動物遺傳學(xué)：第08章 免疫遺傳學(xué)基礎(chǔ)

第八章免疫遺傳學(xué)基礎(chǔ)免疫遺傳學(xué)研究的內(nèi)容免疫遺傳學(xué)是免疫學(xué)與遺傳學(xué)相互滲透發(fā)展起來的一門邊緣學(xué)科。主要研究抗原、抗體及它們之間相互作用的遺傳本質(zhì)，基因重徘產(chǎn)生免疫的多樣性，免疫應(yīng)答過程中的遺傳調(diào)控和抗原、抗體、抗原受體、補(bǔ)體等各種免疫活性物質(zhì)的基因調(diào)控以及免疫缺陷的遺傳學(xué)問題。免疫系統(tǒng)對“自己”與“非己”的識別。對“自己”成分的免疫耐受，對“非己”成分的免疫應(yīng)答這涉及細(xì)胞間的信息傳遞、細(xì)胞內(nèi)信號傳遞和能量轉(zhuǎn)換等生命過程的基本特性，對生命活動的研究有著重要意義。第一節(jié)免疫學(xué)基本概念1、免疫的概念immune（免疫，免疫的）是從拉丁文immunis衍生而來的，其原意是免除服役或免除課稅之意。在相當(dāng)長時期內(nèi)，免疫在微生物學(xué)和病毒學(xué)上是指免除瘟疫免疫過程免疫是指對傳染因子的再次感染有抵抗力。這是機(jī)體在初次感染后對該傳染因子產(chǎn)生了免疫應(yīng)答的結(jié)果。免疫的現(xiàn)代定義機(jī)體針對外源物質(zhì)的一種反應(yīng)，其作用是識別和排除抗原性異物，以此維持機(jī)體的生理平衡。這些維持機(jī)體穩(wěn)定性的反應(yīng)，通常對機(jī)體是有利的；但在某些條件下也可以是有害的。所以，免疫的現(xiàn)代概念可以概括地指機(jī)體識別和排除抗原性異物的功能，即機(jī)體區(qū)分自身和異己（self-nonself)的功能。2、天然免疫和獲得性免疫

2.1天然免疫：

通過自身天然存在的屏障結(jié)構(gòu)如皮膚、粘膜、血液和淋巴組織中的吞噬細(xì)胞、自然殺傷細(xì)胞以及各種細(xì)胞因子來實(shí)現(xiàn)的一種防御機(jī)制。為種系所特有。

2.2獲得性免疫

由于與外源性物質(zhì)接觸而被誘導(dǎo)或激活的，對不同的分子具有高度特異性，并且每一次接觸后其防御能力就進(jìn)一步增強(qiáng)。2.3獲得性免疫的特征兩大特征：（1）記憶；（2）可增強(qiáng)天然免疫的防御能力，能夠直接或集中地作用在抗原進(jìn)入部位而更有效地清除抗原。

2.4獲得性免疫的類型體液免疫：由血液中的抗體分子介導(dǎo)，能特異地識別和清除抗原，可通過血清或血漿傳遞給未免疫者。細(xì)胞免疫：由T細(xì)胞介導(dǎo)，可通過細(xì)胞從已免疫者傳遞給未免疫者。

3、免疫應(yīng)答的分期1．

識別期指淋巴細(xì)胞表面特異性的抗原受體與抗原結(jié)合的過程。2．

激活期指識別特異性抗原后淋巴細(xì)胞的反應(yīng)過程：增殖、淋巴細(xì)胞分化（由識別細(xì)胞分化為清除細(xì)胞）3．

效應(yīng)期指淋巴細(xì)胞被抗原激活后行使清除抗原的功能，在效應(yīng)期發(fā)揮作用的細(xì)胞稱為效應(yīng)細(xì)胞。

二、免疫系統(tǒng)由主宰或執(zhí)行機(jī)體免疫功能的器官、組織、細(xì)胞和分子所組成的一個系統(tǒng)稱為免疫系統(tǒng)（ImmuneSystem）。

哺乳動物能產(chǎn)生IgM,IgG,IgA;人類則可產(chǎn)生全部五類免疫球蛋白：IgM,IgG,IgA,IgD,IgE。

免疫系統(tǒng)免疫器官免疫細(xì)胞免疫分子中樞免疫器官胸腺骨髓外周免疫器官淋巴結(jié)黏膜脾臟淋巴細(xì)胞的發(fā)生、分化、成熟的場所，并具有調(diào)控免疫應(yīng)答的功能扁桃體成熟免疫細(xì)胞在這些部位執(zhí)行應(yīng)答功能淋巴細(xì)胞:T細(xì)胞,

