免疫球蛋白1.pptx

概述概述n抗体（抗体（antibody，Ab）：）：B 细胞识别抗原后增殖细胞识别抗原后增殖分化为浆细胞所产生的一种蛋白质，是能与抗原分化为浆细胞所产生的一种蛋白质，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，也被称为在于血清等体液中，也被称为“免疫球蛋白免疫球蛋白”。n免疫球蛋白（免疫球蛋白（Immunoglobulin，Ig）：具有抗）：具有抗体活性或化学结构与抗体相似的球蛋白。体活性或化学结构与抗体相似的球蛋白。n免疫球蛋白可分为分泌型（免疫球蛋白可分为分泌型（secreted Ig，sIg）和膜型（和膜型（membrane Ig，mIg）。）。免疫球蛋白免疫球蛋白第1页/共58页第2页/共58页第第1节节 免疫球蛋白分子结构免疫球蛋白分子结构n免疫球蛋白的基本结构免疫球蛋白的基本结构n免疫去蛋白的立体结构免疫去蛋白的立体结构n免疫球蛋白的其他成分免疫球蛋白的其他成分n免疫球蛋白的水解片段免疫球蛋白的水解片段第3页/共58页免疫球蛋白的基本结构免疫球蛋白的基本结构四肽链四肽链分子，即由两分子，即由两条相同的重链和两条条相同的重链和两条相同的轻链通过链间相同的轻链通过链间二硫键连接而成的免二硫键连接而成的免疫球蛋白单体，呈疫球蛋白单体，呈“Y”形。形。第4页/共58页第5页/共58页重链和轻链重链和轻链n重重链链（heavy chain，H链链）：约约含含450550个个氨氨基酸残基基酸残基根根据据H链链恒恒定定区区抗抗原原性性的的差差异异可可将将其其分分为为、五五类类；与与L链链组组成成完完整整的的Ig分分子子，分分别别称称为为IgM、IgG、IgA、IgD和和IgE。亚亚类类：铰铰链链区区氨氨基基酸酸的的组组成成和和重重链链二二硫硫键键的的数数目目和位置不同。和位置不同。IgG1-4,IgA1,2n轻轻链链（light chain，L链链）：约约由由214个个氨氨基基酸酸残残基组成；分为基组成；分为和和两型。人两型。人：约约2：1。第6页/共58页可变区和恒定区可变区和恒定区n通过分析不同免疫球蛋白重链和轻链的氨通过分析不同免疫球蛋白重链和轻链的氨基酸序列，发现重链和轻链靠近基酸序列，发现重链和轻链靠近N端的约端的约110氨基酸的序列变化很大，称为可变区氨基酸的序列变化很大，称为可变区（variable region，V区区）n靠近靠近C端的其余氨基酸序列相对稳定，称为端的其余氨基酸序列相对稳定，称为恒定区（恒定区（constant region，C区）区）第7页/共58页可变区可变区 nV区区位位于于Ig分分子子的的N端端，约约占占轻轻链链的的1/2（VL）和重链（）和重链（VH）的）的1/4或或1/5；n该该区区氨氨基基酸酸的的组组成成和和排排列列顺顺序序随随抗抗体体的的不不同同而而有有较较大大的的变变异异，故故称称可可变变区区；它决定了抗体与抗原结合的特异性。它决定了抗体与抗原结合的特异性。第8页/共58页可变区可变区 n在在VL和和VH中中某某些些局局部部区区域域的的氨氨基基酸酸组组成成与与排排列列 具具 有有 更更 高高 的的 变变 化化 程程 度度，此此 为为高高 变变 区区（hypervariable region,HVR）。）。