免疫球蛋白ppt演示课件

免疫球蛋白,.,1,内 容 提 要,一、免疫球蛋白的结构 二、抗体的异质性 三、免疫球蛋白的生物合成与表达 四、免疫球蛋白的功能 五、免疫球蛋白基因超家族 六、抗体的人工制备,.,2,概 述,概念：由抗原刺激B细胞转化为浆细胞所产生，并能与相应抗原特异性结合、具有免疫功能的球蛋白，也称为抗体（antibody, Ab）。 类型：分泌型（secreted Ig, sIg） 膜 型（membrane Ig, mIg） 抗体理化性质：属球蛋白，在电泳图谱上大部分抗体活性在球蛋白区；具有异质性。,.,3,.,4,Ig的基本结构(IgG 为例),重链与轻链 可变区和恒定区 铰链区 功能区 其它成分 水解片段,.,5,基本结构 * 由两条相同的重链和两条相同的轻链通过二硫键连接而成的四肽链分子。 重链与轻链 * 重链（heavy chain, H链） 约450550氨基酸 * 轻链（light chain, L链） 约214个氨基酸,.,6,重链与轻链,可变区与恒定区,H链,L链,V区,C区,N端,C端,二硫键,.,7,可变区和恒定区： 1.可变区（variable region，V区）：位于Ig分子N端，占轻链1/2和重链1/4或1/5；不同抗体其IgV区氨基酸组成和排列有较大差异，并决定抗体与抗原结合的特异性； * 高变区（hypervariable region, HVR）：在VL和VH中，某些局部区域的氨基酸组成更高变化程度，此为HVR。轻、重链各有3个HVR。,.,8,*互补性决定区 （complementarity-determining region, CDR）： 高变区乃抗体与抗原（表位）特异性结合的位置，此为CDR。 * 骨架区（framework region, FR）：V区中非HVR部位的氨基酸组成和排列相对保守，此为FR。VH和VL各有4个FR。,.,9,2.恒定区（constant region, C区)： 位于Ig 分子的C端，占轻链1/2和重链3/4（IgA、IgD）或4/5（IgM、IgE）。在同一种属中，同一类重链和同一类轻链C区氨基酸的组成或排列比较恒定。,.,10,铰链区：位于CH1和CH2之间，含丰富的脯氨酸，易伸展弯曲，有利于Ig V区与抗原互补性结合；有利于暴露补体结合位点；对蛋白酶敏感。 其它成分： J链（joining chain）；分泌片（secretory piece, sp） 功能区： 水解片段：,.,11,.,12,高变区,可变区,恒定区,免疫球蛋白的高变区,.,13,.,14,.,15,.,16,CDR1(L),CDR2(L),CDR3(L),CDR2(H),CDR3(H),CDR1(H),抗原决定簇,.,17,变异度 50 40 30 20 10 0,重链超变区,0 20 40 60 80 100 120,.,18,J链,IgM五聚体,.,19,J链,IgA二聚体,.,20,.,21,免疫球蛋白的功能区,VH和VL：与抗原特异性结合的部位； CL和CH1：某些同种异型（allotype）遗传标记； IgG的CH2、IgM的CH3： 补体C1q结合点 激活补体经典途径； IgG的CH3： 结合单核/巨噬细胞表面FcR 不同生物学效应,.,22,.,23,免疫球蛋白的异质性,Ig的类别 类：根据CH抗原性的不同分为五大类 IgG IgM IgA IgD IgE 亚类：IgG14； IgA12 型：根据CL抗原性的不同分为两个型：型和型 亚型： 根据链个别氨基酸的差异，分为1-4。,.,24,Ig的抗原性 同种型（isotype） 同种异型（allotype） 独特型（idiotype）,.,25,同种型：是指同一种属所有个体Ig分子所共有的抗原特异性。同种型因种而异。同种型的抗原决定簇存在Ig的恒定区。表现在全部Ig的类、亚类、型、亚型的分子上。,.,26,同种异型：是指同一种属不同个体间Ig分子所具有的不同抗原特异性。同种异型决定簇存在Ig的恒定区。由个体遗传基因所决定的，故称为遗传标记。,.,27,独特型：是指在同一个体内，不同抗体形成细胞克隆所产生的Ig分子的V区具有不同的抗原特异性。 独特型抗原决定簇存在Ig的V区，不同特异性的抗体其独特型也不同。 除血清中的Ig外，淋巴细胞（T、B细胞）表面的抗原受体也具有独特型决定簇。,.,28,.,29,.,30,.,31,独特型（idiotype，Id）：是指在同一个体内，不同抗体形成细胞克隆所产生的Ig分子的V区具有不同的抗原特异性。 抗独特型抗体（anti-idiotype antibody，AId）：是指独特型可刺激异种、同种异体以及自体产生相应抗体。 根据AId反应特点分为：Ab2、 Ab2、 Ab2 和Ab2四种。