抗体和免疫球蛋白培训课件.ppt
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- 抗体 免疫球蛋白 培训 课件
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1、抗体和免疫球蛋白抗体和免疫球蛋白 诺贝尔奖得主的获奖工作诺贝尔奖得主的获奖工作 19011901年年 德国学者德国学者 Behring Behring因发现抗毒素血清,因发现抗毒素血清,开创免疫血清疗法之先河开创免疫血清疗法之先河 19081908年年 德国学者德国学者Ehrlic Ehrlic 提出抗体生成侧提出抗体生成侧链学说和模板学说链学说和模板学说 2抗体和免疫球蛋白抗体是抗体是B细胞识别抗原后增殖分化为浆细胞所产生的一种可细胞识别抗原后增殖分化为浆细胞所产生的一种可特特异性结合抗原的蛋白质异性结合抗原的蛋白质(免疫球蛋白)免疫球蛋白)3抗体和免疫球蛋白 1968和和1972的两次国际
2、会议上将的两次国际会议上将具抗体活性或化学结具抗体活性或化学结构 与 抗 体 相 似 的 球 蛋 白 统 一 命 名 为 免 疫 球 蛋 白构 与 抗 体 相 似 的 球 蛋 白 统 一 命 名 为 免 疫 球 蛋 白(Immunoglobulin,Ig);目前认为抗体与免疫球蛋白完全相同目前认为抗体与免疫球蛋白完全相同。抗体存在于血清等体液中抗体存在于血清等体液中.免疫球蛋白的分布免疫球蛋白的分布:分泌型存在于体液分泌型存在于体液中中,具抗体功能具抗体功能;膜型作为抗原受体存在于膜型作为抗原受体存在于B细胞膜上细胞膜上,即即BCR.4抗体和免疫球蛋白一一.免疫球蛋白的基本结构免疫球蛋白的基本
3、结构(一)重链与轻链(一)重链与轻链 (heavy chain&light chain)免疫球蛋白基本结构免疫球蛋白基本结构 亦称亦称 基本四肽单位或基本四肽单位或Ig单体,单体,由两条重链与两条轻链组成由两条重链与两条轻链组成.第第1 1节节 免疫球蛋白的结构免疫球蛋白的结构5抗体和免疫球蛋白 1.重链重链 重链的类重链的类 五类重链为五类重链为:相应的免疫球蛋白分子为相应的免疫球蛋白分子为:重链的亚类重链的亚类:IgG和和IgA根据其铰链区氨基酸组成和重链根据其铰链区氨基酸组成和重链二硫键数目与位置的差异又分为若干亚类,如二硫键数目与位置的差异又分为若干亚类,如IgG1,IgG2,IgG3
4、,IgG4;IgA1,IgA2,2.轻链轻链 轻链的型轻链的型:分为分为 与与 两型两型,每个免疫球蛋白分子上的每个免疫球蛋白分子上的轻链轻链.型别都是相同的型别都是相同的.轻链的亚型轻链的亚型:型又可分为型又可分为 1、2、3 和和 4 等四个亚等四个亚型型.、,IgG、IgA、IgM、IgD、IgE6抗体和免疫球蛋白VLVHCLC 1HC 2HC 3HVLVHCLC 1HC 2HC 3H抗 原 结 合 部 位补 体 结 合 部 位Fc受 体 结 合 部 位二 硫 键铰 链 区N端C端(二二)Ig的功能区的功能区 可变区(可变区(V区)与恒定区(区)与恒定区(C区)区)结合抗原部位结合抗原部
5、位:VH 与与 VL的三个高变区共同组成与的三个高变区共同组成与抗原决定基互补的表面抗原决定基互补的表面,即互即互补决定区补决定区(CDR),CDR决定抗决定抗体的特异性体的特异性.独特型(独特型(idiotype)idiotype)抗原抗原所在部位所在部位.1.可变区可变区 VH 和和VL恒定区恒定区C区区可变区可变区 V区区7抗体和免疫球蛋白互补决定区互补决定区CDR8抗体和免疫球蛋白 CHCH区具结合补体和细胞的功能:区具结合补体和细胞的功能:*IgG IgG的的CH2CH2和和IgMIgM的的CH3CH3具有具有补体补体C1qC1q结合位点结合位点.*IgG IgG的的CH3CH3可与