B細(xì)胞,

NK細(xì)胞等輔佐細(xì)胞:巨噬細(xì)胞,樹突狀細(xì)胞等其它細(xì)胞:肥大細(xì)胞，有粒白細(xì)胞等膜型~:BCR,TCR,MHC,CD分子等分泌型~:抗體,補(bǔ)體和細(xì)胞因子等Immuneresponsesaredividedinto

humoralimmunity,inwhichantibodiesareproducedbyBcells,andcellularimmunityproducedbyTcells.From:Genetics-AConceptualapproach,Chapter21,p331、免疫系統(tǒng)的功能免疫系統(tǒng)的生理功能主要有：

免疫防御

免疫穩(wěn)定

免疫監(jiān)視1.1

免疫防御機(jī)體的免疫系統(tǒng)在正常情況下，能有效地抵御外來病原生物的侵襲，并能消除感染。當(dāng)這種抗菌素感染免疫反應(yīng)強(qiáng)烈時，可引起超敏反應(yīng)，過低時，可引起持續(xù)感染或免疫耐受。1.2

免疫穩(wěn)定機(jī)體的各種免疫細(xì)胞，能清除自身體內(nèi)的一些異常細(xì)胞，消除其對機(jī)體正常生理功能的影響，維持自身內(nèi)環(huán)境的穩(wěn)定性。當(dāng)免疫穩(wěn)定異常時，可損傷正常組織出現(xiàn)自身免疫病。1.3

免疫監(jiān)視清除體內(nèi)突變的細(xì)胞。該功能失調(diào)時，機(jī)體可出現(xiàn)惡性腫瘤。三、中樞免疫器官1、骨髓2、胸腺3、腔上囊（鳥類）1、骨髓骨髓是各種免疫細(xì)胞的發(fā)源地。是B細(xì)胞、K細(xì)胞、NK細(xì)胞成熟的場所?？贵w產(chǎn)生的主要部位。

與外周淋巴器官相比，骨髓可緩、持久地大量產(chǎn)生抗體。在再次免疫應(yīng)答中發(fā)揮重要作用。骨髓干細(xì)胞

骨髓干細(xì)胞可分化為淋巴干細(xì)胞和髓樣干細(xì)胞，前者發(fā)育成淋巴細(xì)胞；后者分化形成紅細(xì)胞、粒細(xì)胞、單核/巨噬細(xì)胞系和巨核細(xì)胞系。

2、胸腺T細(xì)胞分化和成熟的場所。生成胸腺激素

胸腺素、胸腺生成素、淋巴細(xì)胞刺激因子等。形成對自身抗原耐受性——維持自身穩(wěn)定Thymus3、腔上囊是位于禽類尾椎泄殖腔上方的一個囊狀淋巴組織，也稱法氏囊。B細(xì)胞在腔上囊中分化成熟，切除會造成抗體缺陷。四、外周免疫器官1、淋巴結(jié)及淋巴小結(jié)2、脾臟1、淋巴結(jié)及淋巴小結(jié)人體全身約有500-600個淋巴結(jié)（lymphnode），主要位于非粘膜部位。淋巴結(jié)內(nèi)的淋巴細(xì)胞75%為T淋巴細(xì)胞，25%為B淋巴細(xì)胞。淋巴小結(jié)

淋巴小結(jié)多在粘膜部位。在未受抗原激刺前為初級淋巴濾泡，刺激后為次級淋巴濾泡。濾泡內(nèi)主要為B細(xì)胞及其母細(xì)胞，還有巨噬細(xì)胞、樹突狀細(xì)胞和T細(xì)胞等。淋巴管和淋巴結(jié)2、脾臟為人體最大淋巴器官。分為白髓和紅髓。白髓、紅髓交界處為移行區(qū)，是淋巴細(xì)胞和抗原物質(zhì)進(jìn)出的通道。脾臟中B細(xì)胞占60%，T細(xì)胞約占40%。脾臟的功能（1）是全身血液的過濾器；（2）是各種免疫細(xì)胞居住、增殖并進(jìn)行免疫應(yīng)答及產(chǎn)生免疫效應(yīng)物質(zhì)的重要基地；（3）是合成吞噬細(xì)胞增強(qiáng)激素的主要場所。

