免疫球蛋白1课件.pptx

1、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（membra

2、ne 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重链

3、（重链（heavy chain，H链）：约含链）：约含450550个氨个氨基酸残基基酸残基根据根据H链恒定区抗原性的差异可将其分为链恒定区抗原性的差异可将其分为、五类五类；与；与L链组成完整的链组成完整的Ig分子，分别称为分子，分别称为IgM、IgG、IgA、IgD和和IgE。亚类亚类：铰链区氨基酸的组成和重链二硫键的数目：铰链区氨基酸的组成和重链二硫键的数目和位置不同。和位置不同。IgG1-4,IgA1,2n轻链（轻链（light chain，L链）：约由链）：约由214个氨基酸残个氨基酸残基组成；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

4、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区位于区位于Ig分子的分子的N端，约占轻链的端，约占轻链的1/2（VL）和重链（）和重链（VH）的）的1/4或或1/5；n该区氨基酸的组成和排列顺序随抗体该区氨基酸的组成和排列

5、顺序随抗体的不同而有较大的变异，故称可变区；的不同而有较大的变异，故称可变区；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中某些局部区域的氨基酸组成与排中某些局部区域的氨基酸组成与排列 具 有 更 高 的 变 化 程 度，此 为列 具 有 更 高 的 变 化 程 度，此 为高 变 区高 变 区（hypervariable region,HVR）。）。n高变区即是抗体与抗原（决定簇）特异性结高变区即是抗体与抗原（决定簇）特异性结合 的 位 置，又 称 为合 的 位 置，又 称 为互 补 决 定 区互 补 决 定 区（comple

6、mentarity-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区中非区中非HVR部位的氨基酸组成和排部位的氨基酸组成和排列 相 对 比 较 保 守，称 为 骨 架 区列 相 对 比 较 保 守，称 为 骨 架 区（framework region）。）。第10页/共58页恒定区恒定区nC区位于区位于Ig分子的分子的C端，约占轻链的端，约占轻链的1/2（CL）和重链的和重链的3/4或或4/5（CH）n在同一种属动物中，同一类别在同一种属动物中，同一类别Ig重链和同一

7、重链和同一型轻链的型轻链的C区氨基酸组成和排列顺序比较恒区氨基酸组成和排列顺序比较恒定，故称恒定区定，故称恒定区第11页/共58页结构域结构域 n构成构成:Ig 每条肽链可折叠成几个球每条肽链可折叠成几个球形功能区，或结构域。形功能区，或结构域。Ig分子每一分子每一肽链内部由大约肽链内部由大约110个氨基酸形成个氨基酸形成一个亚单位，氨基酸的序列具有相一个亚单位，氨基酸的序列具有相似性或同源性，其内由链内二硫键似性或同源性，其内由链内二硫键构成肽环，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）C

8、H和和CL具有某些同种异型（具有某些同种异型（allotype）的遗）的遗传标记；传标记；（3）IgG的的CH2 和和IgM的的CH3具有补体结合位点具有补体结合位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可与多种细胞膜表面的可与多种细胞膜表面的FcR结合，结合，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并非独立的功能区，位于并非独立的功能区，位于CH1和和CH2之间，包括重之间，包括重链链间二硫键。该区富含脯氨酸（构成胶原纤维链链间二硫键。该区富含脯氨酸（构成胶原纤维的重要成分），具柔韧性，不形成螺旋

9、，易于伸的重要成分），具柔韧性，不形成螺旋，易于伸展、转动。特点：展、转动。特点：使可变区的抗原结合点尽量与两个抗原决定簇发使可变区的抗原结合点尽量与两个抗原决定簇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）：存在于二聚体分泌型）：存在

10、于二聚体分泌型IgA和五聚和五聚体体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分泌片（分泌片（secretory component，SC）或分泌片）或分泌片（secretory piece，SP）：分泌型）：分泌型IgA上的一个辅助成上的一个辅助成分，分子量约分，分子量约 75KD，由粘膜上皮细胞合成，并在，由粘膜上皮细胞合成，并在IgA二二聚体形成后通过二硫键连接到免疫球蛋白分子上，分泌至聚体形成后通过二硫键连接到免疫球蛋白分子上，分泌至粘膜表面。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

11、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

12、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

13、，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。

14、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在免在免疫调节中起重要作用。疫调节中起重要作

15、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

16、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

17、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在人类在人类IgG是唯一可通过胎盘从母体进入胚胎的是唯一可通过胎盘从母体进入胚胎的抗体。抗体。n胎盘母体一侧的胎盘母体一侧的滋养层细胞表达一种特异性滋养层细胞表达一种特异性IgG结合蛋白，

18、称为结合蛋白，称为Fc R。nIgG可选择性地与可选择性地与Fc R结合，从而转移到滋养层结合，从而转移到滋养层细胞内，并主动进入胎儿血循环中。细胞内，并主动进入胎儿血循环中。n是一种重要的自然被动免疫机制，是一种重要的自然被动免疫机制，对于新生儿抗对于新生儿抗感染有重要作用。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是血清中含量最高的抗体成分，占血清是血清中含量最高的抗体成分，

19、占血清Ig总量的总量的75，且以单体存在，为再次，且以单体存在，为再次免疫应答中的主要抗体。免疫应答中的主要抗体。n参与调理作用、参与调理作用、ADCC、活化补体等作活化补体等作用，是唯一能通过胎盘的抗体，发挥自用，是唯一能通过胎盘的抗体，发挥自然被动免疫功能。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 五 聚 体，分 子 量 最 大，称 为 巨 球 蛋 白为 五 聚 体，分 子 量 最 大，称 为 巨 球 蛋 白（macroglobulin）

20、。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有强的补体激活能力和调理作用，在机体早期免疫防有强的补体激活能力和调理作用，在机体早期免疫防御中具有重要作用。御中具有重要作用。n膜表面膜表面IgM是是B细胞抗原识别受体的主要成分，只表细胞抗原识别受体的主要成分，只表达达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分泌型分泌型IgA（secretory IgA,SIgA）是由）是由J链连接的双体和

21、链连接的双体和分泌片组成；分泌片组成；n主要存在于多种外分泌液中，是参与粘膜局部免疫的最重要主要存在于多种外分泌液中，是参与粘膜局部免疫的最重要因素（阻抑胃肠道或呼吸道中相应病原微生物对靶细胞的粘因素（阻抑胃肠道或呼吸道中相应病原微生物对靶细胞的粘附，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在血清中含量低，不到血清总在血清中含量低，不到血清总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

22、发育成熟的标志。志。第52页/共58页IgEn 是血清中含量最低的一类是血清中含量最低的一类Ig，仅占血清总，仅占血清总Ig的的0.002%，对热敏感；，对热敏感；n 属于亲细胞抗体，可与嗜碱性粒细胞、肥大细属于亲细胞抗体，可与嗜碱性粒细胞、肥大细胞表面胞表面IgE Fc受体受体(FcRI)结合，介导结合，介导I型超敏反型超敏反应的发生；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

23、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5

24、8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