu)型的不同，可顯示不同的免疫原性，是每個Ig分子所特有的抗原特異性標志，其表位又稱獨特位?？贵w分子每個Fab片段均存在56個獨特位。單一個體數(shù)量大，108以上。獨特型（Idiotype):45同一種屬、同一個體來源的抗體分子，由于不同B細胞克隆產(chǎn)生46免疫球蛋白血清型血清型分布類別變異部位

同種型同種內(nèi)所有正常個體類（IgG、IgA、IgM、IgD、IgE)CH

亞類（IgG1-4、IgA1-2）CH

型和亞型

CL、CL()同種異型同種內(nèi)不同個體Gm1-Gm30、A2m1-A2m2CH、CL獨特型單細胞克隆產(chǎn)生的Ig極多，＞108CDR（1）IgG的同種異型以Gm表示，G表示γ鏈，m代表標記(marker)。（2）IgA同種異型以Am表示，α2鏈上的同種異型α2H鏈已發(fā)現(xiàn)有A2m1和A2m2兩種。α1H鏈上尚未發(fā)現(xiàn)有同種異型存在。46免疫球蛋白血清型血清型分布47（二）外源性因素所致的異質(zhì)性

——Ig的多樣性不同抗原表位刺激機體產(chǎn)生特異性不同的抗體。同一抗原表位誘生的抗體，其識別抗原的特異性相同，但由于重鏈和輕鏈的類型不同，可產(chǎn)生不同類別和型別的抗體。體內(nèi)所產(chǎn)生的抗體是異質(zhì)性抗體的總和，包含針對各種抗原表位的不同特異性抗體以及對同一表位的不同類型抗體。47（二）外源性因素所致的異質(zhì)性

48

第三節(jié)免疫球蛋白的功能FunctionofIg一、特異性結(jié)合抗原二、激活補體三、結(jié)合FC段受體四、通過胎盤和粘膜48第三節(jié)免疫球蛋白的功能一、特異性結(jié)合抗原494950抗原結(jié)合于抗體的抗原結(jié)合位點的凹處或溝中或展開的表面（一）IgV區(qū)的功能：識別并特異性結(jié)合抗原；中和病毒或毒素，產(chǎn)生凝集和沉淀，有利于吞噬。疫苗50抗原結(jié)合于抗體的抗原結(jié)合位點的凹處或溝中或展開的表面（一51抗原與抗體結(jié)合的力：靜電引力（electrostaticforces）氫鍵:最具特異性（hydrogenbond）范德華引力:作用最小距離近（vanderWaalsinteractions）疏水作用力:作用最大距離近（hydrophobicinteractions）

非共價鍵：51抗原與抗體結(jié)合的力：靜電引力非共價鍵：52抗體分子上一個抗原結(jié)合點（Fab段）與對應(yīng)的抗原決定簇之間相適應(yīng)而存在著的引力，是抗原抗體間固有的結(jié)合力親和力(affinity)抗原抗體的親和力和親合力抗體結(jié)合抗原的親和力是兩者之間吸引力和排斥力的總和。高親和力抗體意味著吻合良好，低親和力抗體吻合不佳。52抗體分子上一個抗原結(jié)合點（Fab段）與對應(yīng)的抗原決定簇之53抗體結(jié)合部位與抗原表位之間結(jié)合的強度，整個抗體分子與抗原物質(zhì)之間的結(jié)合強度。親合力(avidity)抗原抗體親合力示意圖53抗體結(jié)合部位與抗原表位之間結(jié)合的強度，整個抗體分子與抗原54親合力與抗體結(jié)合價直接相關(guān)。即所謂多價優(yōu)勢，如IgG為2價，親合力為單價的103倍，IgM為5-10價，親合力為單價的107倍。54親合力與抗體結(jié)合價直接相關(guān)。即所謂多價優(yōu)勢，如IgG為255（二）C區(qū)的功能1.激活補體（activationofcomplement）利用補體的溶細胞（細胞毒）效應(yīng)溶解抗原靶細胞（IgM:CH3

,

IgG:CH2）55（二）C區(qū)的功能1.激活補體（activationo56MAC(membraneattackcomplex)膜攻擊復(fù)合體PentamericIgM:五聚體IgMStapleform:訂書釘形式的IgM激活補體56MAC(membraneattackcomplex57只有與抗原形成復(fù)合物的抗體才能激活補體57只有與抗原形成復(fù)合物的抗體才能激活補體582.與細胞表面的Fc受體結(jié)合（CombiningFcreceptoroncellsurface）(1)生理作用:誘導(dǎo)細胞功能582.與細胞表面的Fc受體結(jié)合（CombiningFc59(2)抗體依賴細胞介導(dǎo)的細胞毒作用(Antibody-dependentcell-mediatedcytotoxicity,ADCC)59(2)抗體依賴細胞介導(dǎo)的細胞毒作用(Antibody-60NK細胞的ADCC作用Granzyme:顆粒酶60NK細胞的ADCC作用Granzyme:顆粒酶61Macrophages的ADCC作用61Macrophages的ADCC作用62(3)抗體介導(dǎo)的調(diào)理吞噬作用（Opsonization）Lysosome溶酶體Phagosome吞噬小體Phagolysosome吞噬溶酶體

