第3讲免疫球蛋白(第4章)

[目的要求]1.掌握免疫球蛋白的基本结构、酶解片段，各类免疫球蛋白的生物学特性与功能，单克隆抗体的概念及特点。2.熟悉免疫球蛋白V区和C区的功能。3.了解多克隆抗体与单克隆抗体的制备方法。现在是1页\一共有58页\编辑于星期四一、基本概念1、抗体（antibody，Ab）——指B细胞接受抗原刺激后增殖、分化成浆细胞所产生的糖蛋白，主要存在于血清等体液中，通过与相应抗原特异性结合，发挥体液免疫功能。这个概念主要是从生物学功能上讲现在是2页\一共有58页\编辑于星期四抗体球蛋白主要分布在区，但抗体≠球蛋白

现在是3页\一共有58页\编辑于星期四2．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。免疫球蛋白是从化学结构上讲抗体都是Ig，而Ig不一定都是抗体现在是4页\一共有58页\编辑于星期四免疫球蛋白(Ig)①分泌型Ig---主要存在于血液及组织液中，发挥各种免疫功能。②膜型Ig---构成了B细胞表面的抗原受体。现在是5页\一共有58页\编辑于星期四与抗体有关的诺贝尔奖获得者Ig基因结构Tonegawa1987单克隆抗体Koler,Milstein&Jerne1984放射免疫测定Yalow1977抗体分子结构Edelman&Poter1972抗体生成、吞噬Ehrlich&Metchnikoff1908血清治疗vonBering1901现在是6页\一共有58页\编辑于星期四二、免疫球蛋白的结构（抗体的结构）(一)基本结构（Ig单体）1、分子组成与构型四链结构。由两对相同的多肽链借链间二硫键连接形成“Y”字形结构。Ig=2×(重链+轻链)现在是7页\一共有58页\编辑于星期四2、重链（H链）

由450-550个氨基酸残基组成，分子量约50-75kD。H链：,,,,.(Ig)IgA,IgG,IgM,IgD,IgEIg的类重链的免疫原性因其恒定区的氨基酸组成和排列顺序不同而异。现在是8页\一共有58页\编辑于星期四Ig亚类就同一类Ig，据其铰链区的氨基酸组成和重链二硫键的数目和位置的差异，又可分为不同的亚类。IgG可分为IgG1-IgG4；IgA可分为IgA1和IgA2。现在是9页\一共有58页\编辑于星期四3、轻链(L链)①同一个Ig分子的两条轻链同型，两条重链同类。②同一类Ig分子中既有型、又有型。由214个氨基酸残基组成，分子量约25kD。据其免疫原性不同分为、两个型。现在是10页\一共有58页\编辑于星期四(二)Ig肽链的分区1.可变区(V区)2.恒定区(C区)N端C端variableregion

constantregion现在是11页\一共有58页\编辑于星期四3.可变区(V区)

和恒定区(C区)可变区：Ig靠N段，L链的1/2，H链的1/4，这个区的氨基酸种类和排列顺序随抗体特异性不同而有所变化，称为可变区（V区）。轻链及重链的可变区简称为VL及VH。而余下区域，其氨基酸顺序相对稳定，称为恒定区（C区）

现在是12页\一共有58页\编辑于星期四现在是13页\一共有58页\编辑于星期四骨架区（FR）——除HVR区外的其它区域，其氨基酸的组成及排列顺序相对变化不大，一般有4个FR区。高变区(hypervariableregions，HVR)

——在VL及VH各有3个区域氨基酸组成和排列顺序高度可变。现在是14页\一共有58页\编辑于星期四现在是15页\一共有58页\编辑于星期四高变区(hypervariableregions，HVR)

又称为互补决定区(complementaritydeterminingregion,CDR)。在L链、H链的V区中各有3个高变区，两条肽链的6个高变区共同构成抗原结合部位，能与相应抗原表位特异性结合，决定了抗体的特异性。HVR1(CDR1)、HVR2(CDR2)和HVR3(CDR3)表示，一般CDR3变化程度最高。现在是16页\一共有58页\编辑于星期四现在是17页\一共有58页\编辑于星期四恒定区(C区)C-末端1/2L+3/4(4/5)H该肽段的氨基酸序列在同一种属动物的同一类Ig中都比较恒定

