第三章-免疫球蛋白-課件

第三章免疫球蛋白（immunoglobulin，Ig）第三章免疫球蛋白（immunoglobulin，Ig）第一節(jié)

免疫球蛋白的結構與類別1.抗體（antibody，Ab）2.免疫球蛋白Ig一、免疫球蛋白的基本結構

二、免疫球蛋白的功能區(qū)（結構域）3.抗原的異質(zhì)性及其抗原決定族

４.免疫球蛋白的功能區(qū)（結構域）第一節(jié)

免疫球蛋白的結構與類別1.抗體（antibod1.抗體（antibody，Ab）①概念：B細胞在抗原的刺激下分化為漿細胞，產(chǎn)生具有與相應抗原發(fā)生特異性結合反應的免疫球蛋白，稱為抗體。具有抗體活性或化學結構與抗體相似的球蛋白統(tǒng)稱為免疫球蛋白。

Ig=Ab+化學結構類似物Ab=IgIg

≠

Ab1.抗體（antibody，Ab）①概念：②存在部位：血清、其他體液或外分泌液中。將抗體介導的免疫稱為體液免疫。將含有抗體的血清稱為抗血清或免疫血清。③電泳區(qū)帶：大部分在γ區(qū)帶，故曾有γ球蛋白（或丙種球蛋白）之稱。②存在部位：第三章--免疫球蛋白-課件具有抗體活性或化學結構與抗體相似的球蛋白統(tǒng)稱為免疫球蛋白。

Ig=Ab+化學結構類似物Ab=IgIg

≠

Ab2.免疫球蛋白Ig具有抗體活性或化學結構與抗體相似的球蛋白統(tǒng)稱為免疫球蛋白。免疫球蛋白的水解片段（一）木瓜蛋白酶的水解作用

二個相同的單價抗原結合片段

（fragmentofantigen-binding，F(xiàn)ab段）

一個可結晶片段（crystalizablefragment，F(xiàn)c段）

木瓜蛋白酶水解IgGFab段保留了特異性結合抗原的功能。Fc段保留了重鏈的抗原性和Ig相應功能區(qū)的生物學活性。免疫球蛋白的水解片段（一）木瓜蛋白酶的水解作用二個相同的第三章--免疫球蛋白-課件（三）意義1.有利于闡明Ig的結構及生物活性2.有利于生物制品的生產(chǎn)和純化，避免超敏反應的發(fā)生。（二）胃蛋白酶的水解作用胃蛋白酶水解一個與抗原雙價結合的F（ab’）2段小分子多肽碎片（pFc’）（無生物學活性）IgG（三）意義（二）胃蛋白酶的水解作用胃蛋白酶水解一個與抗原雙價

由二硫鍵相連的四條對稱的多肽鏈構成的單體。形成一“Y”字形結構。重鏈輕鏈一、免疫球蛋白的基本結構由二硫鍵相連的四條對稱的多肽鏈構成的單體。形成一“Y”字第三章--免疫球蛋白-課件（一）重鏈與輕鏈

1.重鏈（heavychain，H鏈）450～550個氨基酸殘基，分子量約55～75kD。根據(jù)Ig重鏈抗原性的差異，Ig可分為五類即IgG、IgM、IgA、IgD、IgE，相應H鏈為γ、μ、α、δ及ε鏈。（一）重鏈與輕鏈第三章--免疫球蛋白-課件2.輕鏈輕鏈為重鏈的1/2，約由214個氨基酸組成。根據(jù)輕鏈的不同，分為κ、λ兩型。正常人血清Ig的κ:λ=2:1天然的Ig單體結構中，兩條重鏈同類，兩條輕鏈同型。2.輕鏈

