第三章 免疫球蛋白和抗体(a)

null第三章 免疫球蛋白和抗体第三章 免疫球蛋白和抗体一 免疫球蛋白的结构 二 免疫球蛋白的血清型 三 免疫球蛋白的生物学特性 四 多克隆抗体和单克隆抗体 五 Ig的基因结构及其重排 概述概述抗体（antibody，Ab ）—— 是B细胞接受抗原刺激后，增殖分化为浆细胞所产生的一类具有免疫功能的糖蛋白。抗体主要存在于血清和体液中，是介导体液免疫的重要效应分子。nullnull免疫球蛋白(immunoglobulin,Ig)—— 是指具有抗体活性或化学结构与抗体相似的球蛋白。可分为分泌型(sIg)和膜型(mIg)。前者存在于体液中，即抗体；后者存在于B细胞膜上， 即BCR。 第一节 免疫球蛋白的结构第一节 免疫球蛋白的结构nullY型结构 由两条相同的重链及两条相同的轻链以-S-S-相连的四肽链结构。 （一）Ig的基本结构null 重链（H链） 50-70KD，450-550个氨基酸组成 分成五类，相应Ig也分为五类。 H：      Ig： IgA IgG IgM IgD IgE重链和轻链null同一类Ig据其铰链区的氨基酸组成及重链二硫键数目将Ig分为不同的亚类。 亚类—— 轻链（L链） 25KD，214个氨基酸组成 分为、型，功能相似。 型有4个亚型 据种属不同，其：比例不一（人为2：1，小鼠为20：1） 可变区与恒定区可变区与恒定区可变区（V区） 靠近N末端L链的1/2和H链的1/4或1/5区段处的氨基酸组成和排列序列变化很大的区域。null恒定区（C区） 靠近C基末端的L链1/2和H链3/4或4/5处氨基酸序列相对稳定的区域。null Ig分子的每条肽链内部由二硫键相连形成球形的结构称功能区或结构域。功能区V: VH VL C: CH1 CL CH2 CH3 CH4null超变区和骨架区超变区和骨架区 超变区（HVR）—— 重链和轻链的可变区中，各有三个特定的区域的氨基酸组成和排列顺序有更大的变异性，称为超变区，分别用HVR1、HVR2、HVR3 表示。 骨架区（FR）—— 可变区中超变区之外的区域，分别用FR1、FR2、 FR3、FR4表示。 互补决定区和铰链区互补决定区和铰链区互补决定区（CDR)—— 重链和轻链可变区结构域内三个超变区共同组成了Ig的抗原结合部位，该部位能与相应抗原决定基互补结合，因此超变区又称为互补决定区。分别用CDR1、2、3来表示，决定了Ig与相应抗原表位结合的特异性。nullnull 铰链区—— 位于CH1与CH2之间，含有丰富的脯氨酸，因此易伸展弯曲，而且易被木瓜蛋白酶、胃蛋白酶等水解。null（二）Ig功能区的结构和主要功能（二）Ig功能区的结构和主要功能结构——Ig折叠 Ig的二级结构是由几股多肽链折叠形成的两个反向平行的片层，两个片层中心由链内二硫键垂直连接，形成“桶状”或“三明治”结构。这种折叠方式称为免疫球蛋白折叠。nullnull功能区的作用—— VH和VL：结合抗原 CH和CL：同种异型遗传标志 IgG的CH2和IgM的CH3：激活补体 IgG的CH2：通过胎盘 IgG的CH3和IgE的CH2和CH3：与免疫细胞Fc受体结合 nullJ链—— 由浆细胞合成富含半胱氨酸的多肽链，主要是将单体Ig分子连接为多聚体（SIgA和血液中的IgM） 分泌片—— 由粘膜上皮细胞合成和分泌的一条含糖肽链，为分泌型IgA产生所必需，可保护SIgA免受蛋白酶的水解破坏，并介导IgA的转运。（三）J链和分泌片nullnullnull（四）免疫球蛋白的水解片段（四）免疫球蛋白的水解片段木瓜蛋白酶水解Ig 胃蛋白酶裂解Ig nullnullnull木瓜蛋白酶胃蛋白酶作用位点：铰链区二硫键连接2条H链的近N端处 Fab×2：L链+H链的VH和CH1，单价与Ag结合 Fc：2条H链CH2+CH3，与免疫分子和效应细胞结合部位，同种型抗原性存在于此作用位点：铰链区二硫键连接2条H链的近C端处 F(ab’)2：双价与Ag结合 pFc’：大分子片段，失去活性 第二节 免疫球蛋白的血清型 第二节 免疫球蛋白的血清型 null 将Ig作为抗原在异种、同种异体或自身体内进行免疫，均能诱导机体产生特异性免疫应答。Ig分子上有三类抗原表位。 同种型 同种异型 独特型 同种型（isotype）同种型（isotype）指同一种属所有正常个体同一类型Ig分子所共有的抗原特异性标志，主要存在于Ig的CH和CL中。 据H链C区的不同又分为五个大类，每一类又分若干亚类；按L链C区的不同分为两型，每型又分为若干亚型。null同种异型（allotype）同种异型（allotype）同一种属不同个体间，同一类型的Ig分子所具有的不同的抗原特异性标志，为遗传标志，存在于重链或轻链恒定区内，表现为一个或数个氨基酸的差异。 