Ag-Ab復(fù)合體被巨噬細胞攝入后在細胞內(nèi)形成吞噬小體,后者與溶酶體融合,形成吞噬溶酶體。抗原可在吞噬溶酶體中被降解,形成具有免疫原性的肽段。

抗體、補體等調(diào)理素（opsonin）,促進吞噬細胞吞噬細菌等顆粒性抗原IgG(IgG1和IgG3)：調(diào)理巨噬細胞吞噬IgE：促進嗜酸性粒細胞的吞噬。62(3)抗體介導(dǎo)的調(diào)理吞噬作用（Opsonization）63（4）病理作用：介導(dǎo)I型超敏反應(yīng)IgE由于其Fc段的結(jié)構(gòu)特點，可在游離情況下與有相應(yīng)受體的細胞(如嗜堿性粒細胞,肥大細胞)表面的IgEFcR（FcεR）結(jié)合,又稱為親細胞抗體。正常人血清中IgE其含量極低，超敏患者明顯升高。IgE誘導(dǎo)的細胞脫顆粒，釋放組胺，合成由細胞質(zhì)來源的介質(zhì)引起I型變態(tài)反應(yīng)。63（4）病理作用：介導(dǎo)I型超敏反應(yīng)IgE由于其Fc段的64

導(dǎo)致超敏反應(yīng)的抗原變應(yīng)原有：藥物、異種動物血清、植物花粉、塵螨、真菌孢子、動物皮屑或羽毛、昆蟲或其毒液以及魚、蝦、蛋、乳、蟹、貝等食物和某些酶類如枯草菌溶素。64導(dǎo)致超敏反應(yīng)的抗原變應(yīng)原有：藥物、異種動物血清、植物花65花粉過敏的發(fā)生機制65花粉過敏的發(fā)生機制666667過敏性休克呼吸道消化道皮膚Ag與兩個或兩個以上IgE分子結(jié)合，使IgE受體發(fā)生交聯(lián)67過敏性休克Ag與兩個或兩個以上IgE分子結(jié)合，使Ig683.穿過胎盤和黏膜靈長目動物、人類以及家兔的IgG是唯一可通過胎盤從母體轉(zhuǎn)移給胎兒的抗體。與IgGFc片段結(jié)構(gòu)有關(guān)，切除Fc段后所剩余的Fab并不能通過胎盤。IgG通過胎盤的作用是一種重要的天然被動免疫，對新生兒抗感染有重要作用。穿過粘膜細胞：分泌片與多聚Ig受體結(jié)合,介導(dǎo)IgA二聚體穿過黏膜，發(fā)揮局部抗感染作用683.穿過胎盤和黏膜靈長目動物、人類以及家兔的IgG是唯一69第四節(jié)各類免疫球蛋白的特性與功能69第四節(jié)各類免疫球蛋白的特性與功能70IgG單體含量最高，機體抗感染的“主力軍”唯一能通過胎盤的抗體，在新生兒抗感染免疫中起重要作用70IgG單體71IgM膜型－單體，B細胞表面，BCR分泌型－5聚體；分子量最大最早出現(xiàn)，抗感染的“先頭部隊”如：血型抗體71IgM膜型－單體，B細胞表面，BCR72IgA血清型:單體分泌型IgA(SIgA)結(jié)構(gòu):功能:存在于粘膜表面及分泌液中（如乳汁）,參與局部的黏膜免疫。72IgA血清型:單體73IgE單體血清中含量最少與肥大細胞和嗜堿性粒細胞表面的FcR結(jié)合，參加I型過敏反應(yīng)73IgE單體74IgD血清型IgD，功能不清楚膜型IgD(mIgD)是B細胞分化成熟的標志。mIgDmIgM未成熟B細胞成熟B細胞74IgD血清型IgD，功能不清楚mIgDmIgM未成75

各類免疫球蛋白的主要區(qū)別

IgGIgMIgASIgAIgDIgE全身性防御抗體++±---局部性防御抗體+早期性防御抗體+介導(dǎo)Ⅰ型超敏反應(yīng)+介導(dǎo)Ⅱ、Ⅲ型超敏反應(yīng)++B細胞膜抗原受體（SmIg）++7576第五節(jié)膜型和分泌型Ig由編碼重鏈的RNA的交替剪切所致膜表面Ig（mIg）和分泌性抗體的H鏈結(jié)構(gòu)相類似，不同的是mIgH的羧基端多含一段穿膜的疏水性氨基酸殘基和胞漿區(qū)。因此mIgH鏈的轉(zhuǎn)錄本要比分泌性IgH鏈轉(zhuǎn)錄本多1～2個外顯子。76第五節(jié)膜型和分泌型Ig由編碼重鏈的RNA的交替剪切所致77第六節(jié)人工制備抗體77第六節(jié)人工制備抗體78多克隆抗體：第一代抗體單克隆抗體：第二代抗體基因工程抗體：

1.嵌合抗體2.改型抗體

3.小分子抗體4.完全人源抗體

5.雙特異抗體重組多克隆抗體：第三代抗體人工制備的抗體根據(jù)制備的原理和方法可分為三類78多克隆抗體：第一代抗體人工制備的抗體根據(jù)制備的原理和方法79一.多克隆抗體（polyclonalantibody）：

大多數(shù)天然抗原物質(zhì)(如細菌或其分泌的外毒素以及各種組織成分等)具有多種不同的抗原決定簇，而每一決定簇都可刺激機體產(chǎn)生一種特異性抗體。多克隆抗體是一種抗原多個抗原決定簇刺激機體后，由多個B細胞分泌的多種特異性抗體的混合物。由于抗體不均一，無論是對抗體分子結(jié)構(gòu)與功能的研究或是臨床應(yīng)用都受到很大限制，因此稱為第一代抗體。79一.多克隆抗體（polyclonalantibody）80二.單克隆抗體（monoclonalantibody,mAb）由單一克隆的B細胞雜交瘤細胞合成和分泌的在理化性質(zhì)、分子結(jié)構(gòu)、遺傳標記以及生物學(xué)特性等方面都是完全相同的均一性抗體，稱之為單克隆抗體。mAb只針對某一特定的抗原決定簇，純度高的抗體，因此稱為第二代抗體。優(yōu)點：高度特異性和均一性。純度高、效價高、無交叉反應(yīng)，易于大量制備，成本低。雜交瘤細胞：骨髓瘤細胞:無限增殖;免疫B細胞:合成和分泌Ab

