抗体医学知识讲座培训课件.ppt
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1、抗体医学知识讲座抗体医学知识讲座本章教学大纲本章教学大纲1.掌握掌握 抗体和免疫球蛋白的概念、结构、类型和抗体和免疫球蛋白的概念、结构、类型和 生物学活性生物学活性。单克隆抗体的概念单克隆抗体的概念。2.熟悉熟悉 各类免疫球蛋白的特性和功能。各类免疫球蛋白的特性和功能。3.了解了解 免疫球蛋白的基因结构和基因重排;基因免疫球蛋白的基因结构和基因重排;基因工程抗体。工程抗体。2抗体医学知识讲座 此图为此图为荧光荧光标记单克隆抗体标记单克隆抗体染色所染色所显示显示的真核细的真核细胞骨架。其中红色的是肌动蛋白,绿色的是微管,蓝胞骨架。其中红色的是肌动蛋白,绿色的是微管,蓝色的则是细胞核。色的则是细胞
2、核。单克隆抗体单克隆抗体的科研应用的科研应用3抗体医学知识讲座前前 言言 概念概念 抗体(抗体(antibody,Ab)是由抗原刺激而产生是由抗原刺激而产生并能与刺激其产生的抗原发生特异性结合的、具并能与刺激其产生的抗原发生特异性结合的、具有免疫功能的糖蛋白。有免疫功能的糖蛋白。将血清蛋白电泳后,发现抗体主要存在于血将血清蛋白电泳后,发现抗体主要存在于血清蛋白的清蛋白的球蛋白区,故通常把血清或血浆中的球蛋白区,故通常把血清或血浆中的抗体成分称为抗体成分称为免疫球蛋白(免疫球蛋白(immunoglobulin,Ig)。)。4抗体医学知识讲座5抗体医学知识讲座 B B细胞膜和体液中均存在免疫球蛋白
3、分细胞膜和体液中均存在免疫球蛋白分子子 膜型免疫球蛋白(膜型免疫球蛋白(membrane Igmembrane Ig,mIgmIg):构成了):构成了B B细胞的抗原特异性受体细胞的抗原特异性受体(B cell receptor,BCR)(B cell receptor,BCR)。分泌型免疫球蛋白分泌型免疫球蛋白(secreted Ig,sIg)(secreted Ig,sIg):抗体。:抗体。6抗体医学知识讲座第一节第一节 抗体的分子结构抗体的分子结构一、基本结构一、基本结构二、功能区二、功能区三、水解片段三、水解片段四、其他成分四、其他成分7抗体医学知识讲座一、免疫球蛋白的基本结构一、免疫
4、球蛋白的基本结构 (一)重链和轻链一)重链和轻链 两条相同的重链:两条相同的重链:共共5 5种(种(、链)链);两条相同轻链:两条相同轻链:共共2 2种种(和和链链)。8抗体医学知识讲座(二)(二)IgIg分子每条肽链中均有分子每条肽链中均有可变区和恒定区可变区和恒定区 可变区可变区 (variable variable regionregion,V V区):区):L L链近链近N N端端1/21/2处处(VL)(VL)、H H链近链近N N端端1/51/5或或1/41/4处处(VH)(VH)的氨基酸的组成和排列顺的氨基酸的组成和排列顺序多变,称为可变区序多变,称为可变区 恒定区恒定区(con
5、stant region,(constant region,C C 区区):L L链近链近C C端端1/21/2处、处、H H链链近近C C端端3/43/4或或4/54/5处的氨基酸的处的氨基酸的组成和排列顺序相对稳定,称组成和排列顺序相对稳定,称为恒定区为恒定区9抗体医学知识讲座 轻链及重链可变区氨基酸序列的变异度轻链及重链可变区氨基酸序列的变异度10抗体医学知识讲座 可变区中,某些特定位置的氨基酸残基显示可变区中,某些特定位置的氨基酸残基显示出更大的变异性,称为出更大的变异性,称为超变区超变区(hypervariable(hypervariable region,HVR)region,HV
6、R),超变区是抗体与抗原结合的位置,又称为超变区是抗体与抗原结合的位置,又称为互互补决定区补决定区(complementarity-determining(complementarity-determining region,CDR)region,CDR)。可变区中,超变区之外部分的氨基酸组成和可变区中,超变区之外部分的氨基酸组成和排列顺序变化很小,称为排列顺序变化很小,称为骨架区骨架区(framework(framework region,FR)region,FR)。11抗体医学知识讲座12抗体医学知识讲座二、免疫球蛋白的功能区二、免疫球蛋白的功能区 功能区功能区(domain):H链和链和
