免疫球蛋白2PPT课件

1、概念 抗体（antibodyantibody，Ab Ab ） 是介导体液免疫的重要效应分子，是 B细胞识别抗原后分化为浆细胞所产生的糖蛋白，存在于血清等体 液中，能与相应抗原特异性结合，显示免疫功能。 第1页/共85页 免疫球蛋白（immunoglobulin.Ig immunoglobulin.Ig ） 指具有抗体活性 或化学结构与抗体相似的球蛋白，称免疫球蛋白。可分为 分泌型sIgsIg和膜型mIgmIg。前者存在于体液中，即抗体；后者 存在于B细胞膜上， 即BCR。 第2页/共85页 第3页/共85页 第1 1节 IgIg的分子结构 第4页/共85页 第5页/共85页 Y型结构 由两条相

2、同的重链及两条相同的轻链以-S-S- 相连的呈Y型的四肽链结构。 第6页/共85页 50-70KD，450-550个AA组成 分成五类，相应的Ig也分为五类。 H： Ig： IgA IgG IgM IgD IgE 第7页/共85页 同一类同一类Ig据其铰链区的据其铰链区的aa组成及重链二硫键数目将组成及重链二硫键数目将Ig分为不同的亚类。分为不同的亚类。 亚类：亚类： 第8页/共85页 25KD，214个AA组成 、 型，功能相似，每个Ig两条L链的 型别总是相同的。 据种属不同，其 ： 比例不一（人为2： 1，小鼠为20：1） 型有4个亚型 第9页/共85页 3、可变区（V区） 靠近N末端L

3、链的1/2和H链的 1/4或1/5区段处的AA序列随 抗体特异性不同而有所变化， 称为可变区（V区）。有VL和 VH。 第10页/共85页 V区中VH、VL 各有3个区域的AA组成和排列 顺序高度可变，称HVR。分别用HVR1、2、3 表示，共同组成Ig与 特异性抗原结合部位，故又称为，包括 CDR1、CDR2、CDR3，决定抗体的特异性。性。 第11页/共85页 第12页/共85页 4、恒定区（C区） 靠近C基末端的L链1/2和H链3/4或4/5处AA数量、种类、 排列顺序及含糖量相对稳定，称为恒定区（C区）。分别是 CL和CH。 第13页/共85页 Ig分子的每条肽链内部由二硫键相连形成球

4、形的结构称功能分子的每条肽链内部由二硫键相连形成球形的结构称功能 区区/结构域结构域 。 5、结构域 第14页/共85页 各结构域的功能 VL和VH是结合抗原的部位 CL和CH 1为遗传标志所在 CH 2 、CH 3是补体结合点所在参与补体活化 CH 3 、CH 4与细胞表面的FC受体结合 第15页/共85页 位于位于CH1与与CH2之间，含有丰富的脯氨酸，因此易伸展弯曲，而之间，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。且易被木瓜蛋白酶、胃蛋白酶等水解。 第16页/共85页 第17页/共85页 二、Ig的立体结构Ig折叠 Ig的二级结构是由几股多肽链折叠形成的两

5、个反向平行的 片层，两个 片层中心由链内二硫键垂直连接，形成“ 桶状” 或“ 三明治”结构。这种折叠方式称为免疫球蛋白折叠。 第18页/共85页 第19页/共85页 由由浆细胞合成富含半胱氨酸的多肽链，主要是将单体Ig分子连 接为多聚体。 由粘膜上皮细胞合成和分泌的一条含糖肽链，为分泌型IgA 产生所必需，可保护sIgA免受蛋白酶的水解破坏，并介导IgA的转运。 第20页/共85页 第21页/共85页 IgM SIgA 第22页/共85页 第23页/共85页 四、免疫球蛋白的水解片段 木瓜蛋白酶水解木瓜蛋白酶水解IgG 胃蛋白酶裂解胃蛋白酶裂解IgG 第24页/共85页 第25页/共85页 第

6、26页/共85页 铰链区二硫键连接铰链区二硫键连接2条条H链的近链的近N 端处端处 Ig Fab单价与单价与Ag结合结合 Fc CH2、 、CH3 具有 具有Ig抗原表位抗原表位 铰链区铰链区H链二硫键近链二硫键近C端端 F（ab）2双价与双价与Ag结合结合 PFC 大分子片段，失去活大分子片段，失去活 性性 第27页/共85页 第2节、免疫球蛋白的异质性 包包 括括 第28页/共85页 一、抗体V区的异质性 不同抗原表位- Ig的特异性不同，构成Ig 的多样性 第29页/共85页 二、抗体C区的异质性 将Ig作为抗原在异种、同种异体或自身体内进行免疫，均能诱导 机体产生特异性免疫应答。即使针

