抗原抗体反应知识讲义.ppt

纲举目张 释义 纲指鱼网上的总绳 目指网眼 把大绳子一提起来 一个个网眼就都张开 比喻抓住事物的关键 带动其他环节 第二章抗原抗体反应 王雪萍华中科技大学同济医学院附属协和医院 抗原抗体反应 第一节抗原抗体反应原理第二节抗原抗体反应特点第三节抗原抗体反应影响因素第四节抗原抗体反应类型 基本概念 抗原 是能够刺激机体免疫系统诱导免疫应答 并能与相应免疫应答的产物 抗体或致敏淋巴细胞 在体内或体外发生特异性的结合反应的物质 抗体 是 细胞识别抗原后活化增殖分化为浆细胞所产生的一类能与相应抗原特异性结合的球蛋白 免疫球蛋白的结构 抗体的结构及其多样性 抗原决定簇 epitope 1 抗原决定簇又称表位 epitope 是指抗原性物质表面决定该抗原特异性的特殊化学基团 是免疫应答和免疫反应具有特异性的物质基础 2 抗原决定簇是很小的 其大小相当于相应抗体的结合部位 它们可由5 7个氨基酸 单糖或核苷酸残基组成 3 抗原结合价 是指能与抗体分子结合的抗原决定簇的总数 每一种半抗原可理解为单一的抗原决定簇 而天然抗原含有很多不同的抗原决定簇 它是带有大量多种 天然 半抗原的大分子 是抗原和相应抗体之间的特异性结合反应既可发生在体内 也可发生在体外 一 抗原抗体结合力 一 抗原抗体反应 一 基本原理 第一节抗原抗体反应原理 Ag决定簇和Ab分子超变区相互作用 相互吻合 具有互补性 分子表面特异的可逆的弱结合力在极短距离内才能发生 抗原抗体反应的二阶段性 第一阶段为抗原抗体特异性结合阶段 反应速度快 几秒钟或几分钟即可完成 但不出现肉眼可见反应 第二阶段为可见阶段 表现为凝集 沉淀 补体结合等反应 本阶段有两个特点 一是反应进行慢 需要几分钟 几十分钟或更长 其二是受电解质 温度 酸碱度等多种因素影响 二 基本条件 结合力亲和力和亲合力亲水胶体转化为疏水胶体 抗原和抗体的结合是互补性的特异性结合不形成牢固的共价键 通过非共价键结合这种弱的结合力涉及几种分子间的作用力 一 抗原抗体结合力 一 抗原抗体结合力 1 静电引力 2 范德华引力 3 氢键结合力 4 疏水作用力 静电引力 库伦引力 概念 抗原和抗体分子带有相反电荷的氨基和羧基基团之间相互的引力 引力的大小与两个相互作用基团间的距离的平方成反比 平均键能约为20 9kJ mo1 范德华引力 概念 抗原和抗体相互接近时 由于分子的极化作用而出现的引力 结合力的大小与两个相互作用基团的极化程度的乘积成正比 与它们之间距离的7次方成反比 键能约为4 2 12 5kJ mol 这种引力的能量小于静电引力 具有特异性 概念 供氢体上的氢原子与受氢体原子间的引力 氢键结合力 供氢体 羧基 氨基和羟基 受氢体 羧基氧 羧基碳和肽键氧等 能的大小取决于氢键的方向 氢键具有高度的方向性 氢键结合力与供氢体和受氢体之间距离的6次方成反比 键能约20 9kJ mol 疏水作用力 疏水键 概念 两个疏水基团在水溶液中相互接触时 由于对水分子排斥而趋向聚集的力 抗原决定簇与抗体上的结合点靠近 互相间正 负极性消失 亲水层立即失去 此力在抗原抗体反应中的结合是很重要的 提供的作用力最大 约占总结合力的50 抗原抗体结合力示意图 抗原 抗体 氢键结合力 ON ON HH 静电引力 范得华力 疏水作用力 排斥的水 二 抗原抗体亲和力 affinity 亲和力是抗体分子上一个抗原结合点与对应的抗原决定簇之间的相适应而结合的强度 这是抗原与抗体之间固有的结合力 亲和常数 亲和常数K K值大的抗体与抗原牢固结合 不易解离 说明该抗体有高亲和力 抗体与抗原结合是可逆的反应 在平衡时其 K K1 K2K 亲和常数K1 结合常数K2 解离常数 亲合力 avidity 是指一个抗体分子与整个抗原表位之间结合的强度 亲合力与亲和力 抗体的结合价和抗原的有效决定簇数目相关 亲合力越大 抗原抗体结合越牢固 血清学反应条件下 抗原抗体均带负电荷 使极化的水分子在其周围形成水化层 成为亲水胶体 三 亲水胶体转化为疏水胶体 