醫(yī)學細胞生物學第章免疫球蛋白

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構、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：免疫球蛋白的異質性,教學目標,,抗體（ Antibody, Ab）,是B細胞接受抗原刺激后增殖分化為漿細胞所產生的糖蛋白，能與相應抗原特異性結合，顯示免疫功能。 是介導體液免疫的重要效應分子，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活性或化學結構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)：構成B細胞膜上的BCR；和Ag特異性結合,第一節(jié) 免疫球蛋白的結構,,一、免疫球蛋白的

3、基本結構,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,抗體分子的立體結構,,,,高變區(qū),互補決定區(qū),抗體與抗原決定簇結合的位置，又稱為互補決定區(qū)（CDR），也是抗體分子的獨特型決定簇(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，便于抗體更好地與抗原結合;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）粘膜上皮細胞分泌保護 sIgA不被蛋白酶降解介導IgA的轉運,,,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,裂解片段：2Fab+Fc,,Fab （fragment antigen binding）可與抗原結合的片斷抗原結合價 = 1結合抗原后不能形成凝集或沉淀反應特異性由 VH 和 VL決定,Fc段（ fragment crystallizable）-可結晶片段 -多種生物 學功能,,裂解部位：鉸鏈區(qū)二硫鍵C端側,裂解片段 F(ab´)

7、2+pFc ´,胃蛋白酶水解,,F(ab ´)2 ：①具雙價抗體活性 ②能形成凝集或沉淀反應 ③生物制品應用,pFc ´：無生物學活性的小碎片。,免疫球蛋白的功能區(qū)(結構域）,Ig分子通過鏈內二硫鍵折疊或若干個能行使特定功能的球形單位，每個球形單位為一個功能區(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)：抗原結合部位（2個）,,CH3功能區(qū)：是Ig與其Fc受體結合的部位(固定細胞）,CL和CH 區(qū)：具有同種異型抗體的遺傳標記。（2個）,CH2區(qū)：IgG的補體結合點和通過胎盤的部位,,,,功能區(qū)的作用,,,,,,,,,,,,,VL+VH功能區(qū)：抗原結合部位,IgG CH3區(qū)：可與單核-M?細胞、B細胞、NK細胞、中性粒細胞上的IgG-Fc受體結合

9、——調理吞噬、ADCC。,IgG CH2區(qū)：補體結合點和通過胎盤的部位。,第二節(jié) 免疫球蛋白的異質性,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,特異性結合抗原:中和外毒素、病毒，阻止細菌粘附于宿主細胞。,中和作用,二、 Ig C區(qū)的功能,激活補體結合Fc受體通過胎盤和粘膜,IgG分子結合抗原前后的構象變化,Fab段,Fc段,,,,,,,,,,,,,,,C1q 結合位點被屏障,結合抗原之前,,,,CH1,CH2,IgM CH3區(qū)，IgG CH2區(qū),激活

11、補體經典途徑,調理吞噬作用,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，對新生兒抗感染起重要作用再次應答的主要抗體具有多種功能：①結合、凝集抗原②中和細菌毒素、中和病毒③激活補體④調理吞噬⑤ADCC,分子量最大的 Ig（五聚體，有4個CH結構域）在個體發(fā)育過程中最早出現的抗體（胚胎發(fā)育晚期即可出現）初次應答的主要抗體，近期感染的指標激活補體、裂解細菌、調

12、理吞噬等作用均比IgG更有效不能通過胎盤血清IgM是五聚體結構，膜型IgM（serfase IgM，sIgM）是單體結構。 sIgM 是 BCR。,IgM,分泌型IgA：①由兩個IgA單體與J 鏈和分泌片結合而成二聚體結構；②是人體外分泌液中的主要抗體； ③由黏膜相關淋巴組織（MALT）產生，對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細胞表面，為BCR，是B細胞成熟的標志。,IgE,血清含量最低IgE沒有鉸鏈區(qū)，有4個CH結構（CH1～4）CH2、CH3能夠與肥 大細胞和嗜堿性粒細胞表面的IgE- Fc受體結合，介導Ⅰ型超敏反應。,,,,,,,,,調理吞噬,,+,+,+++,,？,？,第五節(jié) 人工制備抗體,一、多克隆抗體（polyclonal antibody）,指由不同B細胞克隆產生的針對

14、抗原物質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）。 實際意義： （1）預防、治療感染性疾病， 如：破傷風抗毒素血清 ? 抗破傷風，胎盤球蛋 白 ? 抗病毒感染等，副作用：?超敏反應 （2）臨床診斷，如：肥達氏反應 --- 傷寒、副傷 寒，缺點：特異性差。,二、單克隆抗體（monoclonal an

15、tibody, McAb）,由單一克隆B細胞雜交瘤產生的，只識別抗原分子某一特定抗原決定簇的特異性抗體。 特點：具有高度均一性。 雜交瘤細胞： 骨髓瘤細胞 --- 無限增殖； 免疫B細胞 --- 合成、分泌特異性抗體。 雜交瘤技術 --- 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Ig基因進行切割、拼接或修飾，導入受體細胞表達的抗體。 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，抗體導向酶等。,小 結,1.抗體和免疫球蛋白的概念2.Ig的結構：重鏈和輕鏈，可變區(qū)和恒定區(qū)，鉸鏈 區(qū)，結構域，J連，分泌片 3.Ig的水解片段：Fab，Fc，F(ab’)24.Ig的異質性：同種型，同種異型，

18、獨特型5.Ig的功能：結合抗原，激活補體，結合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構、功能區(qū)和酶解片斷。2. 簡述抗體的主要生物學功能。3. 簡述五類Ig分子的特性及功能。4.