n高高变变区区即即是是抗抗体体与与抗抗原原（决决定定簇簇）特特异异性性结结合合 的的 位位 置置，又又 称称 为为互互 补补 决决 定定 区区（complementarity-determining region,CDR）。）。n免疫球蛋白的免疫球蛋白的独特型决定基独特型决定基也在该区域。也在该区域。第9页/共58页可变区（三）可变区（三）n在在V区区中中非非HVR部部位位的的氨氨基基酸酸组组成成和和排排列列 相相 对对 比比 较较 保保 守守，称称 为为 骨骨 架架 区区（framework region）。）。第10页/共58页恒定区恒定区nC区区位位于于Ig分分子子的的C端端，约约占占轻轻链链的的1/2（CL）和重链的）和重链的3/4或或4/5（CH）n在在同同一一种种属属动动物物中中，同同一一类类别别Ig重重链链和和同同一一型型轻轻链链的的C区区氨氨基基酸酸组组成成和和排排列列顺顺序序比比较较恒恒定，故称恒定区定，故称恒定区第11页/共58页结构域结构域 n构构成成:Ig 每每条条肽肽链链可可折折叠叠成成几几个个球球形形功功能能区区，或或结结构构域域。Ig分分子子每每一一肽肽链链内内部部由由大大约约110个个氨氨基基酸酸形形成成一一个个亚亚单单位位，氨氨基基酸酸的的序序列列具具有有相相似似性性或或同同源源性性，其其内内由由链链内内二二硫硫键键构成肽环，称为功能区。构成肽环，称为功能区。第12页/共58页结构域结构域 n功能：功能：（1）VL和和VH是与抗原结合的部位；是与抗原结合的部位；（2）CH和和CL具具有有某某些些同同种种异异型型（allotype）的的遗遗传标记；传标记；（3）IgG的的CH2 和和IgM的的CH3具具有有补补体体结结合合位位点点启动补体经典激活途径；启动补体经典激活途径；（4）IgG可通过胎盘；可通过胎盘；（5）IgG的的CH3可可与与多多种种细细胞胞膜膜表表面面的的FcR结结合合，介导不同生物学效应。介导不同生物学效应。第13页/共58页铰链区铰链区n并并非非独独立立的的功功能能区区，位位于于CH1和和CH2之之间间，包包括括重重链链链链间间二二硫硫键键。该该区区富富含含脯脯氨氨酸酸（构构成成胶胶原原纤纤维维的的重重要要成成分分），具具柔柔韧韧性性，不不形形成成螺螺旋旋，易易于于伸伸展、转动。特点：展、转动。特点：使使可可变变区区的的抗抗原原结结合合点点尽尽量量与与两两个个抗抗原原决决定定簇簇发发生互补生互补使使Ig变构，暴露补体结合点变构，暴露补体结合点对蛋白酶敏感，对蛋白酶敏感，Ig被水解易在此区发生裂解被水解易在此区发生裂解第14页/共58页第15页/共58页免疫球蛋白的立体结构免疫球蛋白的立体结构第16页/共58页第17页/共58页第18页/共58页第19页/共58页免疫球蛋白的其他成分免疫球蛋白的其他成分第20页/共58页J链和分泌片链和分泌片n J链链（joining chain）：存存在在于于二二聚聚体体分分泌泌型型IgA和和五五聚聚体体IgM中。分子量约中。分子量约15KD；富含半胱氨酸。；富含半胱氨酸。作用：稳定多聚体。作用：稳定多聚体。n分分 泌泌 片片（secretory component，SC）或或 分分 泌泌 片片（secretory piece，SP）：分分泌泌型型IgA上上的的一一个个辅辅助助成成分分，分分子子量量约约 75KD，由由粘粘膜膜上上皮皮细细胞胞合合成成，并并在在IgA二二聚聚体体形形成成后后通通过过二二硫硫键键连连接接到到免免疫疫球球蛋蛋白白分分子子上上，分分泌泌至至粘膜表面。