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1、免疫球蛋白,医学免疫学,内容提要,一、免疫球蛋白的结构 二、免疫球蛋白的异质性 三、免疫球蛋白的功能 四、五类免疫球蛋白的特性与功能 五、抗体的制备,Emil von Behring (1845-1917),antibody,是介导体液免疫的重要效应分子，是B细胞接受抗原刺激后增殖分化为浆细胞所产生的糖蛋白。,概 述,概念：由抗原刺激B细胞转化为浆细胞所产生，并能与相应抗原特异性结合、具有免疫功能的球蛋白，也叫抗体（antibody,Ab）。 类型：分泌型（secreted Ig, sIg） 膜 型（membrane Ig, mIg） 抗体理化性质：属球蛋白，在电泳图谱上大部分抗体活性在球蛋白
2、区；具有异质性。,正常人血清电泳分离图（IgE量极少， 不能定量显示）,一、Ig的基本结构(IgG 为例),重链与轻链 可变区和恒定区 铰链区 功能区 其它成分 水解片段,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分子。 重链与轻链 * 重链（heavy chain, H链） 约450550氨基酸 1） 类；根据重链恒定区抗原性不同分为IgG、IgM、IgA、IgD、IgE，其相应重链为、。 2） 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） * 轻链（light chain, L链） 约214个氨基酸
3、 1） 型；根据轻链恒定区抗原性不同，分为和型。 2）亚型：根据链个别氨基酸的差异，分为1-4。,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；不同抗体其IgV区氨基酸组成和排列有较大差异，并决定抗体与抗原结合的特异性； * 高变区（hypervariable region, HVR）：在VL和VH中，某些局部区域的氨基酸组成更高变化程度，此为HVR。轻、重链各有3个HVR。 *互补性决定区（complementarity-determining region, CDR）：高变区乃抗体与抗原（表位）特异性结合的位置，此
4、为CDR。 * 骨架区（framework region, FR）：V区中非HVR部位的氨基酸组成和排列相对保守，此为FR。VH和VL各有4个FR。 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（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。,铰链区：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。 其它成分： J链（joining chain）；分泌片（secretory piece, sp） 功能
5、区： 水解片段：,免疫球蛋白的功能区,VH和VL：与抗原特异性结合的部位； CL和CH1：某些同种异型（allotype）遗传标记； IgG的CH2、IgM的CH3： 补体C1q结合点 激活补体经典途径； IgG的CH3： 结合单核/巨噬细胞表面FcR 发挥不同生物学效应,二、免疫球蛋白的异质性,不同抗原表位刺激所产生不同的抗体分子，其识别抗原的特异性不同（V区不同） 同一抗原表位诱生的不同类型的抗体，其识别抗原的特异性相同（C区不同） 免疫球蛋白有不同种类 免疫球蛋白同时可作为抗原，其具有不同的抗原特异性,免疫球蛋白具有异质性,Ig的类别 类：根据CH抗原性的不同分为五大类 IgG IgM
6、IgA IgD IgE 亚类：IgG14； IgA12 型：根据CL抗原性的不同分为两个型：型和型 亚型： 型有亚型,Ig的抗原性 同种型（isotype） 同种异型（allotype） 独特型（idiotype）,三、免疫球蛋白的功能,免疫球蛋白的功能,V区的功能 其空间构型（尤其HVR） 识别并特异性结合抗原； 体内结合相应抗原分子 发挥免疫效应（生理与病理） BCR特异性识别并结合抗原分子 介导体液免疫应答 对免疫应答有正、负调节作用,C区的功能 激活补体： IgM、IgG13 激活补体经典途径 凝聚的IgA或IgG4 激活补体经典途径 与细胞表面FcR结合： 1）调理作用（opsoni
7、zation)； IgFc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 （Ab-dependent cell-mediated cytotoxicity,ADCC) 3) 介导I型超敏反应 穿过胎盘和粘膜： IgG通过胎盘；sIgA穿过粘膜C区的功能,调理作用,抗体依赖的细胞介导的细胞毒作用 （antibody-dependent cell-mediated cytotoxicity,ADCC）,IgG类抗体不仅能与带有相应抗原的靶细胞特异性结合，还能与带有IgG FcR的效应细胞（NK细胞、巨噬细胞、中性粒细胞等）结合，从而杀伤靶细胞。,四、五类Ig的特性和功能,I
8、gG IgM IgA IgD IgE,IgG的特性和功能,血清中的主要抗体成分；易扩散；半寿期长； 出生后3个月开始合成，35岁接近成人水平； 是唯一能通过胎盘的Ig，发挥自然被动免疫功能； 具有活化补体经典途径的能力（IgG3IgG1IgG2）； 具有调理作用、ADCC作用和结合SPA等； 多数抗菌、抗病毒、抗毒素抗体均属IgG类 参与型、型超敏反应，某些自身免疫病的抗体也属IgG,IgM的特性和功能,为五聚体，分子量最大，称为巨球蛋白（macroglobulin）； 个体发育中最先出现的Ig，胚胎晚期即能产生，脐带血IgM增高提示胎内感染（如风疹病毒、巨细胞病毒感染等）； 抗原初次刺激机体
9、时，是体内最先产生的Ig；血清IgM升高说明有近期感染； 有强大激活补体能力和调理作用，在机体早期免疫防御中具有重要作用； 天然血型抗体是IgM； 未成熟B细胞仅表达mIgM，记忆B细胞mIgM消失； 参与型、型超敏反应，某些自身免疫病的抗体也属IgM。,IgA的特性和功能,分为单体的血清型和二聚体的分泌型IgA； 分泌型IgA 主要由粘膜相关淋巴组织产生，存在于唾液、泪液、乳汁及呼吸道、消化道、泌尿道的分泌液中和粘膜表面，是机体粘膜局部抗感染免疫的重要因素。 初乳中的sIgA可对婴幼儿发挥自然被动免疫作用,IgD的特性和功能,血清中含量低，其生物学作用尚不清楚 mIgD可作为B细胞分化成熟标
10、记，成熟B细胞同时表达mIgM和mIgD,IgE的特性和功能,是血清中含量最低的Ig； 主要由呼吸道、胃肠道粘膜固有层的浆细胞产生； 属嗜细胞抗体，可与肥大细胞、嗜碱性粒细胞表面FcR结合，介导I型超敏反应。,五、抗体的制备,多克隆抗体 单克隆抗体 基因工程抗体,多克隆抗体,polyclonal antibody 用含多种抗原决定族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（含多种抗体的混合物），此为多克隆抗体,单克隆抗体,monoclonal antibody, mAb 借助小鼠B细胞杂交瘤（hybridoma）技术，所制备的高度均一（属同一类、亚类、型别）、单一特异性（仅针对特定抗定抗 原表位）的抗体。 MAb的优点是：高效价，可大量生产,基因工程抗体,又称重组抗体 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、拼接或修筛，重新组装成为新型抗体分子,