7、对同一抗原表位- Ig的特异 性相同，C区可不同 第30页/共85页 指同一种属所有正常个体Ig分子所共有的抗原特异性标志， 主要存在于Ig的C区中，据H链C区的不同又分为五个大类，每 一类又分若干亚类；按L链的不同分为两型，每型又分为若干亚 型。 第31页/共85页 第32页/共85页 同一种属中不同个体所产生的同一类型Ig,由于重链或轻链恒定区内 一个或数个氨基酸（即遗传标志）不同而表现的免疫性差异 第33页/共85页 同一个体中不同B细胞克隆所产生的Ig可变区所具有的抗原特异性标 志，由Ig超变区特有的氨基酸序列和构型所决定。V区抗原结合部位、独 特型、CDR区是同一物质在不同情况下的不

8、同名字。 第34页/共85页 独特型抗体（AId） 第35页/共85页 抗原刺激抗原刺激B B细胞产生特异性抗体（细胞产生特异性抗体（Ab1),Ab1),当数量足够大时，当数量足够大时， Ab1Ab1可以作为抗原在体内诱发抗抗体（可以作为抗原在体内诱发抗抗体（ Ab2Ab2）的产生。抗抗）的产生。抗抗 体所针对的抗原表位只能是抗体分子上的独特型，因而体所针对的抗原表位只能是抗体分子上的独特型，因而Ab2Ab2 称抗独特型抗体。称抗独特型抗体。 第36页/共85页 第37页/共85页 分类：分类： Ab2Ab2：针对：针对Ab1 Ab1 的骨架区邻近独特型。属于半的骨架区邻近独特型。属于半AgA

9、g非抑制性非抑制性 Ab2Ab2 Ab2Ab2：针对：针对Ab1 VAb1 V区的区的CDRCDR部位独特型，结构和部位独特型，结构和AgAg表位相似，表位相似， 因此被称为抗原内影像。因此被称为抗原内影像。 Ab2Ab2 ：针对针对Ab1 VAb1 V区的区的CDRCDR相关及邻近的独特型。属于半相关及邻近的独特型。属于半AgAg抑抑 制性制性Ab2Ab2 Ab2Ab2 ：既：既针对针对Ab1 Ab1 的骨架区邻近独特型，又识别的骨架区邻近独特型，又识别AgAg表位，是表位，是 双特异性抗体，与自身免疫病发生有关双特异性抗体，与自身免疫病发生有关 第38页/共85页 独特型与抗独特型网络 免

10、疫系统内所有抗体分子或淋巴细胞的抗原受体（免疫系统内所有抗体分子或淋巴细胞的抗原受体（TCRTCR、BCRBCR） 上都存在着独特型，它能被体内另一类淋巴细胞所识别并产生上都存在着独特型，它能被体内另一类淋巴细胞所识别并产生 抗独特型抗体（抗独特型抗体（AIdAId）。由）。由Id-AIdId-AId相互作用形成网络，并通过相互作用形成网络，并通过 IdId和和AIdAId的相互识别、相互刺激和制约，对免疫应答进行调节。的相互识别、相互刺激和制约，对免疫应答进行调节。 第39页/共85页 第40页/共85页 应用抗原影像应用抗原影像Ab2Ab2所具有的结构特点，模拟所具有的结构特点，模拟AgA

11、g，通过，通过BCRBCR增强增强 对对AgAg的应答。的应答。 应用应用AbAb2 2抑制抑制AbAb1 1，抑制自身反应性，抑制自身反应性AbAb或自身反应性或自身反应性T T细胞的产细胞的产 生。生。 第41页/共85页 第3节 免疫球蛋白的生物合成与表达 第42页/共85页 一、免疫球蛋白的生物合成与组装 n重链重链V V区基因由三种胚系基因片段：区基因由三种胚系基因片段：V V、D D、J J拼接而成拼接而成 n轻链轻链V V区基因由区基因由V V、J J两个基因片段拼接成的两个基因片段拼接成的 nV V区基因的下游是编码区基因的下游是编码C C区的基因区的基因 第43页/共85页