（二）可變區(qū)和恒定區(qū)（二）可變區(qū)和恒定區(qū)1.可變區(qū)（variableregion，V區(qū)）近N端的1/2L鏈和1/4（或1/5）H鏈，氨基酸的組成及序列變化較大，而得名。⑴高變區(qū)（hypervariableregion，HVR）V區(qū)內(nèi)變化最為劇烈的特定部位。L鏈3個，H鏈3個。因其在空間結構上可與抗原決定簇形成精密的互補，故又稱互補性決定區(qū)（complementaritydetermingregion，CDR）1.可變區(qū)（variableregion，V區(qū)）第三章--免疫球蛋白-課件第三章--免疫球蛋白-課件不同Ig分子在超變區(qū)結構上各自具有獨特的氨基酸排序和構型特點，也稱為Ig分子的獨特型或獨特型決定簇。超變區(qū)、互補性決定區(qū)和獨特型決定簇指的是Ig分子中的同一結構部位，只是從不同的角度闡述而已。不同Ig分子在超變區(qū)結構上各自具有獨特的氨基酸排序和構型特點第三章--免疫球蛋白-課件⑵骨架區(qū)（frameworkregion，F(xiàn)R）Ig分子V區(qū)超變區(qū)之外的部位，其氨基酸組成及排列相對保守。作用：主要是穩(wěn)定CDR的空間構型，以利IgCDR與抗原表位精細的特異性結合。⑵骨架區(qū)（frameworkregion，F(xiàn)R）2.恒定區(qū)（constantregion，C區(qū)）近C端的1/2L鏈及3/4（或4/5）H鏈。氨基酸組成在同一物種的同一類Ig中相對穩(wěn)定。2.恒定區(qū)（constantregion，C區(qū)）（三）其他結構1.J鏈（jioningchain，J鏈）

由漿細胞合成。主要作用：在H鏈的羧基端將Ig單體連接成雙體或多聚體，起穩(wěn)定多聚體結構及參與體內(nèi)運轉的作用。（三）其他結構第三章--免疫球蛋白-課件2.分泌片（secretorypiece，SP）由粘膜上皮細胞合成。是分泌型IgA（SIgA）的結構成分。作用：保護SIgA抵抗外分泌液中蛋白酶的降解作用和介導多聚IgA向粘膜上皮外主動輸送的作用。2.分泌片（secretorypiece，SP）第三章--免疫球蛋白-課件第三章--免疫球蛋白-課件

3.抗體的異質(zhì)性概念抗體的異質(zhì)性指抗體中的免疫球蛋白的不均一性．不同抗原→不同抗體Ｉg本身也是抗原一.同種型（isotype）同一種屬每個個體都具有的免疫球蛋白的抗原特異性，其抗原決定簇主要存在于Ig的C區(qū)。特異性類型：同種型同種異型獨特型3.抗體的異質(zhì)性概念一.同種型（isotype）特異性類型二.同種異型（allotype）同一種屬不同個體之間免疫球蛋白也具有的差異性，主要反映在分子的CH和CL上的一個或數(shù)個氨基酸的差異(geneticmarkers---遺傳標志)。

Gm因子：Gm1～30Am因子：A2m1，A2m2Km因子：Km1，Km2，Km3三.獨特型（idiotype）在同一個體內(nèi)，不同B細胞克隆所產(chǎn)生的免疫球蛋白分子V區(qū)以及T、B細胞表面抗原受體V區(qū)所具有的抗原特異性不同。二.同種異型（allotype）第三章--免疫球蛋白-課件

４.免疫球蛋白的功能區(qū)（結構域）約由110個氨基酸組成。由鏈內(nèi)二硫鍵連接并經(jīng)β-片層折疊形成的具有特定功能的球形結構域，稱為Ig的功能區(qū)或結構域。

（一）功能區(qū)的名稱

L鏈：VL、CLH鏈：CH1、CH2、CH3、CH4（IgM和IgE有）４.免疫球蛋白的功能區(qū)（結構域）約由110個氨基酸組成。由Β桶狀結構或β三明治結構Β桶狀結構或β三明治結構第三章--免疫球蛋白-課件

（二）V區(qū)的功能-----識別并特異性結合抗原

抗體分子：單體（IgG,IgE)---2價二聚體(分泌型IgA)---4價五聚體(IgM)---10價（5價）實際意義:a.中和效應---中和毒素和病毒

b.與Ag結合---促吞噬細胞吞噬第三章--免疫球蛋白-課件

（三）

C區(qū)的功能

1.激活補體系統(tǒng)

