醫(yī)學(xué)細(xì)胞生物學(xué)第章免疫球蛋白

1、第四章,免疫球蛋白,掌握：抗體與免疫球蛋白的概念、免疫球蛋白的基本結(jié)構(gòu)、功能區(qū)及其功能、免疫球蛋白的功能；五類免疫球蛋白的特性與功能熟悉：免疫球蛋白的水解片斷；多克隆抗體、單克隆抗體的概念了解：免疫球蛋白的異質(zhì)性,教學(xué)目標(biāo),,抗體（ Antibody, Ab）,是B細(xì)胞接受抗原刺激后增殖分化為漿細(xì)胞所產(chǎn)生的糖蛋白，能與相應(yīng)抗原特異性結(jié)合，顯示免疫功能。 是介導(dǎo)體液免疫的重要效應(yīng)分子，主要存在于血清等體液中。,,分泌型抗體與

2、免疫球蛋白 ( Immunoglobulin and Antibody ）,陰極,陽極,,,,,Ab,Ig,免疫球蛋白,免疫球蛋白（Immunoglobulin, Ig),1.定義: 是具有Ab活性或化學(xué)結(jié)構(gòu)與抗體相似的球蛋白的統(tǒng)稱。2.分型： 分泌型(sIg)：血液、組織液;具有Ab的各種功能 膜 型(mIg)：構(gòu)成B細(xì)胞膜上的BCR；和Ag特異性結(jié)合,第一節(jié) 免疫球蛋白的結(jié)構(gòu),,一、免疫球蛋白的

3、基本結(jié)構(gòu),由兩條相同的輕鏈（Light Chain）和兩條相同的重鏈（Heavy chain）通過鏈間二硫鍵連結(jié)形成。,NH2（N端）,COOH （C端）,L,H,,,,,輕鏈和重鏈,輕鏈（L鏈） κ鏈 λ鏈,重鏈（H鏈）:根據(jù)其抗原性的差異，人類Ig的H鏈分為,重鏈決定Ig類及亞類,?鏈 ?鏈 ?鏈 ?鏈 ?鏈,IgG IgA IgM IgD

4、 IgE,,正常人κ：λ≈2 ：1,輕鏈決定型別 κ型 λ型,,,,,可變區(qū)和恒定區(qū),V區(qū)：VL、VH,可變區(qū)（V區(qū)）：氨基酸種類、排列順序差異較大，構(gòu)成抗體的多樣性。,恒定區(qū)（C區(qū)）：氨基酸種類、排列順序恒定,C區(qū)：CL、CH,抗體分子的立體結(jié)構(gòu),,,,高變區(qū),互補(bǔ)決定區(qū),抗體與抗原決定簇結(jié)合的位置，又稱為互補(bǔ)決定區(qū)（CDR），也是抗體分子的獨(dú)特型決定簇(Idiotypes of

5、antibody molecules,Id) 的主要存在部位。,鉸鏈區(qū),位于CH1和CH2之間，富含脯氨酸，易發(fā)生伸展和一定程度的移動(dòng)，便于抗體更好地與抗原結(jié)合;而且易被木瓜蛋白酶、胃蛋白酶等水解。,,,鉸鏈區(qū),J鏈（joining chain）參與 IgA (H2L2)2與 IgM (H2L2)5連接,分泌片（secretory piece, SP）粘膜上皮細(xì)胞分泌保護(hù) sIgA不被蛋白酶降解介導(dǎo)IgA的轉(zhuǎn)運(yùn),,,二、免疫球蛋

6、白的其他成分,三、免疫球蛋白的水解片段,木瓜蛋白酶水解,裂解部位：鉸鏈區(qū)二硫鍵N端側(cè),裂解片段：2Fab+Fc,,Fab （fragment antigen binding）可與抗原結(jié)合的片斷抗原結(jié)合價(jià) = 1結(jié)合抗原后不能形成凝集或沉淀反應(yīng)特異性由 VH 和 VL決定,Fc段（ fragment crystallizable）-可結(jié)晶片段 -多種生物 學(xué)功能,,裂解部位：鉸鏈區(qū)二硫鍵C端側(cè),裂解片段 F(ab´)