五免疫細(xì)胞1造血干細(xì)胞2淋巴細(xì)胞系T細(xì)胞、B細(xì)胞、NK細(xì)胞、LAK細(xì)胞、TIL細(xì)胞3單核吞噬細(xì)胞系統(tǒng)4其他抗原呈遞細(xì)胞淋巴因子活化的殺傷細(xì)胞（lymphokineactivatedkillercells,LAK）腫瘤浸潤淋巴細(xì)胞（tumorinfiltratinglymphocyte,TIL）1造血干細(xì)胞在人和動物周圍血中，存在形態(tài)不同、功能各異的多種血細(xì)胞，有紅細(xì)胞、粒細(xì)胞、單核細(xì)胞、淋巴細(xì)胞及血小板。各種血細(xì)胞都起源于共同的祖先細(xì)胞，即造血干細(xì)胞。（1）造血干細(xì)胞的概念造血干細(xì)胞（hemopoieticstemcell,HSC）是存在于造血組織中的一群原始造血細(xì)胞，它不是組織固定細(xì)胞，可存在于造血組織及血液中，成人骨髓是干細(xì)胞的主要來源。在造血組織中所占比例甚少，約為有核細(xì)胞的1/105。（2）造血干細(xì)胞形態(tài)是一種嗜堿性獨(dú)核細(xì)胞，大小約為8μm，呈圓形，胞核為圓形或腎形，胞核較大，具有2個核仁，染色質(zhì)細(xì)而分散，胞漿呈淺藍(lán)色，不帶顆粒。在形態(tài)上與小淋巴細(xì)胞極其相似，但淋巴細(xì)胞體積較小，染色質(zhì)濃染，核仁不明顯且有細(xì)胞器。因此很難用形態(tài)學(xué)識別干細(xì)胞，并與其它獨(dú)核細(xì)胞相區(qū)別。圖：造血干細(xì)胞形態(tài)（3）造血干細(xì)胞分化可包括三級分化水平：多能干細(xì)胞（pleuripotentstemcell）定向干細(xì)胞（committedstemcell）成熟的子代細(xì)胞圖：干細(xì)胞分化2淋巴細(xì)胞系（1）T細(xì)胞ThisTcell(blue),oneoftheimmunesystem’sprincipalmeansofdefense,identifiesthemolecularsignatureofadendriticcell(green)atacontactpointcalledtheimmunologicalsynapse.Iftheimmunologicalsynapsesignalsthepresenceofafoe,theTcellwillattack.T細(xì)胞的發(fā)育來源于骨髓的淋巴樣干細(xì)胞，是由一群功能不同的異質(zhì)性淋巴細(xì)胞組成。由于它在胸腺內(nèi)分化成熟故稱為T細(xì)胞。成熟T細(xì)胞由胸腺遷出，移居于周圍淋巴組織中淋巴節(jié)的副皮質(zhì)區(qū)和脾白髓小動脈周圍，并可經(jīng)血液→組織→淋巴→血液再循環(huán)周游全身以發(fā)揮免疫調(diào)節(jié)和細(xì)胞免疫功能。TCell不同功能成熟的T細(xì)胞均屬小淋巴細(xì)胞，在形態(tài)學(xué)上不能區(qū)分，但可借其細(xì)胞膜表面分子不同加以鑒別。

圖：TCellDevelopment由于這些分子在T細(xì)胞表面相當(dāng)穩(wěn)定，故可視為T細(xì)胞的表面標(biāo)志，可以用以分離鑒定不同功能的T細(xì)胞。圖：T細(xì)胞主要表面分子

（2）B細(xì)胞ScanningelectronmicrographofaBcellisolatedwiththeBCellIsolationKit.

(CourtesyofProf.Groscurth,

Zürich,Switzerland.)