null独特型（idiotype，Id）独特型（idiotype，Id）每个Ig分子可变区肽链所具有的抗原特异性标志——Id。独特型表位又称独特位，是由Ig超变区特定序列和构象的氨基酸所组成。独特位在异种、同种异体和同一体内均有可能刺激机体产生抗独特型抗体（AId）。null第三节 免疫球蛋白的生物学特性第三节 免疫球蛋白的生物学特性（一）V区的功能（一）V区的功能体内中和毒素阻止细菌黏附宿主细胞中和病毒体外免疫诊断分泌型Ig膜型IgBCR特异性识别结合抗原特异性的结合抗原null 二者的结合主要依靠静电引力、氢键、范德华力等，需要合适的温度、pH、离子强度，为可逆结合。（二）C区的功能（二）C区的功能激活补体—— 当IgG1~3和IgM类抗体与抗原特异性结合后，其构型发生改变，暴露出IgG的CH2和IgM的CH3功能区的补体结合位点，通过补体经典途径激活补体。IgG4、IgA的凝聚物可激活补体旁路途径。 nullnullnull调理作用—— IgG类抗体与相应细菌等颗粒性抗原特异性结合后，通过其Fc段与巨噬细胞或中性粒细胞表面相应IgG Fc受体（FcγR）结合，促进吞噬细胞对颗粒性抗原吞噬的作用。nullnull抗体依赖的细胞介导的细胞毒作用—— IgG类抗体与肿瘤或病毒感染细胞表面相应抗原表位特异性结合后，再通过其Fc段与NK细胞、巨噬细胞和中性粒细胞表面相应IgG Fc受体（FcγR）结合，增强或触发上述效应细胞对靶细胞杀伤破坏的作用，简称为ADCC效应。nullnull介导I型超敏反应—— IgE的Fc的段可与肥大细胞和嗜碱性粒细胞表面的IgE Fc受体（FcεR I）结合，促使这些细胞合成和释放生物活性物质，引起I超敏反应。nullnull穿过胎盘屏障和粘膜—— 穿过胎盘： IgG所独有，是胎儿获得天然被动免疫的主要原因，通过IgG的CH2与胎盘滋养层细胞表面的受体结合而进行。 穿过粘膜： SIgA可通过呼吸道和消化道的粘膜，起粘膜局部免疫作用。 nullnull（三）各类Ig的主要特性和功能（三）各类Ig的主要特性和功能IgGIgG出生后3个月开始合成，3-5岁接近成人 分布于血清和组织液中，含量最高（75-80%） 抗感染的主要抗体 再次应答产生的主要抗体 唯一可通过胎盘的抗体 可发挥调理作用、激活补体、ADCC作用等 IgMIgM个体发育过程中最早合成和分泌的Ig 血清型存在于血清中 五聚体，是分子量最大的抗体 抗原结合价及激活补体的能力强于IgG 感染早期合成分泌的抗体 初次应答产生的主要抗体 天然的血型抗体 膜结合型为BCR之一，单体，未成熟B细胞表达IgAIgA血清型：单体，含量低（10％～15％） 分泌型（SIgA）：二聚体，存在于胃肠道、支气管分泌液、初乳、唾液和泪液等外分泌液中，参与局部粘膜免疫。新生儿或婴儿可从母乳获得SIgA，为自然被动免疫。IgDIgD半衰期最短的Ig 血清型为单体，含量少 膜结合型为BCR之一，与B细胞分化程度有关 未成熟B细胞只表达mIgM 成熟B细胞表达mIgM和mIgD 活化B细胞或记忆B细胞mIgD逐渐消失 IgEIgE血清中含量最少的抗体 可引起Ⅰ型超敏反应 与机体抗寄生虫感染有关 第四节 多克隆抗体和单克隆抗体第四节 多克隆抗体和单克隆抗体一、多克隆抗体（PcAb）一、多克隆抗体（PcAb）用含有多种抗原表位的抗原物质免疫动物，得到的由不同B细胞克隆产生的抗体的混合物。 优点——易制备，来源广泛 缺点——特异性不高，易发生交叉反应 二、单克隆抗体（ McAb，mAb）二、单克隆抗体（ McAb，mAb）概念：由单一克隆杂交瘤细胞产生的只识别某一特定抗原表位的同源抗体。 特点：特异性强，效价高，少或无交叉反应，易于大量制备和纯化。 应用：诊断、治疗 null第五节 Ig的基因结构及其重排第五节 Ig的基因结构及其重排（一）Ig胚系基因及其定位、结构（一）Ig胚系基因及其定位、结构Ig胚系基因 重链基因连锁群——编码重链κ链基因连锁群——编码κ链λ链基因连锁群——编码λ链nullV区基因C区基因Ig胚系基因结构Ignull（二）Ig胚系基因的重排（二）Ig胚系基因的重排 Ig重链或轻链V区基因V、(D)、J基因群各选一个基因片段重排，形成V-(D)-J连接的重组基因片段 V-(D)-J与C区基因片段连接，转录，产生初级RNA转录本 剪接形成mRNA 翻译为重链或轻链 nullIg重链V区基因重排nullnullIg轻链基因的重排null（三）免疫球蛋白类别转换（三）免疫球蛋白类别转换Ig类别转换—— 指一个B细胞克隆在分化过程中V-D-J功能性基因片段保持不变，而发生C基因重排的过程。通过类别转换一个B细胞克隆可产生两种不同类别的Ig，但其抗原结合特异性完全相同。 nullnull