7、L链的链内二硫键将约链的链内二硫键将约110个氨基酸残基序列折叠成球形区,称为功能区。个氨基酸残基序列折叠成球形区,称为功能区。13抗体医学知识讲座(一)(一)IgIg功能区:功能区:L L 链链:VL:VL CL CL H H 链链:VH:VH CH1,CH2,CH3,CH4(IgM,IgE)CH1,CH2,CH3,CH4(IgM,IgE)14抗体医学知识讲座 (二)二)IgIg功能区的功能功能区的功能 VL VL和和VHVH:结合抗原:结合抗原 CL CL和和CHCH:同种异型的遗传:同种异型的遗传标记标记 IgG IgG的的CH2CH2和和IgMIgM的的CH3CH3:结:结合合C1qC
8、1q,激活补体系统,激活补体系统 CH3/CH4 CH3/CH4:结合包括单核细:结合包括单核细胞、巨噬细胞、粒细胞、胞、巨噬细胞、粒细胞、B B细胞细胞、NKNK细胞等细胞的细胞等细胞的FcFc段受体段受体 IgG IgG的的CH2CH2和和CH3CH3:介导:介导IgGIgG通过胎盘的特性通过胎盘的特性15抗体医学知识讲座 (三)铰链区三)铰链区(hinge region)(hinge region)位于位于CH1CH1和和CH2CH2之间,由大约十几个氨基酸残之间,由大约十几个氨基酸残基所组成,为非独立功能区。基所组成,为非独立功能区。当当VLVL、VHVH与抗原结合时,此区发生扭曲,使
9、与抗原结合时,此区发生扭曲,使抗体分子上两个抗原结合点更好地与两个抗原决抗体分子上两个抗原结合点更好地与两个抗原决定簇发生互补性结合。定簇发生互补性结合。因与抗原结合从而使因与抗原结合从而使CH2CH2、CH3CH3发生构型变化发生构型变化,显示出活化补体、结合组织细胞等生物学活性,显示出活化补体、结合组织细胞等生物学活性。16抗体医学知识讲座免疫球蛋白的铰链区免疫球蛋白的铰链区17抗体医学知识讲座三三、免疫球蛋白的、免疫球蛋白的水解片段水解片段 木瓜蛋白酶木瓜蛋白酶(papain)(papain)可使可使IgGIgG的的H H链在铰链区近链在铰链区近N N端处解离,形成端处解离,形成2 2个
10、相同的个相同的FabFab段和段和1 1个个FcFc段。段。FabFab:抗原结合片段:抗原结合片段(fragment of antigen(fragment of antigen bingding)bingding),由一条完整的轻链和重链,由一条完整的轻链和重链 的的VHVH和和CH1CH1组成,具有单价抗体活性。组成,具有单价抗体活性。Fc Fc:可结晶片段:可结晶片段(fragment crystallizable)(fragment crystallizable)相当于重链相当于重链CH2CH2和和CH3CH3功能区,可与效应功能区,可与效应 细胞或分子结合从而发挥作用。细胞或分子结
11、合从而发挥作用。18抗体医学知识讲座木瓜蛋白酶水解免疫球蛋白木瓜蛋白酶水解免疫球蛋白19抗体医学知识讲座 胃蛋白酶胃蛋白酶(pepsin)(pepsin)可使可使IgGIgG的的H H链在铰链区的链在铰链区的近近C C端处裂解,从而获得端处裂解,从而获得1 1个个F(ab)F(ab)2 2片段和一些片段和一些小片段小片段 pFcpFc。F(ab)F(ab)2 2:包含两个:包含两个FabFab及铰链区,具有双及铰链区,具有双 价抗体活性。价抗体活性。pFc pFc:不具有生物学活性。:不具有生物学活性。20抗体医学知识讲座胃蛋白酶水解免疫球蛋白胃蛋白酶水解免疫球蛋白21抗体医学知识讲座四、其他
