抗体与免疫球蛋白

抗体与免疫球蛋白第1页/共25页第二章抗体与免疫球蛋白第一节概述

(讲三个问题)一、抗体定义：

抗体（antibody,Ab）是在抗原刺激下产生，并能与之特异性结合的免疫球蛋白。二、体内存在二种形式:1、体液性Ab：浆细胞产生后分泌于体液中（组织液、淋巴液、血液、脑脊液等）的Ab。2、亲细胞性Ab：IgE、IgD及结合于T细胞与B细胞表面的免疫球蛋白（immunoglobulin,Ig）。三、Ab与Ig有什么区别：

抗体与抗原是从免疫学角度来讲；免疫球蛋白是从化学角度来讲。第2页/共25页第二章抗体与免疫球蛋白第3页/共25页第二章抗体与免疫球蛋白第二节抗体分类有三种分类法：一、依Ag来源分：四类（一）异种Ab:由异种抗原免疫所产生的抗体，大部分抗体属于此类。（二）同种Ab：同一种属的两个个体或两个近交系之间进行同种免疫所产生的抗体，如ABO血型系统中的抗A，抗B同种血清。（三）自身Ab：对自身抗原所产生的抗体，如抗核抗体等。（四）异嗜Ab：由异嗜性抗原引起的抗体。异嗜抗原包括不同种属的动物，植物和微生物间存在的共同抗原，又称嗜异性抗原。第4页/共25页第二章抗体与免疫球蛋白二、依有无Ag刺激分：二类（一）天然Ab：又叫正常Ab，如A型血中的抗BAb（二）免疫Ab：感染、接种、人工免疫的Ab；隐性感染、食入等Ag产生的Ab。三、依与Ag反应的性质分：二类（一）完全Ab：二价或多价Ab，出现各种可见反应。（二）不完全Ab：单价Ab（也叫封闭Ab），不出现可见反应。第5页/共25页第二章抗体与免疫球蛋白第三节免疫球蛋白的基本结构和功能

(讲三个问题)一、Ig分子的基本结构：

IgG、IgD、IgE、血清型IgA为单体分泌型IgA为二聚体

IgM为五聚体（见图2-3-1）（一）单体结构：二条重链（heavychain,H链）和二条轻链（lightchain，L链）（见图2-3-2和2-3-3）1、重链：每条链由420~440个氨基酸组成，排列顺序从NH+3到COO—；二条重链间由一对以上-S-S-连接；重链最初110个氨基酸为可变区（V区），其余为稳定区（C区）；重链内有4~5个-S-S-形成4个或更多个封闭的环状区；V区一个环，其余环在C区，分别为CH1、CH2、CH3，IgM和IgE还有CH4；重链的某些功能区由一个或数个糖基。第6页/共25页第二章抗体与免疫球蛋白2、轻链：每条链由213~214个氨基酸组成，排列顺序从NH+3到COO—；COO—端有一个-S-S-与重链连接；轻链最初109个氨基酸为V区，其余1/2为C区；轻链内有二个-S-S-形成二个封闭的环状区，一个V区和一个C区两个功能区。

铰链区（hingeregin）:重链CH1与CH2之间为铰链区，它与抗体分子变构有关。

同源区：结构上相似的功能区。如重链的CH1、CH2、CH3和轻链的CL，VH和VL。第7页/共25页第二章抗体与免疫球蛋白3、Ig的四级结构：（1）由NH+3到COO—的氨基酸顺列为一级结构；（2）链内-S-S-形成同源区为二级结构；（3）每一个区内前后折叠的肽链为三级；（4）轻链和重链间、重链和重链间的-S-S-互连为四级结构。二聚体和五聚体Ig还需要一个J链将单体Ig互相连接。（二）重链：各类Ig的重链氨基酸的化学组成特性不同，分别为IgG—γ链、IgM—μ链、IgA—α链、IgD—δ链、IgE—ε链。依每类Ig重链恒定区内个别氨基酸的差异及H链间-S-S-位置不同，各类Ig又分为亚类。第8页/共25页第9页/共25页第二章抗体与免疫球蛋白（三）轻链：1、依其结构与抗原性的不同分为κ和λ两个型，Ag性的不同在于κ和λ型轻链的C区结构不同。2、各类Ig的轻链相同，即每一类Ig的轻链都有κ和λ两个型,但就一个单体Ig来说只有一种轻链，或者是κ链（κ2H2），或是λ链（λ2H2）。3、不同品种动物间，两型轻链的比例不同。如人的IgGλ链占30%，兔的占20%。4、依可变区NH+3端最初20个氨基酸顺列不同，又将两个型的κ和λ链分为亚型，κ型又Vκ1、Vκ2、Vκ3三个亚型；λ型又Vλ1、Vλ2、Vλ3、Vλ4、Vλ5、五个亚型。以上类、亚类、型、亚型是同一物种所有个体内都具有的，称为同种型（isotyptic）

