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免疫球蛋白

第 四 章. 免疫球蛋白. (Immunoglobulin,Ig ). 主要内容. 1. 抗体 / 免疫球蛋白的概念 2. 免疫球蛋白的结构 3. 免疫球蛋白的异质性 4. 免疫球蛋白的功能 5. 各类免疫球蛋白的特性与功能 6. 人工制备抗体. 教学要求. 掌握 1.Ig 和 Ab 的概念、基本结构、 功能区和酶解片段 2. 抗体主要的生物学功能 3. 各类免疫球蛋白的特性和功能 熟悉 1. 抗体的免疫原性 2. 单克隆抗体及其特点. 概 述.

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免疫球蛋白

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Presentation Transcript

  1. 第 四 章 免疫球蛋白 (Immunoglobulin,Ig)

  2. 主要内容 1.抗体/免疫球蛋白的概念 2.免疫球蛋白的结构 3.免疫球蛋白的异质性 4.免疫球蛋白的功能 5.各类免疫球蛋白的特性与功能 6.人工制备抗体

  3. 教学要求 掌握1.Ig和Ab的概念、基本结构、 功能区和酶解片段 2.抗体主要的生物学功能 3.各类免疫球蛋白的特性和功能 熟悉 1.抗体的免疫原性 2.单克隆抗体及其特点

  4. 概 述 Ab：是由B细胞受抗原刺激转化为浆细胞后所产生，能与相应抗原特异性结合的糖蛋白，称为抗体（antibody, Ab）。 Ig：把具有抗体活性或化学结构与抗体相似的 球蛋白统称为免疫球蛋白（Immunoglobulin，Ig）。 可分为膜型和分泌型。

  5. 正常人血清电泳分离图（IgE量极少， 不能定量显示）

  6. 第一节 免疫球蛋白的结构 一、Ig的基本结构 由两条相同的重链和两条相同的轻链通过二硫键连接而成的四肽链结构。

  7. Ig的基本结构

  8. （一）重链与轻链 1.重链（heavy chain, H链）: 根据氨基酸组成及序列差异（免疫原性）分为五类 ： 重链类型：g a d m e(链) 组成的Ig： IgG, IgA, IgD, IgM, IgE 亚类：同一类Ig根据绞链区氨基酸组成、重链二硫键数目和位置的差别，可分为亚类（IgG1～4、IgA1-2）。

  9. 2.轻链（light chain, L链） • 型：根据轻链恒定区免疫原性不同，分为和型。 • 亚型：根据链个别氨基酸的差异，分为1～4。

  10. (二)可变区和恒定区： 1.可变区（variable region，V区）： 位于Ig分子N端，占轻链1/2和重链1/4或1/5；

  11. 高变区（hypervariable region, HVR） 互补性决定区（complementarity-determining region, CDR） 独特型决定簇（idiotypic determinants） 骨架区（framework region, FR）

  12. 医学免疫学 上海第二医科大学免疫教研室

  13. 2.恒定区（constant region,C区)： 位于Ig 分子的C端，占轻链1/2和重链3/4（IgG、IgA、IgD）或4/5（IgM、IgE）。在同一种属中，同一类重链和同一类轻链C区氨基酸的组成或排列比较恒定。

  14. (三)绞链区(hinger region)：位于CH1和CH2之 间，含丰富的脯氨酸，易伸展弯曲，有利于Ig V区与抗原互补性结合；有利于暴露补体结合位点；对蛋白酶敏感。

  15. (四) 免疫球蛋白的结构域（domain) • 轻链：两个结构域（VL,CL）; • 重链：4个或5个结构域IgG、IgA、IgD:VH、CH1、CH2、CH3 IgM、IgE:VH、CH1、CH2、CH3、CH4

  16. VH和VL：与抗原特异性结合 CL和CH1：某些同种异型（allotype）遗传标记； IgG的CH2、IgM的CH3：C1q结合位点，可通过经典途径激活补体； IgG的CH2：通过胎盘； CH3/CH4：与不同细胞表面FcR结合，表现不同生物学效应。

  17. 二 免疫球蛋白的其它成分： (一) J链（joining chain）： 富含半胱氨酸的多肽链，由浆细胞合成。 主要功能：将单体Ig分子通过二硫键连接成多聚体。 (二) 分泌片（secretory piece, SP）: 由黏膜上皮细胞合成和分泌，以非共价键形式结合于IgA二聚体。 主要功能：保护分泌型IgA的铰链区免受蛋白水解酶的降解。

  18. 三、Ig的水解片段

  19. 第二节 免疫球蛋白的异质性(heterogeneity)

  20. 一 异质性在Ig上的表现 1. 类（class） 2. 亚类（subclass） 3. 型（type） 4. 亚型（subtype）

  21. 二、外源因素所致的异质性--Ig的多样性 免疫球蛋白针对自然界种类繁多的抗原， 产生相应种类的特异性抗体， 种类极多， 造成抗体的多样性/异质性。

  22. 1. 有针对多样不同抗原表位的抗体存在 2. 针对同一表位也可以有不同类型抗体存在

  23. 三、内源因素所致的异质性- Ig的血清型 1. 同种型(isotyope)：（种属特异性） 同一种系所有个体的Ig都含有的抗原决定簇，但与其它物种的有差别。