在醫(yī)學(xué)中的應(yīng)用：（1）診斷試劑：病原體以及腫瘤的診斷。（2）治療試劑：獸醫(yī)臨床上傳染病的治療；醫(yī)學(xué)臨床上抑制器官移植排斥、治療自身免疫疾病、制備生物導(dǎo)彈。（3）檢測試劑：病原體毒力因子；免疫細胞及其它組織細胞表面分子。80二.單克隆抗體（monoclonalantibody,81每一種漿細胞克隆產(chǎn)生一種特異性抗體分子mAb制備的基本原理81每一種漿細胞克隆產(chǎn)生一種特異性抗體分子mAb制備的基本82與抗體有關(guān)的諾貝爾獎獲得者1901VonBehring血清治療1908Ehrlich&Metchnikoff抗體生成、吞噬1972Edelman&Poter抗體分子結(jié)構(gòu)1977Yalow放射免疫測定1984Koler,Milstein&Jerne雜交瘤產(chǎn)生單克隆抗體1987TonegawaIg基因結(jié)構(gòu)82與抗體有關(guān)的諾貝爾獎獲得者1901VonBehring83

單克隆和多克隆抗體的主要區(qū)別pAbmAb 產(chǎn)生細胞 多種漿細胞克隆僅一種漿細胞克隆抗體 非均一性 均一性 純度不高高 特異性不強 強 83單克隆和多克隆抗體的主要區(qū)84三.基因工程抗體(geneticengineering

antibody)人-鼠嵌合抗體(chimericantibody)：鼠Fab-Fc改型抗體

(reshapedhumanizedantibody)：鼠CDR小分子抗體：Fab片段

Fc片段

Fv片段完全人源抗體雙特異性抗體：異源性H2/L2在DNA水平對Ig基因進行切割、拼接或修飾，導(dǎo)入受體細胞表達的抗體。目的：鼠抗人源化，降低免疫源性；用于臨床。84三.基因工程抗體(geneticengineerin851.

人-鼠嵌合抗體：在基因水平上將鼠源性單克隆抗體可變區(qū)和人抗體恒定區(qū)連接起來并在合適的宿主細胞表達2.

改型抗體：將鼠單抗的CDR移植到人單抗的骨架區(qū)單抗對復(fù)雜靶抗原的治療效果相對遜色，特別是對病原體感染的疾病，至今只有一個抗RSV（呼吸道合胞體病毒）人源化抗體上市。851.人-鼠嵌合抗體：在基因水平上將鼠源性單克隆抗體可變863.小分子抗體:Fab片段和Fv優(yōu)點：分子量小，容易穿透組織；Fab與具有殺傷功能的分子如毒素相連，形成生物導(dǎo)彈，F(xiàn)ab起導(dǎo)向作用，定向結(jié)合靶細胞，直接殺死腫瘤。Fv與蛋白融合，改善藥物動力學(xué)，增長半衰期863.小分子抗體:Fab片段和Fv優(yōu)點：分子量小，容易穿874.完全人源抗體噬菌體展示技術(shù)874.完全人源抗體885.雙特異抗體(bispecificantibody)含有兩種不同特異性抗原結(jié)合位點的抗體，一個抗原結(jié)合位點與靶細胞（如腫瘤細胞）結(jié)合，一個與藥物（化療藥，細胞毒性細胞）結(jié)合，在靶細胞和藥物之間架起橋梁，使藥物直接高效地作用于靶細胞，提高療效，減少副作用。885.雙特異抗體(bispecificantibody89Theend89Theend90免疫球蛋白結(jié)構(gòu)和功能（immunoglobulin，Ig）1免疫球蛋白結(jié)構(gòu)和功能（immunoglobulin，Ig）91免疫球蛋白的發(fā)現(xiàn)及定義第一節(jié)免疫球蛋白的結(jié)構(gòu)第二節(jié)免疫球蛋白的異質(zhì)性第三節(jié)免疫球蛋白的功能第四節(jié)各類免疫球蛋白的特性與功能第五節(jié)穿膜型和分泌型Ig第六節(jié)人工制備抗體本章內(nèi)容2免疫球蛋白的發(fā)現(xiàn)及定義本章內(nèi)容92免疫學(xué)是研究宿主免疫系統(tǒng)識別并消除有害生物及其成分的應(yīng)答過程及機制的科學(xué)。什么是免疫學(xué)？3免疫學(xué)是研究宿主免疫系統(tǒng)識別并消除有害生物及其成分的應(yīng)答過93免疫學(xué)經(jīng)歷了四個迅速發(fā)展階段1876年后，多種病原菌被發(fā)現(xiàn)，用已滅活及減毒的病原體制成疫苗，預(yù)防多種傳染病，使疫苗得以廣泛發(fā)展和使用。1900年前后，抗原與抗體的發(fā)現(xiàn)，揭示出“抗原誘導(dǎo)特異抗體產(chǎn)生”這一免疫學(xué)的根本問題，促進了免疫化學(xué)的發(fā)展及抗體的臨床應(yīng)用。1957年后，細胞免疫學(xué)的興起，特異免疫是T及B淋巴細胞對抗原刺激所進行的主動免疫應(yīng)答過程的結(jié)果。1977年后，分子免疫學(xué)的發(fā)展，得以從基因活化的分子水平，理解抗原刺激與淋巴細胞應(yīng)答類型的內(nèi)在聯(lián)系與機制。4免疫學(xué)經(jīng)歷了四個迅速發(fā)展階段1876年后，多種病原菌被發(fā)現(xiàn)94抗體的發(fā)現(xiàn)1890年德國學(xué)者Behring和日本學(xué)者Kitasato用白喉桿菌外毒素免疫動物，在其血清中發(fā)現(xiàn)一種能中和這種外毒素的組分稱為抗毒素。這是在血清中發(fā)現(xiàn)的第一種抗體：白喉抗毒素。1891年應(yīng)用來自動物的免疫血清成功地治療了白喉患者，是第一個被動免疫治療的病例，從此挽救了成千上萬的白喉患兒。Behring于1901年獲得了第一屆諾貝爾醫(yī)學(xué)獎。5抗體的發(fā)現(xiàn)1890年德國學(xué)者Behring和日本學(xué)者Kit95與抗體有關(guān)的諾貝爾獎獲得者1901VonBehring血清治療1908Ehrlich&Metchnikoff抗體生成、吞噬1972Edelman&Poter抗體分子結(jié)構(gòu)1977Yalow放射免疫測定1984Koler,Milstein&Jerne雜交瘤產(chǎn)生單克隆抗體1987TonegawaIg基因結(jié)構(gòu)6與抗體有關(guān)的諾貝爾獎獲得者1901VonBehring血96JohnB.Gurdon，1933年出生于英國的Dippenhall。1960年從牛津大學(xué)獲得博士學(xué)位，曾在加州理工學(xué)院做博士后，于1972年加入劍橋大學(xué)，成為細胞生物學(xué)教授。目前他供職于劍橋Gurdon研究所。ShinyaYamanaka，1962年出生于日本大阪。1987年從神戶大學(xué)獲得MD。在轉(zhuǎn)向基礎(chǔ)研究之前，他曾受訓(xùn)為整形外科醫(yī)生。1993年他從大阪市立大學(xué)獲得博士學(xué)位，之后他曾供職于美國舊金山Gladstone研究所和日本奈良先端科學(xué)技術(shù)大學(xué)院大學(xué)。目前他于日本京都大學(xué)擔(dān)任教授。