7、2+pFc ´,胃蛋白酶水解,,F(ab ´)2 ：①具雙價(jià)抗體活性 ②能形成凝集或沉淀反應(yīng) ③生物制品應(yīng)用,pFc ´：無生物學(xué)活性的小碎片。,免疫球蛋白的功能區(qū)(結(jié)構(gòu)域）,Ig分子通過鏈內(nèi)二硫鍵折疊或若干個(gè)能行使特定功能的球形單位，每個(gè)球形單位為一個(gè)功能區(qū)。,L鏈：VL區(qū)、CL區(qū)H鏈：VH區(qū)、CH1區(qū) CH2區(qū) C

8、H3區(qū) CH4區(qū)(IgM、IgE ),,V區(qū),C區(qū),VL+VH功能區(qū)：抗原結(jié)合部位（2個(gè)）,,CH3功能區(qū)：是Ig與其Fc受體結(jié)合的部位(固定細(xì)胞）,CL和CH 區(qū)：具有同種異型抗體的遺傳標(biāo)記。（2個(gè)）,CH2區(qū)：IgG的補(bǔ)體結(jié)合點(diǎn)和通過胎盤的部位,,,,功能區(qū)的作用,,,,,,,,,,,,,VL+VH功能區(qū)：抗原結(jié)合部位,IgG CH3區(qū)：可與單核-M?細(xì)胞、B細(xì)胞、NK細(xì)胞、中性粒細(xì)胞上的IgG-Fc受體結(jié)合

9、——調(diào)理吞噬、ADCC。,IgG CH2區(qū)：補(bǔ)體結(jié)合點(diǎn)和通過胎盤的部位。,第二節(jié) 免疫球蛋白的異質(zhì)性,一、免疫球蛋白的類型,類： IgG IgA IgM IgD IgE亞類： IgG 1-4， IgA1-2型：κ型 λ型亞型：OZ(+) , OZ(-),二、免疫球蛋白的多樣性三、免疫球蛋白的血清型 同種型（isotype） 同

10、種異型（allotype） 獨(dú)特型（idiotype，Id),第三節(jié) 免疫球蛋白的功能,一、IgV的功能,特異性結(jié)合抗原:中和外毒素、病毒，阻止細(xì)菌粘附于宿主細(xì)胞。,中和作用,二、 Ig C區(qū)的功能,激活補(bǔ)體結(jié)合Fc受體通過胎盤和粘膜,IgG分子結(jié)合抗原前后的構(gòu)象變化,Fab段,Fc段,,,,,,,,,,,,,,,C1q 結(jié)合位點(diǎn)被屏障,結(jié)合抗原之前,,,,CH1,CH2,IgM CH3區(qū)，IgG CH2區(qū),激活

11、補(bǔ)體經(jīng)典途徑,調(diào)理吞噬作用,ADCC作用,第四節(jié) 各類免疫球蛋白的特性與功能,IgG,血清中含量最高、半衰期最長的抗體唯一能通過胎盤的Ig，對(duì)新生兒抗感染起重要作用再次應(yīng)答的主要抗體具有多種功能：①結(jié)合、凝集抗原②中和細(xì)菌毒素、中和病毒③激活補(bǔ)體④調(diào)理吞噬⑤ADCC,分子量最大的 Ig（五聚體，有4個(gè)CH結(jié)構(gòu)域）在個(gè)體發(fā)育過程中最早出現(xiàn)的抗體（胚胎發(fā)育晚期即可出現(xiàn)）初次應(yīng)答的主要抗體，近期感染的指標(biāo)激活補(bǔ)體、裂解細(xì)菌、調(diào)