T-cellreceptorAT-cellreceptoriscomposedoftwopolypeptidechains,eachhavingavariableandconstantregion.MostT-cellreceptorsarecomposedofαandβpolypeptidechainsheldtogetherbydisulfidebonds.Oneendofeachchaintraversesthecellmembrane;theotherendprojectsawayfromthecellandbindsantigens.From:Genetics-AConceptualapproach,Chapter21,p38Tcellsareactivatedbybindingtoaforeignantigenandahistocompatibilityantigen

onthesurfaceofaself-cell.From:Genetics-AConceptualapproach,Chapter21,p38From:Genetics-AConceptualapproach,Chapter21,p38Tcellsareactivatedbybindingtoaforeignantigenandahistocompatibilityantigen

onthesurfaceofaself-cell.圖：B細(xì)胞

B細(xì)胞的發(fā)育B細(xì)胞首先證明是在鳥類淋巴樣器官法氏囊內(nèi)發(fā)育成熟的，故稱之為B細(xì)胞。哺乳類動物的B細(xì)胞在胚胎早期是在胚肝，晚期至出生后則在骨髓內(nèi)分化成熟。成熟B細(xì)胞可定居于周圍淋巴組織，如淋巴結(jié)的皮質(zhì)區(qū)和脾的紅髓及白髓的淋巴小結(jié)內(nèi)。圖：BCellDevelopment圖：B細(xì)胞膜主要表面分子B細(xì)胞是體內(nèi)唯一能產(chǎn)生抗體的細(xì)胞。

體內(nèi)含有識別抗原特異性不同的抗體分子，其多樣性是來自千百萬種不同的B細(xì)胞克隆。每一B細(xì)胞克隆的特性是由其遺傳性決定的，可產(chǎn)生一種能與相應(yīng)抗原特異結(jié)合的免疫球蛋白分子。外周血中，B細(xì)胞約占淋巴細(xì)胞總數(shù)的10％～15％。Animmuneresponsetoaspecificantigenisproducedthroughclonalselection.From:Genetics-AConceptualapproach,Chapter21,p34Animmuneresponsetoaspecificantigenisproducedthroughclonalselection.From:Genetics-AConceptualapproach,Chapter21,p34（3）自然殺傷細(xì)胞（NK細(xì)胞）NK細(xì)胞來源于骨髓，主要存在于血液和淋巴樣組織，特別是存在于脾中，由于其胞漿中含有顆粒故亦稱為大顆粒淋巴細(xì)胞（largegranularlymphocyte，LGL）。NK細(xì)胞的功能從系統(tǒng)發(fā)生看，NK細(xì)胞被認(rèn)為是原始?xì)鸗細(xì)胞，但它沒有抗原識別受體，能殺傷腫瘤細(xì)胞和病毒感染細(xì)胞，所以是非特異殺傷作用，但無MHC分子的限制性，故名自然殺傷細(xì)胞。NK細(xì)胞可以殺傷某些病毒感染細(xì)胞，但對正常未感染細(xì)胞無殺傷作用。NK細(xì)胞可殺傷某些腫瘤細(xì)胞株，特別是對造血細(xì)胞來源的腫瘤細(xì)胞更為敏感，但不是對所有腫瘤細(xì)胞均有作用。（4）淋巴因子活化的殺傷細(xì)胞

（lymphokineactivatedkillercells,LAK）

人或小鼠淋巴細(xì)胞白介素-2（IL-2）

活化增殖LAK

在體外能殺傷自體和異體新鮮腫瘤細(xì)胞，但對自體和異體外周血淋巴細(xì)胞無殺傷作用殺傷性T細(xì)胞（5）腫瘤浸潤淋巴細(xì)胞

（tumorinfiltratinglymphocyte,TIL）人和動物腫瘤組織中分離出的淋巴細(xì)胞白介素-2（IL-2）

活化增殖TIL殺傷瘤細(xì)胞的作用更強(qiáng)，且具有特異性。腫瘤浸潤淋巴細(xì)胞六、抗原抗原是指能與相應(yīng)克隆的淋巴細(xì)胞上獨(dú)特的抗原受體特異性結(jié)合，誘導(dǎo)（活化或抑制）淋巴細(xì)胞產(chǎn)生免疫應(yīng)答的物質(zhì)。（一）與抗原相關(guān)的概念1、免疫原性2、免疫反應(yīng)性3、半抗原1、免疫原性（immunogenicity）

