7.第七章免疫球蛋白和抗体(修).ppt

Page,*,INSERT LOGO,Click to edit Master title style,Click to edit Master text styles,Second level,Third level,Fourth level,Fifth level,Click to edit Master title style,Click to edit Master text styles,Second level,Third level,Fourth level,Fifth level,第七章,免疫球蛋白与抗体,Immunoglobulin and,Antibody Ig,and Ab,第二篇 免疫学基础,【,知识目标,】,1.,掌握免疫球蛋白、抗体、单克隆抗体的概念,2.,熟悉各类免疫球蛋白的特性及生物学功能,3.,熟悉免疫球蛋白的结构、人工制备的抗体,【,技能目标,】,具有分析各种抗体特征、结构与功能的能力,【,素质目标,】,具备认真严谨的工作态度,学习目标,1.,抗体,(antibody,Ab):,B,细胞接受抗原刺激后增殖为浆细胞，由浆细胞合成分泌的能与相应抗原特异性结合的免疫球蛋白,2.,免疫球蛋白（,Immunoglobulin,Ig):,Ig:,具有抗体活性或者与抗体结构相似的球蛋白,Ig,Ab,有抗体活性（抗体）,无抗体活性（非抗体,）,Ig,概念,第一节 免疫球蛋白的结构与类型,一,、免疫球蛋白的基本结构,（,一）四肽链结构,1,.,重链和轻链,两条相同的重链,H,链,450-550 aa,两条相同的轻链,L,链,214 aa,Ig,主要存在于,区,-,球蛋或丙种球蛋白,According to the differences of,amino acid(aa)composition and sequence,2.,抗体的种类,Antibody Classes,第一节 免疫球蛋白的结构与类型,五种免疫球蛋白,IgG:7.0-16.0g/L,IgA:0.7-4.0g/L,IgM:0.4-2.3g/L,第一节 免疫球蛋白的结构与类型,3,.,两端两区,（,1,）可变区：结合抗原,1/2L,链,1/4or1/5,H,链,不同,的,Ig,氨基酸的种类和排列顺序不同，高度可变,决定,抗体的特异性,与不同抗原分子特异性结合,互补,性决定区,(CDR),，和抗原表位互补结合,，一,个单体,Ig,分子有两个抗原结合位点,，称为,2,价,抗体骨架,区,(FR),，维持,CDR,区的空间构型,N,端,第一节 免疫球蛋白的结构与类型,（,2,）恒定区：结合抗原,1/2L,链,3/4or4/5,H,链,氨基酸,的种类和排列顺序相对稳定,C,端,第一节 免疫球蛋白的结构与类型,免疫球蛋白分子结构（,IgG,）,1.,连接链,(J,链,),单体,:IgG,IgD,IgE,，血清型,Ig,，膜型,IgM,。双体,dimer:,分泌型,IgA(secretory,SIgA),五聚体,pentamer:IgM,（二）免疫球蛋白的其他结构,Ig,存在,形式,（,1,）,膜型（,membrane immunoglobulin,mIg,）,BCR,（,B,细胞抗原受体,),：以跨膜蛋白形式于,B,细胞膜表面，与相应抗原结合,-IgD,和单体,IgM,（,2,）,分泌型,（,secretion immunoglobulin,sIg,）：以可溶性蛋白形式存在于体液中,第一节 免疫球蛋白的结构与类型,2,.,分泌片（,SP,）,(,1),介导,SIgA,向粘膜外转运,（,2,）保护,SIgA,免受蛋白酶水解,第一节 免疫球蛋白的结构与类型,Origin of Secretory Component of sIgA,Y,Y,Y,Y,Y,Y,多聚,Ig,受体,polymeric IgR,粘膜,上皮,细胞,PIgR,分泌片,1.,四个功能区：,Ig,的多肽链分子可折叠成几个由链内二硫键连接的球形结构。每个球形结构约由,110,个氨基酸组成，具有一定的功能，称为,Ig,功能区。