2012年諾貝爾生理學(xué)或醫(yī)學(xué)獎發(fā)現(xiàn)成熟細胞可被重編程變?yōu)槎嗄苄杂茖W(xué)家約翰·戈登（JohnB.Gurdon）日本科學(xué)家山中伸彌（ShinyaYamanaka）7JohnB.Gurdon，1933年出生于英國的Dip97免疫球蛋白與抗體免疫球蛋白（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。抗體（antibody，Ab)：機體在抗原物質(zhì)刺激下，由B細胞分化成的漿細胞所產(chǎn)生的、可與相應(yīng)抗原發(fā)生特異性結(jié)合反應(yīng)的免疫球蛋白。主要存在于血清

-球蛋白組分中，分布于體液（血液、淋巴液、組織液及外分泌液）中，主要存在于血清中。8免疫球蛋白與抗體免疫球蛋白（Immunoglobulin，98抗體與免疫球蛋白的發(fā)現(xiàn)（1937TiseliusandKabat）ImmuneseraNormalsera血清蛋白電泳血清蛋白根據(jù)電泳可分為：白蛋白、α、β、γ球蛋白；抗體分布在α、β、γ球蛋白的區(qū)域，但主要分布在γ球蛋白區(qū)域9抗體與免疫球蛋白的發(fā)現(xiàn)ImmuneseraNormal99免疫球蛋白與抗體

Ab和Ig的關(guān)系：抗體并不都在γ區(qū)，γ區(qū)的球蛋白也不一定都具有抗體活性。1964年，世界衛(wèi)生組織（WHO）將具有抗體活性以及與抗體相關(guān)的球蛋白統(tǒng)稱為免疫球蛋白(Ig)。所有抗體都是免疫球蛋白，并非所有免疫球蛋白都具有抗體活性?，F(xiàn)代免疫學(xué)認為，抗體與免疫球蛋白是等同的概念；只是抗體側(cè)重于其生物學(xué)活性的描述，而免疫球蛋白側(cè)重強調(diào)其化學(xué)結(jié)構(gòu)。10免疫球蛋白與抗體Ab和Ig的關(guān)系：抗體并不都在γ區(qū)，γ100分泌型(secretedIg,Sig，血清型抗體)：存在血液和組織中，具有抗體各種免疫功能，由漿細胞產(chǎn)生。膜型(membraneIg,mIg)：B淋巴細胞表面的抗原識別受體，是由成熟B細胞產(chǎn)生的膜表面免疫球蛋白。免疫球蛋白分類：11分泌型(secretedIg,Sig，血清型抗體)101第一節(jié)免疫球蛋白的結(jié)構(gòu)（Igstructure）12第一節(jié)102一、免疫球蛋白的基本結(jié)構(gòu)（basicstructure）13一、免疫球蛋白的基本結(jié)構(gòu)（basicstructure103重鏈與輕鏈可變區(qū)與恒定區(qū)高可變區(qū)（互補決定區(qū)）與框架區(qū)免疫球蛋白折疊（功能域）絞鏈區(qū)免疫球蛋白的基本結(jié)構(gòu)14重鏈與輕鏈免疫球蛋白的基本結(jié)構(gòu)104

兩條重鏈和兩條輕鏈鏈間二硫鍵連接，呈“Y”型上部為N端(氨基端）下部為C端(羧基端）四肽鏈結(jié)構(gòu)15兩條重鏈和兩條輕鏈四肽鏈結(jié)構(gòu)105輕鏈（L鏈）

214aa（25kDa）有兩個由鏈內(nèi)二硫鍵組成的環(huán)肽。分類：kappa(κ)和lambda(λ)2個亞型正常人:≈2：1；小鼠:≈20:1，

