医学免疫学Ig(2)课件

1、医学免疫学Ig(2)1 2009-11 医学免疫学Ig(2)2 第四讲 （Immunoglubulin,Ig） 医学免疫学Ig(2)3 第四讲 免疫球蛋白 一、抗体命名的演变 二、免疫球蛋白的结构 三、免疫球蛋白的异质性 四、免疫球蛋白的生物学功能 五、人工制备抗体 医学免疫学Ig(2)4 一、抗体命名的演变一、抗体命名的演变 1890 Von Behring 抗毒素 1938 Tiselius 丙种球蛋白 1968年WHO 免疫球蛋白 医学免疫学Ig(2)5 1938 Tiselius 1938 Tiselius 电泳证明抗体活性在电泳证明抗体活性在球蛋白部分球蛋白部分 4040年代抗体丙种

2、球蛋白年代抗体丙种球蛋白 医学免疫学Ig(2)6 一、抗体命名的演变一、抗体命名的演变 19681968年年WHOWHO将具有抗体活性的球蛋白和化学结构与抗体将具有抗体活性的球蛋白和化学结构与抗体 相似的球蛋白，命名为免疫球蛋白。相似的球蛋白，命名为免疫球蛋白。 （Immunoglubulin,IgImmunoglubulin,Ig） IgIgAbAb？ 骨髓瘤细胞分泌的免疫球蛋白在分子结构上与抗体骨髓瘤细胞分泌的免疫球蛋白在分子结构上与抗体 相同，但无抗体活性。相同，但无抗体活性。 IgAbIgAb 抗体（抗体，抗体（抗体，Ab） 一类在抗原物质刺激机体后形成的，一类在抗原物质刺激机体后形成

3、的， 具有与该抗原发生特异性结合反应的球蛋白。具有与该抗原发生特异性结合反应的球蛋白。 医学免疫学Ig(2)7 二、免疫球蛋白分子结构 医学免疫学Ig(2)8 二、免疫球蛋白的结构 1.1.免疫球蛋白的基本结构：免疫球蛋白的基本结构： 四条肽链四条肽链 两条重链两条重链（Heavy chain,HHeavy chain,H） 根据重链根据重链抗原性抗原性不同分为五类：不同分为五类： 重链类型重链类型 免疫球蛋白类型免疫球蛋白类型 IgG IgG IgA IgA IgM IgM IgD IgD IgE IgE 两条轻链两条轻链（light chain,Llight chain,L）：）： 根据轻

4、链根据轻链抗原性抗原性差异分为两型：差异分为两型： 轻链类型轻链类型 型型 型型 医学免疫学Ig(2)9 二、免疫球蛋白的结构 医学免疫学Ig(2)10 二、免疫球蛋白的结构 肽链的结构：肽链的结构： 两端两端： N端 C端 三区三区： 可变区（Variable region, V区） 超变区（互补决定簇区，CDR） 支架区 恒定区（Constantal region, C区） 绞链区(Hinge region) 绞链区富含脯氨酸和双巯键（对蛋白酶敏感，易于水解； 富有弹性，易于暴露补体结合位点） 医学免疫学Ig(2)11 二、免疫球蛋白的结构 医学免疫学Ig(2)12 IgG 基本结构 医学

5、免疫学Ig(2)13 IgG 三维结构三维结构 医学免疫学Ig(2)14 IgG 的折叠的折叠 医学免疫学Ig(2)15 抗体的抗原结合部位 溶菌酶抗原（绿）和抗溶菌酶抗体惊人的片段重链（蓝）、轻链（黄）结合 医学免疫学Ig(2)16 互补决定簇区互补决定簇区 互补决定簇区互补决定簇区 ( (complementarity determining region,CDR) ) Ig与抗原特异性结合 的部位，是Ig分子所独 有的遗传标记结构， 故又称为Ig的独特型决 定簇。 医学免疫学Ig(2)17 抗体互补决定簇区与抗原表位的结合抗体互补决定簇区与抗原表位的结合 医学免疫学Ig(2)18 免疫球

