三免疫球蛋白与抗体ppt课件

第三章免疫球蛋白与抗体 目录 抗体 Antibody Ab 是由抗原刺激而产生的一类能与相应抗原特异性结合的糖蛋白 免疫球蛋白 Immunology Ig 具有抗体活性及化学结构与抗体相似的一类球蛋白 抗体的发现与命名 30年代 血清中具有防御作用的保护成分统称为抗体 抗体是血清丙种球蛋白 40年代被命名为 球蛋白 抗体是异质性球蛋白 60年代免疫球蛋白 Ig 替代 球蛋白 一 免疫球蛋白的基本结构 免疫球蛋白的结构 由两条相同的轻链 LightChain 和两条相同的重链 Heavychain 通过链间二硫键连结形成 分子式为 H2L2 四条肽链两端游离的NH2和COOH方向一致分别命名为N端和C端 免疫球蛋白的结构 一 轻链和重链 轻链 L链 链 链轻链决定型别 型 型正常人 2 1 重链 H链 根据其抗原性的差异 人类Ig的H链分为 链 链 链 链 链 重链决定Ig类别IgGIgAIgMIgDIgE 免疫球蛋白的结构 二 可变区和恒定区 V区 VL VH 可变区 V区 氨基酸种类 排列顺序差异较大 构成抗体的多样性 恒定区 C区 氨基酸种类 排列顺序恒定 C区 CL CH 免疫球蛋白的结构 高变区 hypervariableregion HVR 抗体与抗原结合的位置 又称为决定簇互补区 complementarity determinantregion CDR 也是抗体分子的独特型决定簇的主要存在部位 骨架区 Framework FR 免疫球蛋白的结构 三 铰链区 hingeregion 位于CH1和CH2之间 富含脯氨酸 易发生伸展和一定程度的移动 便于抗体更好地与抗原结合 免疫球蛋白的结构 二 免疫球蛋白的功能区 Ig分子通过链内二硫键折叠成若干个球形单位 每个球形单位为一个功能区 L链 VL区CL区H链 VH区CH1区CH2区CH3区CH4区 IgM IgE V区 C区 VL VH功能区 抗原结合部位 CH3功能区 是Ig与其Fc受体结合的部位 固定细胞 CL和CH区 具有同种异型抗体的遗传标记 CH2区 IgG的补体结合点和通过胎盘的部位 功能区的作用 VL VH功能区 抗原结合部位 IgGCH3区 可于单核 M 细胞 B细胞 NK细胞 中性粒细胞上的IgG Fc受体结合 调理吞噬 ADCC 免疫球蛋白的结构 三 免疫球蛋白的水解片段 胃蛋白酶 水解 裂解部位 铰链区端 裂解片段F ab 2 pFc Fab结合价 二价 IgG水解 木瓜蛋白酶胃蛋白酶裂解部位铰链区近N端铰链区近C端裂解片段2Fab FcF ab 2 pFc Fab结合价单价二价同种型抗原决定簇存在消失免疫动物产生抗IgG不产生抗IgG超敏反应的可能性大小 免疫球蛋白的结构 J链由浆细胞合成SC链由粘膜上皮细胞合成和分泌 四 J链和分泌片 SP 单体 二聚体 五聚体 单体结构 二聚体结构 五聚体结构 IgG IgA SIgAIgMIgD IgE 分子式 H2L2 H2L2 2SCJ H2L2 5J 目录 免疫球蛋白的血清型 免疫球蛋白具有双重特性 既可与相应抗原发生特异性结合 又因其本身大分子蛋白质的免疫原性可刺激机体产生免疫应答 其免疫原性由其分子中所包含的抗原表位构成 这些抗原表位呈3种不同的血清型 即同种型 