医学免疫学—抗体

免疫球蛋白,Immunoglobulin，Ig,Types of adaptive immune responses,Called a B-cell responseas the cells involved are derived from bone marrow,Called a T-cell responseas the cells involved are derived from the thymus,内 容,一、基本概念二、免疫球蛋白的分子结构三、免疫球蛋白的生物学活性四、五类免疫球蛋白的特点与功能五、抗体的人工制备,一、基本概念,抗体（Antibody，Ab）：指B淋巴细胞受抗原刺激后活化、增殖、分化成为浆细胞，产生的能与相应抗原发生特异性结合的免疫球蛋白。免疫球蛋白（Immunoglobulin，Ig）：指具有抗体活性或化学结构与抗体相似的球蛋白。包括：具有免疫活性的正常抗体 没有抗体活性的异常免疫球蛋白所以：抗体一定是免疫球蛋白 免疫球蛋白不一定都是抗体,丙种球蛋白：因抗体在电泳时，大部分在区带，故将抗体称为球蛋白或丙种球蛋白。但对免疫血清进一步定量分析发现，具有抗体活性的球蛋白并不一定都泳动到位，在位的球蛋白也不一定都有抗体活性。,二、免疫球蛋白的分子结构,（一）免疫球蛋白的基本结构：由四条多肽链组成，呈“Y”或“T”型1.组成：（1）2条长链，又称重链（Heavy chain，H链）：含450-550aa，分子量为55-75KD。（2）2条短链，又称轻链（Light chain，L链）：含214aa，分子量为25KD。,Ig的基本结构,2.分类及分型：根据重链氨基酸组成、序列及结构的差异，将Ig分为五类，即IgM () 、IgG () 、IgA()、IgD()、IgE()根据轻链氨基酸组成、序列及结构的差异，可将轻链分为两型：和型 每一Ig单体分子两条重链必须同类，两条轻链必须同型。,3.分区：根据H、L链氨基酸组成及序列变化大小，可分为：可变区（variable region，V区）：近氨基端（N端）L链的1/2（VL）和H链的1/4或1/5（VH）恒定区（constant region，C区）近羧基端（C端）L链的1/2（CL）和H链的3/4或4/5（CH）,可变区,超变区( hypervariable region, HVR )指在V区内氨基酸组成及序列变化最为剧烈的特定部位。互补决定区( complementarity determining region, CDR )VL、VH的超变区受链内二硫键作用而折叠成特定的空间构型，供抗原决定簇互补结合，故将超变区又称为互补决定区。骨架区（framework region, FR）Ig超变区之外的部位，其氨基酸序列、组成相对保守;作用：稳定CDR结构，以利CDR与抗原决定簇精细特异地结合。,（二）Ig的其它结构：J 链（Joining chain, J）由浆细胞合成的酸性糖蛋白。作用：在Ig羧基端连接Ig单体成为双体（sIgA）或五聚体（IgM），起稳定多聚体结构及参与体内运转的作用。分泌片（secretory piece，SP）由粘膜上皮细胞合成的糖蛋白。作用：保护SIgA抵抗外分泌液蛋白酶的降解。利于SIgA分泌到粘膜表面。,Ig的J链与分泌片,（三）Ig的功能区及功能：定义：Ig的H链、L链每隔110个氨基酸由链内二硫键连接构成一个能行使特定功能的球形结构，称为Ig的功能区。功能分区：（1）L链：VL、CL（2）H链：VH、CH1、CH2、CH3（CH4）（3）铰链区：位于CH1、CH2之间，富含大量脯氨酸和二硫键，不易形成螺旋，对蛋白酶处理敏感,Ig的功能区,各功能区的作用： 1）VL、VH：与抗原特异结合的部位 2）CL、CH1：Ig同种异型的的遗传标记 3）CH2：补体结合位点所在，IgG可借CH2区主动通过胎盘由母体传给胎儿。 4）CH3/CH4：具有与多种细胞结合的功能。不同的Ig结合不同的细胞，产生不同的免疫效应。 5）铰链区：利于抗体分子超变区与抗原决定基吻合； Ag和Ab结合后，铰链区发生构型变化，使CH2补体结合位点暴露，补体得以结合。,Ig的功能区,(四）Ig的水解片段：1木瓜蛋白酶（papain）酶解部位：重链间二硫键近氨基端形成片段：两个相同单价抗原结合片段（Fab） 一个可结晶片段（Fc）功能：Fab：保留与抗原特异结合的功能，但是 单价的 Fc：保留重链的抗原性及相应功能区的 生物活性,Ig的水解片段,2胃蛋白酶（pepsin）酶解部位：重链间二硫键近羧基端形成片段：双价的抗原结合片段F(ab)2 多肽碎片 pFc功能：F(ab)2：具有与抗原特异结合的功能， 而且是双价的 pFc：无任何生物活性的小分子多肽碎片3Ig水解片段研究意义（1）阐明Ig的结构及生物活性（2）经酶降解的Ig，不仅可浓缩制备，而且可提高疗效，减少超敏反应的发生。,Ig的水解片段,三、免疫球蛋白的生物学活性,1特异性结合抗原2激活补体：IgG、IgM3结合细胞 Fc受体（1）调理吞噬作用：IgG、IgM（2）ADCC作用：IgG、IgA、IgE（3）介导I型超敏反应：IgE4选择性转移：IgG、SIgA,免疫球蛋白的血清型,同种型指同一物种内所有个体共有的Ig的抗原特异性结构。同种型抗原决定簇存在于Ig的CH、CL区。同种异型指同一物种内不同个体间的Ig在抗原性上的差异。同种异型抗原决定簇存在于Ig的CH1、CL区的特定部位。独特型同一个体内不同B细胞克隆产生的Ig V区的抗原特异性各不相同，其超变区各自具备的独特抗原决定簇结构，称为抗体的独特型。独特型决定簇存在于Ig的超变区。,四、五类免疫球蛋白的特点与功能,1IgG：（单体）（1）分4个亚类：IgG1、IgG2、IgG3、IgG4（2）血清含量最高（75%），分子量最小（3）出生后3月开始合成，半衰期长21天左右（4）唯一通过胎盘的Ig（5）丙种球蛋白的主要成分（6）抗感染抗体、参与自身免疫、超敏反应,2IgM：（五聚体或单体）五聚体IgM：（1）分子量最大，存在于血流中，抗败血症（2）合成最早、半衰期短，用于早期诊断、 产前诊断（3）具有强大的调理、激活补体及杀菌作用（4）血型抗体主要为IgM（5）参与自身免疫、超敏反应单体IgM：SmIgM为B细胞最早出现的重要表面标志,3.IgA： 血清型IgA：单体，存在于血清中，免疫作用弱分泌型IgA：双体、三体及多体（1）存在于乳汁、唾液及外分泌液中（2）局部免疫、激活补体（替代途径）、ADCC,4IgD：（1）血清含量低（1%）（2）为B细胞的分化受体（3）防止免疫耐受的发生5IgE：（1）正常时含量极低（0.002%）（2）与I型超敏反应有关（3）抗寄生虫免疫,五、抗体的人工制备,1.多克隆抗体(Polyclonal antibody, PcAb)多数天然抗原具有多种抗原决定基，注入机体后可刺激多个B细胞克隆发生免疫应答，产生多种相应抗体，这种由多个克隆细胞产生的多种抗体混合物，即为多克隆抗体。,2.单克隆抗体(Monoclonal antibody, McAb)由一个始祖细胞增殖、分化所产生的遗传性状完全相同的细胞群，称为克隆。由一个B细胞克隆产生的只作用