指引起免疫應(yīng)答的性能，包括誘導(dǎo)產(chǎn)生抗體及效應(yīng)T淋巴細(xì)胞。一種抗原的免疫原性是由其化學(xué)性質(zhì)和宿主因素決定的。具有免疫原性的物質(zhì)稱為免疫原（immunogen）。免疫應(yīng)答2免疫反應(yīng)性（immunoreactivity）與免疫應(yīng)答產(chǎn)物相互作用起反應(yīng)的性能。它只涉及抗原分子與抗體分子或T細(xì)胞抗原受體分子（TCR）間的相互作用，即分子與分子的相互作用。只是抗原分子表面的有限部位能與抗體分子結(jié)合，稱此部位為抗原決定簇（antigendeterminant）或表位（epitope）。補(bǔ)體介導(dǎo)的溶菌反應(yīng)3半抗原（hapten）有些小分子（分子量小于4000D）本身不能引起免疫應(yīng)答，但能與已產(chǎn)生的相應(yīng)抗體結(jié)合。這種物質(zhì)只有與載體蛋白（carrierprotein）結(jié)合后，才能具備免疫原性。這種只具有免疫反應(yīng)性而無免疫原性的物質(zhì)稱為半抗原（hapten

）或不完全抗原（incompleteantigen）。半抗原與抗體結(jié)合半抗原的性質(zhì)舉例蛋白質(zhì)抗原P機(jī)體半抗原H無免疫原性

抗體P蛋白質(zhì)抗原P半抗原H抗體P、抗體H半抗原H有免疫反應(yīng)性（二）決定免疫原性的因素1.化學(xué)性質(zhì)及結(jié)構(gòu)復(fù)雜性2.分子大小3.分子構(gòu)象和易接近性4.異物性5.免疫途徑和抗原劑量6.機(jī)體方面的因素（三）特異性和交叉反應(yīng)1.抗原決定簇2.抗原抗體反應(yīng)的特異性3.交叉反應(yīng)1.抗原決定簇是指：抗原性物質(zhì)表面決定該抗原特異性的特殊化學(xué)基團(tuán)，是免疫應(yīng)答和免疫反應(yīng)具有特異性的物質(zhì)基礎(chǔ)?？乖瓫Q定簇抗原決定簇是很小的，其大小相當(dāng)于相應(yīng)抗體的結(jié)合部位。它們可由5-7個氨基酸、單糖或核苷酸殘基組成，其中有些殘基在與抗體結(jié)合時，比其它殘基起更大作用，因而具有免疫優(yōu)勢（Immunodominance）。

2.抗原抗體反應(yīng)的特異性特異性（specificity）：是指物質(zhì)之間的相互吻合的針對性，是免疫應(yīng)答和免疫反應(yīng)中的一個重要因素。免疫學(xué)鑒定、診斷和防治之所以能廣泛應(yīng)用和行之有效就是基于免疫應(yīng)答和免疫反應(yīng)具有特異性。3.交叉反應(yīng)抗原除與其相應(yīng)的抗體發(fā)生特異性反應(yīng)外，還與其他抗體發(fā)生反應(yīng)稱為交叉反應(yīng)。引起交叉反應(yīng)的原因1．抗原異質(zhì)性（Antigenheterogeneity）是指用于免疫動物的抗原性物質(zhì)中含有多種抗原分子。它引起動物產(chǎn)生針對多種抗原分子特異性的相應(yīng)抗體。任何其他物質(zhì)只要含有一種或多種與上述物質(zhì)相同的抗原分子，必將與上述多特異性的抗血清發(fā)生交叉反應(yīng)。原因：2．共同決定簇在更精確的水平考慮交叉反應(yīng)時，一個抗原分子Ag1如帶有若干抗原決定簇，可引起產(chǎn)生含有多種特異性抗體的抗血清。如果另一抗原Ag2只要與Ag1某一個決定簇相同，則同樣也可與Ag1的抗血清起反應(yīng)。兩種抗原分子中都含有的相同抗原決定簇成為共同決定簇。原因：3．決定簇相似兩種不同決定簇如果結(jié)構(gòu)大致相仿，由于空間構(gòu)象關(guān)系，某一決定簇的相應(yīng)抗體可以與大致相仿的決定簇發(fā)生交叉反應(yīng)。顯然，這種交叉反應(yīng)與上述抗原分子或抗原決定簇與相應(yīng)抗體之間相互吻合而發(fā)生的交叉反應(yīng)是有所不同的。（結(jié)合力存在著顯著的差別）（四）抗原的分類1、根據(jù)抗原來源與機(jī)體的親緣關(guān)系分類