和λ的比例異常可能反映免疫系統(tǒng)的異常。（一）輕鏈和重鏈16輕鏈（L鏈）214aa（25kDa）（一）輕鏈和重鏈106（一）輕鏈和重鏈

重鏈（H鏈）450~550aa（50-75kDa)4-5個鏈內(nèi)二硫鍵分為5類：μ、γ、α、δ、ε鏈與輕鏈的鏈或鏈組成完整的Ig分子：17（一）輕鏈和重鏈重鏈（H鏈）450~550aa（5107（二）可變區(qū)和恒定區(qū)

通過對H鏈或L鏈的氨基酸序列比較分析，發(fā)現(xiàn)：N-末端序列變化很大，稱此區(qū)為可變區(qū)（V區(qū)）C-末端氨基酸相對穩(wěn)定，變化很小，稱此區(qū)為恒定區(qū)（C區(qū)）18（二）可變區(qū)和恒定區(qū)通過對H鏈或L鏈的氨基酸序列比108多肽鏈的N端，輕鏈的1/2與重鏈的1/4氨基酸種類、排列順序差異較大，構(gòu)成抗體的多樣性可變區(qū)(Variabledomain,V區(qū))19多肽鏈的N端，輕鏈的1/2與重鏈的1/4可變區(qū)(Vari109高變區(qū)(hypervariableregion，HVR)或互補決定區(qū)(complementaritydeterminingregion,CDR)：氨基酸組成和排列順序高度可變。VL有3個HVR，VH有3個HVR，分別稱為VL和VH的HVR1,2,3(CDR1,2,3)，三個高變區(qū)共同組成Ig的抗原結(jié)合部位?？勺儏^(qū)20高變區(qū)(hypervariableregion，HVR110

骨架區(qū)(frameworkregion,FR):CDR之外V區(qū)的氨基酸組成和排列順序變化較小?？勺儏^(qū)21骨架區(qū)(frameworkregion,FR):111多肽鏈的C端，輕鏈1/2(CL),重鏈3/4(CH1,CH2,CH3)同一種屬個體，產(chǎn)生針對不同抗原的同一類別Ig，C區(qū)氨基酸組成和排列順序恒定，是制備第二抗體進行標記的基礎(chǔ)重鏈恒定區(qū)氨基酸組成及排列順序不同，抗體分為5種：恒定區(qū)(constantregion,C區(qū)）22多肽鏈的C端，輕鏈1/2(CL),重鏈3/4(CH1,C112（三）結(jié)構(gòu)域（domain）L鏈：VL區(qū)CL區(qū)H鏈：VH區(qū)

CH1區(qū)

CH2區(qū)

CH3區(qū)(IgG、IgA、IgD)CH4區(qū)(IgM,IgE)Ig的H鏈、L鏈每隔110個氨基酸殘基序列即由鏈內(nèi)二硫鍵連接折疊形成一個能行使特定功能的球性單位，又叫功能區(qū)（domain）。23（三）結(jié)構(gòu)域（domain）L鏈：VL區(qū)CL區(qū)Ig的H113V區(qū)VL+VH功能區(qū)：抗原結(jié)合部位CH3功能區(qū)：與Fc受體結(jié)合的部位CL和CH1區(qū)：同種異型抗體的遺傳標記。CH2區(qū)：IgG的CH2和IgM的CH3具有補體C1q結(jié)合位點；IgG借助CH2可通過胎盤免疫球蛋白各結(jié)構(gòu)域的主要功能：

C區(qū)24V區(qū)VL+VH功能區(qū)：抗原結(jié)合部位CH3功能區(qū)：與Fc114

功能區(qū)的二級結(jié)構(gòu)是由3-5股反向平行的折疊股各自形成兩個片層，每個折疊股由5-10個氨基酸殘基組成，二硫鍵垂直連接兩個片層，形成球形結(jié)構(gòu)，肽鏈的這種折疊方式稱為Ig折疊。(1)免疫球蛋白折疊(Igfolding）25功能區(qū)的二級結(jié)構(gòu)是由3-5股反向平行的折疊股各自形成115Ig可變區(qū)的晶體結(jié)構(gòu)顯示，兩個β片層形成了可變區(qū)的骨架，為可變區(qū)提供了結(jié)構(gòu)框架。高變區(qū)在每個β片層的邊緣形成了三個環(huán)狀結(jié)構(gòu)，可變區(qū)序列的變化主要集中在這些環(huán)狀部位。26Ig可變區(qū)的晶體結(jié)構(gòu)顯示，兩個β片層形成了可變區(qū)的骨架，116有著與Ig功能域同源功能域的其他分子,包括MHCI和II類分子,T細胞受體,CD2,CD3,CD4,CD8,ICAMs,VCAM和某些Fc受體。(2)Igsupergenefamily(IgSF)(Ig超基因家族)27有著與Ig功能域同源功能域的其他分子,包括MHCI和I117鉸鏈區(qū)不是一個獨立的功能區(qū)，位于CH1和CH2之間，包括鏈間二硫鍵，富含脯氨酸，具有柔曲性，可以伸展、彎曲和轉(zhuǎn)動，有利于與不同距離的抗原表位結(jié)合，有利于暴露抗體分子的補體結(jié)合點。(四）鉸鏈區(qū)（hingeregion）28鉸鏈區(qū)不是一個獨立的功能區(qū)，位于CH1和CH2之間，包括118(四）鉸鏈區(qū)IgG3和IgD:長

IgG1,2,4,IgA:短;IgM和IgE:無29(四）鉸鏈區(qū)119當(dāng)Ab與Ag結(jié)合時，鉸鏈區(qū)發(fā)生扭曲，使Ab的2個抗原結(jié)合點更好地與2個抗原決定簇互補。(四）鉸鏈區(qū)