同种异型和独特型 免疫球蛋白的血清型 一 同种型同种型 Isotype 指同一种属所有个体免疫球蛋白分子共同具有的免疫原性 为种属特异性标志 位于免疫球蛋白的C区 如人类IgG都具有相同的抗原特异性结构 若以人IgG免疫羊 可获得羊抗人IgG抗体 这种抗体能与所有人类lgG发生特异性结合 但不能结合其他物种的IgG 也可根据免疫球蛋白C区免疫原性的不同 将其分为若干类 亚类 型和亚型 免疫球蛋白的血清型 二 同种异型同种异型 allotype 指同一种属不同个体间同一类型免疫球蛋白分子所具有的不同的免疫原性 为个体性标志 其抗原表位也存在于免疫球蛋白的C区 这种不同个体免疫球蛋白所存在的同种异型抗原往往表现为C区内1个或数个氨基酸残基的差异 可作为个体的遗传标志 免疫球蛋白的血清型 三 独特型独特型 idiotype 指同一个体内不同B细胞克隆产生的免疫球蛋白其V区的免疫原性不同 是每个抗体分子的抗原特异性标志 其抗原表位位于免疫球蛋白V区中的CDR区 独特型在异种 同种异体及自身体内都能诱导产生相应抗体 称为抗独特型抗体 antiidiotypeantibody Ald 独特型与抗独特型抗体构成机体重要的免疫调节网络 目录 免疫球蛋白的生物学功能 3 免疫球蛋白的生物学功能 一 特异性结合抗原二 激活补体三 与细胞表面Fc受体结合 固定细胞 IgEFc受体 Fc R 存在于肥大细胞和嗜碱性粒细胞膜上 IgGFc受体 Fc R 存在于单核 吞噬细胞 NK细胞 B细胞上 四 通过胎盘和粘膜 免疫球蛋白的生物学功能 一 特异性结合抗原识别和特异性结合抗原是免疫球蛋白的主要功能 这种特异性结合是通过CDR区与抗原表位互补结合而形成的 抗体与抗原的结合是特异性 可逆性的结合 抗体结合抗原表位的个数称为抗原结合价 抗体单体分子可结合2个抗原表位 为2价 SlgA为4价 五聚体lgM理论上为10价 但由于立体空间位阻 一般只能结合5个抗原表位 故为5价 抗体与抗原结合可以中和毒素 阻断病原体感染 但其本身并不能溶解或杀伤靶细胞 往往需要补体或吞噬细胞等参与来发挥免疫效应 免疫球蛋白的生物学功能 二 激活补体lgM IgG抗体与相应抗原结合后 抗体的构象改变使其CH2或CH3区的补体C1q结合位点暴露 从而导致补体经典途径激活 凝聚的gA1 lgG4和IgE可以通过旁路途径活化补体 免疫球蛋白的生物学功能 三 结合Fc受体lgG lgA和IgE可通过其Fc段与细胞表面的相应Fc受体 Fc R Fc R Fc R 结合 发挥免疫效应 1 调理作用指抗体通过Fab段与细菌等颗粒性抗原结合 以Fc段结合巨噬细胞或中性粒细胞表面的Fc R 从而促进吞噬细胞对上述颗粒性抗原吞噬的作用 免疫球蛋白的生物学功能 三 结合Fc受体2 抗体依赖细胞介导的细胞毒作用 抗体的Fab段与靶细胞特异性结合后 其Fc段与杀伤细胞如NK细胞 巨噬细胞等的Fc受体结合 介导杀伤细胞直接作用于靶细胞 简称ADCC效应 3 介导I型超敏反应 IgE为亲细胞抗体 其Fc段可与肥大细胞和嗜碱粒细胞表面的Fc R结合 使其致敏 致敏细胞通过其表面的lgE结合再次进入机体的相同变应原时 可释放生物活性介质 引起I型超敏反应 详见第十一章 免疫球蛋白的生物学功能 四 