可分為：異種抗原、同種異型抗原、自身抗原、異嗜性抗原

2、根據(jù)引起免疫應(yīng)答依賴T細(xì)胞的關(guān)系分類

可分為：胸腺依賴性抗原、非胸腺依賴性抗原

3、其他分類方法⑴根據(jù)自然來源分為內(nèi)源性抗原和外源性抗原；⑵根據(jù)制備來源和方法分為天然抗原、人工抗原（經(jīng)化學(xué)修飾的天然抗原）和合成抗原；⑶根據(jù)性能分為完全抗原和不完全抗原即半抗原；⑷根據(jù)化學(xué)性質(zhì)作不同分類。

第二節(jié)免疫球蛋白及其遺傳與抗體有關(guān)的諾貝爾獎獲得者1901vonBering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單克隆抗體1987TonegawaIg基因結(jié)構(gòu)抗體——生物體內(nèi)最奇妙的分子無限的多樣性（diversity)功能與結(jié)構(gòu)的雙重性

可變區(qū)——抗原結(jié)合恒定區(qū)——生物學(xué)效應(yīng)功能分泌型和膜型表達(dá)一抗體的基本結(jié)構(gòu)分類及功能區(qū)Ig是血液和組織液中的一類糖蛋白。其主體是體液免疫應(yīng)答的主要效應(yīng)分子——抗體(Ab)。機(jī)體能產(chǎn)生Ab的種類是十分驚人的。1、抗體的基本結(jié)構(gòu)抗體的基本結(jié)構(gòu)Ig分子基本結(jié)構(gòu)是由四個肽鏈組成的。包括二條較小的輕鏈和二條較大的重鏈。輕鏈與重鏈之間是由二硫鍵連接形成Ig分子單體。

2、Ig的肽鏈及其分類輕鏈有兩種：κ鏈和λ鏈。一個Ig分子只能具有兩種鏈中的一種。重鏈分5種：μ、δ、γ、α、ε鏈。它們決定了Ig或Ab的類別或同種型，即IgM、IgD

、IgG

、IgA

和IgE。其中有些類別還再分為亞類。例如：人的γ鏈有4種：γ1、γ2、γ3、γ4。小鼠的γ鏈也有4種：γ1、γ2a、γ2b和γ3。人的α鏈還分為α1、α2兩種。因此人類免疫球蛋白的類別包括亞類共有9種，小鼠有8種。Diversity-DifferentClassesandSubclassesIgM

IgmIgG

IggIgA

IgaIgE

IgeIgD

IgdDiversity-DifferentSequencesandSpecificity各類免疫球蛋白的生物學(xué)活性3、可變區(qū)和恒定區(qū)可變區(qū)和抗原識別有關(guān)，決定抗體識別的特異性，而恒定區(qū)和效應(yīng)功能相關(guān)。此外在Y形分子伸出的兩臂和主干之間還有個可彎曲的鉸鏈區(qū)(hingeR)，能改變兩個結(jié)合抗原的Y形臂之間的距離。兩臂之間的角度可有自0°到90°的變化，這樣有利于兩臂同時結(jié)合位于抗原上分布于不同位置的表位。分泌型的IgM和IgA可具有多聚體的形式。

IgM分子是五聚體，在粘膜分泌液中的IgA是二聚體，它們的單體以二硫鍵和稱為J鏈的多肽鏈彼此相聯(lián)。IgM和SIgA結(jié)構(gòu)示意圖鉸鏈區(qū)Ig的鉸鏈區(qū)及其功能Ig中只有IgD、IgG、IgA有鉸鏈區(qū)，IgM和IgE沒有，但其還有相對的彎曲性(在相應(yīng)于鉸鏈區(qū)的部位為其他結(jié)構(gòu))。各類抗體的鉸鏈區(qū)的長度及氨基酸的順序也有不同；人IgD的可伸展的距離最大，IgG4和兩種IgA的彎曲度就沒有這么大。4功能性抗體片段免疫球蛋白的分子還有一個特點(diǎn)，即其中有些部分容易酶解，所以在一定條件下，可以解離為各種片段。常用的酶為木瓜蛋白酶(papain)和胃蛋白酶(pepsin)。IgG分子的基本結(jié)構(gòu)及其片段VL，CL分別代表輕鏈的V區(qū)和C區(qū)；VH，CH1，CH2，CH3重鏈的V區(qū)和C區(qū)的3個結(jié)構(gòu)；Fv

