4.免疫球蛋白nullnullnullMEDICAL IMMUNOLOGYIMMUNOGLOBULIN Emil von Behring 1854 - 1917,
Nobel Prize in 1901 for demonstrating that circulating antitoxins against diphtheria and tetanus toxins conferred immunity.
1890年德国学者Behring和日本学者北里用白喉杆菌外毒素免疫动物,在其血清中发现一种能中和这种外毒素的组分称为抗毒素。...
nullnullnullMEDICAL IMMUNOLOGYIMMUNOGLOBULIN Emil von Behring 1854 - 1917,
Nobel Prize in 1901 for demonstrating that circulating antitoxins against diphtheria and tetanus toxins conferred immunity.
1890年德国学者Behring和日本学者北里用白喉杆菌外毒素免疫动物,在其血清中发现一种能中和这种外毒素的组分称为抗毒素。这是在血清中发现的第一种抗体。nullMEDICAL IMMUNOLOGYGerald Edelman 1929 --
Nobel Prize in 1972Rodney Porter 1917-1985
Nobel Prize in 1972IMMUNOGLOBULIN概 念概 念MEDICAL IMMUNOLOGYIMMUNOGLOBULIN抗体(antibody,Ab):是由 B 细胞接受抗原刺激后, 增殖分化为浆细胞所产生的一种能与相应抗原特异性结合球蛋白。
是能与抗原发生高特异性和高亲和性结合的糖蛋白,主要存在于血清等体液中
生物学功能上的概念null免疫球蛋白(immunoglobulin,Ig)
具有抗体活性或化学结构与抗体相似的球蛋白。Ab与Ig的联系
1. 所有的Ab都是Ig
2. Ig并非都是Ab分泌型(secreted Ig,sIg)
膜型(membrane Ig,mIg)MEDICAL IMMUNOLOGY化学结构上的概念IMMUNOGLOBULIN免疫球蛋白的结构免疫球蛋白的结构MEDICAL IMMUNOLOGYIMMUNOGLOBULIN免疫球蛋白的基本结构
( 四肽链结构 )免疫球蛋白的基本结构
( 四肽链结构 )
两条轻链( light chain,L链 ):
由 214 个氨基酸组成,分 和 两型
两条重链( heavy chain,H链 ):
由 450 ~ 550 个氨基酸组成
分为、、、、五类MEDICAL IMMUNOLOGYIMMUNOGLOBULINnullMEDICAL IMMUNOLOGYIMMUNOGLOBULINnullMEDICAL IMMUNOLOGYIMMUNOGLOBULINnullMEDICAL IMMUNOLOGYIMMUNOGLOBULINnull 可变区和恒定区
可变区(variable region): VH、VL
高变区( hypervariable region,HVR )
互补性决定区(complementarity determining
region,CDR )
骨架区( framework region,FR )
恒定区(constant region): CH、CL
CH1、CH2、CH3
MEDICAL IMMUNOLOGYIMMUNOGLOBULINnullMEDICAL IMMUNOLOGYIMMUNOGLOBULINnullMEDICAL IMMUNOLOGYIMMUNOGLOBULINnull 铰链区(hinge region)
铰链区位于CH1和CH2之间,含有丰富的脯氨酸
与 Ig 的构型变化有关
易被木瓜蛋白酶和胃蛋白酶分解
MEDICAL IMMUNOLOGYIMMUNOGLOBULINnullMEDICAL IMMUNOLOGYIMMUNOGLOBULIN结构域(domain)结构域(domain) 每一结构域大约有 110 个氨基酸组成,其氨基酸的序列具有相似性或同源性。其他许多膜型分子和分泌型分子也具有类似结构。MEDICAL IMMUNOLOGYIMMUNOGLOBULINnullMEDICAL IMMUNOLOGYIMMUNOGLOBULINnull 免疫系统以及神经系统和其他生物学系统中,许多参与抗原识别或细胞间相互作用的分子,具有与 Ig相似的结构特征,即具有一个或多个Ig V区或 C 区结构域。这些种类繁多、分布广泛、识别功能多样的分子——免疫球蛋白超家族(immunoglobulin superfamily,IgSF)。
编码 IgSF 的基因称为免疫球蛋白基因超家族。MEDICAL IMMUNOLOGYIMMUNOGLOBULINnull
