第四章免疫球蛋白(5版沙)2013

第四章免疫球蛋白 概述免疫球蛋白的结构免疫球蛋白的异质性免疫球蛋白的功能五类免疫球蛋白的特性与功能人工制备抗体 抗体 antibody Ab B细胞识别抗原后活化 增殖 分化为浆细胞 由浆细胞合成和分泌的能与相应抗原发生特异性结合的球蛋白 主要存在于血清等体液中 是介导体液免疫的重要效应分子 生物学功能上的概念 免疫球蛋白 immunoglobulin Ig 具有抗体活性或化学结构与抗体相似的球蛋白 Ab与Ig的联系1 所有的Ab都是Ig2 Ig并非都是Ab 分泌型 secretedIg Ig 膜型 membraneIg mIg 化学结构上的概念 第一节免疫球蛋白的结构 免疫球蛋白的基本结构免疫球蛋白的其他成分 J链和分泌片免疫球蛋白的水解片段 免疫球蛋白的基本结构 四肽链分子 即由两条相同的重链和两条相同的轻链通过链间二硫键连接而成的免疫球蛋白单体 呈 Y 形 重链和轻链 重链 heavychain H链 约含450 550个氨基酸残基根据H链恒定区抗原性的差异可将其分为 五类 与L链组成完整的Ig分子 分别称为IgM IgG IgA IgD和IgE 亚类 铰链区氨基酸的组成和重链二硫键的数目和位置不同 IgG1 4 IgA1 2轻链 lightchain L链 约由214个氨基酸残基组成 分为 和 两型 人 约2 1 可变区和恒定区 通过分析不同免疫球蛋白重链和轻链的氨基酸序列 发现重链和轻链靠近N端的约110氨基酸的序列变化很大 称为可变区 variableregion V区 靠近C端的其余氨基酸序列相对稳定 称为恒定区 constantregion C区 可变区 V区位于Ig分子的N端 约占轻链的1 2 VL 和重链 VH 的1 4或1 5 该区氨基酸的组成和排列顺序随抗体的不同而有较大的变异 故称可变区 它决定了抗体与抗原结合的特异性 可变区 在VL和VH中某些局部区域的氨基酸组成与排列具有更高的变化程度 此为高变区 hypervariableregion HVR 高变区即是抗体与抗原 决定簇 特异性结合的位置 又称为互补决定区 complementarity determiningregion CDR 在V区中非HVR部位的氨基酸组成和排列相对比较保守 称为骨架区 frameworkregion 恒定区 C区位于Ig分子的C端 约占轻链的1 2 CL 和重链的3 4或4 5 CH 在同一种属动物中 同一类别Ig重链和同一型轻链的C区氨基酸组成和排列顺序比较恒定 故称恒定区 铰链区 并非独立的功能区 位于CH1和CH2之间 包括重链链间二硫键 特点 该区富含脯氨酸 构成胶原纤维的重要成分 具柔韧性 不形成螺旋 易于伸展 转动 使可变区的抗原结合点尽量与两个抗原决定簇发生互补 使Ig变构 暴露补体结合点对蛋白酶敏感 Ig被水解易在此区发生裂解 结构域 构成 Ig每条肽链可折叠成几个球形功能区 或结构域 Ig分子每一肽链内部由大约110个氨基酸形成一个亚单位 氨基酸的序列具有相似性或同源性 其内由链内二硫键构成肽环 称为功能区 结构域 功能 1 VL和VH是与抗原结合的部位 2 CH和CL具有某些同种异型 allotype 的遗传标记 3 IgG的CH2和IgM的CH3具有补体结合位点 启动补体经典激活途径 4 IgG可通过胎盘 5 IgG的CH3可与多种细胞膜表面的FcR结合 介导不同生物学效应 J链和分泌片 J链 joiningchain 存在于二聚体分泌型IgA和五聚体IgM中 分子量约15KD 富含半胱氨酸 作用 稳定多聚体 分泌片 secretorycomponent SC 或分泌片 secretorypiece SP 分泌型IgA上的一个辅助成分 分子量约75KD 由粘膜上皮细胞合成 并在IgA二聚体形成后通过二硫键连接到免疫球蛋白分子上 分泌至粘膜表面 作用 