抗体精选幻灯片.ppt

Ig的立体结构 四级结构 一级结构 AA序列二级结构 片层和Loop环三级结构 结构域四级结构 四条肽链二硫键和非共价键 可变区 variableregion V区 恒定区 constantregion C区 重链 heavychain H 2条轻链 lightchain L 2条 可分为 型和 型 重链的可变区称为VH 轻链的可变区称为VL重链的恒定区称为CH 轻链的恒定区称为CL 可变区和恒定区免疫球蛋白轻链和重链中靠近N端氨基酸序列变化较大的区域称为可变区 variableregion V 分别占重链和轻链的1 4和1 2 此区域氨基酸排列顺序随抗体特异性不同而变化 靠近C端氨基酸序列相对稳定的区域 称为恒定区 constantregion C区 分别占重链和轻链的3 4和1 2 V区中 某些位置的氨基酸的组成和排列顺序变化频率更高 这些区域称为超变区 超变区 hypervariableregion HVR VH和VL的三个超变区共同组成Ig的抗原结合部位 该部位形成一个与抗原决定簇互补的表面 故超变区又称为决定簇互补区 complementarity diterminingregion CDR 分别称为CDR1 CDR2 CDR3 框架区 frameworkregions FRs V区中 高变区以外的区域 氨基酸的组成和排列相对稳定 称为框架区框架区不与抗原直接结合 但能维持高变区结构的稳定性 X射线晶体衍射分析表明 FRs的保守序列形成 片层结构 而CDRs则位于环形结构中 铰链区 hingeregion 在CHl和CH2之间 含较多脯氨酸和半胱氨酸残基 不易构成氢键 妨碍螺旋结构的形成 而呈伸展状态 从而保持相当柔曲性 铰链区功能为 当Ig与抗原结合时 该区可转动 以使Ig分子两个可变区的抗原结合部位尽量与不同距离的2个抗原表位 epitope 配合 起弹性和调节作用 有利于Ig分子变构 暴露lg的补体结合点 铰链区对木瓜蛋白酶 胃蛋白酶敏感 易被这些酶水解 IgM和IgE无铰链区 轻链 重链 免疫球蛋白的基本结构 四条链对称结构 免疫球蛋白的其他结构成分 连接链 joiningchain 简称J链 由浆细胞合成 连接5个单体IgM成五聚体 2个IgA成双聚体 故J链起稳定多聚体的作用分泌片 secretorypiece 简称SP 由上皮细胞合成 和分泌型IgA连接 使之不受环境中酶的破坏 Ig的功能区 L链功能区 VL CLH链功能区 VH CH1 CH2 CH3 IgG IgA IgD IgM和IgE的重链有五个功能区 多一个功能区 CH4 1 VH和VL 抗原结合的部位2 CL和CH1 同种异型遗传标志所在3 IgG CH2和 IgM CH3 补体结合位点4 IgG CH2和CH3 通过胎盘和粘膜5 IgG CH3及 IgE CH2和CH3 Fc受体结合位点 6 抗体的异质性抗体中免疫球蛋白的不均一性两方面 三类 1 同种型 isotype 存在于同种抗体分子中的抗原表位称为同种型 是同一种属所有个体Ig分子共有的抗原特异性标志 为种属型标志 存在于IgC区 包括Ig的类和亚类 型和亚型 类在同一种属的所有个体内 Ig重链C区所含抗原表位不同 据此可将Ig分为五类 IgA IgD IgE IgM IgG亚类同一类免疫球蛋白其重链的抗原性及二硫键的数目和位置不同 据此可以将Ig又可以分为亚类型根据轻链C区抗原性的不同 将Ig分为 和 两型亚型 型有 1 4四个亚型 同种型 1 类和亚类 根据H链的抗原性不同 IgG gamma IgA alpha IgM mu IgD delta IgE epsilon 类 亚类 IgG IgG1 IgG2 IgG3 IgG4IgA IgA1 IgA2IgM IgM1 IgM2 类 亚类 2 型和亚型 根据轻链C区抗原特异性不同分型 型 kappa 型 lambda 型亚型 链 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 2 同种异型 allotype 同一种属但不同个体来源的抗体分子也具有免疫原性的不同 也可刺激机体产生特异性免疫应答 为个体型标志 存在于IgC区 是Ig的遗传标志 3 独特型 idiotype Id 即使是同一种属 同一个体来源的抗体分子 主要由于其CDR区的氨基酸序列的不同 可显示不同的免疫原性 称为独特型 是每个免疫球蛋白分子所特有的抗原特异性标志 二 免疫球蛋白的分类 IgG IgG的含量最高 占血清Ig总量的80 左右半衰期为20 23天 是五类Ig中半衰期最长的一类 有四个亚类 IgG1 IgG43个月的婴儿能合成IgG 5岁达成人水平 40岁后开始下降 易通过毛细血管壁 广泛分布于细胞外液中 特点 占血清Ig总量的80 左右 功能 在机体的免疫防御中起重要作用 大多数的抗菌抗体 抗毒素 抗病毒抗体属于此类唯一能通过胎盘的Ig能从经典途径激活补体能通过Fc段同多种细胞表面的Fc R结合 从而发挥调理作用 ADCC作用再次免疫应答产生的抗体 ADCC Antibody dependentcell mediatedcytotoxicity 抗体依赖细胞介导的细胞毒作用IgG或IgA与靶细胞结合后其Fc段和携带Fc