6、蛋白的功能区免疫球蛋白的功能区 Ig的H链、L链每隔110个氨基酸残基便由链内二硫键连接成一 个能行使特定功能的球形单位，称为Ig的功能区。 医学免疫学Ig(2)19 2、免疫球蛋白的酶水解片段 木瓜水解酶木瓜水解酶 胃蛋白酶胃蛋白酶 1959年年Poter研究的结果研究的结果 医学免疫学Ig(2)20 Papain Fc Fab 2Fab：具有抗体活性，与抗原结合的位点具有抗体活性，与抗原结合的位点 1Fc： 可结晶片段可结晶片段 功能功能： 结合补体结合补体 通过胎盘通过胎盘 分泌至粘膜表面分泌至粘膜表面 结合肥大细胞和结合肥大细胞和MM等具有等具有FcFc的受体细胞的受体细胞 2、免疫球

7、蛋白的酶水解片段 木瓜酶水解木瓜酶水解IgGIgG 医学免疫学Ig(2)21 2、免疫球蛋白的酶水解片段 Pepsin Fc Peptides F(ab)2 胃蛋白酶水解片段 F(ab)2双价抗体活性；双价抗体活性； Fc 被水解为短肽；被水解为短肽； 医学免疫学Ig(2)22 2、免疫球蛋白的酶水解片段 PoterPoter提出：提出：IgGIgG是有相同的两条重链通过二是有相同的两条重链通过二 巯键连接成巯键连接成Y Y型型, ,两条相同的轻链通过二巯键两条相同的轻链通过二巯键 连接在重链连接在重链Y Y型双臂的两侧。型双臂的两侧。 电镜观察支持电镜观察支持PoterPoter的推测，并发

8、现的推测，并发现Y Y型型Ig Ig的两的两 臂可伸展成臂可伸展成180180，提出分子中存在绞链区，提出分子中存在绞链区 研究水解片段的意义：研究水解片段的意义： 理论上理解抗体的结构和抗原抗体反应的原理；理论上理解抗体的结构和抗原抗体反应的原理； 实践中用于精制抗毒素；实践中用于精制抗毒素； 医学免疫学Ig(2)23 免疫球蛋白的铰链区及其功能免疫球蛋白的铰链区及其功能 医学免疫学Ig(2)24 免疫球蛋白结构和功能的关系免疫球蛋白结构和功能的关系 Ag Binding Complement Binding Site Placental Transfer Binding to Fc Rec

9、eptors 医学免疫学Ig(2)25 3.3.免疫球蛋白的其它成分免疫球蛋白的其它成分 、连结链连结链（Joining chain,JJoining chain,J链）链） 由浆细胞合成分泌20KD的多肽，将Ig单体连 接成多聚体，方式以双硫键形式共价结合到Ig 重链上起到稳定Ig多聚体的作用。 J链的成分都相同，即只有一种J链。 医学免疫学Ig(2)26 IgM 结构结构 Pentamer (19S) 多一个结构域 (CH4) J链 C4 J Chain 医学免疫学Ig(2)27 3.3.免疫球蛋白的其它成分免疫球蛋白的其它成分 分泌片分泌片（secretory piecesecretor

10、y piece，SPSP） 由粘膜上皮细胞合成的60KD多肽，当IgA与J链在浆细 胞内合成并连接后，IgA双体在通过粘膜上皮细胞的过程 中再与分泌片结合形成具有分泌能力的双聚体IgA ，即分 泌型IgA。分泌片的功能是保护IgA，使之不受环境中酶的 破坏，并介导IgA的转运。分泌片与IgA的形成无密切关系。 医学免疫学Ig(2)28 IgA 结构结构 血清-单体 分泌(sIgA) 二聚物(11S) J链 分泌的成分 J ChainSecretory Piece 医学免疫学Ig(2)29 五类五类IgIg特性和作用特性和作用 医学免疫学Ig(2)30 婴儿体内免疫球蛋白产生的动态曲线婴儿体内免

