Immune molecular

1. Immune molecular

2. 免疫分子指的是参与机体免疫应答过程的的各种相关分子。机体所有的免疫活动都离不开免疫分子。免疫分子指的是参与机体免疫应答过程的的各种相关分子。机体所有的免疫活动都离不开免疫分子。 • 免疫分子包括许多种类：抗体（Ig），补体、MHC、细胞因子、粘附分子等。

3. Antibody Antibodies are the antigen-binding proteins present on the B-cell membrane and secreted by plasma cells.

4. the difference between antibody and immunoglobulin • Basic Structure of Antibody • the function region of antibody • Antibody Classes • Biological Activities of the antibody • Generation of Antibody Diversity • Monoclonal Antibodies • The Immunoglobulin Superfamily

5. 抗体是免疫应答过程中产生的重要的免疫效应分子，由于它主要存在于体液当中，所经我们将抗体介导的免疫称做体液免疫。抗体是免疫应答过程中产生的重要的免疫效应分子，由于它主要存在于体液当中，所经我们将抗体介导的免疫称做体液免疫。 • 免疫球蛋白（immunoglobulin, Ig）是指具有抗体活性的或化学结构与抗体相似的球蛋白。 • 免疫球蛋白可以看作是化学结构上的概念，而抗体则是生物学功能上的概念。

6. Basic Structure of Antibodies The first evidence that antibodies were contained in particular serum protein fractions came from a classic experiment by A. Tiselius and E. A.Kabat, in 1939. Pure Immunoglobulin Obtained from Multiple Myeloma(多发性骨髓瘤)Patients Made Sequencing Possible. Chemical and Enzymatic Methods Revealed Basic Antibody Structure 免疫球蛋白结构特点

9. Edleman利用巯基已醇处理免疫球蛋白，可将免疫球蛋白分成两种分子量的多肽链，并根据它们的分子量的差异称为重链和轻链。Edleman利用巯基已醇处理免疫球蛋白，可将免疫球蛋白分成两种分子量的多肽链，并根据它们的分子量的差异称为重链和轻链。 • 1963年，Porter进行了著名的酶切实验用木瓜蛋白酶处理后，得到2个具有单价活性的片段和1个易结晶片段； • 用胃蛋白酶处理后，得到1个具双价抗原活性片段和一些破碎的多肽链。

11. 免疫球蛋白结构特点 • 免疫球蛋白分子呈Y型结构； • 轻链分为两种类型，分别为κ、λ； • 重链的类型决定Ig的类型，重链分为五种类型，分别为μγαδε；与这五种重链相对应的Ig种类分别为IgM IgG IgA IgD IgE； • 由2条重链和2条轻链组成； 重链和轻链都可以分为恒定区（constant region）和可变区（various region）。

12. 依据免疫球蛋白重链恒定区肽链抗原特异性的不同可将人免疫球蛋白分为五类依据免疫球蛋白重链恒定区肽链抗原特异性的不同可将人免疫球蛋白分为五类

14. 重链约由450~550个AA组成，轻链约由214个AA组成；恒定区位于轻链靠近C端1/2和重链靠近C端3/4的区域。这个区域的氨基酸组成和排列在同一种属动物Ig同一型重链和轻链中比较恒定。不同物种这两种类型的轻链所占的比例是不同的，人类κ占66%，小鼠占95%，兔占70~98%；重链约由450~550个AA组成，轻链约由214个AA组成；恒定区位于轻链靠近C端1/2和重链靠近C端3/4的区域。这个区域的氨基酸组成和排列在同一种属动物Ig同一型重链和轻链中比较恒定。不同物种这两种类型的轻链所占的比例是不同的，人类κ占66%，小鼠占95%，兔占70~98%；

15. 重链和轻链的可变区构成了Ig的Fab段，也就是Ig的抗原结合部位。由于V区中氨基酸的种类和排列次序千变万化，所以形成许多具有不同结合抗原特异性的抗体。重链和轻链的可变区构成了Ig的Fab段，也就是Ig的抗原结合部位。由于V区中氨基酸的种类和排列次序千变万化，所以形成许多具有不同结合抗原特异性的抗体。

