免疫学原理- 抗体 课堂ppt课件.ppt

第八章抗体 1 掌握抗体和免疫球蛋白的概念 结构 类型和功能 2 熟悉各类免疫球蛋白的特性和功能 3 了解免疫球蛋白的类别转换机制 免疫球蛋白的基因结构和基因重排 抗体 antibody Ab 由抗原刺激而产生 并能与刺激其产生的抗原发生特异性结合的 具有免疫功能的糖蛋白 抗体主要存在于血清蛋白的 球蛋白组分中 又称免疫球蛋白 immunoglobulin Ig 第一节抗体的分子结构 血清 serum 血液或血浆凝固后析出的黄色液体 抗血清 antiserum 抗原免疫后的动物血清中含有大量能与相应抗原结合的抗体分子 免疫球蛋白 具有抗体活性或化学结构与抗体相似的球蛋白统称为免疫球蛋白 球蛋白部分为IgG 球蛋白分别为IgM IgA IgE IgD 一 抗体与免疫球蛋白 血清蛋白电泳 二 抗体的基本结构 Y 型四肽链 H heavychain L lightchain V C C C V variable C constant 巯基乙醇 L链 可变区V 近N端一半的氨基酸 100 110个 差异较大 恒定区C C端一半相当保守H链 N端100 110个氨基酸为V区 其余为C区 二 抗体的基本结构 H重链 5种 L轻链 2种 铰链区 hingeregion 十几个氨基酸组成亲水性氨基酸 如脯氨酸 非独立功能区 木瓜蛋白酶 Papain 水解 将重链于近氨基端切断 Fab段 fragmentantigen binding 抗原结合片段 可以与抗原结合 具有抗体的活性 Fc段 fragmentcrystalizable 低温下易于形成结晶片段 不能与抗原结合 具有介导其他免疫细胞或免疫分子的效应 对异源动物的免疫原性主要取决于Fc段 胃蛋白酶 Pepsin 将重链于近羧基端切断 F ab 2 可结合2个抗原表位Fc 无生物学活性 三 抗体类型 1 同种型 isotype 同一种属每一个体都具有的免疫球蛋白的抗原特异性 其抗原决定簇主要存在于Ig的C区 型和亚型 根据L链C区氨基酸组成和排列顺序不同 型 型亚型 根据 链的差别 OZ 或 1 第190位 亮氨酸 OZ 或 2 第190位 精氨酸 Kern 或 3 第154位 甘氨酸 Kern 或 4 第154位 丝氨酸 型 2 同种异型 allotype 同一种属不同个体之间免疫球蛋白具有的差异性 主要反映在分子的CH和CL上的一个或数个氨基酸的差异 它是由于不同个体的遗传基因决定的 故又称为遗传标志 Gm因子 Gm1 30Am因子 A2m1 A2m2Km因子 Km1 Km2 Km3 3 独特型 idiotype 在同一个体内 不同B细胞克隆所产生的免疫球蛋白分子V区以及T B细胞表面抗原受体V区所具有的抗原特异性标志 四 抗体的立体结构 一级结构 H链 L链 V区 C区 110左右氨基酸残基的重复结构域 每隔60个氨基酸残基有两个链内二硫键连接 免疫球蛋白 IgG 结构域 二级 三级结构 片层和环状结构组成 链经过环状区反向平行折叠 并与相邻的链通过氢键相连 形成反平行的 片层 两个 片层结构通过疏水作用及二硫键的作用形成一个结构域 免疫球蛋白 IgG 的 折叠及三级结构 四级结构 免疫球蛋白 IgG 的分子模型 四级结构 五 其它成分1 连接链 joiningchain J链 浆细胞合成的一条富含半胱氨酸的多肽链 IgM五聚体 IgA二聚体 2 分泌成分 secretorycomponent SC 黏膜上皮细胞合成和分泌的一种含糖的肽链 是分泌型IgA分子上的一个辅助成分 SC以非共价键形式结合到二聚体上 并一起被分泌到黏膜表面 SC具有保护分泌型IgA的铰链区免受蛋白水解酶降解的作用 