免疫球蛋白-免疫学课件

1、免疫球蛋白 中山大学 免疫学免疫球蛋白 中山大学 免疫学免疫球蛋白-免疫学课件免疫球蛋白-免疫学课件AbIgRelationship between Ig and AbAbIgRelationship between Ig an Nobel Prize winners for antibodies1901von BeringSera therapy1908Ehrlich & MetchnikoffAb production1972Edelman & PoterAb structure1977Yalowradioimmunology1984Koler,Milstein & JerneMonocl

2、onal Ab1987TonegawaGene of Ab Nobel Prize winners for ant免疫球蛋白的结构 STRUCTURE OF ANTIBODIES一、基本结构（一级结构）二、功 能 区（二级结构）三、附属成分（附属结构）四、水解片段（水解结构）免疫球蛋白的结构 STRUCTURE OF ANTIBOD一、 基本结构两条相同的重链和两条相同的轻链连接而成连接的四肽结构。1.重链和轻链2.可变区和恒定区3.铰链区一、 基本结构1.重链和轻链 重链 (Heavy chain,H)分子量比较大据恒定区氨基酸的组成和排列顺序的不同，可分为5类(同种型)不同的同种型有不同的

3、特征一、基本结构 BASIC STRUCTURE1.重链和轻链 重链 (Heavy chain,H)一、基本免疫球蛋白分类（class）IgG - Gamma () heavy chainIgM - Mu () heavy chainIgA - Alpha () heavy chainIgD - Delta () heavy chainIgE - Epsilon ( ) heavy chain免疫球蛋白分类（class）IgG - Gamma () 免疫球蛋白-免疫学课件1.重链和轻链 一、基本结构轻链(light chain,L)分子量比较小据恒定区氨基酸的组成和排列顺序，可分为k和链同一I

4、g上的两轻链同型同一种属的两种轻链比例是固定的1.重链和轻链 一、基本结构轻链(light chain,L2.可变区和恒定区 一、基本结构可变区 (variable region,V区) Ig重链和轻链的近N端110个氨基酸变化比较大，称为可变区,即VH 和VL 。其中有的区域特别易变化，称为高变区(hypervariable region，HVR1-3),其它部分叫骨架区(framework fegion,FR1-4).高变区是抗原的结合部位，与抗原决定基形成一个互补的表面，称互补决定区(complementarity determining region,CDR1-3).2.可变区和恒定区

5、 一、基本结构可变区 (variable Figure 3-6Figure 3-6Figure 3-7Figure 3-7免疫球蛋白-免疫学课件免疫球蛋白-免疫学课件免疫球蛋白-免疫学课件Figure 3-8Figure 3-82.可变区和恒定区 一、基本结构恒定区(constant region, C区） 轻链和重链的近C端的氨基酸变化比较小，称为恒定区，CH和CL 不同类Ig的恒定区长度不同，如CH1-3（4） 同种的同类Ig的恒定区比较固定，故有相同的二抗。2.可变区和恒定区 一、基本结构恒定区(constant r免疫球蛋白-免疫学课件3. 铰链区(hinge region) 位于CH

6、1和CH2之间；富含脯氨酸，易弯曲，利于与抗原表位的结合；易水解（木瓜蛋白酶等）。一、基本结构3. 铰链区(hinge region) 位于CH1和CH2免疫球蛋白-免疫学课件二、二级结构Ig分子的肽链上折叠形成的球形的有功能的结构域（domain）,约110个氨基酸组成一个结构域。折叠形成两个片层结构，中间由二硫键垂直连接，桶状或三明治。 二、二级结构免疫球蛋白-免疫学课件免疫球蛋白-免疫学课件免疫球蛋白-免疫学课件免疫球蛋白-免疫学课件三、附属结构ADDITIONAL STRUCTUREJ链（joining chain） 浆细胞合成的富含半胱氨酸的连接单体成多聚体的肽链。分泌片(secre

7、tory piece, SP) 粘膜上皮细胞合成的非共价结合于IgA并起转运保护作用的含糖肽链。 三、附属结构ADDITIONAL STRUCTUREJ链（免疫球蛋白-免疫学课件免疫球蛋白-免疫学课件四、水解片段 PROTEOLYTIC STRCUTURE酶木瓜蛋白酶（papain)胃蛋白酶(pepsin)片段抗原结合片段(fragment antigen binding, Fab)可结晶片段(fragment crystallizable, Fc)四、水解片段 PROTEOLYTIC STRCUTURE1. 木瓜蛋白酶（papain）的水解片段 部位：重链铰链区二硫键连接的近N端片段：两个F

8、ab段，一个Fc 功能：Fab能结合抗原，但不凝集或沉淀 Fc可与细胞上的受体结合 四、水解片段1. 木瓜蛋白酶（papain）的水解片段 四、水解片段Figure 3-3 part 1 of 2The protease papain cleaves the IgG molecule in hinge region on the N-terminal side of the inter-heavy-chain disulfides to produce 3 fragments: 2 identical Fab fragments and one Fc fragment.Figure 3-3 p

9、art 1 of 2The prot2. 胃蛋白酶(pepsin)的水解片段部位：重链铰链区二硫键连接的近C端 片段：一个F(ab)2段，一个pFc 功能： F(ab)2段能结合抗原，可凝集或沉淀; pFc无生物活性四、水解片段2. 胃蛋白酶(pepsin)的水解片段四、水解片段Figure 3-3 part 2 of 2The protease pepsin cleaves the IgG molecule in hinge region on the C-terminal side of the inter-heavy-chain disulfides to produce 2 fragm

