白喉毒素课件

免疫球蛋白 Immunoglobulin 免疫球蛋白 Emil von Behring 1854 - 1917, Nobel Prize in 1901 白喉毒素抗毒素 中和毒素 动物 开创了血清疗法 免疫球蛋白 1 2b 白蛋白球蛋白 c a b 对健康人用疫苗进行主 动免疫，免疫前（a）和 免疫后10天 （b）分别 采血并对血清蛋白进行 凝胶电泳分析。免疫前 血清中的 球蛋白条带较 宽，免疫之后则相对集 中。Bruton 氏病患者血 清蛋白中的 球蛋白条 带缺失（c）。 免疫球蛋白 抗体(antibody): 是B细胞接受抗原刺激后增殖分 化为浆细胞所产生的糖蛋白， 主要存在于血清等体液 中的具有免疫功能 的球蛋白。 基本概念: 免疫球蛋白(Ig)： 具有抗体活性或化学 结构与抗体相似的球蛋白。 生物学和功能上的定义 结构和化学上的定义 所有抗体都是免疫球蛋白， 但免疫球蛋白不都是抗体 免疫球蛋白 第一节 免疫球蛋白的结构 免疫球蛋白 Basic Structure of Immunoglobulin Ig是糖蛋白, 由 两条较长的多肽 链和两条较短的 多肽链通过二硫 键相连而形成四 条肽链结构（ H2L2)。 C C N N 免疫球蛋白 C C N N 重链（Heavy chain）： 由450-550a.a.组成，MW:50-75KD 两条链之间以二硫键相连，呈Y字型 分为可变区（V区）和恒定区（C区） 五类重链： 、 、 、 、 相应的五种Ig： IgG、IgA 、 IgM、 IgD和IgE IgG和 IgA又可分为若干亚类 Basic Structure ： IgG 分 子 的 四 种 亚 型 IgG1 IgG4 IgG3 IgG2 1，2，3 和 4 等Ig 链分别参与 组成IgG1、IgG2、 IgG3和IgG4等分子 。IgG3的铰链区最 长，IgG2铰链区较 短。四种亚类的IgG 分子在血清中的浓 度不同，所发挥的 生物学特性亦不相 同。 J 链 分泌链 IgA IgM J 链 IgM 抗 体 结 构 分 泌 型 IgM膜 型 IgM sIgM Ig Igb Ig Igb IgD 分 子 的 结 构 IgE 分 子 的 结 构 免疫球蛋白 C C N N 轻链（Light chain）： 由214a.a组成，MW:25KD 分为可变区（V区）和恒定区（C区） 其C末端以二硫键与相对重链相连 两型轻链：、 人类=2 1 链又可分为4种亚型 Basic Structure ： 免疫球蛋白 免疫球蛋白 C C N N 可变区（Variable region）： 位于重链或轻链的N端，占轻链的1/2，重链的1/4或1/5 氨基酸组成和排列顺序随抗体特异性而异 重链和轻链的可变区分别称为VH和VL 又分为超变区(HVR)和骨架区(FR) 赋予抗体以特异性 Basic Structure ： 免疫球蛋白 Basic Structure ： C C N N 恒定区（Constant region）： 位于重链或轻链的C端，占轻链的1/2，重链的3/4或4/5 氨基酸组成和排列顺序相对恒定 重链和轻链的恒定区分别称为CH和CL 不同类Ig CH 的长度不同 如IgG、IgD和IgA具有3个CH，而IgE 、IgM有4个CH 是Ig分类和分型的依据，也是制备第二抗体的抗原基础 免疫球蛋白制备第二抗体 抗白喉杆菌IgG（Ab1） 白喉杆菌 机体马 抗Ab1抗体（二抗） 抗破伤风杆菌IgG（Ab2） 破伤风杆菌 机体 免疫球蛋白 V区不相同，只能 与相应的抗原发生 特异性的结合 C区的结构是相同的，即具有相同的 抗原性，应用马抗人IgG第二体（或 称抗抗体）均能与这两种抗不同外毒 素的抗体（IgG）发生结合反应。 制备第二抗体 免疫球蛋白 超变区（Hypervariable region, HVR）： VH和VL各有3个氨基酸组成和顺序变异很高的区域 这些区域结构与抗原决定簇互补，所以又成为 互补决定区（complementarity determining region,CDR） 或 抗原结合部位（antigen binding site,ABS） 抗原-抗体特异结合的关键部位 决定了抗体的特异性和亲和力 骨架区（framework region, FR） Basic Structure of Immunoglobulin 免疫球蛋白 免疫球蛋白 免疫球蛋白 铰链区（hinge region）： 位于CH1和CH2之间 富含脯氨酸，有弹性， 使Ig伸展自如 IgE和 IgM 无铰链区 Basic