12、理吞噬等作用均比IgG更有效不能通過胎盤血清IgM是五聚體結(jié)構(gòu)，膜型IgM（serfase IgM，sIgM）是單體結(jié)構(gòu)。 sIgM 是 BCR。,IgM,分泌型IgA：①由兩個(gè)IgA單體與J 鏈和分泌片結(jié)合而成二聚體結(jié)構(gòu)；②是人體外分泌液中的主要抗體； ③由黏膜相關(guān)淋巴組織（MALT）產(chǎn)生，對(duì)防御病原微生物入侵起重要作用，又稱為局部防御性抗體。 在粘膜局部抗感染中發(fā)揮重要作用。,IgA,有兩型：血清IgA（單體）和分泌型IgA（二

13、聚體）。,IgD,血清IgD：含量低。膜型IgD：存在于成熟B細(xì)胞表面，為BCR，是B細(xì)胞成熟的標(biāo)志。,IgE,血清含量最低IgE沒有鉸鏈區(qū)，有4個(gè)CH結(jié)構(gòu)（CH1～4）CH2、CH3能夠與肥 大細(xì)胞和嗜堿性粒細(xì)胞表面的IgE- Fc受體結(jié)合，介導(dǎo)Ⅰ型超敏反應(yīng)。,,,,,,,,,調(diào)理吞噬,,+,+,+++,,？,？,第五節(jié) 人工制備抗體,一、多克隆抗體（polyclonal antibody）,指由不同B細(xì)胞克隆產(chǎn)生的針對(duì)

14、抗原物質(zhì)中多種抗原決定簇的多種抗體混合物。 如:免疫血清（含多種特異性抗體）。 實(shí)際意義： （1）預(yù)防、治療感染性疾病， 如：破傷風(fēng)抗毒素血清 ? 抗破傷風(fēng)，胎盤球蛋 白 ? 抗病毒感染等，副作用：?超敏反應(yīng) （2）臨床診斷，如：肥達(dá)氏反應(yīng) --- 傷寒、副傷 寒，缺點(diǎn)：特異性差。,二、單克隆抗體（monoclonal an

15、tibody, McAb）,由單一克隆B細(xì)胞雜交瘤產(chǎn)生的，只識(shí)別抗原分子某一特定抗原決定簇的特異性抗體。 特點(diǎn)：具有高度均一性。 雜交瘤細(xì)胞： 骨髓瘤細(xì)胞 --- 無限增殖； 免疫B細(xì)胞 --- 合成、分泌特異性抗體。 雜交瘤技術(shù) --- HAT培養(yǎng)基：次黃嘌(H), 氨基蝶呤(A)和 胸腺嘧啶核苷(T)。,三、基因工程抗體(genetic engineering

16、 antibody),在DNA水平對(duì)Ig基因進(jìn)行切割、拼接或修飾，導(dǎo)入受體細(xì)胞表達(dá)的抗體。 如：人-鼠嵌合抗體(chimeric antibody) 改型抗體 (reshaped humanized antibody) 小分子抗體：Fab片段 Fc片段

17、 Fv片段 雙特異性抗體(bispecific antibody)： 如：Ig-融合蛋白，抗體導(dǎo)向酶等。,小 結(jié),1.抗體和免疫球蛋白的概念2.Ig的結(jié)構(gòu)：重鏈和輕鏈，可變區(qū)和恒定區(qū)，鉸鏈 區(qū)，結(jié)構(gòu)域，J連，分泌片 3.Ig的水解片段：Fab，F(xiàn)c，F(xiàn)(ab’)24.Ig的異質(zhì)性：同種型，同種異型，

18、獨(dú)特型5.Ig的功能：結(jié)合抗原，激活補(bǔ)體，結(jié)合Fc受體， 穿過粘膜和胎盤6.各種Ig的特性和功能7.單克隆抗體，基因工程抗體,思考題,名詞解釋：抗體（Ab）免疫球蛋白（Ig） Ig超變區(qū) Ig可變區(qū) Ig恒定區(qū) CDR Fab Fc 單克隆抗體  問答題：1. 試述抗體分子的分子結(jié)構(gòu)、功能區(qū)和酶解片斷。2. 簡述抗體的主要生物學(xué)功能。3. 簡述五類Ig分子的特性及功能。4.