粘膜表面。作用：稳定分泌型作用：稳定分泌型IgA的结构，使之避免蛋白酶的消化水的结构，使之避免蛋白酶的消化水解作用。解作用。第21页/共58页第22页/共58页分泌片：由粘膜上皮细胞合成的一条多肽链，是上皮细胞膜上的多聚Ig受体的胞外区部分，为分泌型IgA产生所必需，可保护sIgA免受蛋白酶的水解破坏。第23页/共58页免疫球蛋白的水解片段免疫球蛋白的水解片段n木瓜蛋白酶水解片段木瓜蛋白酶水解片段n胃蛋白酶水解片段胃蛋白酶水解片段第24页/共58页第25页/共58页第第2节节 抗体的异质性抗体的异质性n抗体可变区的异质性抗体可变区的异质性n抗体恒定区的异质性抗体恒定区的异质性n免疫球蛋白的独特型免疫球蛋白的独特型第26页/共58页抗体可变区的异质性抗体可变区的异质性n理论上，每一种抗原表位可诱导产生一种理论上，每一种抗原表位可诱导产生一种特异性抗体。特异性抗体。第27页/共58页抗体恒定区的异质性抗体恒定区的异质性n免疫球蛋白的类型免疫球蛋白的类型n类类(class):重链重链、相对应的免疫球蛋相对应的免疫球蛋白：白：IgG、IgA、IgM、IgD、IgE。n亚类：同一类免疫球蛋白重链的抗原性及二硫键亚类：同一类免疫球蛋白重链的抗原性及二硫键数目和位置不同可分为亚类。数目和位置不同可分为亚类。IgG1-4；IgA1、IgA2；IgM1、IgM2。n型：轻链型：轻链C区抗原性不同而分为区抗原性不同而分为、两型。两型。n亚型：轻链亚型：轻链C个别氨基酸残基的差异，又可分为个别氨基酸残基的差异，又可分为 1、2、3、4亚型。亚型。免疫球蛋白的异质性免疫球蛋白的异质性第28页/共58页免疫球蛋白的独特型免疫球蛋白的独特型独特型（独特型（Id）：同一种属、同一个体来源）：同一种属、同一个体来源的抗体分子，由于其的抗体分子，由于其CDR区的氨基酸序列区的氨基酸序列不同所显示出的免疫原性。不同所显示出的免疫原性。BCR、TCR也也有独特型表位。有独特型表位。高变区、独特型指的是同一种物高变区、独特型指的是同一种物质。质。AId：独特型表位在异种、同种异体甚至同：独特型表位在异种、同种异体甚至同一个体均能刺激机体产生相应的抗体。一个体均能刺激机体产生相应的抗体。第29页/共58页同种异型同种异型独特型独特型第30页/共58页独特型和抗独特型抗体的类别独特型和抗独特型抗体的类别n个体独特型、共有独特型个体独特型、共有独特型nAb2、Ab2、Ab2、Ab2 nAb2：抗原非抑制性：抗原非抑制性nAb2：半抗原抑制性：半抗原抑制性nAb2：双特异性抗体双特异性抗体nAb2：完全抑制抗原与：完全抑制抗原与Id结合。外源性抗结合。外源性抗原在机体免疫系统中的原在机体免疫系统中的“内影像内影像”。第31页/共58页独特型和抗独特型和抗独特型网络独特型网络n闭合型、多层次的级联网络。闭合型、多层次的级联网络。Id-AId在免疫在免疫调节中起重要作用。调节中起重要作用。