,VH,和,VL,：是结合抗原的部位,CH1,和,CL,：具有部分同种异型的遗传标志；,CH2(IgG),和,CH3(IgM),是结合补体部位；,母体的,IgG,可借助,CH2,通过胎盘IgG,的,CH3,结合吞噬细胞、,B,细胞、,NK,细胞；,IgE,的,CH2,和,CH3,介导,型超敏反应,二、免疫球蛋白的功能区,第一节 免疫球蛋白的结构与类型,免疫球蛋白功能区,(function domains),第一节 免疫球蛋白的结构与类型,Ag Binding,Complement Binding Site,Placental Transfer,Binding to Fc Receptors,VL,，,VH:,与抗原特异性结合,CH1,CL:,决定同种异型,CH2,与补体结合,CH3:,与细胞,FC,受体结合,Hinge,region:flexible and suitable for CDR of Ig bound to AD,2.,铰链区,(hinge region):between CH1 and CH2,富含脯,fu,氨酸,有弹性,flexibility,第一节 免疫球蛋白的结构与类型,利于抗体捕捉抗原：利于抗体与不同距离抗原分子结合,利于启动补体激活：,Ag,和,Ab,结合后，铰链区发生结构改化,Ab,从”,T”,字型变成”,Y”,字型，补体结合位点,CH2,暴露（变构效应）,第一节 免疫球蛋白的结构与类型,三、免疫球蛋白的水解片段,第一节 免疫球蛋白的结构与类型,木瓜蛋白酶水解,IgG,在其重链铰链区二硫键近氨基端侧切断，使其裂解为两个相同的,Fab段和一个,Fc,段。,Fab:,特异性结合抗原,Fc:(1),结合补体,(2),穿过胎盘,(3),结合有,FC,受,体的细胞,第一节 免疫球蛋白的结构与类型,在其重链铰链区二硫键近羧基端侧切断，裂解为大小两个片段。,F(ab)2,：,有双价抗体活性的片段，特异性结合抗原。,pFc,：,继续水解，不,再具有任何生,物学活性。,胃蛋白酶水解,IgG,第一节 免疫球蛋白的结构与类型,免疫球蛋白的水解片段,研究免疫球蛋白水解片段的意义,1.,研究,Ig,结构与功能的关系,2.,减轻在,Ig,在临床治疗中的免疫反应,第一节 免疫球蛋白的结构与类型,（一）结合抗原,特异性结合抗原,(V,区）,-,中和作用,抗毒素,+,外毒素 中和毒素,抗病毒抗体,+,病毒 阻止,病毒,感染细胞,分泌型,IgA+,细菌 抑制,细菌,粘附,第二节 免疫球蛋白的生物学功能,Neutralization,：中和毒素，中和病毒,第二节 免疫球蛋白的生物学功能,2.CL,CH1:,决定抗体的同种异型,allotype,根据重链氨基酸不同，将,Ig,分为五类,IgM(),、,IgG(),、,IgA(),、,IgD(),、,IgE(),亚类,subclass,IgG,：,IgG1,IgG2,IgG3,IgG4,IgA,：,IgA1,IgA2,IgM:IgM1,IgM2,第二节 免疫球蛋白的生物学功能,免疫球蛋白的血清型,（二）,CH2:,激活补体,IgM,IgG1,3:classical pathway,IgA,IgG4,IgE:,alternative pathway,第二节 免疫球蛋白的生物学功能,（三）与细胞表面的,Fc,受体,(CH3),结合,1.,抗体的调理作用,(opsonization):,Ab,促进吞噬细胞、中性粒细胞吞噬被抗体,Fab,段结合的细菌等颗粒性抗原,2.,抗体依赖细胞介导的细胞毒作用,(antibody-dependent cell-mediated cytotoxicity,ADCC),:,IgG,的,Fab,段与靶细胞,(,如肿瘤细胞,病毒感染的细胞,),结合,Fc,段与带有,FC,受体的具有杀伤功能的细胞,(,如,NK,细胞,),结合促进其杀伤作用,3.,介导,I,型超敏反应,:,IgE,的,FC,段与肥大细胞、噬碱性粒细胞表面,FCR,结合,致肥大细胞,噬碱性粒细胞膜通透性增加,释放组胺等生物活性介质,导致,I,型超敏反应,第二节 免疫球蛋白的生物学功能,(1),Opsonization,(IgG,IgM):,Enhance the phagocytosis of M,(2)ADCC(Antibody,dependent,cell mediated cytotoxicity),第二节 免疫球蛋白的生物学功能,(3)Hypersensitivity type,-mast cell,basophil,(,Fc,R,),Fc,e,RI,degranulation,IgE,allergen,inflammation,第二节 免疫球蛋白的生物学功能,型超敏反应发生的过程,（,1,）穿过胎盘,(IgG),和粘膜,(SIgA):pass through placenta and mucosa,1.IgG:the unique Ig that can pass through placenta,2.SIgA:pass through mucosa,acting local immunity of mucosa,第二节 免疫球蛋白的生物学功能,第二节 免疫球蛋白的生物学功能,免疫球蛋白的功能,1,、由淋巴结和脾脏的浆细胞产生。