Ab(IgM、IgG)+Ag

C1q

補體經(jīng)典途徑

IgG4、IgA和IgE的凝聚物

補體旁路途徑

2.介導免疫細胞活性

(1).調(diào)理作用（opsonization）：IgG+抗原(顆粒性)

FcγR（單核、巨噬細胞及中性粒細胞）

促吞噬細胞吞噬；

(2).抗體依賴的細胞介導的細胞毒作用（ADCC）：IgG+抗原(靶細胞)

FcγR（NK細胞）

殺傷靶細胞；

(3).介導超敏反應：Ⅰ型、Ⅱ型和Ⅲ型超敏反應。（三）C區(qū)的功能第三章--免疫球蛋白-課件第三章--免疫球蛋白-課件第三章--免疫球蛋白-課件（四）鉸鏈區(qū)（hingeregion）

位于CH1～CH2之間。富含脯氨酸，對蛋白酶敏感，易伸展彎曲。

作用：1.彎曲利于V區(qū)與不同距離的抗原表位結合。

2.使Ig分子發(fā)生“T”

“Y”的構型改變，暴露補體結合位點。（四）鉸鏈區(qū)（hingeregion）第三章--免疫球蛋白-課件“T”“Y”“T”“Y”５．免疫球蛋白類別（特點與功能）一、IgG

1.單體。血清中含量最高?？煞譃樗膫€亞類，各亞類的生物學活性有差異。2.主要的抗感染抗體。具有抗菌、抗病毒、中和毒素、免疫調(diào)理及ADCC作用。3.唯一通過胎盤的抗體（有自然自動免疫作用）。５．免疫球蛋白類別（特點與功能）一、IgG4.半衰期約16～24天，故臨床應用以2～3重復為宜。治療用的丙球的主要成分為IgG（有人工被動免疫作用）。5.可結合SPA，以純化抗體，用于免疫診斷。6.某些自身抗體和引起ⅡⅢ型超敏反應的抗體屬此類。4.半衰期約16～24天，故臨床應用以2～3重復為宜。治療用第三章--免疫球蛋白-課件二、IgM1.為五聚體。又稱巨球蛋白。激活補體和免疫調(diào)理作用較IgG強。2.個體發(fā)育中合成最早的Ig。3.半衰期較短，有助于感染性疾病的早期診斷。4.天然的血型抗體。5.單體的IgM是細胞膜表面型免疫球蛋白。二、IgMIgM

J鏈IgM抗體結構分泌型IgM膜型IgMsIgM

IgaIgbIgaIgbIgMJ鏈IgM抗

三、IgA1.有血清型和分泌型。血清型有兩個亞類。2.分泌型IgA（SIgA）存在于外分泌液中，初乳中含量較高。3.SIgA的分子結構中有J鏈和SP。后者是粘膜上皮細胞的多聚Ig受體的胞外區(qū)。4.SIgA是皮膚和粘膜表面局部抗感染的重要因素（如免疫屏障、中和病毒及抑制病毒復制的作用）。

三、IgA四、IgE1.血清中含量極低。2.對肥大細胞及嗜堿性粒細胞有高度的親和力。與Ⅰ型超敏反應的發(fā)生有關。3.可能與機體抗寄生蟲免疫有關。五、IgD1.血清含量極低。2.對蛋白酶敏感，極易降解。四、IgE

第二節(jié)免疫球蛋白基因

一.免疫球蛋白的基因庫

H基因庫（重鏈基因連鎖群）：

---第14號染色體

κ基因庫（κ鏈基因連鎖群）：

---第2號染色體

λ基因庫（λ鏈基因連鎖群）：

---第22號染色體

二.Ig的基因結構及其重排和表達

κ鏈：Vκ(約100個)、Jκ(5個)、Cκ(1個)λ鏈：Vλ(約30個)、Jλ-Cλ(4個)