并介导IgA二聚体向黏膜表面的转运 2 分泌成分 secretorycomponent SC 黏膜上皮细胞合成和分泌的一种含糖的肽链 是分泌型IgA分子上的一个辅助成分 SC以非共价键形式结合到二聚体上 并一起被分泌到黏膜表面 SC具有保护分泌型IgA的铰链区免受蛋白水解酶降解的作用 并介导IgA二聚体向黏膜表面的转运 一 特异性结合抗原超变区 表位静电力 氢键 范德华力结合可逆影响因素 pH 温度 电解质浓度从空间上阻止病原体的黏附和感染抗体与病原体结合时产生的凝集和沉淀 有利于促吞噬细胞的吞噬作用 结合基础 意义 第二节抗体的生物学活性 一 生物学活性 二 活化补体Ab IgM IgG Ag C1q 经典途径活化补体IgG4 IgA1和IgE的凝聚物 旁路途径活化补体 三 通过胎盘和粘膜 胎儿和新生儿抗感染免疫能力主要依赖来自母体IgG 分泌型IgA可通过呼吸道和消化道粘膜 是粘膜局部免疫的最主要因素 介导 型超敏反应 IgE诱导的细胞脱颗粒 释放组胺以及合成由细胞质来源的介质引起 型变态反应 调理吞噬作用 opsonization 抗体 补体等调理素促进吞噬细胞吞噬细菌等颗粒性抗原的作用 发挥抗体依赖细胞介导的细胞毒作用 antibodydependentcell mediatedcytotoxicity ADCC IgG 靶细胞 Fc R NK细胞 杀伤靶细胞 四 结合Fc受体 机体内许多细胞表面具有不同类Ig的Fc受体 通过Fc受体与Ig的Fc结合 介导Ig参与的生理功能或病理损伤过程 目前已鉴定明确的属于CD抗原的Fc受体有Fc R Fc R Fc R 二 抗体的Fc受体 Fc R 分布于单核细胞 巨噬细胞 中性粒细胞 是IgG IgG1和IgG3 的高亲合力受体 Fc R 分布广泛 以低亲和力结合免疫复合物和多聚形式的IgG Fc R 结合人IgG1 IgG3 为低亲和力受体 分布于巨噬细胞 NK细胞 嗜酸性粒细胞和中性粒细胞的表面 与单体或免疫复合物形式的IgG结合 介导NK细胞的ADCC效应及巨噬细胞的捕获或清除等 一 IgG的Fc受体 二 IgE的Fc受体 Fc R 结构 跨膜糖蛋白 胞膜外区属Ig超家族 IgE的高亲和力受体 分布和功能 嗜碱性粒细胞和肥大细胞 介导 型速发型超敏反应 Fc R CD23 结构 跨膜糖蛋白 低亲和力受体 属C型凝集素家族成员 分布 成熟B细胞 活化巨噬细胞和树突状细胞等表面 三 IgA的Fc受体Fc R CD89 为跨膜糖蛋白 属Ig超家族成员 为中等亲和力受体 主要表达于单核细胞 巨噬细胞 中性粒细胞等 介导吞噬 ADCC以及炎症介质的释放 四 IgM IgD受体IgM受体主要表达于B细胞 二者共同表达于成熟B细胞 Fc R Fc R和Fc R结构示意图 一 概念许多细胞膜表面和机体的某些蛋白分子 其多肽链折叠方式与Ig折叠相似 在DNA水平上和氨基酸序列上与IgV区或IgC区有较高的同源性 编码这些多肽链的基因被称为免疫球蛋白基因超家族 基因表达产物称为免疫球蛋白超家族 Immunoglobulinsuperfamily IGSF 三 免疫球蛋白超家族 二 组成1 T细胞 B细胞抗原识别受体和信号传导分子2 MHC及相关分子3 Ig受体4 某些细胞因子受体5 神经系统功能相关分子6 部分白细胞分化抗原 CD IGSF分子的结构示意图 一 IgG1 一般特性 1 四个亚类 IgG1 IgG2 IgG3 IgG4 2 血清中含量最高 75 Ig 3 半衰期最长 21 23天 4 由脾和淋巴结中的浆细胞合成 3 5岁达成人水平 40岁后逐渐下降 第三节各类免疫球蛋白的生物学特性 2 生物学活性机体主要的抗菌 