含有木瓜蛋白酶、胃蛋白酶的水解位點。意義：闡明Ig分子生物學(xué)作用；構(gòu)建基因工程抗體。30當(dāng)Ab與Ag結(jié)合時，鉸鏈區(qū)發(fā)生扭曲，使Ab的2個抗原結(jié)合1201．木瓜蛋白酶的水解片段

裂解部位：鉸鏈區(qū)近N端裂解片段：2Fab+FcFab(fragmentofantigen-

binding,抗原結(jié)合片段)：結(jié)合價為單價，只能結(jié)合一個抗原決定簇，故不能連接成較大的抗原抗體復(fù)合物，不出現(xiàn)凝集或沉淀現(xiàn)象。Fc(fragmentcrystalizable,可結(jié)晶片段):在低溫或低離子強度下可形成結(jié)晶。不含抗原結(jié)合活性。Ig在異種間免疫所具有的抗原性主要存在于Fc段，同時Fc段還具有活化補體、通過胎盤和介導(dǎo)與細菌蛋白結(jié)合等生物學(xué)活性。（五）酶解片段

311．木瓜蛋白酶的水解片段裂解部位：鉸鏈區(qū)近N端（五）酶121（五）酶解片段

裂解部位：鉸鏈C區(qū)端裂解片段：F(ab’)2+pFc’F(ab’)2：結(jié)合抗原為雙價,可出現(xiàn)凝集作用和免疫沉癜。由于F(ab‘)2保持了結(jié)合相應(yīng)抗原的生物學(xué)活性，又減少了Fc段抗原性可能引起的副作用，因而在生物制品中有實際應(yīng)用價值；因缺乏Fc部分，故不具備固定補體及與細胞膜表面Fc受體結(jié)合的功能。pFc’：Fc碎片，不再具有任何生物學(xué)活性。2．胃蛋白酶的水解片段

32（五）酶解片段裂解部位：鉸鏈C區(qū)端2．胃蛋白酶的水解片122二、免疫球蛋白的其它成分33二、免疫球蛋白的其它成分123Ig的其它成分

1.連接鏈（joiningchain，J鏈)(1)化學(xué)本質(zhì)：漿細胞分泌的富含半胱氨酸的多肽鏈，以二硫鍵的形式結(jié)合到Ig重鏈羧基端。(2)存在：IgM（五聚體）,sIgA（雙體）.IgD和IgE常為單體，不含J鏈。(3)主要功能：連接單體Ig分子使其成為多聚體，可能與保持已形成的多聚體的穩(wěn)定性有關(guān).2.分泌片（secretorycomponent，分泌小體,分泌成分）(1)化學(xué)本質(zhì):由粘膜上皮細胞合成的一種多肽，存在于各種外分泌液（如淚液、膽汁、初乳）中，以共價形式與分泌型多聚Ig（IgA或較少見于IgM）形成復(fù)合物，介導(dǎo)其向粘膜上皮外主動輸送，故又稱為多聚免疫球蛋白受體（polymericIgreceptor，pIgR）。(2)作用：幫助IgA穿越黏膜;保護sIgA的鉸鏈區(qū)免受蛋白水解酶降解的作用，增強了黏附作用及防御能力，具有抗炎和抗感染的特征.

J鏈34Ig的其它成分1.連接鏈（joiningchain，124IgA雙體由漿細胞分泌后，與粘膜上皮細胞基底側(cè)表面的pIgR結(jié)合。在酶的作用下，pIgR于跨膜區(qū)與胞外區(qū)之間斷開，形成帶有分泌片的SIgA,被細胞吞飲并被轉(zhuǎn)運至粘膜表面或分泌物中。在穿越粘膜上皮的過程中，IgA也許會與侵入細胞的相應(yīng)抗原結(jié)合，把病原體或其產(chǎn)物從胞內(nèi)帶出到粘膜腔，從而避免對粘膜上皮細胞的傷害。pIgR與IgA結(jié)合，增加了IgA對外分泌液中蛋白水解酶的抵抗。如上皮細胞不能合成pIgR

，會導(dǎo)致外分泌液中缺乏SIgA，患者胃腸道感染后長時間腹瀉。sIgA的轉(zhuǎn)運過程35IgA雙體由漿細胞分泌后，與粘膜上皮細胞基底側(cè)表面的pI125IgA不能通過胎盤，新生兒血清中無IgA抗體。母乳中的分泌型IgA含量最多，可輸送到新生兒的消化管道黏膜中，對新生兒是最為重要的一類抗體。新生兒出生4～6個月后，血中可出現(xiàn)IgA，以后逐漸升高，到青少年期達到高峰。36IgA不能通過胎盤，新生兒血清中無IgA抗體。母乳中的分126第二節(jié)免疫球蛋白的異質(zhì)性37第二節(jié)127抗體的異質(zhì)性抗體的異質(zhì)性即免疫球蛋白的不均一性免疫球蛋白的類型：類、亞類、型、亞型Ig的血清型-----內(nèi)源性因素，抗原性Ig的多樣性-----外源性因素，抗體性38抗體的異質(zhì)性抗體的異質(zhì)性即免疫球蛋白的不均一性128免疫球蛋白既可與相應(yīng)的抗原發(fā)生特異性結(jié)合，其本身也是抗原，又可激發(fā)機體B細胞分泌抗Ig的抗體，產(chǎn)生特異性免疫應(yīng)答。結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)是在免疫球蛋白分子中包含有多種不同的抗原表位，呈現(xiàn)出不同的免疫原性。據(jù)抗體的抗原決定簇存在部位及在異種同體或自體中產(chǎn)生免疫反應(yīng)的差別，抗體的抗原性分為:（一）內(nèi)源因素所致的異質(zhì)性