6、单核细胞、巨噬细胞、中性粒细可与单核细胞、巨噬细胞、中性粒细胞、胞、B B细胞和细胞和NKNK细胞表面的细胞表面的IgG FcIgG Fc受体结合受体结合.*IgE IgE的的CH2CH2和和CH3CH3可与肥大细胞和嗜碱性粒细胞可与肥大细胞和嗜碱性粒细胞的的IgE FcIgE Fc受体(受体(FcRFcR)结合)结合.CHCH区结构稳定具有同种型区结构稳定具有同种型(isotype)(isotype)同种异型同种异型(allotypeallotype)的)的遗传标志;遗传标志;2.恒定区恒定区CH 和和CL:可有可有CH1、CH2、CH3;有些具有些具CH4.9抗体和免疫球蛋白(三三)铰链区
7、:铰链区:位于位于CH1与与CH2之间之间,易伸展弯曲易伸展弯曲.VLVHCLC 1HC 2HC 3HVLVHCLC 1HC 2HC 3H抗原结合部位补体结合部位Fc受体结合部位二硫键铰链区N端C端10抗体和免疫球蛋白SCI gM分泌型I gAJ链J链(二)其他成分(二)其他成分 J 链与分泌片链与分泌片 J链链lIgA由二硫键连接形成二聚体;由二硫键连接形成二聚体;l单体单体IgM通过二硫键与通过二硫键与J链连接链连接形成五聚体形成五聚体分泌片分泌片 是分泌型是分泌型IgA分子上的一个分子上的一个辅助成分,由粘膜上皮细胞合成辅助成分,由粘膜上皮细胞合成和分泌,介导和分泌,介导IgA二聚体从粘
8、膜二聚体从粘膜下通过粘膜等细胞到粘膜表面的下通过粘膜等细胞到粘膜表面的转运转运.11抗体和免疫球蛋白图3-5 免疫球蛋白酶解片段示意图VLVHCLC 1HC 2HC 3HVLVHCLC 1HC 2HC 3HFabFabFcF(ab)2pFc木瓜蛋白酶胃蛋白酶 (三)(三)免疫球蛋白的水解片段免疫球蛋白的水解片段(一)木瓜蛋白酶水解片段(一)木瓜蛋白酶水解片段 2 2个相同的个相同的 Fab Fab段段 即抗即抗原结合片段原结合片段 1 1个个FcFc段,即可结晶片段,即可结晶片段段.Ig.Ig同种型的抗原性主要存在同种型的抗原性主要存在于于FcFc段段.(二)胃蛋白酶水解片段(二)胃蛋白酶水解
9、片段 一个一个F(ab)F(ab)2 2片段,为片段,为双价,与抗原结合可发生凝集双价,与抗原结合可发生凝集反应和沉淀反应反应和沉淀反应.FcFc段被裂解为若干小分子段被裂解为若干小分子片段,被称为片段,被称为pFcpFc,失去生物,失去生物学活性学活性.仅仅F(ab)F(ab)2 2,可降低免疫原性可降低免疫原性12抗体和免疫球蛋白 诺贝尔奖得主的获奖工作诺贝尔奖得主的获奖工作19721972年,美国学者年,美国学者 Edelman Edelman 与与 英国学者英国学者Porter Porter 因阐明抗体的化学结构获医学生理性诺贝尔奖因阐明抗体的化学结构获医学生理性诺贝尔奖 13抗体和免
10、疫球蛋白第第2 2节节 抗体的异质性抗体的异质性(非均一性)(一一)类类(class):IgG、IgA、IgM、IgD、IgE。(二)(二)亚类亚类(subclass):IgG14,IgA12,IgM12 (三)(三)型型(type):和和 型型 (四)(四)亚型(亚型(subtype)(一)免疫球蛋白的分类(一)免疫球蛋白的分类14抗体和免疫球蛋白 (二)外源因素所致的抗体异质性(二)外源因素所致的抗体异质性(heterogeneity)抗体的多样性抗体的多样性15抗体和免疫球蛋白(一)(一)同种型同种型 isotype:同一种属内所有个体都具有的同一种属内所有个体都具有的Ig抗原抗原特异性
11、,存在于特异性,存在于C区。区。类(类(CH),亚类(亚类(CH)型(型(CL),;亚型亚型(二)同种异型(二)同种异型 allotype:同一种属内不同个体间同一种属内不同个体间Ig所具备的所具备的不同抗原异性。如不同抗原异性。如Gm1-30,Am1-2,Km1-3(三)独特型(三)独特型 idiotype:不同抗体产生细胞克隆所分泌不同抗体产生细胞克隆所分泌Ig的抗的抗原特异性,存在于原特异性,存在于V区。区。(三)(三)免疫球蛋白的抗原性血清型免疫球蛋白的抗原性血清型(serotype)抗体的抗原性是由在抗体的抗原性是由在Ig分子上不同区域的结构差别而决定的分子上不同区域的结构差别而决定