,2,、在血清中含量最高，占血清,Ig,总量的,75-80%,。,3,、是血液循环中主要的防御性抗体，能激活补体、中和病毒、中和毒素、调理吞噬。,4,、能通过胎盘，对新生儿抗感染起重要作用。,5,、再次免疫应答产生,IgG,，为高亲和力抗体。,6,、可与葡萄球菌蛋白,A,（,SPA,）结合，用于免疫诊断。,（一）,IgG,第三节 各类,Ig,的特征与功能,功能 亚类,IgG,1,IgG,2,IgG,3,IgG,4,特异性结合抗原,+,+,+,激活补体（经典,）,+-,通过胎盘,+,+,结合,SPA,+,结合,FcrR,+-/+/-,占血清中,Ig,总量,(%),60-70 15-20 5-10 1-7,人,IgG,亚类比较,第三节 各类,Ig,的特征与功能,（二）,Ig M,1,、分子量最大，血清,IgM,为,5,聚体（巨球蛋白）,2,、由脾脏中的浆细胞产生，是个体发育过程中出现最早的抗体，胚胎晚期已能合成。如新生儿血清,IgM,含量增高，则表示宫内感染。,3,、血清,IgM,：能激活补体，通过补体裂解产生,C,3b,、,C,4b,发挥调理吞噬作用。抗全身感染的作用较强。,4,、在免疫应答的早期发生，是重要的早期防御性抗体，对感染的早期诊断有意义。成人血清,IgM,含量增高，则表示有近期感染。,5,、,B,细胞膜表面,IgM,（,mIgM,）是,B,细胞识别抗原的受体（,BCR,），为单体,IgM,。只表达,mIgM,是未成熟,B,细胞的标志。,第三节 各类,Ig,的特征与功能,（三）,IgA,血清,IgA,：由肠系膜淋巴结中的浆细胞产生存在于血清中，含量占血清,Ig,总量的,10-20%,。为单体。具抗菌、抗毒、抗病毒作用，对支原体和某些真菌也有作用。,分泌,性,IgA,（,SIgA,）,：,由粘膜固有层的浆细胞产生，在浆细胞内已有,J,链连结成二聚体，通过粘膜上皮细胞时获得分泌片,.,存在于外分泌液中，为二聚体。,SIgA,是重要的局部防御性抗体,。,第三节 各类,Ig,的特征与功能,（四）,Ig D,1,单体结构，由扁桃腺、脾脏中的浆细胞产生。,2,、血清中含量甚低，只占血清,Ig,总量的,0.2%,。,3,、是成熟,B,细胞膜表面,IgD,分子（,SmIgD,）。,4,、血清,IgD,分子：功能未明确。,第三节 各类,Ig,的特征与功能,（五）,Ig E,1,、由鼻咽部、扁排腺、支气管、胃肠道粘膜固有层的淋巴组织中的浆细胞产生。,2,、在血清中含量最低，,0.1-0.4,g/ml,3,、为单体结构。,4,、亲细胞性：与肥大细胞和嗜碱性粒细胞膜上的,Fc,R,结合。,5,、介导,型超敏反应。,第三节 各类,Ig,的特征与功能,IgG,IgA,SIgA IgM,IgD,IgE,全身性防御抗体,局部性防御抗体,-,-,+-,-,早期性防御抗体,-,-,-+,-,介导,型超敏反应,-,-,-+,介导,、,型超敏反应,+,-,-+,-,B,细胞膜抗原受体,-,-,-,+,-,（,SmIg,）,各类免疫球蛋白的主要区别,第三节 各类,Ig,的特征与功能,Characteristics of the 5 Classes of Igs,1.,多克隆抗体（,polyclonal antibody,）,多种,AD-,多种,Ab,2.,单克隆抗体（,monoclonal Ab.mAb),一种,AD,一种,Ab,3.,基因工程抗体（,gene engineering Ab),Abs prepared by the method of gene recombination,第四节 人工制备抗体的类型,学习小结,1.,抗体、免疫球蛋白的概念,2.,免疫球蛋白的,5,种类型，即,IgG,、,IgM,、,IgA,、,IgD,、,IgE,。,3.,免疫球蛋白结构及水解片段,4.,免疫球蛋白的功能：特异性结合抗原；激活补体；与细胞表面,Fc,受体结合发挥调理作用；,ADCC,效应及介导,I,型超敏反应等。,5.,单克隆抗体,1.,解释名词,:,抗体 免疫球蛋白 单克隆抗体,Explain:antibody,Ig and McAb,2.,试述免疫球蛋白的结构、功能区及其功能,Describe the structure,function domain and the function of Ig,3.,简述免疫球蛋白的生物学功能,Describe the biological function of Ig,4.,试述各类免疫球蛋白的特性及其功能,Describe five types of Igs and their characteristics and functions,思考题,