免疫球蛋白超家族主要成员(举例)
MEDICAL IMMUNOLOGYIMMUNOGLOBULINnullMEDICAL IMMUNOLOGYIMMUNOGLOBULIN免疫球蛋白的其他成分免疫球蛋白的其他成分MEDICAL IMMUNOLOGYIMMUNOGLOBULINJ链和分泌片J链和分泌片 J 链(joning chain):是一富含半胱氨酸的多肽链,通过二硫
键连接在 链和 链羧基端的半胱胺酸上,形成二聚体和五
聚体
分泌片( secretory piece,SP ):由上皮细胞合成 ,以非共价
形式结合在 Ig 上, 具有抵抗蛋白水解酶的作用MEDICAL IMMUNOLOGYIMMUNOGLOBULINnullMEDICAL IMMUNOLOGYIMMUNOGLOBULINnullMEDICAL IMMUNOLOGYIMMUNOGLOBULINnullMEDICAL IMMUNOLOGYIMMUNOGLOBULIN免疫球蛋白的水解片段免疫球蛋白的水解片段MEDICAL IMMUNOLOGYIMMUNOGLOBULINnull木瓜蛋白酶(papain):
形成—— 2 Fab + Fc
胃蛋白酶(pepsin):形成—— F( ab' )2 + pFc'
MEDICAL IMMUNOLOGYIMMUNOGLOBULIN免疫球蛋白的异质性免疫球蛋白的异质性MEDICAL IMMUNOLOGYIMMUNOGLOBULINnull外源性因素——免疫球蛋白的多样性
每一抗原表位可诱导产生一种特异性抗体,即针对不同抗原表位的不同抗原特异性的抗体,以及针对同一抗原表位的不同类型的抗体。MEDICAL IMMUNOLOGYIMMUNOGLOBULINnull内源性因素——免疫球蛋白的血清型
免疫球蛋白本身亦具有免疫原性,可诱导不同个体甚至自体的 B 细胞克隆产生抗 Ig 的抗体。 由于免疫球蛋白分子中具有多种不同的抗原表位,即可表现出不同的免疫原性。MEDICAL IMMUNOLOGYIMMUNOGLOBULIN同种型(isotype)
指同一种属所有个体,Ig分子共有的抗原特异性标志同种型(isotype)
指同一种属所有个体,Ig分子共有的抗原特异性标志 类: 按 H 链 C 区的差异 ——
Ig G、 Ig A 、 Ig M、 Ig D、 Ig E
亚类: 按铰链区氨基酸的组成及二硫键的数目 ——
Ig G ( 1、2、 3、 4 )、 Ig A ( 1、 2 )
型: 按 L 链 C 区的差异 —— 、
亚型: 1( 190 位为亮氨酸 ) 2( 190 位为精氨酸 )
3( 154 位为甘氨酸 ) 4( 154 位为丝氨酸 )MEDICAL IMMUNOLOGYIMMUNOGLOBULINnullMEDICAL IMMUNOLOGYIMMUNOGLOBULIN同种异型(allotype)
指同一种属不同个体之间 Ig 分子( C区 )抗原特异性的差异
同种异型(allotype)
指同一种属不同个体之间 Ig 分子( C区 )抗原特异性的差异
MEDICAL IMMUNOLOGYIMMUNOGLOBULINnull 由不同 B 细胞克隆所产生的 Ig 分子V 区所具有的抗原特异性标志。又称独特位(idiotope)或独特型抗原决定簇。独特型不仅存在于抗体分子中,而且也存在于TCR和BCR 分子中。
独特型分子可刺激异种、同种异体以及自体产生相应抗体,即抗独特型抗体(anti-idiotype antibody,AId), 在免疫网络调节中起主要作用MEDICAL IMMUNOLOGY独特型(idiotype,Id)IMMUNOGLOBULINnull同种型(isotype)
种属型标志,Ig C区
同种异型(allotype)
个体标志,Ig C区
独特型 (idiotype)每个Ig分子所特有
独特位(Id)
HVR/CDR/Id免疫球蛋白的功能免疫球蛋白的功能MEDICAL IMMUNOLOGYIMMUNOGLOBULINnull抗体——生物体最奇妙的分子●无限的多样性(diversity)
●功能与结构的双重性
可变区——抗原特异性结合
恒定区——生物学效应功能
●分泌型和膜型表达 功 能 区 功 能 区• VL VH: 与抗原特异性结合的部位
• CL CH1:具有同种异型的遗传标志
• CH2:结合补体及穿过胎盘的部位—— Ig G
• CH3:结合细胞(单核吞噬细胞、B细胞、NK细胞……)
—— Ig G
结合细胞(肥大细胞、嗜碱性粒细胞) —— Ig E
结合补体 —— Ig MMEDICAL IMMUNOLOGYIMMUNOGLOBULINnullMEDICAL IMMUNOLOGYIMMUNOGLOBULINnullMEDICAL IMMUNOLOGYIMMUNOGLOBULINnullMEDICAL IMMUNOLOGYIMMUNOGLOBULINnullMEDICAL IMMUNOLOGYantibody dependent cell-mediated cytotoxicityIMMUNOGLOBULIN 与抗原特异性结合
