04-免疫球蛋白.pptx

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,#,第四章 免疫球蛋白,(immunoglobulin),免疫学教研室,myx939,监督电话：,3029945,本 章 重 点,掌握抗体与免疫球蛋白的概念,掌握免疫球蛋白的基本结构、结构域及其功能,掌握各类免疫球蛋白的特性与功能,熟悉多克隆抗体、单克隆抗体及基因工程抗体的制备,了解免疫球蛋白的异质性,与抗体有关的诺贝尔奖获得者,1901,von Bering,血清治疗,1908,Ehrlich&Metchnikoff,抗体生成侧链学说和体液免疫学说,吞噬,1972,Edelman&Poter,抗体分子结构,1977,Yalow,放射免疫测定,1984,Koler,Milstein&Jerne,单克隆抗体,1987,Tonegawa,Ig,基因结构,抗毒素的发现,Emil Von Behring,德国学者,Behring,和,日本学者北里于,1890,年发现白喉抗毒素,破伤风抗毒素的中和作用,Rodney Porter 1917-1985,Nobel Prize in 1972,Gerald Edelman 1929-,Nobel Prize in 1972,抗体分子结构的发现,Susumu Tonegama,Nobel Prize 1987,Ig,基因结构的发现,抗体与免疫球蛋白的概念,抗体,（,antibody,，,Ab,）,由浆细胞合成和分泌的能与,Ag,进行特异性结合的糖蛋白，主要存在于血液及组织液中。,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。可分为分泌型（,sIg,）和膜型,（,mIg,），,构成,B,细胞膜上的抗原受体。,免疫球蛋白概述,浆细胞,第 一 节 免疫球蛋白的结构,(construction),一、免疫球蛋白基本结构,由两条相同的重链和轻链通过链间二硫键连接而成的四肽链结构,N,端,C,端,（一）重链和轻链,1.,重链,（,heavy chain,H,链）,组成：,450-550,个氨基酸残基,分子量：,50-75kD,五类,(class),：,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,）。,组成：,214,个氨基酸残基,分子量：,25kD,型,(type),：根据轻链恒定区免疫原性不同分为,和型,亚型,(type),：根据,链个别氨基酸的差异，分为,1,4,2.,轻链,（,light chain,，,L,链）,（二）可变区和恒定区,In heavy chains,the V,D and J segments encode the variable domain while the C segment encodes the constant domain.,In light chains,the V and J segments encode the variable domain while,the C segment encodes the constant domain.,1.,可变区,（,variable region,，,V,区）：,N,端重链,1/4,和轻链,1/2,组成，氨基酸序列变化很大。,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,）,医学免疫学,上海第二医科大学免疫教研室,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。,（三）,铰链区,（,hinge region,)：,位于,CH1,和,CH2,之间，含有丰富的脯氨酸。易伸展、弯曲，有利于同时结合两个不同的抗原表位。,链内二硫键折叠成的球形结构域或功能区，约由,110,个氨基酸组成。,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,(,四,),免疫球蛋白的功能域,(,domain,),Unfolded V,L,region showing 8 antiparallel,b,-pleated sheets connected by loops.,NH,2,COOH,S,S,The Immunoglobulin Fold,Barrel under construction,A barrel made of many staves arranged in a folded over sheet,A,b,barrel of 7(C,L,)or 8(V,L,)polypeptide strands connected by loops and arranged to enclose a hydrophobic interior,Single V,L,domain,免疫球蛋白功能域及其功能,VL,VH:,超变区，,互补决定区（,CDR),与抗原特异性结合部位,CL,CH1,同种异型的遗传标记,CH2,CH3,(IgG,IgM),补体,C1q,结合点，激活补体,IgG CH2,通过胎盘,IgG CH3,与单核细胞、巨噬细胞、中性,粒细胞、,NK,细胞、,B,细胞表面,的,Fc,R,结合,铰链区,适于,V,区同抗原的结合。含大量脯氨酸，富有弹性和伸展性，能使,Ab,与不同距离的抗原决定簇结合，也利于暴露补体结合位点。