10、ents: one F(ab) 2and one pFc.Figure 3-3 part 2 of 2The prot免疫球蛋白-免疫学课件 Summary: structure of AbBasic structure:Consist of 4 polypeptide chains;Each chain has domains: C and V; HVR;CDRHinge region: between CH1 and CH2Special structureAdditional structureProteolytic structure Summary: structure of AbB

11、asic免疫球蛋白-免疫学课件免疫球蛋白的异质性HETEROGENEITY OF IMMUNOGLOBULIN免疫球蛋白的异质性表现为：不同抗原表位刺激机体产生不同的Ig；Ig具有不同的类别和型别；相同类型的Ig具有不同的特异性。免疫球蛋白的异质性HETEROGENEITY OF IMM免疫球蛋白-免疫学课件免疫球蛋白亚类和亚型 根据铰链区氨基酸的组成和重链二硫键的数目及位置的不同，Ig可分为不同亚类(subclass)IgG有四个亚类IgG1-IgG4IgA可分为IgA1和IgA2据链恒定区个别氨基酸的差异，可分不同亚型(subtype)，如1-4免疫球蛋白亚类和亚型免疫球蛋白-免疫学课件免

12、疫球蛋白的类型重链 类(class)：IgG、IgA、IgM、IgD、IgE 亚类(subclass)：IgG1-IgG4；IgA1和IgA2轻链型(type)：和型亚型(subtype)： 1-4 免疫球蛋白的类型重链外源因素所致的异质性 -免疫球蛋白的多样性外源性抗原种类、数目繁多;天然抗原分子结构复杂，含有多个抗原表位;Ig的多样性是机体对抗原的精确应答.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异质性内源因素所致的异质性同种型(isotype)：存在于同种抗体分子中的抗 原表位；为种属型标志，位于IgC区。同种异型(allotype)：存在于同种内不同个体间的免疫原性；为个体型

13、标记，位于IgC区和V区独特型(idiotype,Id)：由于CDR区的不同显示出的不同免疫原性；为免疫球蛋白分子的标志，位于IgV区。免疫球蛋白的异质性内源因素所致的异质性免疫球蛋白的异质性免疫球蛋白-免疫学课件免疫球蛋白-免疫学课件抗体功能FUNCTIONS OF ANTIBODIES 1.中和病毒或毒素2.激活补体3.调理作用：促吞噬 4.ADCC：促杀伤5.通过胎盘：IgG 6.介导I型超敏反应抗体功能FUNCTIONS OF ANTIBODIES 免疫球蛋白-免疫学课件Figure 9-24(1). Ab neutralize bacterial toxins of G+ bacte

14、riumFigure 9-24(1). Ab neutralize Figure 9-26 (2) Ab block the adherence of bacteria to host cells Figure 9-26 (2) Ab block theFigure 9-28(3) Abs kill the bacteria by the help of complementFigure 9-28(3) Abs kill the baFigure 2-35 part 3 of 3Figure 2-35 part 3 of 3调理作用（opsonization） 抗体的Fc段与中性粒细胞、巨噬细

15、胞上的Fc受体(Fc receptor,FcR)结合，从而增强吞噬细胞的吞噬功能。调理作用（opsonization） 抗体的Fc段与中性粒免疫球蛋白-免疫学课件抗体依赖的细胞介导的细胞毒作用Antibody-dependent cell-mediated cytotoxicity, ADCC具有杀伤活性的细胞通过其Fc受体识别结合于靶抗原上的抗体Fc段，直接杀伤靶细胞。NK细胞是介导ADCC的主要细胞。抗体依赖的细胞介导的细胞毒作用Antibody-depend免疫球蛋白-免疫学课件穿过胎盘和黏膜IgG可穿过胎盘屏障，在新生儿抗感染免疫中起重要的作用。分泌型IgA的黏膜局部免疫作用穿过胎盘和

16、黏膜IgG可穿过胎盘屏障，在新生儿抗感染免疫中起重免疫球蛋白-免疫学课件各类抗体的生物学活性 CHARACTER OF EACH CLASSIgG IgM IgA IgE IgD各类抗体的生物学活性 CHARACTER OF EACHIgG1.the most common, most important, most content antibodies in our bodies.2.the only class of immunoglobulin that can cross the placenta in humans3. the only Ig to bind with SPA.IgG

17、1.the most common, most impIgAThe predominant forms of IgA is sIgA.Thepredominant immunoglobulin produced by B cells in Peyers patches, tonsils, and other submucosal lymphoid tissues.IgAThe predominant forms of IgIgM 1. IgM pentameric macroglobulin 2. IgM is composed early in fetus, and early in imm

18、une response. 3. Natural antibodies against blood cell determinants. 4. Immature marker of B cellsIgM 1. IgM pentameric macroglIgDTraces of it are normally found in the blood.The function of IgD in serum is unknown.The mature marker of B cells。IgDTraces of it are normally fIgE Mediator substances th

19、at lead to allergic disease (Type I).IgE Mediator substances that 人工制备抗体PRODUCTION OF ANTIBODIES 多克隆抗体的制备 单克隆抗体的制备基因工程抗体 人工制备抗体PRODUCTION OF ANTIBODI多克隆抗体的制备 抗原免疫动物所得到的血清，含有多种抗体的混合物，称多克隆抗体(polyclonal antibodies).特异性不高，容易出现交叉反应。单克隆抗体的制备 用杂交瘤技术得到的抗体，由一个B细胞克隆产生的同源抗体，称单克隆抗体(monoclonal antibodies,mAb).其结构高度均一，纯度高，特异性强，无交叉反应。人工制备抗体多克隆抗体的制备人工制备抗体免疫球蛋白