11、疫球蛋白产生的动态曲线 医学免疫学Ig(2)31 IgIg的部分理化性质的部分理化性质 医学免疫学Ig(2)32 三、免疫球蛋白的异质性三、免疫球蛋白的异质性 、免疫球蛋白的类型、免疫球蛋白的类型 、免疫球蛋白的多样性、免疫球蛋白的多样性 、免疫球蛋白的血清型、免疫球蛋白的血清型 医学免疫学Ig(2)33 、免疫球蛋白的类型、免疫球蛋白的类型 类类：根据重链抗原性差异分为五类根据重链抗原性差异分为五类 IgG IgG IgA IgA IgM IgM IgD IgD IgE IgE 亚类亚类： 四个四个IgGIgG亚类、两个亚类、两个IgAIgA亚类亚类 型型：根据轻链抗原性差异分为两型根据轻链

12、抗原性差异分为两型： 型型 型型 亚型亚型： 医学免疫学Ig(2)34 、免疫球蛋白的多样性、免疫球蛋白的多样性 多样性抗原的存在导致免疫球蛋白的多样 性（不同的互补决定簇区） 医学免疫学Ig(2)35 、免疫球蛋白的血清型、免疫球蛋白的血清型 1.1.同种型（同种型（IsotypeIsotype） 2.2.同种异型（同种异型（AllotypeAllotype） 3.3.独特型（独特型（IdiotypeIdiotype，Id)Id) 医学免疫学Ig(2)36 、免疫球蛋白的血清型、免疫球蛋白的血清型 1.1.同种型（同种型（isotypeisotype）同一物种的所有个 体有共同的Ig抗原特异

13、性。其抗原特异性 存在于IgC区：类、亚类、型、亚型 医学免疫学Ig(2)37 、免疫球蛋白的血清型、免疫球蛋白的血清型 2.2.同种异型（同种异型（allotypeallotype）同一种系的不同个体之间，由 于遗传基因不同，同类Ig也有特异性不同的抗原决定簇。 其抗原决定簇也存在于IgC区，因为显性基因、等位基因 排斥，每一个Ig分子的两条H、L链完全相同。 人类遗传标志，多次输入与自己遗传形状不同的Ig可导致 超敏反应 医学免疫学Ig(2)38 、免疫球蛋白的血清型、免疫球蛋白的血清型 3.3.独特型（独特型（IdiotypeIdiotype，Id)Id)同一个体内，每个抗 体形成细胞克

14、隆产生的Ig，V区的互补决定簇（超 变区）抗原性不同独特型抗原决定簇。 医学免疫学Ig(2)39 、免疫球蛋白的血清型、免疫球蛋白的血清型 从结构上看从结构上看： IgIg互补决定簇（超变区）抗原结合部位独特型抗原决定互补决定簇（超变区）抗原结合部位独特型抗原决定 簇簇 异种异种 抗异种抗异种IgIg抗体抗体 独特型抗原决定簇独特型抗原决定簇 同种异体同种异体 抗非己抗非己IgIg抗体抗体 自身体内自身体内 抗独特型抗体抗独特型抗体 免疫球蛋白具有二重性免疫球蛋白具有二重性 抗体活性抗体活性 抗原性抗原性 医学免疫学Ig(2)40 四、免疫球蛋白的生物学功能四、免疫球蛋白的生物学功能 IgV区

15、功能区功能 IgC区功能区功能 医学免疫学Ig(2)41 1.1.结合特异性抗原结合特异性抗原互补决定簇区（互补决定簇区（CDRCDR，超变，超变 区）区） 抗毒素免疫：抗毒素免疫： 抗体 毒素 中和 抗菌体、病毒免疫抗菌体、病毒免疫: : 抗体游离细菌或病毒 丧失吸附宿主敏感 细胞的能力 四、免疫球蛋白的生物学功能四、免疫球蛋白的生物学功能 医学免疫学Ig(2)42 Electron micrographs of Electron micrographs of Antibodies and complement Antibodies and complement opsonising Eps

