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第六章免疫球蛋白 内容 一 基本概念二 免疫球蛋白的分子结构三 免疫球蛋白的特点与功能四 抗体的生物学活性五 免疫球蛋白的免疫原性六 人工制备的抗体 抗体 antibody Ab 是B细胞识别抗原后增殖分化为浆细胞所产生的一种蛋白质 主要存在于血清等体液中 能与相应抗原特异性地结合 具有免疫功能 免疫球蛋白 Immunoglobulin Ig 是指具有抗体活性或化学结构与抗体相似的球蛋白 一 基本概念 抗体和免疫球蛋白的关系 抗体都是免疫球蛋白 并非所有免疫球蛋白都具有抗体活性 如某些疾病状态下 病人体内所产生的免疫球蛋白不具有抗体活性 分泌型Ig sIg 和膜型Ig mIg 二 免疫球蛋白的分子结构 一 免疫球蛋白的基本结构 四肽链结构 链间二硫键连接两条重链 H 和两条轻链 L 形成在左右对称的四肽链结构 称Ig分子的单体 是构成Ig分子的基本单位 1 根据重链分类 根据重链靠近羧基末端氨基酸组成及排列顺序不同 将重链分为种 根据重链组成不同 将Ig分为五类 IgG IgA IgM IgD IgE 2 根据轻链分型 型天然Ig分子中 重链同类 轻链同型 1 重链与轻链 根据氨基酸排列顺序的不同分为 可变区 V 和恒定区 C 可变区 V区 氨基酸组成 排列顺序变化较大恒定区 C区 氨基酸数量 种类 排列顺序及含糖量都比较稳定 2 可变区与恒定区 高变区 特异性抗原与Ig结合的位置轻链 24 34 50 56 89 97重链 31 35 50 65 95 102 高变区决定簇互补区 CDR Ig的抗原结合部位 该部位也称为CDRIg的独特型决定簇 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 3 铰链区 4 J链和分泌片 J链是一条多肽链 富含半胱氨酸 由浆细胞合成 以二硫键的形式共价结合到Ig的重链上 分泌片 由黏膜上皮细胞合成和分泌 以非共价形式结合到二聚体上 保护IgA 使之不受环境中酶的破坏 并介导IgA的转运 三 免疫球蛋白的功能区 Ig的H链 L链每隔110个氨基酸即由链内二硫键连接形成一个能行使特定功能的球性单位 称为Ig的结构域或功能区 domain VH和VL 识别和结合抗原CH和CL 同种异型的遗传标志CH2 补体C1q结合位点 IgG可通过胎盘CH3 CH4 与多种细胞表面的FcR结合 免疫调理 I型超敏反应 各功能区的作用 二 免疫球蛋白的水解片段 木瓜蛋白酶 papain 水解IgG 在IgG铰链区连接两条H链的二硫键的近N端 水解后得到两条两个相同的抗原结合片段 Fab段 和一个可结晶的片段 Fc段 二 免疫球蛋白的水解片段 胃蛋白酶 pepsin 裂解IgG 在重链之间二硫键C端侧切开 得到一个具有双价活性的F ab 2段和若干个小分子多肽碎片 pFc 第二节 免疫球蛋白的抗原性与分类 Ig作为免疫原 可在异种动物 同种异体或自身体内诱导产生产生不同程度的免疫反应 免疫球蛋白的不同结构区其免疫原性不同 同种型 isotype 种属特异性标志同种异型 allotype 个体特异性标志独特型 idiotope 免疫调节网络 同种型 isotype 同一物种内所有个体共同具有的Ig抗原特异性结构 同种型Ig的抗原决定簇存在于CH CL据CH的不同 Ig分类 亚类据CL的不同 Ig分型 亚型由于同一种型抗原决定簇某一种属动物所有个体免疫球蛋白分子上的共有成分 因此不能作为遗传标志 同种异型 allotype 同一物种内不同个体间的Ig免疫原性的差别 独特型 idotype 同一个体内不同B细胞克隆产生的Ig其超变区各自具备独特的抗原决定簇结构 四 免疫球蛋白的生物学活性 V区的功能 识别和结合特异性抗原C区的功能 激活补体 IgM IgG1 3 IgG4 IgA IgE 结合细胞表面的Fc受体发挥调理作用 ADCC作用 介导I型超敏反应 穿过胎盘和黏膜 选择性传递 IgG多为单体 是唯一能通过胎盘的抗体据重链 链 免疫原性 IgG分4个亚型 一 IgG 三 五类免疫球蛋白的特性与功能 IgG1 IgG2和IgG3能通过经典途径激活补体血清含量最高 75 85 也是丙种球蛋白的主要成分半衰期较长 16 24d 主要的抗感染抗体 具有抗菌 抗病毒 中和毒素和免疫调理作用 参与II III型超敏反应 IgG的特点 为五聚体 是分子量最大的Ig 称巨球蛋白 IgM激活补体 结合抗原 免疫调理作用比IgG强天然血型抗体是IgM 二 IgM IgM是个体发育中最早产生的抗体 胚胎晚期已能合成 新生儿脐带血中若IgM水平升高 提示胎儿曾有宫内感染IgM是抗原刺激后出现最早的抗体 半衰期短 故检测IgM水平可用于传染病的早期诊断 mIgM是B细胞抗原受体 BCR 的主要成分也可参与II III型超敏反应 IgM的特点 分为血清型和分泌型两种 血清型IgA主要由肠系膜淋巴组织中的浆细胞产生 为单体 而分泌型IgA sIgA 是由呼吸道 消化道 泌尿生殖道等处的固有层中浆细胞产生 为双体 三体或多体 sIgA主要存在于唾液 泪液 以及呼吸道 消化道和泌尿生殖道黏膜表面的分泌液中 三 IgA IgA的特点 参与皮肤粘膜的局部抗感染作用初乳中含有高浓度的sIgA 母乳喂养 sIgA的合成和主要作用部位在黏膜 IgD是B细胞的重要表面标志B细胞的分化过程中首先出现mIgM mIgD的出现标志着B细胞成熟对防止免疫耐受有一定作用 四 IgD 血清中含量最低可与肥大细胞 嗜碱性粒细胞上的高亲和力Fc 受体 Fc R 结合 引起 型超敏反应Fc R 分布于巨噬细胞 B细胞 嗜酸粒细胞 五 IgE 多克隆抗体 多个抗原决定基 机体 多种抗体的混合物单克隆抗体 monoclonalantibody mAb 由一个B细胞克隆产生的 针对某一特定抗原决定簇的高度特异性抗体基因工程抗体 六 人工制备的抗体 单克隆和多克隆抗体的比较和用途 特异性 敏感性 均一性 McAb PcA