免疫球蛋白

1、第二講 免疫球蛋白,內(nèi)容提要,概述免疫球蛋白的結(jié)構(gòu)免疫球蛋白的生物學(xué)特性各類免疫球蛋白的特性與功能,Emil von Behring (1845-1917),antibody,歷 史,概 念,抗體（antibody，Ab）是介導(dǎo)體液免疫的重要效應(yīng)分子，是B細(xì)胞接受抗原刺激活化增殖分化為漿細(xì)胞所產(chǎn)生，能特異性識(shí)別，結(jié)合和清除相應(yīng)抗原的，具有免疫功能的球蛋白。具有抗體活性或化學(xué)結(jié)構(gòu)與抗體相似的球蛋白統(tǒng)稱為免疫球蛋白（immu

2、noglobulin，Ig）。,,免疫球蛋白的類型分泌型（secreted Ig，sIg）膜型（membrane Ig，mIg）：BCR,Tiselius, 1937電泳分離,第一節(jié)免疫球蛋白的結(jié)構(gòu),（一）Ig的基本結(jié)構(gòu),由兩條相同的重鏈和兩條相同的輕鏈通過(guò)二硫鍵連接而成的四肽鏈分子。,,重鏈約450個(gè)氨基酸，根據(jù)其結(jié)構(gòu)和免疫原性的差異而分為五類： γ、α、μ、δ、ε，相應(yīng)Ig：IgG、IgA、IgM、IgD、IgE輕鏈

3、約210個(gè)氨基酸，根據(jù)輕鏈恒定區(qū)抗原性不同，分為?和?兩型。一個(gè)天然Ig分子兩條輕鏈的型別是相同的。在不同種屬的動(dòng)物?與?鏈的比例不同： 　人： 2：1，　小鼠：20：1,,可變區(qū)（variable region，v）重鏈和輕鏈近N端約110個(gè)氨基酸序列的變化很大，其組成和排列有較大差異，并決定抗體與抗原結(jié)合的特異性。高變區(qū)（hypervariable region，HVR），在V區(qū)中，某些特定位置的氨基酸殘

4、基的組成和排列順序高度可變，此為HVR/CDR。 骨架區(qū)（framework region，F(xiàn)R）V區(qū)中非HVR部位的氨基酸組成和排列相對(duì)保守，此為FR。,,恒定區(qū)（constant region，C）恒定區(qū)，C端，在同一種屬中其氨基酸的組成或排列比較恒定。,,結(jié)構(gòu)域（domain）/功能區(qū)免疫球蛋白的多肽鏈分子可折疊成若干個(gè)由鏈內(nèi)二硫鍵連接的球狀形結(jié)構(gòu)。每個(gè)球狀形結(jié)構(gòu)約由110個(gè)氨基酸組成，具有一定的生理功能，又叫功能區(qū)。,,輕

5、鏈：VL、CL重鏈：VH，CH1、CH2、CH3 (IgG、A、D) VH，CH1、CH2、CH3、CH4 (IgM、E),,鉸鏈區(qū) （hinge region）位于CH1和CH2之間可轉(zhuǎn)動(dòng)的區(qū)，含豐富的脯氨酸，因此易伸展彎曲，有利于Ig V區(qū)與抗原互補(bǔ)性結(jié)合；有利于暴露補(bǔ)體結(jié)合位點(diǎn)；對(duì)蛋白酶敏感。 IgG1，IgG2，IgG4和IgA的鉸鏈區(qū)較短，而IgG3和IgD的鉸鏈區(qū)較長(zhǎng)；IgM和IgE無(wú)鉸鏈

6、區(qū)。,（二）其他結(jié)構(gòu)與有關(guān)功能,J鏈?zhǔn)歉缓腚装彼岬亩嚯逆湥蓾{細(xì)胞合成，主要功能是將單體Ig分子連接為多聚體。,,分泌片含糖肽鏈，是多聚免疫球蛋白受體的胞外段，由黏膜上皮細(xì)胞合成和分泌。功能保護(hù)sIgA鉸鏈區(qū)不被蛋白水解酶降解。介導(dǎo)sIgA從黏膜下通過(guò)黏膜細(xì)胞轉(zhuǎn)運(yùn)到黏膜表面。,（三）Ig水解片段,木瓜蛋白酶(papain)胃蛋白酶(pepsin),,木瓜蛋白酶水解水解部位在重鏈鏈間二硫鍵的近N端。水解為2個(gè)抗原結(jié)合片段