当抗原与抗体结合后 表面电荷减少 水化层变薄 而且由于抗原抗体复合物形成后 与水接触的表面积减少 由亲水胶体转化为疏水胶体 在电解质作用下 各疏水胶体之间靠拢 形成可见的抗原抗体复合物 亲水胶体转化为疏水胶体示意图 亲水胶体 疏水胶体 转化 NaCl 可见反应 第二节抗原抗体反应的特点 特异性比例性可逆性阶段性 一 特异性 specificity 概念 抗原分子 只能与由它刺激所产生的抗体结合而起反应的专一性能 一 特异性 决定因素 由抗原决定簇和抗体分子超变区之间空间结构的互补性决定的 抗体分子N端可变区形成3nm 1 5nm 0 7nm的槽沟 只有与其空间结构互补的抗原决定簇才能如楔状嵌入 特异性示意图 交叉反应 crossreaction 两种不同的抗原物质具有部分相同或类似结构的抗原决定簇 共同抗原 则可与彼此相应的抗体反应 最适比 是指抗原与抗体发生可见反应 需遵循一定的量比关系 只有当二者浓度比例适当时 才出现可见反应 二 比例性 proportionality 1 2 1 4 1 8 1 16 1 32 1 64 1 128 各管抗原倍比稀释 加入抗血清 各管抗体量不变 振摇混匀 37 孵育 沉淀量不同 出现沉淀量最多的管为最适比例管 轻摇 絮状沉淀试验 絮 状 沉 示 意 图 淀 Ag AbAg 等价带 equivalencezone 抗原与抗体分子比例合适的范围 带现象 Ag与Ab比例不适而不出现可见反应 前带 prozone 抗体过量时 后代 postzone 抗原过量时 比例性示意图 抗体过量 比例合适 抗原的量 抗原过量 抗体沉淀的量 前带 等价带 后带 三 可逆性 reversibility 概念 是指抗原与抗体结合成复合物后 在一定条件下可解离为游离抗原与抗体的特性 抗原抗体动态平衡公式 K1 Ag Ab Ag Ab K2K1结合常数K2解离常数 抗原抗体复合物解离取决于 抗体对相应抗原的亲合力环境因素 环境因素 pH过高过低 高离子强度等 常用于解离抗原抗体复合物的物质有 3mol L硫氰化钾 pH2 40 1mol L甘氨酸 7mol L尿素等 解离后抗原抗体仍保持原有特性 抗体 混有SPAg 抗体 SPAg 抗体 SPAg 分离剂 一 抗原抗体结合 可逆性示意图 抗体 二 抗原抗体分离 第一阶段 特异性结合阶段 反应快 不可见第二阶段 反应可见阶段 反应慢 出现凝集 沉淀和细胞溶解等现象 四 阶段性 第三节抗原抗体反应影响因素 一 反应物自身因素 抗原 1 理化特性2 Ag决定簇数量3 Ag决定簇种类 颗粒性Ag Ab 凝集反应可溶性Ag Ab 沉淀反应单价抗Ag与Ab 不出现沉淀反应 可溶性抗原沉淀环反应 一 反应物自身因素 抗体 1 来源2 特异性与亲合力3 浓度 H型抗体等价带窄 R型抗体等价带宽 二 环境条件 电解质 0 85 NaCl 酸碱度 pH6 9 温度 15 40 酸凝集 当pH为3左右时 接近细菌Ag的等电点 可出现非特异性凝集 作用时间抗原抗体反应应有足够的时间 不同反应时间不同 第四节抗原抗体反应类型 1 沉淀反应2 凝集反应3 补体参与的反应4 中和反应5 免疫标记 第四节免疫学检测技术的类型 按实际用途分为 免疫组织化学技术 immunohistochemistrytechnique IHCT 免疫测定 immunoassay 按检测现象分为 放射免疫技术 荧光免疫技术 酶免疫技术 化学发光免疫技术 金免疫技术 按测定反应体系的物理状态分为 均相免疫测定 homogenousimmunoassay 非均相免疫测定 heterogenousimmunoassay 标记免疫技术 用荧光物质 放射性核素 酶或化学发光物质等标记抗原或抗体 进行抗原抗体反应后 通过检测标记物对抗原或抗体进行定性 定位或定量分析 1 等价带2 前带3 后带4 共同抗原5 交叉反应6 Ag Ab反应原理 Ag Ab反应特点 Ag Ab反应影响因素 本章要点 1 什么是抗原抗体反应 抗原抗体反应的原理是什么 2 抗原抗体的结