H鏈：

V基因(約95個)D基因(27個)J基因(6個)C基因(9個)

V區(qū)V區(qū)第三章--免疫球蛋白-課件

三.Ig的類別轉換（classswitching）

一個B細胞克隆在分化過程中V-D-J功能性基因片段保持不變，而發(fā)生C基因重排，使其表達的抗體分子發(fā)生H鏈類的改變，稱為類別轉換。

B細胞克隆

IgM

IgGIFN-γ

IL-4IgE三.Ig的類別轉換（classswitching）Ig第三章--免疫球蛋白-課件

一．體液免疫應答與抗體的產(chǎn)生

初次應答（primaryresponse）

---抗原初次進入機體所產(chǎn)生的應答。特點：潛伏期(誘導期)長(約7～10天)；抗體的種類以IgM為主；抗體親和力低；維持時間短；總抗體水平低。第三節(jié)免疫球蛋白的合成與分泌第三節(jié)免疫球蛋白的合成與分泌

再次應答(secondaryresponse)---抗原再次進入機體所產(chǎn)生的應答。

特點：潛伏期短（約2～3天）；抗體的種類以IgG為主；抗體親和力比初次應答明顯增強；維持時間長；總抗體水平高。實際意義：死疫苗預防接種，常需二次以上。再次應答(secondaryresponse)第三章--免疫球蛋白-課件

二．免疫記憶

B細胞免疫記憶：指B細胞再次遇到相同抗原時，快速產(chǎn)生高效價、高親和力抗體的現(xiàn)象。

記憶B細胞庫（二種類型）：

長壽記憶B細胞---不能分泌抗體（存在數(shù)月至數(shù)年)；

長壽漿細胞---能分泌抗體。

（一）．B細胞記憶的誘導：

1.B細胞記憶的誘導

Ag

成熟B細胞（生發(fā)中心）

增殖分裂成中心母細胞（centroblast）

BCR改變

與FDC（濾泡性樹突狀細胞）上的抗原結合；

BCR(低親和力)

B細胞陰性選擇，發(fā)生凋亡；

再次抗原

記憶B細胞克隆快速大量擴增

抗體分泌細胞增多（較初次應答多8～10倍以上）。

（一）．B細胞記憶的誘導：（二）．記憶B細胞庫的維持

可能維持機制：

a.抗原(反復刺激)---交叉反應、獨特型網(wǎng)絡：病原微生物反復暴露、長期慢性炎癥、自身或環(huán)境中共同抗原的存在。記憶B細胞不斷更新；

b.抗原特異性長壽漿細胞的存在

---維持特異性高親和力抗體水平；

c.FDC上抗原抗體復合物的持續(xù)存在(數(shù)月至數(shù)年)。（二）．記憶B細胞庫的維持第三章--免疫球蛋白-課件

三.Td-Ag

和Ti-Ag應答(一).B細胞對Ti-Ag和Td-Ag應答的區(qū)別對Td-Ag應答的特點：（1）需Th細胞輔助；（2）可發(fā)生Ig類轉換，產(chǎn)生各類抗體（IgM,IgG，IgA,IgE）；（3）具有免疫記憶。 對Ti-Ag應答的特點：（1）不需Th細胞輔助；（2）激發(fā)產(chǎn)生IgM抗體，無Ig類型轉換（缺乏CD40）；（3）不產(chǎn)生免疫記憶。三.Td-Ag和Ti-Ag應答

(二).Ig類轉換

Td-AgB細胞

Th細胞輔助IgMIgE

IL-4IFN-rIgGIgAIL-5,TGF-β記憶細胞漿細胞(二).Ig類轉換Th細胞輔助IgMIgEIL-4I四．影響體液應答的細胞因子的作用

活化的Th細胞分泌多種細胞因子，調(diào)節(jié)B細胞的增殖、活化和分化。

1.Th1細胞產(chǎn)生的細胞因子：IL-2和IFN-γ；

2.Th2細胞產(chǎn)生的細胞因子：IL-4、IL-5、IL-6、

IL-10和IL-13；

3.調(diào)