12、第44页/共85页 胚系基因通过一组酶的作用，包括识别位于V、（D）、J基因片段两 侧的保守序列（重组信号序列），切断以及修复DNA，达到剪去胚系 基因片段之间的内含子， 连接形成完整BCR/Ig编码基因。 B细胞成熟过程中，在DNA水平，V区基因发生重排，从V、D、J基 因节段库中，各选择出一个节段先进行D-J连接，然后进行V-D连接， 或V-J连接 第45页/共85页 在RNA （转录）水平，V区基因与C区基因进行剪接形成完 整的编码一条肽链的mRNA 以mRNA为模板翻译合成H链/L链、链/链组装成 BCR/TCR，表达于细胞表面 第46页/共85页 等位基因排斥：指B细胞中位于一对染色

13、体上的轻链或重链基 因，其中只有一条染色体上的基因得到表达。保证一个B细 胞只表达一种轻链和一种重链。 同种型排斥：指轻链和轻链之间的排斥，一个B细胞只能表 达其中一种链或 链。 第47页/共85页 I Ig重链V区基因重排 DH1-27JH 1-9CVH 1-123 第48页/共85页 轻链基因的重排 Ig轻链基因的重排 Germline VJC SplicedmRNA Rearranged 1 transcript 第49页/共85页 Primary transcript RNAAAAAA C Polyadenylation site (secreted) pAs Polyadenylat

14、ion site (membrane) pAm C1C2C3C4 Each domain of the H chain is encoded by a separate exon h Secretion coding sequence Membrane coding sequence I Ig重链重链C区基因重排区基因重排 第50页/共85页 重排时，基因片段和七聚体之间被切断，从而使两个重排时，基因片段和七聚体之间被切断，从而使两个 基因片段连接，两基因片段之间的序列，连成环被切除，称基因片段连接，两基因片段之间的序列，连成环被切除，称 为环出。为环出。 七聚体一间隔序列（七聚体一间隔序列（

15、12/23bp）一九聚体结构。带）一九聚体结构。带12bp的的 RSS基因片段只能和带基因片段只能和带23bp的的RSS片段结合，称片段结合，称“12-23”规则，规则， 这样保证了片段连接的准确性这样保证了片段连接的准确性 重排与重组信号序列 （RSS ） 环出 第51页/共85页 第52页/共85页 第53页/共85页 V区多样性产生原因 组合造成的多样性 连接造成的多样性 体细胞高频突变造成的多样性 第54页/共85页 二、免疫球蛋白的表达 前B B细胞表达IgMIgM 成熟的B B细胞表达IgMIgM、 IgDIgD 接受抗原刺激的B B细胞活化，分泌型的IgIg增多，膜型IgIg减少

16、 第55页/共85页 膜型膜型IgIg和分泌型和分泌型IgIg重链基因重链基因 n发生时间：在转录加工中造成发生时间：在转录加工中造成 n由两个外显子决定（由两个外显子决定（SCSC分泌型、分泌型、MCMC膜型）膜型） 在转录时，若是转录到在转录时，若是转录到SCSC，则为分泌型，则为分泌型IgIg。 若包括若包括MCMC，而将，而将SCSC剪切掉，则为膜型剪切掉，则为膜型IgIg。 第56页/共85页 第57页/共85页 抗原激活抗原激活B B细胞后，膜上表达和分泌的细胞后，膜上表达和分泌的IgIg类别会从类别会从IgMIgM转换成转换成IgGIgG、IgAIgA、IgEIgE等其它类别或亚

17、类的等其它类别或亚类的IgIg， 即即IgIg的的V V区不变区不变C C区发生转换，这种现象称区发生转换，这种现象称IgIg类别转换类别转换。 第58页/共85页 第59页/共85页 第60页/共85页 指指在抗体应答过程中，特别是再次免疫后抗体的亲和力升高的 现象。主要是由抗原在生发中心中对高频突变的B B细胞选择的 结果。 第61页/共85页 第4节 免疫球蛋白的功能 第62页/共85页 V区的功能区的功能 C区的功能区的功能 激活补体激活补体 结合细胞表面结合细胞表面Fc受体受体 穿过胎盘与粘膜穿过胎盘与粘膜 Ig的功能 体外体外 体内体内 分泌型分泌型 膜型膜型B细胞抗原识别受体细胞

18、抗原识别受体 免疫诊断免疫诊断 中和毒素中和毒素 中和病毒中和病毒 调理作用调理作用 ADCC作用作用 第63页/共85页 V区功能 1、特异性结合抗原、特异性结合抗原 与与Ag的结合具有高度特异性。的结合具有高度特异性。 与抗原结合后，可介导体内的多种生理和病理效应（中和病毒、与抗原结合后，可介导体内的多种生理和病理效应（中和病毒、 毒素，介导炎症反应），体外可产生凝集、沉淀现象用于检测等。毒素，介导炎症反应），体外可产生凝集、沉淀现象用于检测等。 第64页/共85页 二者的结合主要依靠静电引力、氢键、范德华力等，需要合适的温度、二者的结合主要依靠静电引力、氢键、范德华力等，需要合适的温度、