第32页/共58页独特型和独特型网络免疫调节独特型和独特型网络免疫调节第33页/共58页第第3节节 免疫球蛋白的生物合成与表达免疫球蛋白的生物合成与表达n膜型膜型Ig与分泌型与分泌型Ig的转变的转变nB细胞活化后细胞活化后Ig重链重链C区转换：区转换：class switch;T细胞及细胞及T细胞因子细胞因子第34页/共58页第第4节节 免疫球蛋白的生物学特性免疫球蛋白的生物学特性n免疫球蛋白的主要生物学功能免疫球蛋白的主要生物学功能n各类免疫球蛋白的特性和作用各类免疫球蛋白的特性和作用第35页/共58页免疫球蛋白的功能免疫球蛋白的功能n识别并特异性结合抗原识别并特异性结合抗原n激活补体激活补体n结合细胞表面的结合细胞表面的Fc受体受体n穿过胎盘和黏膜穿过胎盘和黏膜第36页/共58页Ig V区的功能（一）区的功能（一）n识别并特异性结识别并特异性结合抗原中和毒素合抗原中和毒素n中和病毒中和病毒n抑制细菌粘附抑制细菌粘附 到宿主细胞到宿主细胞n B细胞表面的细胞表面的IgM和和IgD是识别抗原是识别抗原的受体的受体免疫球蛋白的功能免疫球蛋白的功能第37页/共58页Ig V区的功能（二）区的功能（二）n免疫调节免疫调节n超抗体的活性：自身免疫性疾病和抗感染超抗体的活性：自身免疫性疾病和抗感染免疫免疫第38页/共58页Ig C 区的功能区的功能第39页/共58页激活补体激活补体 C区区n经典途径经典途径免疫球蛋白的功能免疫球蛋白的功能第40页/共58页结合细胞表面的结合细胞表面的Fc受体受体 C区区n调理作用调理作用(opsonization)n抗体依赖的细胞介导的细胞毒作用抗体依赖的细胞介导的细胞毒作用(ADCC)n介导介导I型超敏反应型超敏反应免疫球蛋白的功能免疫球蛋白的功能第41页/共58页第42页/共58页第43页/共58页第44页/共58页穿过胎盘和黏膜穿过胎盘和黏膜 C区区n在在人人类类IgG是是唯唯一一可可通通过过胎胎盘盘从从母母体体进进入入胚胚胎胎的的抗体。抗体。n胎胎盘盘母母体体一一侧侧的的滋滋养养层层细细胞胞表表达达一一种种特特异异性性IgG结合蛋白，称为结合蛋白，称为Fc R。nIgG可可选选择择性性地地与与Fc R结结合合，从从而而转转移移到到滋滋养养层细胞内，并主动进入胎儿血循环中。层细胞内，并主动进入胎儿血循环中。n是是一一种种重重要要的的自自然然被被动动免免疫疫机机制制，对对于于新新生生儿儿抗抗感染有重要作用。感染有重要作用。nsIgA可通过呼吸道和消化道黏膜可通过呼吸道和消化道黏膜免疫球蛋白的功能免疫球蛋白的功能第45页/共58页五类免疫球蛋白的特性与功能五类免疫球蛋白的特性与功能nIgGnIgMnIgAnIgDnIgE第46页/共58页第47页/共58页IgGn是是血血清清中中含含量量最最高高的的抗抗体体成成分分，占占血血清清Ig总总量量的的75，且且以以单单体体存存在在，为为再再次次免疫应答中的主要抗体。免疫应答中的主要抗体。n参参与与调调理理作作用用、ADCC、活活化化补补体体等等作作用用，是是唯唯一一能能通通过过胎胎盘盘的的抗抗体体，发发挥挥自自然被动免疫功能。结合然被动免疫功能。结合SPA。n多数抗菌、抗病毒、抗毒素抗体均属于多数抗菌、抗病毒、抗毒素抗体均属于IgG类，在免疫防御中具有重要作用类，在免疫防御中具有重要作用。第48页/共58页IgMn为为 五五 聚聚 体体，分分 子子 量量 最最 大大，称称 为为 巨巨 球球 蛋蛋 白白（macroglobulin）。n是生物进化与个体发育过程中最先出现的是生物进化与个体发育过程中最先出现的Ig。n在抗原初次刺激机体时，是体内最先产生的在抗原初次刺激机体时，是体内最先产生的Ig。n有有强强的的补补体体激激活活能能力力和和调调理理作作用用，在在机机体体早早期期免免疫疫防防御中具有重要作用。