特异性、交叉反应性、可逆性 、结合价、亲和力/亲合力
活化补体
结合 Fc 受体
亲细胞作用、调理作用、ADCC ( antibody dependent
cell-mediated cytotoxicity )
穿过胎盘和黏膜 与抗原特异性结合
特异性、交叉反应性、可逆性 、结合价、亲和力/亲合力
活化补体
结合 Fc 受体
亲细胞作用、调理作用、ADCC ( antibody dependent
cell-mediated cytotoxicity )
穿过胎盘和黏膜MEDICAL IMMUNOLOGY功 能IMMUNOGLOBULIN各类免疫球蛋白的特性与功能各类免疫球蛋白的特性与功能MEDICAL IMMUNOLOGYIMMUNOGLOBULINIg GIg G 血清中含量最高,占血 Ig 总量的 75%
主要由脾脏及淋巴结中的浆细胞合成,出生后 3 个月开始,
3 ~ 5 岁达成人水平
是再次应答时产生的主要抗体,半衰期最长,为 20 ~ 23 天
由经典途径活化补体
是唯一可以穿过胎盘的抗体
是体内最重要的保护性抗体
参与 ADCC 及 SPA 协同凝集作用
参与某些自身免疫病及超敏反应MEDICAL IMMUNOLOGYIMMUNOGLOBULINIg MIg M Ig M 由脾脏和淋巴结中的浆细胞产生,占 Ig 总量的 5 ~ 10%
Ig M 在个体发生及免疫应答中产生最早
Ig M 分子量最大,为五聚体,
Ig M 调理作用最强,在体内有重要的免疫保护作用
天然抗体为 Ig M 类抗体
Ig M 不能通过胎盘,如在新生儿体内检出,
则表明有垂直感染
mIg M 为 B 细胞表面主要的抗原识别受体MEDICAL IMMUNOLOGYIMMUNOGLOBULINnullMEDICAL IMMUNOLOGYmIgM与IgM的结构示意图IMMUNOGLOBULINIg AIg A 主要由黏膜相关淋巴样组织产生,4 ~ 6
个月开始成 ,4 ~ 12 岁达成人水平
IgA分为血清型和分泌型两个亚类
血清型 Ig A 为单体结构,主要存在于血清中,占血清 Ig 总量的
10% 左右,占 Ig A 的 85%,具有抗菌、抗病毒作用
分泌型Ig A 主要存在于外分泌液中(SIg A),少数存在于血清中
SIg A为双体结构,是黏膜局部重要的保护性抗体 MEDICAL IMMUNOLOGYIMMUNOGLOBULINIg DIg D 主要由脾脏及扁桃体中浆细胞产生,占 Ig 的1%左右
mIg D 是 B 细胞表面主要受体,
B 细胞表达 mIg D 时是 B 细胞
成熟的标志
Ig D的功能不清MEDICAL IMMUNOLOGYIMMUNOGLOBULINIg EIg E 由扁桃体、支气管、胃肠道黏膜固有层浆细胞产生
Ig E 在体内含量最少,仅占 Ig
的0.002% 左右
Ig E 主要参与机体的 I 型超敏
反应MEDICAL IMMUNOLOGYIMMUNOGLOBULIN 人 工 制 备 抗 体 人 工 制 备 抗 体MEDICAL IMMUNOLOGYIMMUNOGLOBULINnullnull
单克隆抗体
由一个识别一种抗原表位的 B 细胞克隆产生的同源性抗体,称为单克隆抗体 ( monoclonal antibody, mAb )
特点:
纯度高、特异性强、无交叉反应MEDICAL IMMUNOLOGYIMMUNOGLOBULINnullnullGeoreges Kohler 1946--Cesar Milstein 1927--
Nobel Prize in 1984基因工程抗体基因工程抗体 基因工程抗体(genetic engineering antibody)又称
重组抗体,是利用 DNA 重组和蛋白质工程技术,按照
人工目的在基因水平上对 Ig 分子进行切割或修饰, 重
新组装的新型抗体分子。MEDICAL IMMUNOLOGYIMMUNOGLOBULINnull基因工程抗体的两大技术
鼠源抗体人源化:嵌合抗体(chimeric antibody)
人源抗体的制备:噬菌体展示技术(phage display)
MEDICAL IMMUNOLOGYIMMUNOGLOBULINnull思 考
思 考 题 名词:Ig 、ADCC、mAb、Id、CDR、IgSF
免疫球蛋白的结构和功能区
免疫球蛋白的酶解片段
免疫球蛋白的生物学活性
各类免疫球蛋白的生物学特性
MEDICAL IMMUNOLOGYIMMUNOGLOBULIN
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