Structure of Immunoglobulin 免疫球蛋白 免疫球蛋白 免疫球蛋白的其他成分： J链（joining chain） 参与 IgA (H2L2)2与 IgM (H2L2)5连接 免疫球蛋白 分泌片（secretory piece, SP） 上皮细胞分泌 保护 sIgA不被蛋白酶降解 介导IgA的转运 免疫球蛋白的其他成分： 免疫球蛋白 免疫球蛋白的水解片段 木瓜蛋白酶 2Fab + Fc 胃蛋白酶 ( Fab )2+ pFc Fragment antigen binding Fragment crystallizable 免疫球蛋白 免疫球蛋白的水解片段 Fab段（fragment antigen binding） ： 结构：L+ 1/2 H（ VH+CH1） 单价，结合抗原后 不能形成凝集或 沉淀反应 ( Fab )2 双价抗体活性 能形成凝集或沉 淀反应 生物制品应用 Fc段（ fragment crystallizable） 结构： CH2 + CH3 赋予抗体多种生物 学功能 Antigen Antibody Agglutination 免疫球蛋白 结构域或功能区（domain）： 多个二级结构单元组合形成的球状亚单位结构 通过二硫键连接 约含110氨基酸残基 抗体发挥生物学功能的单位 L链有2个结构域，H链有4或5个结构域 Basic Structure of Immunoglobulin 免疫球蛋白 免疫球蛋白 免疫球蛋白 免疫球蛋白 第三节 免疫球蛋白的功能 免疫球蛋白 Function of Immunoglobulin 特异性结合抗原 （V区） 激活补体 （IgG: CH2, IgM: CH3） 结合FC受体 （IgG: CH3, IgE: CH2和CH3） 介导 I 型超敏反应 调理吞噬作用(opsonization) ADCC作用 通过胎盘和粘膜 免疫球蛋白 免疫球蛋白 免疫球蛋白 调理作用 免疫球蛋白 免疫球蛋白 ADCC作用 免疫球蛋白 介导 I 型超敏反应 免疫球蛋白 Combine Specifically with Antigen 抗原结合价 发挥中和作用 中和病毒或细菌毒素 B细胞膜表面抗原受体 Function of Immunoglobulin 免疫球蛋白 Activate Complement IgG1,IgG3,IgM补体激活经典途径 聚合IgA, IgG4 补体激活替代途径 Function of Immunoglobulin 免疫球蛋白 结合免疫球蛋白Fc段的各类Fc受体 Function of Immunoglobulin 免疫球蛋白 调理吞噬作用: IgG 抗体的Fc段与中性粒细胞、巨噬细胞 上的IgG Fc受体结合，从而增强吞噬细胞的吞噬作用。 抗体依赖的细胞介导的细胞毒作用（antibody- dependent cell-mediated cytotoxicity, ADCC）： 指具有杀伤活性的细胞如NK细胞通过其表达Fc受体的细 识别抗体结合于靶抗原（如病毒感染细胞或肿瘤细胞）上的抗 体Fc段，直接杀伤靶抗原。 介导 I 型超敏反应：肥大细胞和嗜碱粒细胞表面具有高 亲和力的 IgE Fc受体。 Function of Immunoglobulin Combine with Fc Receptor 免疫球蛋白 穿过胎盘： IgG 是唯一能穿过胎盘的免疫球蛋白 与新生儿抗感染有关 穿过粘膜： sIgA 与局部免疫有关 Function of Immunoglobulin Traversing Placenta and Mucosa 免疫球蛋白 第四节 五类免疫球蛋白的生物学特性 免疫球蛋白 免疫球蛋白 五类免疫球蛋白的特性与功能： IgG: IgM: 血清中含量最高， 占总Ig的75% 80% 再次应答的主要抗体 具有多种功能 与SPA结合 抗感染的主要抗体 分子量最大的 Ig 最早出现的 Ig 初次应答的主要抗体 近期感染的指标 m IgM是B细胞抗原 受体 免疫球蛋白 五类免疫球蛋白的特性与功能： IgA: IgD: 分泌性和血清型 初乳中含sIgA 在局部抗感染中 发挥重要作用 IgE: 含量最少 介导I型超敏反应 B细胞成熟的标志 免疫球蛋白 第五节 抗体的制备 免疫球蛋白 多克隆抗体（polyclonal antibody, pAb） 用一种包含多种抗原决定簇的抗原免疫动物，可刺 激 机体多个B细胞克隆产生针对多种抗原表位的不同抗体的总 和。所获得的免疫血清实际上是含有多种抗体的混合 物， 称为多克隆抗体。 单克隆抗体（monoc