御中具有重要作用。n膜膜表表面面IgM是是B细细胞胞抗抗原原识识别别受受体体的的主主要要成成分分，只只表表达达mIgM是是B细胞发育未成熟的标志。细胞发育未成熟的标志。n天然的血型抗体为天然的血型抗体为IgM。第49页/共58页IgAn分分泌泌型型IgA（secretory IgA,SIgA）是是由由J链链连连接接的的双双体体和和分泌片组成；分泌片组成；n主主要要存存在在于于多多种种外外分分泌泌液液中中，是是参参与与粘粘膜膜局局部部免免疫疫的的最最重重要要因因素素（阻阻抑抑胃胃肠肠道道或或呼呼吸吸道道中中相相应应病病原原微微生生物物对对靶靶细细胞胞的的粘粘附，中和细菌毒素等）；附，中和细菌毒素等）；n初乳中的分泌型初乳中的分泌型IgA可对婴儿发挥自然被动免疫作用。可对婴儿发挥自然被动免疫作用。第50页/共58页第51页/共58页IgDn在在血血清清中中含含量量低低，不不到到血血清清总总Ig的的1%，其生物学作用尚不清楚。其生物学作用尚不清楚。n B细胞膜表面细胞膜表面IgD是是B细胞发育成熟的标细胞发育成熟的标志。志。第52页/共58页IgEn 是是血血清清中中含含量量最最低低的的一一类类Ig，仅仅占占血血清清总总Ig的的0.002%，对热敏感；，对热敏感；n 属属于于亲亲细细胞胞抗抗体体，可可与与嗜嗜碱碱性性粒粒细细胞胞、肥肥大大细细胞胞表表面面IgE Fc受受体体(FcRI)结结合合，介介导导I型型超超敏敏反反应的发生；应的发生；n抗寄生虫免疫中介导抗寄生虫免疫中介导ADCC作用，杀伤寄生虫。作用，杀伤寄生虫。第53页/共58页第第5节节 免疫球蛋白基因超家族免疫球蛋白基因超家族n与与Ig结构相似、遗传基因同源的蛋白分子，结构相似、遗传基因同源的蛋白分子，主要以膜蛋白的形式存在于细胞膜表面，主要以膜蛋白的形式存在于细胞膜表面，有识别和传递信号的功能，称为免疫球蛋有识别和传递信号的功能，称为免疫球蛋白超家族（白超家族（IgSF），编码），编码IgSF 的基因称为的基因称为免疫球蛋白基因超家族。免疫球蛋白基因超家族。n表表2-2第54页/共58页第第6节人工制备抗体节人工制备抗体n多克隆抗体（多克隆抗体（pAb）：动物免疫血清、恢）：动物免疫血清、恢复期病人血清、免疫接种人群血清。复期病人血清、免疫接种人群血清。n单克隆抗体（单克隆抗体（mAb）：针对单一表位。杂）：针对单一表位。杂交瘤技术。交瘤技术。n基因工程抗体：重组抗体。基因工程抗体：重组抗体。第55页/共58页单克隆抗体单克隆抗体n单克隆抗体（单克隆抗体（monoclonal antibody，mAb）n借助（小鼠）借助（小鼠）B细胞杂交瘤技术细胞杂交瘤技术，由单个细，由单个细胞增殖而成的细胞克隆所产生的、高度均胞增殖而成的细胞克隆所产生的、高度均一的（属于同一类、亚类、型别）、单一一的（属于同一类、亚类、型别）、单一特异性（仅针对特定抗原表位）的抗体。特异性（仅针对特定抗原表位）的抗体。第56页/共58页第57页/共58页思考题思考题nHVR(CDR)Fab F(ab)2 独特型独特型 调理作用调理作用 ADCC mAb n简述免疫球蛋白的基本结构和主要生物学简述免疫球蛋白的基本结构和主要生物学功能。功能。n IgG 的水解片段。的水解片段。n简述五类免疫球蛋白的特性及功能。简述五类免疫球蛋白的特性及功能。第58页/共58页