第2章 免疫球蛋白教学文稿.ppt

第2章 免疫球蛋白概念l抗体（antibody，Ab ） 是介导体液免疫的重要效应分子，是B细胞识别抗原后分化为浆细胞所产生的糖蛋白，存在于血清等体液中，能与相应抗原特异性结合，显示免疫功能l免疫球蛋白（immunoglobulin.Ig ） 指具有抗体活性或化学结构与抗体相似的球蛋白，称免疫球蛋白可分为分泌型sIg和膜型mIg前者存在于体液中，即抗体；后者存在于B细胞膜上， 即BCR第1节 Ig的分子结构 一、基本结构：一、基本结构： Y型结构 由两条相同的重链及两条相同的轻链以-S-S-相连的呈Y型的四肽链结构50-70KD，450-550个AA组成分成五类，相应的Ig也分为五类 H： Ig： IgA IgG IgM IgD IgE1 1、HH链：链：同一类Ig据其铰链区的aa组成及重链二硫键数目将Ig分为不同的亚类 亚类： 2 2、L L链：链：l25KD，214个AA组成l、型，功能相似，每个Ig两条L链的型别总是相同的l据种属不同，其：比例不一（人为2：1，小鼠为20：1）l型有4个亚型3、可变区（V区）靠近N末端L链的1/2和H链的1/4或1/5区段处的AA序列随抗体特异性不同而有所变化，称为可变区（V区）。

有VL和VH高变区（高变区（HVRHVR）：）：V区中VH、VL 各有3个区域的AA组成和排列顺序高度可变，称HVR分别用HVR1、2、3 表示，共同组成Ig与特异性抗原结合部位，故又称为互补决定区（互补决定区（CDRCDR），包括CDR1、CDR2、CDR3，决定抗体的特异性 4、恒定区（C区） 靠近C基末端的L链1/2和H链3/4或4/5处AA数量、种类、排列顺序及含糖量相对稳定，称为恒定区（C区）分别是CL和CH Ig分子的每条肽链内部由二硫键相连形成球形的结构称功能区/结构域 5、结构域各结构域的功能VL和VH是结合抗原的部位CL和CH 1为遗传标志所在CH 2 、CH 3是补体结合点所在参与补体活化CH 3 、CH 4与细胞表面的FC受体结合位于CH1与CH2之间，含有丰富的脯氨酸，因此易伸展弯曲，而且易被木瓜蛋白酶、胃蛋白酶等水解6 6、铰链区、铰链区二、Ig的立体结构Ig折叠lIg的二级结构是由几股多肽链折叠形成的两个反向平行的片层，两个片层中心由链内二硫键垂直连接，形成“桶状”或“三明治”结构这种折叠方式称为免疫球蛋白折叠三、免疫球蛋白的其他成分三、免疫球蛋白的其他成分l lJ J链链 由由浆细胞合成富含半胱氨酸的多肽链，主要是将单体Ig分子连接为多聚体。

l l分泌片分泌片 由粘膜上皮细胞合成和分泌的一条含糖肽链，为分泌型IgA产生所必需，可保护sIgA免受蛋白酶的水解破坏，并介导IgA的转运IgMSIgA四、免疫球蛋白的水解片段木瓜蛋白酶水解IgG 胃蛋白酶裂解IgG木瓜蛋白酶木瓜蛋白酶胃蛋白酶胃蛋白酶 铰链区二硫键连接2条H链的近N端处 Ig Fab单价与Ag结合 Fc CH2、CH3 具有Ig抗原表位 铰链区H链二硫键近C端 F（ab）2双价与Ag结合 PFC 大分子片段，失去活性 第2节、免疫球蛋白的异质性包 括一、抗体V区的异质性 不同抗原表位- Ig的特异性不同，构成Ig 的多样性二、抗体C区的异质性 将Ig作为抗原在异种、同种异体或自身体内进行免疫，均能诱导机体产生特异性免疫应答即使针对同一抗原表位- Ig的特异性相同，C区可不同同种型同种型(isotype)(isotype) 指同一种属所有正常个体Ig分子所共有的抗原特异性标志，主要存在于Ig的C区中，据H链C区的不同又分为五个大类，每一类又分若干亚类；按L链的不同分为两型，每型又分为若干亚型同种异型（同种异型（allotype)allotype) 同一种属中不同个体所产生的同一类型Ig,由于重链或轻链恒定区内一个或数个氨基酸（即遗传标志）不同而表现的免疫性差异独特型（独特型（idiotypeidiotype，Id)Id) 同一个体中不同B细胞克隆所产生的Ig可变区所具有的抗原特异性标志，由Ig超变区特有的氨基酸序列和构型所决定。