针对不同抗原的同一种属同一类别的Ig，其V区不同，C区相同IgG、IgA和IgD----有CHl、CH2和CH3三个结构域，IgM和IgE-----------有CHl、CH2、CH3和CH4四个结构域。针对同一抗原表位的不同类别的Ig

，其V区相同，C区不同。现在是18页\一共有58页\编辑于星期四3、铰链区VHCH1CH2CH3CH4VLCLFabHingeregionFcCOO–NH3+⊕位于重链的CH1与CH2之间，包括H链间的二硫键；⊕富含脯氨酸,极富弹性；⊕有利于Ab与Ag的结合；⊕对蛋白酶敏感。⊕IgM和IgE无铰链区。

现在是19页\一共有58页\编辑于星期四现在是20页\一共有58页\编辑于星期四

Ig分子H链、L链中大约有110个氨基酸构成的多肽链，因具有某种生物学功能成为功能区，是一种链内二硫键链接的球形结构。结构域功能虽不相同，但结构相似。*H链:VH、CH1、CH2、CH3、(CH4)*L链:VL、CL4、结构域现在是21页\一共有58页\编辑于星期四Ig功能区的功能VH+VL一个抗原结合位点——结合抗原CH+CL种属型标志——Ig的免疫原性(IgG)CH2(IgM)CH3(IgG)CH2C1q的结合位点——结合补体结合胎盘ＦcRn——介导IgG通过胎盘(IgG)CH3结合FcR——调理作用(MC,M,B,NK)ADCC(IgE)CH2+CH3结合FcR——I型超敏反应(肥大细胞，嗜碱性粒细胞)现在是22页\一共有58页\编辑于星期四这些结构域的二级结构是由多股多肽链折叠形成的两个反向平行的β片层—免疫球蛋白折叠。许多膜型和分泌型分子也含有该类结构，这些分子被统称为：“免疫球蛋白超家族”现在是23页\一共有58页\编辑于星期四(三)免疫球蛋白的辅助成分1、J链(joiningchain)

由浆细胞合成的一富含半胱氨酸的多肽链；主要功能：将单体Ig分子连接成为多聚体，即参与IgA二聚体和IgM五聚体的连接。

2、分泌片(secretorypiece,SP)

▽保护SIgA免受蛋白水解酶降解；▽介导IgA转运到粘膜表面。是SIgA分子上的一个辅助成分。

由粘膜上皮细胞合成现在是24页\一共有58页\编辑于星期四现在是25页\一共有58页\编辑于星期四(四)Ig的酶解片段现在是26页\一共有58页\编辑于星期四1、IgG的木瓜蛋白酶水解片段IgG2FabFc木瓜蛋白酶十现在是27页\一共有58页\编辑于星期四fragmentofantigenbinding①中文：抗原结合片段Fab②组成：一条完整的L链和一条H链N端1/2L+(VH+CH1)③功能：结合抗原抗原结合价=1（单价）现在是28页\一共有58页\编辑于星期四crystallizablefragment①中文：可结晶片段。(2)Fc

②组成：二条H链C端1/2（即CH2+CH3，包括铰链区）。③功能：无抗原活性，是Ig与效应分子（如补体）或细胞（如巨噬细胞、NK细胞等）相互作用的部位。现在是29页\一共有58页\编辑于星期四2、IgG胃蛋白酶水解片段IgGF(ab’)2pFc胃蛋白酶十现在是30页\一共有58页\编辑于星期四由两个Fab片段加铰链区组成，抗原结合价=2。F(ab’)2现在是31页\一共有58页\编辑于星期四三、抗体的功能VHCH1CH2CH3CH4VLCLFabFcCOO–NH3+V区:识别并特异性结合抗原在体内：中和外毒素和病毒；阻断病原黏附和入侵在体外：抗原抗体结合反应可用于免疫学诊断C区1.激活补体2.结合Fc受体调理作用(opsonization)介导ADCC介导I型超敏反应3.穿越胎盘(IgG)穿过黏膜(sIgA)现在是32页\一共有58页\编辑于星期四中和作用现在是33页\一共有58页\编辑于星期四现在是34页\一共有58页\编辑于星期四激活补体经典途径，溶解靶细胞现在是35页\一共有58页\编辑于星期四现在是36页\一共有58页\编辑于星期四调理促吞噬作用现在是37页\一共有58页\编辑于星期四