  24. IgG1 (kappa) IgM (kappa) IgG1 (kappa) IgM (kappa) Human Ig Human Ig • 同一个种属，同类免疫球蛋白分子具有相同的免疫原性 antiserum Rabbit (Anti-Human Ig antibody)

  25. 2. 同种异型(allotype）：(个体特异性，个体遗传标志） 同一个种属，不同个体同类免疫球蛋白分子CH或CL一个或几个氨基酸不同而表现出具有不相同的免疫原性

  26. IgG1 Person 1 IgG1 Person 2 IgG1 Person 3 Allotype 同种异型

  27. 3. 独特型(idiotype) ：（B细胞克隆特异性） 同一个体，不同B细胞克隆产生的抗体，在其超变区具有不同的免疫原性，可诱导其它B细胞克隆产生抗独特型抗体

  28. Idiotype 独特型 IgG1 Person 1 anti-A IgG1 Person 1 anti-B IgG1 Person 1 anti-C

  29. 第三节免疫球蛋白的功能

  30. 一、Ig V区的功能 VH和VL：与抗原特异性结合 （中和病毒、外毒素、介导抗原清除）

  31. 二、Ig C区的功能 （一）激活补体 IgM、IgG1~3激活补体经典途径 凝聚的IgA或IgG4激活补体替代途径 4、

  32. （二）结合Fc受体 1 调理作用（opsonization)： Ig Fc段与吞噬细胞表面FcR结合促吞噬； 2 抗体依赖的细胞介导的细胞毒作用（antibody- dependent cell-mediated cytotoxicity，ADCC) ： 3 介导I型超敏反应: IgE

  33. 抗体依赖的细胞介导的细胞毒作用（antibody-dependent cell-mediated cytotoxicity,ADCC） IgG类抗体与靶细胞表面抗原特异性结合，效应细胞（NK细胞、巨噬细胞、中性粒细胞）借助所表达的IgG FcR与靶细胞表面IgG的Fc段结合，从而直接杀伤靶细胞。

  34. （三）穿过胎盘和粘膜 IgG、sIgA

  35. 抗体的功能

  36. 第四节 各类Ig的特性与功能 一、IgG • 体液中含量最高(总量75－80％)，半衰期最长（20－23天）。 • 亲和力高，再次免疫应答主要抗体，抗感染免疫 的重要组分。 • 分为4个亚类。 • 唯一能通过胎盘的Ig：新生儿抗感染中发挥重要作用。

  37. 具有活化补体、调理作用、ADCC等作用。 • 某些自身抗体也属于IgG，如抗核抗体 • 引发Ⅱ/Ⅲ型超敏反应 • 某些IgG亚类Fc段可与SPA结合，藉此可富集、 • 纯化抗体。

  38. 二、IgM • 分为膜型与分泌型。 SmIgM表达于B细胞表面，构成BCR. IgM为五聚体，为分子量最大的Ig. • 个体发育过程中最早合成与分泌的抗体。 （脐血中特异性IgM升高， 提示胎儿有 宫内感染）

  39. 是受抗原刺激后最早出现的抗体 • （可用于感染的早期诊断） • 存在于血液中，结合抗原和补体的能力强。 • 天然血型抗体是IgM类抗体。

  40. 三、IgA • 分为两类 ：血清中的单体IgA 分泌型IgA（sIgA） • sIgA： 1、存在于外分泌液中，婴幼儿从母乳中 可获得sIgA 产生自然被动免疫 2、参与黏膜局部抗感染、中和毒素的局 部免疫。

  41. 四、IgD • 分泌型IgD功能尚不明确 未成熟B细胞 SmIgM 成熟B细胞 SmIgM、SmIgD • 膜型IgD参与构成BCR 活化/记忆B细胞 SmIgM

  42. 五、IgE • 属亲细胞抗体，可与肥大细胞、嗜碱性 粒细胞表面FcεR结合，介导I型超敏反应； • 血清中含量最低的Ig； • 主要由呼吸道、胃肠道粘膜固有层的浆细胞 产生。

  43. 第五节 人工制备抗体一、多克隆抗体（polyclonal antibody，PcAb） 用天然的抗原物质免疫动物，刺激多个B细胞克隆所获得的免疫血清（含多种特异性抗体）。

  44. Hybridized cells

  45. 二、单克隆抗体（monoclonal antibody，McAb） 通过小鼠B细胞杂交瘤（hybridoma）技术，制备的高度均一（属同一类、亚类、型别）、单一特异性（仅针对单一特定抗定抗原表位）的抗体。 优点：高效价，可大量生产

  46. 三、基因工程抗体（gentic engineering antibody，GeAb） 借助DNA重组技术和蛋白质工程技术，按人们的意愿在基因水平上对Ig进行切割、拼接或修饰，重新组装成为新型抗体分子。 如：嵌合抗体 重构抗体 单链抗体 单域抗体

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