16、tein Barr Virus opsonising Epstein Barr Virus (EBV)(EBV) Negatively stained EBV EBV coated with a corona of anti-EBV antibodies EBV coated with antibodies and activated complement components 医学免疫学Ig(2)43 Antibody + complement- mediated damage to E. coli Healthy E. coli Electron micrographs of the ef

17、fect of antibodies Electron micrographs of the effect of antibodies and complement upon bacteriaand complement upon bacteria 医学免疫学Ig(2)44 四、免疫球蛋白的生物学功能四、免疫球蛋白的生物学功能 2.2.激活补体：激活补体： 抗体结合抗原抗体结合抗原 Ig Ig构型构型T YT Y 补体结合位点暴露补体结合位点暴露 激活补体激活补体 作用作用：裂解细胞；裂解细胞； 炎性介质炎性介质; ; 免疫粘附，免疫粘附， 促进吞噬作用；促进吞噬作用； C1r C1s C1q

18、 C1r C1s C1q 医学免疫学Ig(2)45 四、免疫球蛋白的生物学功能四、免疫球蛋白的生物学功能 3.3.亲和细胞：亲和细胞：Ig能通过其Fc段与多种细胞（肥大细 胞、嗜碱性粒细胞、巨噬细胞、中性粒细胞、NK 细胞等）表面的FcR结合： 以Fc c段和FCR结合加强吞噬作用，即调调 理作用理作用 抗体依赖的细胞介导的细胞毒作用抗体依赖的细胞介导的细胞毒作用 （antibody-dependent cell-mediated cytoxicity，ADCC） 和肥大细胞、嗜碱性粒细胞结合，无需抗原 参加，抗体直接结合到细胞上，引起 超敏反超敏反 应应 医学免疫学Ig(2)46 抗体介导的

19、调理作用抗体介导的调理作用 医学免疫学Ig(2)47 抗体介导的依赖细胞的细胞毒作用抗体介导的依赖细胞的细胞毒作用 医学免疫学Ig(2)48 抗体介导的依赖细胞的细胞毒作用抗体介导的依赖细胞的细胞毒作用 lymphocyte antibody target cell 医学免疫学Ig(2)49 四、免疫球蛋白的生物学功能四、免疫球蛋白的生物学功能 Ig经Fc受体结合到免疫细胞表面 IgIg类型类型 能结合的细胞能结合的细胞 IgGIgG NK细胞、巨噬细胞、中性粒细胞 IgE IgE 肥大细胞、嗜碱性粒细胞、血小板 医学免疫学Ig(2)50 四、免疫球蛋白的生物学功能四、免疫球蛋白的生物学功能

20、4.4.通过膜传递作用：通过膜传递作用： 主动通过胎盘：近IgG的Fc段和胎盘细胞膜 受体可逆性结合，进入胎儿体内，所以6个 月内新生儿不易感染； 通过粘膜分泌到外分泌液中（初乳中有大量 的分泌性IgA）； 医学免疫学Ig(2)51 IgA通过粘膜分泌到外分泌液通过粘膜分泌到外分泌液 医学免疫学Ig(2)52 四、免疫球蛋白的生物学功能四、免疫球蛋白的生物学功能 医学免疫学Ig(2)53 五、人工制备抗体五、人工制备抗体 1、多克隆抗体 2、单克隆抗体 3、基因工程抗体 医学免疫学Ig(2)54 五、人工制备抗体五、人工制备抗体 1.1.多克隆抗体多克隆抗体（Polyclonal antibody，PcAb） 由多克隆B细胞群产生的针对多种抗原 决定簇的混合抗体。 免疫 分离血清 Polyclonal antibody 医学免疫学Ig(2)55 五、人工制备抗体五、人工制备抗体