通过胎盘和黏膜IgG是人类唯一能够从母体通过胎盘屏障转运到胎儿体内的抗体 IgG通过其Fc段选择性地与胎盘微血管壁内皮细胞表面受体可逆性结合 主动穿过胎盘进入胎儿血液循环 此外 SlgA可通过分泌片经黏膜上皮细胞进入呼吸道及消化道发挥抗感染免疫作用 目录 各类免疫球蛋白的特性和作用 4 1 由淋巴结和脾脏的浆细胞产生 2 在血清中含量最高 占血清Ig总量的75 80 3 是血液循环中主要的防御性抗体 能激活补体 中和病毒 中和毒素 调理吞噬 4 能通过胎盘 对新生儿抗感染起重要作用 5 再次免疫应答产生IgG 为高亲和力抗体 6 可与葡萄球菌蛋白A SPA 结合 用于免疫诊断 IgG 各类免疫球蛋白的特性和作用 各类免疫球蛋白的特性和作用 IgM 1 分子量最大 血清IgM为5聚体 巨球蛋白 2 由脾脏中的浆细胞产生 是个体发育过程中出现最早的抗体 胚胎晚期已能合成 如新生儿血清IgM含量增高 则表示宫内感染 3 血清IgM 能激活补体 通过补体裂解产生C3b C4b发挥调理吞噬作用 抗全身感染的作用较强 4 在免疫应答的早期发生 是重要的早期防御性抗体 对感染的早期诊断有意义 成人血清IgM含量增高 则表示有近期感染 5 B细胞膜表面IgM mIgM 是B细胞识别抗原的受体 BCR 为单体IgM 只表达mIgM是未成熟B细胞的标志 各类免疫球蛋白的特性和作用 IgA与SIgA 血清IgA 由肠系膜淋巴结中的浆细胞产生存在于血清中 含量占血清Ig总量的10 20 为单体 具抗菌 抗毒 抗病毒作用 对支原体和某些真菌也有作用 分泌性IgA SIgA 由粘膜固有层的浆细胞产生 在浆细胞内已有J链连结成二聚体 通过粘膜上皮细胞时获得分泌片 存在于外分泌液中 为二聚体 SIgA是重要的局部防御性抗体 各类免疫球蛋白的特性和作用 IgD 1 单体结构 由扁桃腺 脾脏中的浆细胞产生 2 血清中含量甚低 只占血清Ig总量的0 2 3 是成熟B细胞膜表面IgD分子 SmIgD 4 血清IgD分子 功能未明确 各类免疫球蛋白的特性和作用 IgE 1 由鼻咽部 扁排腺 支气管 胃肠道粘膜固有层的淋巴组织中的浆细胞产生 2 在血清中含量最低 0 1 0 4 g ml3 为单体结构 4 亲细胞性 与肥大细胞和嗜碱性粒细胞膜上的Fc R结合 5 介导 型超敏反应 目录 人工制备抗体 5 人工制备抗体 5 人工制备抗体是大量获得抗体的有效途径 在疾病的诊断 免疫防治及基础研究中有广泛的应用 根据抗体制备的原理和方法 人工制备抗体可分为多克隆抗体 单克隆抗体和基因工程抗体 1 多克隆抗体用天然抗原免疫动物后获得的血清即为多克隆抗体 天然抗原分子往往含有多种抗原表位 可激活多个B淋巴细胞克隆 产生针对不同抗原表位的多种抗体 由多个B细胞克隆产生的多种抗体的混合物即多克隆抗体 polyclonalantibody pAb 人工制备抗体 5 2 单克隆抗体由单一B细胞克隆产生的 只识别单一抗原表位的高度特异性抗体称为单克隆抗体 monoclonalantibody mAb 以免疫小鼠的B细胞与同系小鼠骨髓瘤细胞融合形成的杂交瘤 hybridoma 细胞 既有骨髓瘤细胞无限扩增的特性 又继承了B细胞合成特异性抗体的能力 一个杂交瘤细胞增殖形成的细胞群所产生的抗体是只能识别一种抗原表位的mAb mAb