——Ig血清型（免疫原性）同種型同種異型獨特型39免疫球蛋白既可與相應(yīng)的抗原發(fā)生特異性結(jié)合，其本身也是抗原129同種型(Isotype):

同一種屬所有正常個體共有的Ig的抗原特異性標記，即同種型抗原存在種屬差異，在異種體內(nèi)可誘導(dǎo)產(chǎn)生相應(yīng)的抗體。為種屬型標志，存在于Ig的C區(qū)，包括CH和CL，同種型包括Ig的H鏈的類、亞類和L鏈的型和亞型。40同種型(Isotype):130免疫球蛋白的類型：類（class）：在同一種屬的所有個體內(nèi)，Ig重鏈C區(qū)（CH）所含抗原表位不同（即氨基酸組成、排列、空間構(gòu)型、二硫鍵數(shù)目等），將重鏈分為、、、、鏈五種，與L鏈組成完整的分子，即IgG、IgA、IgM、IgD、IgE。41免疫球蛋白的類型：類（class）：在同一種屬的所有個131

亞類（subclass）：同一類Ig重鏈的抗原性（氨基酸的組成和序列）及二硫鍵數(shù)目和位置不同（鉸鏈區(qū)），可將Ig分為亞類。IgG有IgG1IgG4；IgA有IgA1和IgA2。42亞類（subclass）：132型（type)：在同一種屬所有個體內(nèi)，根據(jù)Ig輕鏈C區(qū)(CL)所含抗原表位的不同，分為兩種：和，與此對應(yīng)的Ig蛋白分為和兩型亞型（subtype）：按λ輕鏈恒定區(qū)（C2）個別氨基酸的差異又可分為λ1,2,3,4四個亞型。OZ(+)(或λ1)：第190位(亮氨酸)OZ(-)(或λ2)：第190位(精氨酸)Kern(+)(或λ3)：第154位(甘氨酸)Kern(-)(或λ4)：第154位(絲氨酸)43型（type)：在同一種屬所有個體內(nèi)，根據(jù)Ig輕鏈C區(qū)(133同一種屬但不同個體間的Ig分子免疫原性的不同，也可刺激同種異體間產(chǎn)生特異性免疫應(yīng)答。它存在于Ig的C區(qū)一個或數(shù)個氨基酸的差異，可能是編碼Ig的結(jié)構(gòu)基因發(fā)生點突變被穩(wěn)定地遺傳下來，可作為遺傳標記。同種異型(Allotype):44同一種屬但不同個體間的Ig分子免疫原性的不同，也可刺激同134同一種屬、同一個體來源的抗體分子，由于不同B細胞克隆產(chǎn)生的IgV區(qū)尤其是CDR區(qū)的氨基酸組成、排列和構(gòu)型的不同，可顯示不同的免疫原性，是每個Ig分子所特有的抗原特異性標志，其表位又稱獨特位?？贵w分子每個Fab片段均存在56個獨特位。單一個體數(shù)量大，108以上。獨特型（Idiotype):45同一種屬、同一個體來源的抗體分子，由于不同B細胞克隆產(chǎn)生135免疫球蛋白血清型血清型分布類別變異部位

同種型同種內(nèi)所有正常個體類（IgG、IgA、IgM、IgD、IgE)CH

亞類（IgG1-4、IgA1-2）CH

型和亞型

CL、CL()同種異型同種內(nèi)不同個體Gm1-Gm30、A2m1-A2m2CH、CL獨特型單細胞克隆產(chǎn)生的Ig極多，＞108CDR（1）IgG的同種異型以Gm表示，G表示γ鏈，m代表標記(marker)。（2）IgA同種異型以Am表示，α2鏈上的同種異型α2H鏈已發(fā)現(xiàn)有A2m1和A2m2兩種。α1H鏈上尚未發(fā)現(xiàn)有同種異型存在。46免疫球蛋白血清型血清型分布136（二）外源性因素所致的異質(zhì)性

——Ig的多樣性不同抗原表位刺激機體產(chǎn)生特異性不同的抗體。同一抗原表位誘生的抗體，其識別抗原的特異性相同，但由于重鏈和輕鏈的類型不同，可產(chǎn)生不同類別和型別的抗體。體內(nèi)所產(chǎn)生的抗體是異質(zhì)性抗體的總和，包含針對各種抗原表位的不同特異性抗體以及對同一表位的不同類型抗體。47（二）外源性因素所致的異質(zhì)性

137

第三節(jié)免疫球蛋白的功能FunctionofIg一、特異性結(jié)合抗原二、激活補體三、結(jié)合FC段受體四、通過胎盤和粘膜48第三節(jié)免疫球蛋白的功能一、特異性結(jié)合抗原13849139抗原結(jié)合于抗體的抗原結(jié)合位點的凹處或溝中或展開的表面（一）IgV區(qū)的功能：識別并特異性結(jié)合抗原；中和病毒或毒素，產(chǎn)生凝集和沉淀，有利于吞噬。疫苗50抗原結(jié)合于抗體的抗原結(jié)合位點的凹處或溝中或展開的表面（一140抗原與抗體結(jié)合的力：靜電引力（electrostaticforces）氫鍵:最具特異性（hydrogenbond）范德華引力:作用最小距離近（vanderWaalsinteractions）疏水作用力:作用最大距離近（hydrophobicinteractions）