,(,一,),J,链,（,joining chain,）：,将单体,Ig,分子连接成多聚体，存在于,IgA,和,IgM,中,(,二,),分泌片,（,secretory piece,SP,）或,分泌成分,（,secrtory component,，,SC,）：,是分泌型,IgA,的辅助成分，保护分泌型,IgA,的铰链区,免受蛋白水解酶的降解，并介导,IgA,二聚体的转运,二、免疫球蛋白的其它成分：,Epithelial,cell,J,C,C,S,S,S,S,C,C,S,S,S,S,C,C,s,s,Secretory IgA and transcytosis,B,J,C,C,S,S,S,S,C,C,S,S,S,S,C,C,s,s,J,C,C,S,S,S,S,C,C,S,S,S,S,C,C,s,s,J,C,C,S,S,S,S,C,C,S,S,S,S,C,C,s,s,pIgR&IgA are,internalised,Stalk of the pIgR is degraded to release IgA containing part of the pIgR-the secretory component,J,C,C,S,S,S,S,C,C,S,S,S,S,C,C,s,s,IgA and pIgR are transported to the apical surface in vesicles,B cells located in the submucosa,produce dimeric IgA,Polymeric Ig receptors are expressed on the basolateral surface of epithelial cells to capture IgA produced in the mucosa,三、免疫球蛋白的水解片断,（一）,木瓜蛋白酶,（二）,胃蛋白酶,2,个,Fab,段,结合抗原,1,个,Fc,段,结合细胞,F(ab),2,段,双价抗体活性,pFc,段,无生物学活性,第 二 节 免疫球蛋白的异质性,重链,C,区分,类,轻链,C,区分,型,铰链区氨基酸组成和重链二硫键分,亚类,一、免疫球蛋白的类型,C,C,V,V,轻链,C,区,N,端氨基酸的差异分,亚型,多样性抗原的存在是导致免疫球蛋白异质性（即具有不同的抗原识别特异性）的外源因素，是免疫球蛋白异质性的物质基础。,二、外源因素所致的异质性,-,IgG,的多样性,三、内源因素所致的异质性,-,IgG,的血清型,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，为种属,型标志，,存在于,Ig,的,C,区。,(,一,),同种型,（,isotype,):,（种属特异性）,IgM(kappa),IgG1(kappa),Human Ig,Human Ig,antiserum,(Anti-Human Ig,antibody),IgM(kappa),IgG1(kappa),Rabbit,同一个种属，同类免疫球蛋白分子具有相同的免疫原性,（二）,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。,Allotype,同种异型,IgG1 Person 3,IgG1 Person 2,IgG1,Person 1,（三）,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。抗原部位存在于,IgG,的,V,区。,Idiotype,独特型,IgG1,Person 1,anti-A,IgG1,Person 1,anti-B,IgG1,Person 1,anti-C,第 三 节,免疫球蛋白的功能,（,function,）,一、,Ig,V,区,的功能,识别并特异性结合抗原,:,中和病毒、毒素，介导炎症反应,抗体的抗原结合价：,单体,Ig,：两价,sIgA,：四价,五聚体,IgM,：五价,4,、,（一）,激活补体,IgM,、,IgG13,激活补体经典途径,凝聚的,IgA,或,IgG4,激活补体替代途径,二、,Ig C,区的功能,Antibody+complement-mediated,damage to E.coli,Healthy E.coli,Electron micrographs of the effect of antibodies and complement upon bacteria,Electron micrographs of Antibodies and complement opsonising Epstein Barr Virus(EBV),Negatively stained EBV,EBV coated with a corona of,anti-EBV antibodies,EBV coated with antibodies and activated complement components,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,（二）结合,Fc,受体,（三）穿过胎盘和粘膜,:,IgG,、,sIgA,第 四 节 各类免疫球蛋白的特性及功能,各类抗体的特性与功能,IgG,四个亚类，分布广、血清含量最高、唯一能通过胎盘,半衰期较长,主要的抗感染抗体,参与,II,、,III,型超敏反应,IgM,五个单体由,J,链连接成五聚体，最早、可诊断宫内及近期感染，,天然血型抗体,IgA,血清型（单体）和分泌型（双体），初乳中,高浓度,sIgA,，,参与,型超敏反应,IgD,含量低、B,细胞成熟标志,IgE,含量最低、亲细胞、超敏反应,/,寄生虫免疫,未成熟,B,细胞 成熟,B,细胞 活化或记忆,B,细胞,mIgM,mIgD,第 五 节 人工制备抗体,一、,多克隆抗体,（,polyclonal antibody,，,PcAb,）,二、,单克隆抗体,（,monoclonal antibody,，,McAb,）,三、,基因工程抗体,（,engineering antibody,）,利用,DNA,重组技术和基因工程手段生产的抗体,包括人,-,鼠嵌合抗体、改型抗体、双特异性抗体、小分子抗体等,多克隆抗体的制备,单克隆抗体的制备,多克隆抗体,单克隆抗体,来源,动物免疫血清、恢复期病人血清或免疫接种人群,多为鼠源性,特点,来源广泛、制备容易,纯度高、特异性强、效价高、少或无血清交叉反应、制备成本低,组成,针对不同抗原表位的抗体的混合物,针对单一表位，结构和组成高度均一，抗原特异性及同种型一致,应用,疾病的被动免疫治疗,广泛用于疾病诊断、特异性抗原或蛋白的检测和鉴定、疾病的被动免疫治疗和生物导向药物制备,缺点,特异性不高、易发生交叉反应，不易大量制备,人体应用后可导致人鼠抗体反应,多克隆抗体与单克隆抗体的比较,基因工程抗体种类,Humanization,（,Chimeric/Reshaped Antibody),小 结,概念,基本结构,水解片段,功能区,生物学活性,免疫原性,人工制备的抗体,思 考 题,1,.,试述免疫球蛋白的结构与功能。,2.,简述免疫球蛋白的功能区及其功能。,