12、成分四、其他成分 连接链(连接链(joining chain joining chain,J J链)链)J J链是由浆细胞合成的富含半胱氨酸的多肽链链是由浆细胞合成的富含半胱氨酸的多肽链,主要功能是将,主要功能是将IgIg单体分子连接为二聚体或多聚单体分子连接为二聚体或多聚体体 。分泌成分(分泌成分(secretory componentsecretory component,SCSC)SC SC是黏膜上皮细胞合成和分泌的结合于是黏膜上皮细胞合成和分泌的结合于IgAIgA二二聚体的含糖肽链,可介导聚体的含糖肽链,可介导IgAIgA二聚体从粘膜下转运二聚体从粘膜下转运到黏膜表面,并保护到黏膜表面
13、,并保护SIgASIgA免受水解。免受水解。22抗体医学知识讲座免疫球蛋白的连接链和分泌成分免疫球蛋白的连接链和分泌成分23抗体医学知识讲座IgAIgA通过粘膜通过粘膜24抗体医学知识讲座第二节第二节 抗体的类型和生物学活性抗体的类型和生物学活性一、抗体的类型一、抗体的类型 (一)(一)同种型(同种型(isotype)同一种属每个个体都具有的免疫球蛋白的抗同一种属每个个体都具有的免疫球蛋白的抗原特异性,其抗原决定簇主要存在于原特异性,其抗原决定簇主要存在于Ig的的C区。区。25抗体医学知识讲座 1.1.类和亚类:重链类和亚类:重链C C区氨基酸的组成和排列顺区氨基酸的组成和排列顺序不同序不同
14、IgG IgG (gamma)(gamma)IgA IgA (alpha)(alpha)IgM IgM (mu)(mu)IgD IgD (delta)(delta)IgE IgE (epsilon)(epsilon)五类五类IgIgIgIg亚类亚类IgGIgGIgG1,IgG2,IgG3,IgG4 IgG1,IgG2,IgG3,IgG4 IgAIgA:IgA1,IgA2IgA1,IgA226抗体医学知识讲座 2.2.型和亚型:型和亚型:IgIg轻链轻链C C区氨基酸组成和排列顺区氨基酸组成和排列顺序的不同序的不同 两型两型 (kappa(kappa)型型 (lambda)(lambda)型型
15、亚型亚型(链链):OZ(+)(OZ(+)(或或1)1):第:第190190位位(亮氨酸亮氨酸)OZ(-)(OZ(-)(或或2)2):第:第190190位位(精氨酸精氨酸)KernKern(+)()(或或3)3):第第154154位位(甘氨酸甘氨酸)KernKern(-)(-)(或或4)4):第第154154位位(丝氨酸丝氨酸)27抗体医学知识讲座 (二二)同种异型(同种异型(allotype)是指同一种属不同个体之间免疫球蛋白也具有是指同一种属不同个体之间免疫球蛋白也具有的差异性,它是由于不同个体的遗传基因决定的,的差异性,它是由于不同个体的遗传基因决定的,故又称为遗传标志。故又称为遗传标志。
16、28抗体医学知识讲座 (三)(三)独特型(独特型(idiotypeidiotype)是指在同一个体内,不同是指在同一个体内,不同B B细胞克隆所产生的细胞克隆所产生的免疫球蛋白分子免疫球蛋白分子V V区区以及以及T T、B B细胞表面抗原受体细胞表面抗原受体V V区区所具有的抗原特异性标志。独特性抗原决定簇由所具有的抗原特异性标志。独特性抗原决定簇由IgIg超变区特有的氨基酸序列和构型决定。超变区特有的氨基酸序列和构型决定。29抗体医学知识讲座 (五)独特型抗原(五)独特型抗原(idiotypic antigen):Ig的的V区、区、B细胞抗原识别受体(细胞抗原识别受体(BCR)和)和T细胞细
17、胞抗原识别受体(抗原识别受体(TCR)所具有的独特的氨基酸)所具有的独特的氨基酸顺序和空间构象,构成不同的表位,这些表位顺序和空间构象,构成不同的表位,这些表位称为称为独特型独特型(idiotype,Id),),Id可诱导自身可诱导自身产生相应的抗体称产生相应的抗体称抗独特型抗体。抗独特型抗体。30抗体医学知识讲座 在一定条件下,在一定条件下,IgIg独特型决定簇可刺激机体产生独特型决定簇可刺激机体产生抗独特型抗体,这对免疫应答具有重要的调节作用。抗独特型抗体,这对免疫应答具有重要的调节作用。31抗体医学知识讲座二、二、抗体的生物学活性抗体的生物学活性 (一)特异性结合抗原(一)特异性结合抗原
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