R的效应细胞 NKcells M 和PMN 或Fc R的效应细胞 PMN 结合 释放穿孔素或颗粒酶导致靶细胞溶解或凋亡 多形核中性粒细胞简称中性粒细胞 PolymorphonuclearNeutrophils PMN IgM特点占血清Ig总量的5 10 五聚体 分子量最大 900kd 又称巨球蛋白半衰期5天存在形式 分泌性 血清中 膜结合性 B细胞表面效价高新生儿最早合成的Ig 感染早期诊断初次免疫应答产生的Ig 血清中特异性IgM水平增高提示有近期感染 功能 激活补体 能力最强 脐带血或新生儿血清中IgM水平升高表明胎儿有宫内感染B细胞膜IgM mIgM 体液免疫应答 IgA特点占血清Ig含量的10 15 半衰期5 8天IgA分两型 即血清型和分泌型血清型IgA主要为单体形式存在血清中分泌型IgA为二聚体形式存在唾液 泪液 初乳 呼吸道和肠道分泌液中 称SIgA 分泌型IgA的生成过程 OriginofSecretoryComponentofsIgA 功能SIgA是黏膜局部抗感染的重要因素 也有中和毒素的作用 婴儿可从母乳中获得SIgA 这是一种重要的自然被动免疫 能通过Fc段同多种细胞表面的Fc R结合 从而发挥ADCC作用 IgD特点扁桃体 脾等处的浆细胞产生为单体分子 分子量为175KD占血清Ig总量的0 2 左右IgD的铰链区较长 对蛋白酶敏感 因此 半衰期仅2 8天存在形式分泌性 血清中 膜结合性 B细胞表面功能IgD是B细胞膜表面的抗原受体 在B细胞分化成熟的过程中 细胞表面除了表达mIgM 同时表达mIgD 是B细胞成熟的一个标志 IgE特点呼吸道和胃肠道浆细胞产生单体分子血清中含量最低 占Ig0 002 半衰期最短2 5天功能IgE是亲细胞抗体 其CH4功能区可与肥大细胞 嗜碱性粒细胞表面的Fc R结合 能引起 型变态反应 单体 IgG IgE 2价二聚体 分泌型IgA 4价五聚体 IgM 10价 5价 抗体结合价 五大类免疫球蛋白特性比较 1 五大类免疫球蛋白特性比较 2 免疫球蛋白的生物学功能 免疫球蛋白超家族 Ig superfamily Ig SF 免疫球蛋白超家族包括分子结构中含有免疫球蛋白 Ig 样结构域的所有分子 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 免疫球蛋白超家族分子的结构示意图 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 免疫球蛋白的基因在人染色体上的定位H基因库 重链基因连锁群 第14号染色体 基因库 链基因连锁群 第2号染色体 基因库 链基因连锁群 第22号染色体 第二节免疫球蛋白的基因结构 一 Ig的基因结构 链V 约100个 J 5个 C 1个 链V 约30个 J C 4个 H链V基因 约95个 D基因 27个 J基因 6个 C基因 9个 Humanantibodygenes 二 Ig的基因的重排与表达调控 Ig基因转录的调控 三 Ig基因的多样性 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 DNA多样性的主要来源 3 VDJ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 Generationofantibodydiversity Ig基因的体细胞高频突变与抗体分子的亲和力成熟 抗体亲和力成熟 antibodyafinitymaturation 指机体正常存在的一种免疫功能状态 在体液免疫中 再次应答所产生抗体的平均亲和力高于初次免疫应答 这种现象称为抗体亲和力成熟 它是由于抗体形成细胞本身的基因突变和抗原对B细胞克隆的选择性激活 机体的这种功能状态是长期进化和对外界环境不断适应的结果 对机体防御和维持自身免疫监控有着十分重要的意义 一 体液免疫应答初次应答机体初次接受适量抗原刺激后 经过一段相对较长的潜伏期后 才能在血清中出现含量较低 持续时间较短 以IgM为主的抗体 这种现象称为 此时产生的抗体与抗原结合的强度较低 IgG出现的时间较晚 再次应答初次应答后 当抗体下降并恢复正常时 再用相同的抗原进行免疫 则抗体产生的潜伏期明显缩短 抗体含量明显上升 且维持时间更为长久 这种现象称为 也叫回忆应答 第三节免疫球蛋白的合成和分泌 二 Ig的类别转换1 定义一个B细胞克隆在分化过程中V D J功能性基因片段保持不变 而发生C基因重排 使其表达的抗体分子发生H链类的改变 称为类别转换 classswitching 2 举例B细胞克隆 IgM IgG IFN IL 4 IgE IL 5 IgA 免疫球蛋白的类转换 classswitch 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 合成具有相同抗原特异性的不同的Ig类和亚类 TD Ag刺激 三 免疫球蛋白的表达 装配与分泌 Ig重链C区基因的3 端含有编码疏水性跨膜区的两个外显子 M1 M2 及多腺苷酸化位点 PA mRNA转录本的可变剪切产生两种不同的mRNA 带有M1和M2外显子序列者指导膜型Igm的合成 M1和M2序列