VH＋VL；S－S二硫鍵；…虛線代表酶切位置抗體分子片段木瓜蛋白酶名稱由來：有抗原結(jié)合的功能(fragmentantigenbiding)，由一個輕鏈和部分重鏈(VH+CH1)構(gòu)成。Fc片段很快就能結(jié)晶(fragmentcrystalizable)，相應(yīng)于CH2、CH3、CH4的部分。Fc介導(dǎo)抗體的效應(yīng)功能，和細(xì)胞或其他效應(yīng)分子起作用，如結(jié)合細(xì)胞和補(bǔ)體等?？贵w分子片段胃蛋白酶F(ab’)2由兩個Fab和聯(lián)結(jié)的鉸鏈區(qū)組成。由于F(ab’)2是雙價的，能同時結(jié)合兩個表位，因而能起沉淀和凝集反應(yīng)。Fv是保留抗體結(jié)合能力的最小單位，由VH＋VL構(gòu)成。5

Ig基因和抗體的多樣性Ig不同于其他蛋白在于其肽鏈由兩部分構(gòu)成，V區(qū)和C區(qū)。它們是由兩個基因編碼的?；蛑嘏?generearrangement)：V基因由幾個分隔在不同位置的基因片段在B細(xì)胞發(fā)育過程中被帶到一起拼接而成。但為何會有如此多的V基因？？？編碼人和小鼠輕重鏈的Ig基因分別位于不同的染色體上，總體分為編碼V區(qū)和C區(qū)的兩大部分。重鏈的胚系基因中有許多基因片段(genesegment)包括：眾多的V基因片段(variablesegment)，多個D基因片段(diversitysegment)和幾個J基因片段(joiningsegment)。

0102030405060708090100110120130140150160170180190200210220

5040

302010

0CDR1CDR2CDR3抗體分子的多樣性Igl

鏈的氨基酸序列酸殘基的變異率相應(yīng)位置上氨基對來自不同B細(xì)胞克隆的Ig輕鏈氨基酸序列進(jìn)行比較，發(fā)現(xiàn)V區(qū)的變化主要集中在3個分別由6－10個氨基酸殘基組成的狹小區(qū)域內(nèi)。這3個區(qū)又被稱作高可變區(qū)或互補(bǔ)決定區(qū)（CDR），參與抗原結(jié)合部位的組成。（一）重鏈基因人重鏈可變區(qū)基因定位在第14條染色體長臂上，跨度約有1100kb。約包括95個VH基因片段，在不同的單元型中VH基因片段的數(shù)目可以有些不同，這主要因?yàn)橛幸恍￢H

基因片段的插入或缺失。這些VH

基因片段對分為7個家族VH1~VH7，其中VH3是最大的家族，其次為VH1、VH4家族。同一家族中核苷酸序列的同源性至少為80％，同一家族的片段并不群集在一起，而是混雜分布。

VH片段中有些是不表達(dá)的非功能性片段，功能性片段有65個。重鏈的基因結(jié)構(gòu)：人功能性片段是指具有開放閱讀框(ORF)，并在B細(xì)胞發(fā)生過程中重排過的片段。人的D基因片段接在VH基因片段之后．約有27個功能性片段；其后為6個功能性JH片段。但人的VH

和D基因片段，除了在第14條染色體外，根據(jù)染色體定位和雜交等方法發(fā)現(xiàn)在其他染色體上也有，在第15、16條染色體共檢出24個VH

片段，在第15條染色體上還檢出D片段，然而它們都不屬于VH功能性基因。重鏈的基因結(jié)構(gòu)：鼠小鼠的重鏈基因小鼠的重鏈基因位于第12條染色體上，其VH基因片段數(shù)變化很大，從100到1000以上，這是隨著檢測方法和小鼠品系變化而不同。根據(jù)同源性可分為14個家族，不同于人的是很多家族的片段集群在一起。（二）κ鏈基因κ鏈的基因結(jié)構(gòu)及重組（三）λ鏈基因λ鏈的基因結(jié)構(gòu)二免疫球蛋白基因重排免疫球蛋白基因重排(Iggenerearrangement)是通過一組V(D)J重組酶(recombinase)的作用而實(shí)現(xiàn)的。其作用包括識別位于V、(D)、J基因片段兩側(cè)的保守序列，切斷以及修復(fù)DNA等。這保守序列稱為重組信號序列(recombinationsignalsequence,RSS)。一、重組信號序列

(recombinationsignalsequences,RSS)二、重鏈可變區(qū)的VDJ重組可變區(qū)V(D)J重組機(jī)制通過RSS形成莖襻狀結(jié)構(gòu)12/23basepairrole(1+2