7、（fragment of antigen binding，F(xiàn)ab，單價(jià)）和1個(gè)可結(jié)晶片段（fragment crystallizable，F(xiàn)c）。,,胃蛋白酶水解部位在重鏈鏈間二硫鍵的近C端。水解為1個(gè)具有雙價(jià)活性的抗原結(jié)合片段F(ab’)2和多個(gè)沒有功能的片段（pFc’）。,第三節(jié) 免疫球蛋白的生物學(xué)特性,V區(qū)的功能特異性識(shí)別和結(jié)合抗原：中和毒素，阻斷病原體入侵；進(jìn)而通過(guò)其C區(qū)而發(fā)揮作用。,中和毒素,中和病毒,中和細(xì)菌,,C

8、區(qū)的功能1.激活補(bǔ)體,,2.調(diào)理作用：IgG，吞噬,3.ADCC: IgG類抗體與靶細(xì)胞表面抗原特異性結(jié)合，效應(yīng)細(xì)胞（NK細(xì)胞、巨噬細(xì)胞、中性粒細(xì)胞）借助所表達(dá)的IgG FcR與靶細(xì)胞表面IgG的Fc段結(jié)合，從而殺傷靶細(xì)胞,動(dòng)畫演示ADCC作用,4.介導(dǎo)Ⅰ型超敏反應(yīng),,5.穿過(guò)胎盤：IgG選擇性與FcRn（特異性IgG輸送蛋白）結(jié)合，轉(zhuǎn)移到滋養(yǎng)層細(xì)胞內(nèi)，進(jìn)入胎兒血液。6.參與黏膜免疫：sIgA,第四節(jié) 各類免疫球蛋白的特性和功能,I

9、gG,血清中的主要抗體成分（75-80%）；半衰期長(zhǎng)（20-23天）；出生后3個(gè)月開始合成，3-5歲接近成人水平；多數(shù)抗菌、抗病毒、抗毒素抗體均屬IgG類是唯一能通過(guò)胎盤的Ig，發(fā)揮自然被動(dòng)免疫功能；具有活化補(bǔ)體經(jīng)典途徑的能力（IgG3>IgG1>IgG2）；具有調(diào)理作用、ADCC作用和結(jié)合SPA等；參與Ⅱ型、Ⅲ型超敏反應(yīng)，某些自身免疫病的抗體也屬IgG。,IgM,為五聚體，分子量最大，稱為巨球蛋白（macrog

10、lobulin）；個(gè)體發(fā)育中最先出現(xiàn)的Ig，胚胎晚期即能產(chǎn)生，臍帶血IgM增高提示胎內(nèi)感染（如風(fēng)疹病毒、巨細(xì)胞病毒感染等）；抗原初次刺激機(jī)體時(shí)，是體內(nèi)最先產(chǎn)生的Ig；血清IgM升高說(shuō)明有近期感染；有強(qiáng)大激活補(bǔ)體能力和調(diào)理作用，在機(jī)體早期免疫防御中具有重要作用；天然血型抗體是IgM；未成熟B細(xì)胞表達(dá)mIgM。,IgA,分為單體的血清型和二聚體的分泌型IgA；分泌型IgA 主要由黏膜相關(guān)淋巴組織產(chǎn)生，存在于唾液、淚液、乳汁及呼

11、吸道、消化道、泌尿道的分泌液中和黏膜表面，是機(jī)體黏膜局部抗感染免疫的重要因素。初乳中的sIgA可對(duì)嬰幼兒發(fā)揮自然被動(dòng)免疫作用調(diào)理吞噬、中和毒素,,IgD,血清中含量低（0.2%），血清型IgD生物學(xué)作用尚不清楚mIgD可作為B細(xì)胞分化成熟標(biāo)記，成熟B細(xì)胞同時(shí)表達(dá)mIgM和mIgD,mIgM,mIgD,,,成熟B細(xì)胞,活化B細(xì)胞,未成熟B細(xì)胞,IgE,是血清中含量最低的Ig主要由呼吸道、胃腸道粘膜固有層的漿細(xì)胞產(chǎn)生屬嗜