V区抗原结合部位、独特型、CDR区是同一物质在不同情况下的不同名字 独特型可刺激异种、同种异体以及自体独特型可刺激异种、同种异体以及自体产生相应抗体，即产生相应抗体，即独特型抗体（AId） 抗原刺激B细胞产生特异性抗体（Ab1),当数量足够大时， Ab1可以作为抗原在体内诱发抗抗体（ Ab2）的产生抗抗体所针对的抗原表位只能是抗体分子上的独特型，因而Ab2称抗独特型抗体分类：Ab2：针对Ab1 的骨架区邻近独特型属于半Ag非抑制性Ab2Ab2：针对Ab1 V区的CDR部位独特型，结构和Ag表位相似，因此被称为抗原内影像Ab2 ：针对Ab1 V区的CDR相关及邻近的独特型属于半Ag抑制性Ab2Ab2 ：既针对Ab1 的骨架区邻近独特型，又识别Ag表位，是双特异性抗体，与自身免疫病发生有关独特型与抗独特型网络 免疫系统内所有抗体分子或淋巴细胞的抗原受体（TCR、BCR）上都存在着独特型，它能被体内另一类淋巴细胞所识别并产生抗独特型抗体（AId）由Id-AId相互作用形成网络，并通过Id和AId的相互识别、相互刺激和制约，对免疫应答进行调节 应用抗原影像Ab2所具有的结构特点，模拟Ag，通过BCR增强对Ag的应答。

应用Ab2抑制Ab1，抑制自身反应性Ab或自身反应性T细胞的产生第3节 免疫球蛋白的生物合成与表达一、免疫球蛋白的生物合成与组装n重链V区基因由三种胚系基因片段：V、D、J拼接而成n轻链V区基因由V、J两个基因片段拼接成的nV区基因的下游是编码C区的基因l胚系基因通过一组酶的作用，包括识别位于V、（D）、J基因片段两侧的保守序列（重组信号序列），切断以及修复DNA，达到剪去胚系基因片段之间的内含子， 连接形成完整BCR/Ig编码基因lB细胞成熟过程中，在DNA水平，V区基因发生重排，从V、D、J基因节段库中，各选择出一个节段先进行D-J连接，然后进行V-D连接，或V-J连接 l在RNA （转录）水平，V区基因与C区基因进行剪接形成完整的编码一条肽链的mRNA l以mRNA为模板翻译合成H链/L链、链/链组装成BCR/TCR，表达于细胞表面等位基因排斥：指B细胞中位于一对染色体上的轻链或重链基因，其中只有一条染色体上的基因得到表达保证一个B细胞只表达一种轻链和一种重链 同种型排斥：指轻链和轻链之间的排斥，一个B细胞只能表达其中一种链或链I Ig重链V区基因重排DH1-27JH 1-9CVH 1-123轻链基因的重排Ig轻链基因的重排GermlineVJCSplicedmRNARearranged1 transcriptPrimary transcript RNAAAAAACPolyadenylation site (secreted)pAsPolyadenylation site (membrane)pAmC1C2C3C4Each domain of the H chain is encoded by a separate exonhSecretioncodingsequenceMembranecodingsequenceI Ig重链C区基因重排 重排时，基因片段和七聚体之间被切断，从而使两个基因片段连接，两基因片段之间的序列，连成环被切除，称为环出。

七聚体一间隔序列（12/23bp）一九聚体结构带12bp的RSS基因片段只能和带23bp的RSS片段结合，称“12-23”规则，这样保证了片段连接的准确性 重排与重组信号序列 （RSS ）环出V区多样性产生原因l组合造成的多样性 l连接造成的多样性 l体细胞高频突变造成的多样性二、免疫球蛋白的表达l前B细胞表达IgMl成熟的B细胞表达IgM、 IgDl接受抗原刺激的B细胞活化，分泌型的Ig增多，膜型Ig减少膜型Ig和分泌型Ig重链基因n发生时间：在转录加工中造成 n由两个外显子决定（SC分泌型、MC膜型）在转录时，若是转录到SC，则为分泌型Ig若包括MC，而将SC剪切掉，则为膜型Ig 抗原激活B细胞后，膜上表达和分泌的Ig类别会从IgM转换成IgG、IgA、IgE等其它类别或亚类的Ig，即Ig的V区不变C区发生转换，这种现象称Ig类别转换指在抗体应答过程中，特别是再次免疫后抗体的亲和力升高的现象主要是由抗原在生发中心中对高频突变的B细胞选择的结果第4节 免疫球蛋白的功能V区的功能 C区的功能 激活补体 结合细胞表面Fc受体 穿过胎盘与粘膜 Ig的功能体外体内分泌型膜型B细胞抗原识别受体 免疫诊断 中和毒素 中和病毒 调理作用 ADCC作用 V区功能1、特异性结合抗原 与Ag的结合具有高度特异性。