12、的.16抗体和免疫球蛋白抗体的抗原性抗体的抗原性 血清型血清型17抗体和免疫球蛋白18抗体和免疫球蛋白第第3 3节节 免疫球蛋白的生物学特性免疫球蛋白的生物学特性*游离游离Ig的的V区:区:结合细菌、病结合细菌、病毒、寄生虫、某些药物等抗原毒、寄生虫、某些药物等抗原 *B细胞表面的细胞表面的Ig(BCR):):是是特异性识别抗原的受体特异性识别抗原的受体 *抗体的结合价:抗体的结合价:每个抗体分每个抗体分子可结合抗原表位的数目。子可结合抗原表位的数目。1.1.V V区功能区功能 特异性识别、结合抗原特异性识别、结合抗原(一一)免疫球蛋白的主要功能免疫球蛋白的主要功能19抗体和免疫球蛋白溶菌酶抗
13、原溶菌酶抗原轻链轻链重链重链 R.J.Poliak from Science 1986 233:747-5320抗体和免疫球蛋白(1 1)激活补体:激活补体:IgG1IgG13 3 及及IgMIgM抗体与抗原结合后可激活补体抗体与抗原结合后可激活补体(2 2)细胞亲嗜性:)细胞亲嗜性:IgG IgG和和IgEIgE抗体以抗体以FcFc段与相应细胞的段与相应细胞的FcFc受体受体结合。结合。IgE IgE的的FcFc段介导段介导型超敏反应型超敏反应 (3 3)调理作用:)调理作用:抗体、补体促进吞噬细胞吞噬细菌等颗粒性抗体、补体促进吞噬细胞吞噬细菌等颗粒性抗原的作用抗原的作用.4.4.抗体依赖的
14、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:ADCC:表达表达FcFc受体的细胞受体的细胞通过识别抗体的通过识别抗体的FcFc段直接杀伤被抗体包被的靶细胞段直接杀伤被抗体包被的靶细胞.5.IgG5.IgG可通过胎盘;可通过胎盘;*人 与 某 些 哺 乳 动 物 的人 与 某 些 哺 乳 动 物 的 I g G F cI g G F c 段 能 非 特 异 地 与 葡 萄 球 菌段 能 非 特 异 地 与 葡 萄 球 菌 A A 蛋 白蛋 白(staphylococcus proteinAstaphylococcus proteinA,SPASPA)结合,)结合,2.Ig 分子
15、分子C区的功能区的功能21抗体和免疫球蛋白细 菌FcR溶 酶 体巨 噬 细 胞 被 调 理 的 细 菌结 合 到 Fc受 体 上形 成 吞 噬 小 泡形 成 吞 噬 溶 酶 体 增 强 杀 菌 功 能A、调 理 作 用22抗体和免疫球蛋白NK细胞介导的细胞介导的ADCC(antibody dependent cell-mediated cytotoxicity)靶 细 胞靶 细 胞靶 细 胞NK靶 细 胞 死 亡FcRIII(CD16)23抗体和免疫球蛋白概念概念:许多细胞膜表面和机体某些蛋白质分子在许多细胞膜表面和机体某些蛋白质分子在DNA水平和水平和氨基酸序列与免疫球蛋白的氨基酸序列与免疫
16、球蛋白的V区或区或C区有较高的同源性区有较高的同源性.结构特点结构特点:均有均有1-7个个Ig样功能区,分为样功能区,分为V,C1,C2组组功能特点功能特点:以识别为特点以识别为特点 实例实例:抗原识别受体及信号传导分子抗原识别受体及信号传导分子,MHC及其相关分子及其相关分子,免疫免疫球蛋白受体球蛋白受体,细胞因子受体细胞因子受体,白细胞分化抗原白细胞分化抗原 免疫球蛋白超家族免疫球蛋白超家族(Immunoglobulin Superfamily,IGSFIGSF)24抗体和免疫球蛋白25抗体和免疫球蛋白 血清含量最高,半衰期最长;血清含量最高,半衰期最长;功能最多:功能最多:结合抗原、激活
17、补体、调理吞噬并介导结合抗原、激活补体、调理吞噬并介导ADCC、通过胎盘、结合、通过胎盘、结合SPA.为再次免疫应答的主要抗体为再次免疫应答的主要抗体.抗感染的主要抗体抗感染的主要抗体(抗菌、抗病毒抗菌、抗病毒,抗毒素抗体抗毒素抗体),并介导并介导II、III型超敏反型超敏反应应 (二二)各类免疫球蛋白的特性各类免疫球蛋白的特性 IgG26抗体和免疫球蛋白 IgM 分子量最大分子量最大,为为90万万,是血管内抗感染的主要抗体是血管内抗感染的主要抗体.其激活其激活补体的能力比补体的能力比IgG强数十倍强数十倍.在个体发育过程和体液免疫应答中在个体发育过程和体液免疫应答中 均是均是最早合成和分泌最
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