稳定分泌型IgA的结构 使之避免蛋白酶的消化水解作用 分泌片 由粘膜上皮细胞合成的一条多肽链 是上皮细胞膜上的多聚Ig受体的胞外区部分 为分泌型IgA产生所必需 可保护sIgA免受蛋白酶的水解破坏 免疫球蛋白的水解片段 木瓜蛋白酶水解片段胃蛋白酶水解片段 免疫球蛋白的异质性 免疫球蛋白的类型外源因素所致的异质性 免疫球蛋白的多样性内源因素所致的异质性 免疫球蛋白的血清型 免疫球蛋白的类型 类 class 重链 相对应的免疫球蛋白 IgG IgA IgM IgD IgE 亚类 同一类免疫球蛋白重链的抗原性及二硫键数目和位置不同可分为亚类 IgG1 4 IgA1 IgA2 IgM1和IgM2 型 轻链C区抗原性不同而分为 两型 亚型 轻链C区N端氨基酸排列的差异 又可分为亚型 OZ OZ 免疫球蛋白的异质性 外源因素所致的异质性 免疫球蛋白的多样性 理论上 每一种抗原表位可诱导产生一种特异性抗体 内源因素所致的异质性 免疫球蛋白的血清型 Ig本身可刺激机体产生免疫应答 其结构和功能基础是在Ig分子中包含有多种不同的抗原表位 同种型 Ig的C区同种异型 同种不同个体之间的免疫原性 IgC区的某些部位 独特型 Id 同一种属 同一个体来源的抗体分子 免疫原性不尽相同 是每个免疫球蛋白所特有的抗原特异性标志 其表位又称独特位 idiotope 存在于V区 AId 独特型表位在异种 同种异体甚至同一个体均能刺激机体产生相应的抗体 同种异型 独特型 第二节免疫球蛋白的功能 识别并特异性结合抗原激活补体结合细胞表面的Fc受体穿过胎盘和黏膜 一 识别并特异性结合抗原V区 中和毒素中和病毒抑制细菌粘附到宿主细胞B细胞表面的IgM和IgD是识别抗原的受体 免疫球蛋白的功能 二 激活补体C区 经典途径 免疫球蛋白的功能 三 结合细胞表面的Fc受体C区 调理作用 opsonization 抗体依赖的细胞介导的细胞毒作用 ADCC 介导I型超敏反应 免疫球蛋白的功能 四 穿过胎盘和黏膜C区 在人类IgG是唯一可通过胎盘从母体进入胚胎的抗体 胎盘母体一侧的滋养层细胞表达一种特异性IgG输送蛋白 称为FcRn IgG可选择性地与FcRn结合 从而转移到滋养层细胞内 并主动进入胎儿血循环中 是一种重要的自然被动免疫机制 对于新生儿抗感染有重要作用 sIgA可通过呼吸道和消化道黏膜 免疫球蛋白的功能 第三节五类免疫球蛋白的特性与功能 IgGIgMIgAIgDIgE IgG 是血清中含量最高的抗体成分 占血清Ig总量的75 且以单体存在 为再次免疫应答中的主要抗体 参与调理作用 ADCC 活化补体等作用 是唯一能通过胎盘的抗体 发挥自然被动免疫功能 结合SPA 多数抗菌 抗病毒 抗毒素抗体均属于IgG类 在免疫防御中具有重要作用 IgM 为五聚体 分子量最大 称为巨球蛋白 macroglobulin 是生物进化与个体发育过程中最先出现的Ig 在抗原初次刺激机体时 是体内最先产生的Ig 有强的补体激活能力和调理作用 在机体早期免疫防御中具有重要作用 膜表面IgM是B细胞抗原识别受体的主要成分 只表达mIgM是B细胞发育未成熟的标志 天然的血型抗体为IgM IgA 分泌型IgA secretoryIgA SIgA 是由J链连接的双体和分泌片组成 主要存在于多种外分泌液中 是参与粘膜局部免疫的最重要因素 阻抑胃肠道或呼吸道中相应病原微生物对靶细胞的粘附 中和细菌毒素等 初乳中的分泌型IgA可对婴儿发挥自然被动免疫作用 IgD 在血清中含量低 不到血清总Ig的1 其生物学作用尚不清楚 B细胞膜表面IgD是B细胞发育成熟的标志 IgE 是血清中含量最低的一类Ig 仅占血清总Ig的0 002 对热敏感 属于亲细胞抗体 可与嗜碱性粒细胞 肥大细胞表面IgEFc受体 Fc RI 结合 介导I型超敏反应的发生 抗寄生虫免疫中介导ADCC作用 杀伤寄生虫 第五节人工制备抗体 多克隆抗体