非共價鍵：51抗原與抗體結(jié)合的力：靜電引力非共價鍵：141抗體分子上一個抗原結(jié)合點（Fab段）與對應(yīng)的抗原決定簇之間相適應(yīng)而存在著的引力，是抗原抗體間固有的結(jié)合力親和力(affinity)抗原抗體的親和力和親合力抗體結(jié)合抗原的親和力是兩者之間吸引力和排斥力的總和。高親和力抗體意味著吻合良好，低親和力抗體吻合不佳。52抗體分子上一個抗原結(jié)合點（Fab段）與對應(yīng)的抗原決定簇之142抗體結(jié)合部位與抗原表位之間結(jié)合的強度，整個抗體分子與抗原物質(zhì)之間的結(jié)合強度。親合力(avidity)抗原抗體親合力示意圖53抗體結(jié)合部位與抗原表位之間結(jié)合的強度，整個抗體分子與抗原143親合力與抗體結(jié)合價直接相關(guān)。即所謂多價優(yōu)勢，如IgG為2價，親合力為單價的103倍，IgM為5-10價，親合力為單價的107倍。54親合力與抗體結(jié)合價直接相關(guān)。即所謂多價優(yōu)勢，如IgG為2144（二）C區(qū)的功能1.激活補體（activationofcomplement）利用補體的溶細胞（細胞毒）效應(yīng)溶解抗原靶細胞（IgM:CH3

,

IgG:CH2）55（二）C區(qū)的功能1.激活補體（activationo145MAC(membraneattackcomplex)膜攻擊復(fù)合體PentamericIgM:五聚體IgMStapleform:訂書釘形式的IgM激活補體56MAC(membraneattackcomplex146只有與抗原形成復(fù)合物的抗體才能激活補體57只有與抗原形成復(fù)合物的抗體才能激活補體1472.與細胞表面的Fc受體結(jié)合（CombiningFcreceptoroncellsurface）(1)生理作用:誘導(dǎo)細胞功能582.與細胞表面的Fc受體結(jié)合（CombiningFc148(2)抗體依賴細胞介導(dǎo)的細胞毒作用(Antibody-dependentcell-mediatedcytotoxicity,ADCC)59(2)抗體依賴細胞介導(dǎo)的細胞毒作用(Antibody-149NK細胞的ADCC作用Granzyme:顆粒酶60NK細胞的ADCC作用Granzyme:顆粒酶150Macrophages的ADCC作用61Macrophages的ADCC作用151(3)抗體介導(dǎo)的調(diào)理吞噬作用（Opsonization）Lysosome溶酶體Phagosome吞噬小體Phagolysosome吞噬溶酶體

Ag-Ab復(fù)合體被巨噬細胞攝入后在細胞內(nèi)形成吞噬小體,后者與溶酶體融合,形成吞噬溶酶體?？乖稍谕淌扇苊阁w中被降解,形成具有免疫原性的肽段。

抗體、補體等調(diào)理素（opsonin）,促進吞噬細胞吞噬細菌等顆粒性抗原IgG(IgG1和IgG3)：調(diào)理巨噬細胞吞噬IgE：促進嗜酸性粒細胞的吞噬。62(3)抗體介導(dǎo)的調(diào)理吞噬作用（Opsonization）152（4）病理作用：介導(dǎo)I型超敏反應(yīng)IgE由于其Fc段的結(jié)構(gòu)特點，可在游離情況下與有相應(yīng)受體的細胞(如嗜堿性粒細胞,肥大細胞)表面的IgEFcR（FcεR）結(jié)合,又稱為親細胞抗體。正常人血清中IgE其含量極低，超敏患者明顯升高。IgE誘導(dǎo)的細胞脫顆粒，釋放組胺，合成由細胞質(zhì)來源的介質(zhì)引起I型變態(tài)反應(yīng)。63（4）病理作用：介導(dǎo)I型超敏反應(yīng)IgE由于其Fc段的153

導(dǎo)致超敏反應(yīng)的抗原變應(yīng)原有：藥物、異種動物血清、植物花粉、塵螨、真菌孢子、動物皮屑或羽毛、昆蟲或其毒液以及魚、蝦、蛋、乳、蟹、貝等食物和某些酶類如枯草菌溶素。64導(dǎo)致超敏反應(yīng)的抗原變應(yīng)原有：藥物、異種動物血清、植物花154花粉過敏的發(fā)生機制65花粉過敏的發(fā)生機制15566156過敏性休克呼吸道消化道皮膚Ag與兩個或兩個以上IgE分子結(jié)合，使IgE受體發(fā)生交聯(lián)67過敏性休克Ag與兩個或兩個以上IgE分子結(jié)合，使Ig1573.穿過胎盤和黏膜靈長目動物、人類以及家兔的IgG是唯一可通過胎盤從母體轉(zhuǎn)移給胎兒的抗體。與IgGFc片段結(jié)構(gòu)有關(guān)，切除Fc段后所剩余的Fab并不能通過胎盤。IgG通過胎盤的作用是一種重要的天然被動免疫，對新生兒抗感染有重要作用。穿過粘膜細胞：分泌片與多聚Ig受體結(jié)合,介導(dǎo)IgA二聚體穿過黏膜，發(fā)揮局部抗感染作用683.穿過胎盤和黏膜靈長目動物、人類以及家兔的IgG是唯一158第四節(jié)各類免疫球蛋白的特性與功能69第四節(jié)各類免疫球蛋白的特性與功能159IgG單體含量最高，機體抗感染的“主力軍”唯一能通過胎盤的抗體，在新生兒抗感染免疫中起重要作用70IgG單體160IgM膜型－單體，B細胞表面，BCR分泌型－5聚體；分子量最大最早出現(xiàn)，抗感染的“先頭部隊”如：血型抗體71IgM膜型－單體，B細胞表面，BCR161IgA血清型:單體分泌型IgA(SIgA)結(jié)構(gòu):功能:存在于粘膜表面及分泌液中（如乳汁）,參與局部的黏膜免疫。72IgA血清型:單體162IgE單體血清中含量最少與肥大細胞和嗜堿性粒細胞表面的FcR結(jié)合，參加I型過敏反應(yīng)73IgE單體163IgD血清型IgD，功能不清楚膜型IgD(mI