FcRantibody-dependentcell-mediatedcytotoxicity抗体依赖的细胞介导的细胞毒作用AbEffectorcellTargetcell具有杀伤活性的细胞(如NK细胞)通过其表面表达的Fc受体结合包被于靶细胞(细菌或肿瘤细胞)上抗体IgG的Fc段，直接杀伤靶细胞。ADCC现在是38页\一共有58页\编辑于星期四ADCC现在是39页\一共有58页\编辑于星期四现在是40页\一共有58页\编辑于星期四穿过胎盘和粘膜现在是41页\一共有58页\编辑于星期四调理作用激活补体介导ADCC穿过胎盘和粘膜中和病毒和毒素现在是42页\一共有58页\编辑于星期四四、五类免疫球蛋白的特性与作用IgGIgMIgAIgDIgE现在是43页\一共有58页\编辑于星期四IgG(1)一般特性(2)免疫效应作用①单体Ig分子(IgG1、IgG2、IgG3、IgG4)③半衰期最长(20~23天)①调理作用②ADCC③激活补体(IgG1、2、3)④通过胎盘(IgG1、3、4)⑤中和作用②血清中含量最多④亲和力高

现在是44页\一共有58页\编辑于星期四IgM(1)血清IgM的结构特点(2)合成时间：是最早合成的Ig①五聚体②分子量最大③有CH4，无铰链区(3)产量低，在体内维持的时间较短，消失快①个体发育中——最早产生②抗原刺激后——最早产生现在是45页\一共有58页\编辑于星期四IgM(4)免疫效应作用(5)意义①激活补体②发挥早期抗感染作用①人类天然ABO血型抗体为IgM②免疫学诊断(宫内感染和早期感染)(6)mIgM是单体，为B细胞抗原受体(BCR)的主要成分现在是46页\一共有58页\编辑于星期四IgA(1)分子组成与分布(2)分泌型IgA的免疫效应作用①血清型IgA：为单体分子①黏膜局部抗感染作用②自然被动免疫作用，即婴儿从母乳中获得sIgA②分泌型IgA:为二聚体现在是47页\一共有58页\编辑于星期四IgD血清IgD的确切功能尚未清楚膜结合型IgD(mIgD)是BCR的重要组成成分。mIgD是B细胞分化成熟的标志成熟的B细胞表面抗原受体为mIgM+mIgD

未成熟的B细胞表面仅表达mIgM

活化B细胞或记忆B细胞表面的mIgD逐渐消失

现在是48页\一共有58页\编辑于星期四IgE(1)合成与分布(2)特性单体①与I型超敏反应有关有CH4、无铰链区(3)意义②参与抗寄生虫感染对肥大细胞、嗜碱性粒细胞有亲嗜性

血清含量最低,主要由黏膜下淋巴细胞分泌现在是49页\一共有58页\编辑于星期四五、人工制备抗体⊕多克隆抗体(polyclonalantibody,PAb)

⊕单克隆抗体(monoclonalantibody,mAb)

现在是50页\一共有58页\编辑于星期四(一)多克隆抗体(polyclonalantibody,PcAb)

多克隆抗体----一般指血清抗体，是由含多种抗原表位的抗原物质，刺激、活化多个B细胞克隆所产生的针对多种不同抗原表位的不同抗体的混合。

来源广泛、制备容易。

特异性不高，常出现交叉反应。

现在是51页\一共有58页\编辑于星期四(二)单克隆抗体(monoclonalantibody,mAb)

1、概念

由一个B细胞克隆产生的抗单一抗原表位的同源抗体。2、制备单抗的总原理

将有抗原特异性、但寿命较短的浆细胞与无抗原特异性但长寿，并且可无限分裂的骨髓瘤细胞融合，建立了杂交瘤细胞单克隆抗体技术。

现在是52页\一共有58页\编辑于星期四现在是53页\一共有58页\编辑于星期四3、单克隆抗体的特点⊕特异性强⊕结构均一(类、亚类、型都相同)

⊕纯度高、效价高⊕产量高，成本低（可连续生产）⊕血清交叉反应少现在是54页\一共有58页\编辑于星期四4、单克隆抗体在医学中的应