19、 pH、离子强度以及完整的抗体，这种结合是可逆的。、离子强度以及完整的抗体，这种结合是可逆的。 第65页/共85页 2、免疫调节 3、超抗体活性 第66页/共85页 当IgG13和IgM类抗体与抗原特异性结合后，其构型发生改变， 暴露IgG的CH2和IgM的CH3功能域的补体结合位点，通过补体经典 途径激活补体。 第67页/共85页 指抗体、补体促进吞噬细胞吞噬细菌等颗粒性 抗原的作用，主要通过IgG的Fc与吞噬细胞上的 IgG Fc受体结合， 从而增强吞噬细胞的吞噬作用。 调理作用 第68页/共85页 第69页/共85页 抗体依赖的细胞介导的细胞毒作用。指表达抗体依赖的细胞介导的细胞毒作用。

20、指表达Fc受受 体的细胞（主要为体的细胞（主要为NK、M 、中性粒细胞、中性粒细胞）通过识别抗体的）通过识别抗体的Fc段段 直接杀伤被抗体包被的靶细胞。直接杀伤被抗体包被的靶细胞。 ADCC作用 第70页/共85页 第71页/共85页 IgE的Fc的段可与肥大细胞和嗜碱性粒细胞表面的IgE Fc受 体结合，促使这些细胞合成和释放生物活性物质，引起I超敏 反应。 第72页/共85页 穿过胎盘和黏膜穿过胎盘和黏膜 IgG所独有，是婴儿获得天然被动免疫的主要原因，主要借助胎盘所独有，是婴儿获得天然被动免疫的主要原因，主要借助胎盘 滋养层细胞表面的滋养层细胞表面的Fc R进行的。进行的。sIgA可通过

21、呼吸道和消化道的粘膜，可通过呼吸道和消化道的粘膜， 起粘膜局部免疫作用。起粘膜局部免疫作用。 第73页/共85页 第74页/共85页 五类五类Ig的特点的特点 第75页/共85页 IgG 出生后出生后3个月开始合成，个月开始合成，3-5岁接岁接 近成人近成人 分布于血液和体液中分布于血液和体液中 血清中含量最高血清中含量最高75-80% 抗感染的主要抗体抗感染的主要抗体 可发挥调理作用、激活补体、可发挥调理作用、激活补体、 ADCC作用等作用等 唯一可通过胎盘的抗体唯一可通过胎盘的抗体 IgM 分子量最大的抗体分子量最大的抗体,只分布于血液只分布于血液 中中 个体发育过程中最早合成和分泌的个体

22、发育过程中最早合成和分泌的 抗体。抗体。 感染早期合成分泌的抗体。感染早期合成分泌的抗体。 天然的血型抗体天然的血型抗体 激活补体的能力强于激活补体的能力强于IgG B细胞表面的主要成分，与细胞表面的主要成分，与B细胞细胞 的分化程度相关的分化程度相关 第76页/共85页 IgA 分分sIgA与与IgA两型两型 参与局部免疫应答参与局部免疫应答 IgE 血清中含量最少的抗体血清中含量最少的抗体 可引起可引起型超敏反应型超敏反应IgD 半衰期最短的抗体半衰期最短的抗体 与与B细胞的分化成熟程度相关细胞的分化成熟程度相关 第77页/共85页 第5节 免疫球蛋白基因超家族 与Ig 结构相似、遗传基因

23、同源的，并具有识别和传递 信号功能的蛋白分子统称为免疫球蛋白超家族（ IgSF ）， 通常存在于细胞表面。编码IgSF的基因称免疫球蛋白基因超 家族。 第78页/共85页 一、免疫球蛋白超家族的组成 Ig TCR复合物、BCR复合物 MHC分子和MHC类样分子 CD4、CD8、CD2、CD28、CD80、CD86 IgFCR、 多聚IgR、某些细胞因子R 第79页/共85页 二、免疫球蛋白超家族分子的结构 胞外区：具有识别功能，选择性接受微环境的刺激信号 跨膜区：具有锚定作用 胞内区：向胞内传递信号 第80页/共85页 三、免疫球蛋白超家族的功能 识别、提呈Ag，引起特异性免疫应答 调节免疫细胞分化、增殖、及合成和分泌 介导细胞间黏附和信号传递，参与免疫细胞激活、分化与选 择、移行、归巢与定居 参与Ig的转运