抗病毒和抗毒素抗体 也是机体再次免疫应答的主要抗体 1 通过胎盘 新生儿抗感染 2 激活补体 经典途径激活补体 与补体结合能力IgG3 IgG1 IgG2 IgG4的聚合物可经过旁路途径激活补体 3 调理作用 促进吞噬 4 介导ADCC 细胞毒作用 二 IgM1 五聚体 分子量最大 900kd 又称巨球蛋白 二 IgM1 五聚体 分子量最大 900kd 又称巨球蛋白 2 人类发育过程中最早合成和分泌的Ig 3 体液免疫应答最先产生的Ig 感染早期免疫 血清中特异性IgM水平增高提示有近期感染 有助于临床早期诊断 4 半衰期5天 占血清Ig含量的5 10 几乎全部分布于血液中 对防止菌血症的发生具有重要作用 5 具有较高的抗原结合价 明显的激活补体能力 6 IgM不能通过胎盘 脐带血或新生儿血清中IgM水平升高表明胎儿有宫内感染 7 B细胞膜IgM mIgM 体液免疫应答 1 两种类型 血清型 单体 分泌型 二聚体 粘膜局部浆细胞合成 分泌片由粘膜上皮细胞合成 三 IgA 1 两种类型2 半衰期6天 3 占血清Ig含量的5 15 4 分泌型IgA能阻止病原微生物对粘膜上皮细胞的黏附 具有抗菌 抗病毒和中和毒素等多种作用 是粘膜局部抗感染的重要免疫物质 5 新生儿可从母亲乳汁中获得分泌型IgA 对婴儿抵抗呼吸道和消化道病原微生物的感染有重要意义 血清型 单体 分泌型 二聚体 粘膜局部浆细胞合成 分泌片由粘膜上皮细胞合成 三 IgA 四 IgD1 单体分子2 血清中功能不清 是B细胞成熟的重要标志 作为B细胞表面的抗原受体 可接受相应抗原的刺激 并对B细胞的活化 增殖和分化起调节作用 3 占血清Ig含量的1 4 半衰期3天 五 IgE1 单体分子 2 血清中含量最低 占Ig的0 002 3 种系进化中出现最晚 4 呼吸道和胃肠道等的固有层黏膜浆细胞产生 5 过敏性疾病和某些寄生虫感染患者血清中特异性IgE水平增高 6 介导 型超敏反应 人类主要理化性质和生物学活性比较 五大类免疫球蛋白特性比较 2 第四节免疫球蛋白的基因结构及其表达一 免疫球蛋白的基因库 免疫球蛋白基因组成 二 免疫球蛋白的基因结构及其重排和表达 免疫球蛋白基因结构 三 抗体多样性的遗传学基础 1 胚系中众多的V D J基因片段 2 V D J和V J重排时 基因片段进行随机组合 3 V D J连接过程中的核苷酸缺失和N区的核苷酸插入 4 L链 H链之间随机配对组合 5 体细胞突变 四 免疫球蛋白的类转换 classswitch 定义 Ig类转换 又称同种型转换 isotypeswitch 是指B细胞在受抗原刺激后 首先合成IgM 然后转为合成IgG等其它类别 机制 B细胞 活化 基因重排形成V D J C 合成IgM CD40 CD40L信号及细胞因子作用 C 基因被替换成C C C 等恒定区基因 合成具有相同抗原特异性的不同的Ig类和亚类 类转换在抗原的诱导下 受T细胞分泌的细胞因子的调节 一 多克隆抗体 polyclonalantibody PcAb 1 定义 抗原分子通常具有多个抗原决定簇 动物免疫后可刺激多种具有相应抗原受体的B细胞发生免疫应答 因而可产生多种针对不同抗原决定簇的抗体 这些由不同B细胞克隆产生的抗体称为多克隆抗体 2 特性 1 异质性 2 预防 治疗感染性疾病 3 缺点 特异性差异 超敏反应 第五节单克隆抗体和基因工程抗体 二 单克隆抗体 monoclonalantibody McAb 1 定义 由单一克隆B细胞杂交瘤产生的 只识别抗原分子某一特定抗原决定簇的 具有高度特异性的抗体 2 特点 每种单克隆抗体其类 亚类 型及亲和力完全相同 具有高度均一性 骨髓瘤细胞 无限增殖