16. 抗原结合位点：VL和VH是抗原结合的部位； • 补体结合位点：CH2具有补体C1q的结合位点； • Fc段受体结合位点：IgGCH3具有结合单核细胞、粒细胞、B细胞等Fc段受体的功能； • 绞链区

18. 铰链区：它不是一个独立的功能区，但是它与其它的功能区相关。它位于CH1和CH2之间。铰链区可以发生一定程度上的转动或伸展，使抗体分子上的两个抗原结合位点更好地与两个抗原决定簇发生互补。同时由于CH2和CH3构型变化，使Ig显示出活化补体、结合组织细胞等生物学活性。铰链区：它不是一个独立的功能区，但是它与其它的功能区相关。它位于CH1和CH2之间。铰链区可以发生一定程度上的转动或伸展，使抗体分子上的两个抗原结合位点更好地与两个抗原决定簇发生互补。同时由于CH2和CH3构型变化，使Ig显示出活化补体、结合组织细胞等生物学活性。

19. 依据免疫球蛋白重链恒定区肽链抗原特异性的不同可将人免疫球蛋白分为五类。依据免疫球蛋白重链恒定区肽链抗原特异性的不同可将人免疫球蛋白分为五类。

20. IgM： • 它是从进化上来看出现得最早的Ig。 • 在人体中为五聚体，分子量90万，因此又称做巨球蛋白。 • 是机体初次反应产生的抗体。 • 由于IgM是五聚体。 • IgM的效价较高，如果体内缺乏，机体易患败血症。

21. IgG： • 对人体来说， IgG是最重要的Ig，它占所有Ig的75~80%。 • 它以单体形式存在，分子量150kDa。 • 它是机体二次反应中产生的主要的Ig，不具备IgG的动物不具有二次反应； • IgG是机体中分布最广的Ig，是唯一能够通过胎盘的Ig，它在新生儿的抗感染中起到重要的作用。

23. IgA： • 分为血清型和分泌型两种。血清型以单体形式存在，占血清Ig的10~20%； • 分泌型IgA是由消化道、呼吸道、泌尿生殖道等处的粘膜固有层中的浆细胞产生； • 在机体外分泌的Ig中， IgA占绝对优势，是机体抵抗感染的一道重要屏障。

25. IgE： • 分子量190kDa，在血清中含量最少，约为0.01~0.9%； • 是引起机体I型超敏反应的主要Ig； • 在肥大细胞、嗜碱性粒细胞等细胞表面存在IgEFc段的受体， IgE与抗原形成的复合物与其Fc受体结合后，导致肥大细胞脱颗粒，从而引发I型超敏反应。

26. IgD： • 分子量为170~200kDa； • 它是B细胞表面重要的表面标志，只存在于B细胞分化过程中的细胞表面； • 当B细胞的细胞膜上只表达IgM时，受到抗原刺激后易导致对抗原的耐受性，如果IgM与IgD同时存在的话，B细胞受到抗原刺激就会被激活。

27. 抗体的生物学功能 • 与抗原发生特异性的结合 • 激活补体 • Ig与相应的Fc受体结合，产生多种生物学效应 • 参与免疫调节

28. 免疫球蛋白的功能

30. 激活补体 免疫球蛋白分子具有补体结合位点。在没有抗原分子结合的时侯，由于分子构形上的关系，补体结合位点不能与补体发生结合。当抗体分子与抗原结合后，补体结合位点暴露，激活补体，从而使特异性的免疫反应得了非特异性的放大。

31. 体内多种细胞表面存在IgFc段的受体，Ig与相应的Fc受体结合，产生一系列生物学效应。体内多种细胞表面存在IgFc段的受体，Ig与相应的Fc受体结合，产生一系列生物学效应。 右图示由抗体介导的内吞过程

32. IgE与其Fc受体结合，导致I型超敏反应

33. 参与免疫调节 抗独特型抗体是机体调节免疫反应的一个很重要的方式。由于抗原结构的多样性，所以抗体的可变区就会产生相应的变化。这种新结构的抗体对机体来说也是一种抗原，会诱导机体产生相针对的抗体，称为抗独特型抗体。这类抗体在免疫调节中具有重要作用，它可以防止机体产生过强的免疫反应。