与抗原结合后，可介导体内的多种生理和病理效应（中和病毒、毒素，介导炎症反应），体外可产生凝集、沉淀现象用于检测等 二者的结合主要依靠静电引力、氢键、范德华力等，需要合适的温度、pH、离子强度以及完整的抗体，这种结合是可逆的2、免疫调节3、超抗体活性C C区功能区功能 激活补体激活补体 当IgG13和IgM类抗体与抗原特异性结合后，其构型发生改变，暴露IgG的CH2和IgM的CH3功能域的补体结合位点，通过补体经典途径激活补体 指抗体、补体促进吞噬细胞吞噬细菌等颗粒性抗原的作用，主要通过IgG的Fc与吞噬细胞上的 IgG Fc受体结合，从而增强吞噬细胞的吞噬作用调理作用 抗体依赖的细胞介导的细胞毒作用指表达Fc受体的细胞（主要为NK、M、中性粒细胞）通过识别抗体的Fc段直接杀伤被抗体包被的靶细胞 ADCC作用介导型超敏反应lIgE的Fc的段可与肥大细胞和嗜碱性粒细胞表面的IgE Fc受体结合，促使这些细胞合成和释放生物活性物质，引起I超敏反应穿过胎盘和黏膜 IgG所独有，是婴儿获得天然被动免疫的主要原因，主要借助胎盘滋养层细胞表面的FcR进行的sIgA可通过呼吸道和消化道的粘膜，起粘膜局部免疫作用。

五类Ig的特点IgG 出生后3个月开始合成，3-5岁接近成人 分布于血液和体液中 血清中含量最高75-80% 抗感染的主要抗体 可发挥调理作用、激活补体、ADCC作用等 唯一可通过胎盘的抗体IgM 分子量最大的抗体,只分布于血液中 个体发育过程中最早合成和分泌的抗体 感染早期合成分泌的抗体 天然的血型抗体 激活补体的能力强于IgG B细胞表面的主要成分，与B细胞的分化程度相关IgA分sIgA与IgA两型参与局部免疫应答IgE血清中含量最少的抗体可引起型超敏反应IgD半衰期最短的抗体与B细胞的分化成熟程度相关第5节 免疫球蛋白基因超家族定义定义 与Ig 结构相似、遗传基因同源的，并具有识别和传递信号功能的蛋白分子统称为免疫球蛋白超家族（ IgSF ），通常存在于细胞表面编码IgSF的基因称免疫球蛋白基因超家族一、免疫球蛋白超家族的组成lIglTCR复合物、BCR复合物lMHC分子和MHC类样分子lCD4、CD8、CD2、CD28、CD80、CD86lIgFCR、 多聚IgR、某些细胞因子R二、免疫球蛋白超家族分子的结构l胞外区：具有识别功能，选择性接受微环境的刺激信号l跨膜区：具有锚定作用l胞内区：向胞内传递信号三、免疫球蛋白超家族的功能l识别、提呈Ag，引起特异性免疫应答l调节免疫细胞分化、增殖、及合成和分泌l介导细胞间黏附和信号传递，参与免疫细胞激活、分化与选择、移行、归巢与定居l参与Ig的转运与分泌第6节人工制备抗体l多克隆抗体l单克隆抗体l基因工程抗体单克隆抗体（单克隆抗体（mAbmAb）定义：定义：由一个识别一种抗原表位的B细胞杂交瘤克隆产生的同源抗体称为单克隆抗体。

特点：特点：纯度高，特异性强，效价高，少或无交叉反应应用：应用：诊断、治疗基因工程抗体又称重组抗体l对鼠源性抗体的改造l噬菌体抗体l胞内抗体。