,.,32,.,33,独特型及抗独特型网络（ Id- AId） Id表位具有自身免疫原性，体内存在能识别自身Id的淋巴细胞，可产生抗独特型抗体，进行免疫调节。,.,34,.,35,免疫球蛋白H链和L链基因结构示意图,.,36,C C C3 C1 C C1 C C2 C4 C C2,L1 VH1 L2 VH2 Ln VHn D1D2 Dn JH16,免疫球蛋白重链胚系基因,.,37,L1 Vk1 L2 Vk2 Ln Vkn Jk15 Ck,L1 V1 L2 V2 Ln Vn J 1 C1 J 2 C2 J n Cn,免疫球蛋白、链胚系基因,.,38,免疫球蛋白重链基因重排与转录,AAA,胚系DNA,转录mRNA,mRNA,.,39,免疫球蛋链基因重排与转录,胚系DNA,重组DNA,转录mRNA,mRNA,.,40,免疫球蛋白基因重排,.,41,免疫球蛋白重链基因的转类,VDJ C C C3 C1 C C1 C C2 C4 C C2,C3,C2,C1,C2,C,C,C,C,C3,S3,S S3 S1 S1 S2 S4 S S2,S S3,S S1,.,42,免疫球蛋白的功能,.,43,Fab,Fc,固定补体,结合细胞,结合抗原,.,44,免疫球蛋白的功能,V区的功能 其空间构型（尤其HVR） 识别并特异性结合抗原； 体内结合相应抗原分子 发挥免疫效应（生理与病理）； BCR特异性识别并结合抗原分子 介导体液免疫 应答； 对免疫应答有正、负调节作用,.,45,C区的功能 激活补体： IgM、IgG13 激活补体经典途径 凝聚的IgA或IgG4 激活补体经典途径 与细胞表面FcR结合： 1）调理作用（opsonization)； IgFc段与吞噬细胞表面FcR结合促吞噬； 2）抗体依赖的细胞介导的细胞毒作用 （Ab-dependent cell-mediated cytotoxicity,ADCC) 3) 介导I型超敏反应 穿过胎盘和粘膜： IgG通过胎盘；sIgA穿过粘膜C区的功能,.,46,.,47,调理作用,.,48,抗体依赖的细胞介导的细胞毒作用 （antibody-dependent cell-mediated cytotoxicity,ADCC）,IgG类抗体与靶细胞表面抗原特异性结合，效应细胞（NK细胞、巨噬细胞、中性粒细胞）借助所表达的IgG FcR与靶细胞表面IgG的Fc段结合，从而直接杀伤靶细胞,.,49,IgE介导的肥大细胞激活,IgE,FcR I,肥大细胞,过敏介质,变应原,.,50,五类Ig的特性和功能,IgG IgM IgA IgD IgE,.,51,IgG的特性和功能,血清中的主要抗体成分；易扩散；半寿期长； 出生后3个月开始合成，35岁接近成人水平； 是唯一能通过胎盘的Ig，发挥自然被动免疫功能； 具有活化补体经典途径的能力（IgG3IgG1IgG2）； 具有调理作用、ADCC作用和结合SPA等； 多数抗菌、抗病毒、抗毒素抗体均属IgG类 参与型、型超敏反应，某些自身免疫病的抗体也属IgG,.,52,IgM的特性和功能,为五聚体，分子量最大，称为巨球蛋白； 个体发育中最先出现的Ig，胚胎晚期即能产生，脐带血IgM增高提示胎内感染（如风疹病毒、巨细胞病毒感染等）； 抗原初次刺激机体时，是体内最先产生的Ig；血清IgM升高说明有近期感染； 有强大激活补体能力和调理作用，在机体早期免疫防御中具有重要作用； 参与型、型超敏反应，某些自身免疫病的抗体也属IgM。,.,53,IgA的特性和功能,分为单体的血清型和二聚体的分泌型IgA； 分泌型IgA 主要由粘膜相关淋巴组织产生，存在于唾液、泪液、乳汁及呼吸道、消化道、泌尿道的分泌液中和粘膜表面，是机体粘膜局部抗感染免疫的重要因素。 初乳中的sIgA可对婴幼儿发挥自然被动免疫作用,.,54,IgD的特性和功能,血清中含量低，其生物学作用尚不清楚 mIgD可作为B细胞分化成熟标记，成熟B细胞同时表达mIgM和mIgD,.,55,IgE的特性和功能,是血清中含量最低的Ig； 主要由呼吸道、胃肠道粘膜固有层的浆细胞产生； 属嗜细胞抗体，可与肥大细胞、嗜碱性粒细胞表面FcR结合，介导I型超敏反应。,.,56,免疫球蛋白基因超家族（IgSF）：是指与免疫球蛋白结构相似，并且遗传基因同源的蛋白分子。 组成：免疫球蛋白、抗原受体、抗原提呈分子、黏附分子、免疫球蛋白受体、细胞因子受体等。,.,57,抗体的制备,多克隆抗体 单克隆抗体 基因工程抗体,.,58,多克隆抗体,polyclonal antibody 用含多种抗原决定族的抗原物质免疫动物，刺激多个B细胞克隆所获得的免疫血清（含多种抗体的混合物），此为多克隆抗体。,.,59,带有多个表位,针对不同表位的B细胞,克隆增殖,多种抗体的混合物 （多克隆抗体）,刺激小鼠,.,60