34. 抗体多样性的产生机制 • 根据抗原抗体反应的特异性，针对于某一种特定抗原，就会有某一种特异的抗体与之相对应。也就是说，外界存在有多少种类的抗原，在体内就会产生相应种类的抗体。 • 据估计，在人体内具有产生超过1亿种抗体的潜在能力。 • 如此多的抗体类型是如何产生的呢？ • 抗体基因表达的特点

35. 抗体基因表达的特点 • 等位基因排斥和同种型排斥 • 类别转换 • 分泌型免疫球蛋白和膜型免疫球蛋白

38. 等位排斥（allelic exclusion）是指B细胞中位于一对染色体上的轻链或重链基因，其中只有一条染色体上的基因得到表达，这样对遗传上是杂合子的个体来说，也同样保证了一个B细胞只表达一种轻链和一种重链，也即只表达一种特异抗原受体。 • 同种型排斥（isotype exclusion）是指两种轻链之间的排斥，轻链有κ链和λ链，但一个BCR和Ig分子只能表达其中的一种，或是κ链，或是λ链。

39. 细胞水平上： 细胞克隆选择假说 Wigzell的实验 放射自杀实验 分子水平上： 人类B细胞有三个基因库 两个基因编码一条多肽链 在基因表达的过程中存在着基因重排的现象 造成Ig多态性产生的因素 如何解释抗体多样性

40. 关于抗体多样性的假说 • 抗体产生的侧链假说 • 细胞克隆选择学说：一个动物个体在胚胎期产生多种B细胞克隆，每个克隆的细胞表面只有一种抗原受体。当抗原进入体内，就会和相应受体结合，使得该细胞克隆活化，分泌抗原特异性的抗体。

41. 抗体产生的侧链假说 • 外来抗原通过与B细胞表面的抗体分子结合，达到活化B细胞的目的； • 一个B细胞具有多种膜表面抗体（侧链），活化后产生多种抗体； • 多种抗原对应一个B细胞克隆。

42. 一种抗原对应一个B细胞克隆； 一个B细胞克隆对应一种特异性抗体。

43. 试验结果分析 • 试验的关键在于过玻璃珠这一步。由于玻璃珠是附有牛血清白蛋白，这些牛血清白蛋白同产生抗牛血清白蛋白的B细胞克隆发生结合；再次收集淋巴细胞时收集到的只是产生抗卵白蛋白的淋巴细胞； • 用X射线处理兔子的目的是杀死兔子体内原有的淋巴细胞，使其体内只有注入的淋巴细胞，所以在两种抗原免疫兔子时，只产生抗卵白蛋白的抗体。

44. Wigzell两种蛋白的免疫试验及分析 X 取淋巴细胞 淋巴 细胞 玻璃珠 两种 蛋白 混合 免疫 抗卵白蛋白抗体 抗牛血清白蛋白抗体 卵白蛋白质 牛血清白蛋白 只检出抗卵白蛋白 的抗体

45. Humphrey放射自杀试验及分析 检测到 相应抗体 抗原 抗原 检测不到 相应抗体

46. 试验结果分析 • 前后两个试验相比较，差异就在加在抗原上的放射性标记； • 因为放射性分子不仅可可以做标记，同时它对生物体还有损伤作用； • 放射性标记的抗原同产生相应抗体的B细胞克隆发生结合后，将B细胞克隆杀死，所以不会产生相应的抗体。

47. 三大基因库 • 编码H、 κ、λ链的基因位于三条染色体上； 人体编码H、 κ、λ分别位于第14、2、22号染色体上； 在小鼠位于第12、6、16号染色体上。

48. 两个基因编码一条多肽链 • 免疫球蛋白重链和轻链都可以分为V区和C区; C区和V区是由不同基因编码的。 • 重链V区的基因由V、D、J三个基因片段组成；轻链V区基因由VJ两个基因片段组成。

49. 基因重排 • 基因重排的发现 • 重链V区的编码基因由V、D、J三个基因片段组成；轻链V区的编码基因由V、J二个基因片段组成。 • 编码一条Ig重链、轻链的基因是由胚系中多个分开的DNA片段经剪切重排而成的。