第10页/共25页第二章抗体与免疫球蛋白二、Ig分子的水解片段及其功能：（见图2-3-4）木瓜酶水解Ig为三个片段：二个抗原结合片段（fragmentantigenbinding,Fab），即二个Fab单体，Fab单体有单价抗体活性；一个蛋白可结晶片段(fragmentcrystallizable,Fc),即一个Fc片段，具有抗原性。胃蛋白酶水解Ig为二个片段：一个双体F(ab’)2片段，有双价抗体活性；一个Fc’片段（简称为pFc’），抗原性消失。胃蛋白酶水解IgG后的F（ab’）2片段，保留了结合相应抗原的生物学活性，又避免了Fc段抗原性可能引起的副作用，因而作为生物制品有较大的实际应用价值，例如白喉抗毒素、破伤风抗毒素经胃蛋白酶消化后精制提纯的制品，因去掉Fc段而减缓发生超敏反应。第11页/共25页第二章抗体与免疫球蛋白（一）Fab片有两个功能区：可变区和稳定区。（图2-3-3）1、可变区：分VL和VH。这一功能区是决定Ab特异性的Ag结合部位沿Ag结合腔排列的氨基酸，属于高变区氨基酸，有100亿以上组合，能充分适应Ag决定簇的多样性。在VL和VH上某些位置的氨基酸种类和排列更易变化，称为高变点或超变点。现已证明：VL和VH各有三个超变点。（图2-3-5）2、稳定区分CL和CH1。第12页/共25页第二章抗体与免疫球蛋白

（二）Fc片有两个功能区：CH2和CH3。1、CH2上有糖基（CHO），为补体结合点。2、CH3具有细胞亲合性，是决定Ig抗原特异性的部位。

（三）铰链区：位于重链的CH1~CH2之间。内含较多脯氨酸，易伸展弯曲，且易被木瓜酶和胃酶水解。Ig在正常情况下，两个Fab片向后弯曲，掩蔽了补体结合点。与Ag结合时，铰链区展开，使补体结合点暴露，才能结合补体。铰链区展开Fc变构，由T变Y型。由于Ab变构，其它生物学活性也相应发生改变，如与巨噬细胞结合能力增强等。IgM无铰链区。

综上所述，机体内的免疫球蛋白多种多样，极其复杂。机体内存在着无数种抗原物质，每种抗原物质又有若干种决定簇，抗原刺激机体后就会产生与各个决定簇相对应的抗体。一种抗原决定簇不只刺激机体产生一种抗体，而是产生几类抗体，这几类抗体的差异不在抗原结合部位，而在其恒定区。各类各型之下又分亚类、亚型等，所以天然抗体是极为复杂的综合抗体。第13页/共25页第14页/共25页第二章抗体与免疫球蛋白第五节单克隆抗体

一、定义及其特性：

把产生特定抗体的B细胞与能无限制生长的骨髓瘤细胞融合，形成B细胞杂交瘤。由克隆化的B细胞杂交瘤所产生的抗体即单克隆抗体（monoclonalantibody,McAb）。特性：单克隆抗体结构纯度高、专一性强、无血清交叉反应，效价高等，且能持续地在动物体外或体内产生同质性抗体。第15页/共25页第二章抗体与免疫球蛋白二、基本原理：（见图2-5-1）基本原理：小白鼠骨髓瘤细胞在体内、体外可无限增殖，但不能分泌抗体；经抗原免疫的小鼠脾细胞（含大量B细胞）能产生抗体，但在体外不能无限增殖；用免疫脾细胞与小鼠骨髓瘤细胞融合后，在HAT选择培养基[含有次黄嘌呤（H）、氨基喋呤（A）和胸腺嘧啶核苷（T）]中，未融合的脾细胞因不能在体外存活而死亡，未融合的骨髓瘤细胞合成DNA的主要途径被氨基喋呤阻断，又因缺乏次黄嘌呤鸟嘌呤磷酸核糖转化酶（HGPRT）,不能利用次黄嘌呤完成DNA的合成过程而死亡。而融合细胞由于从脾细胞获得HGPRT，故能在HAT培养基中存活和增殖。融合后的杂交细胞系称为杂交瘤（hybridoma）。这种杂交瘤细胞既具有骨髓瘤细胞能大量无限增殖的特性，又具有免疫B细胞合成和分泌抗体的能力；每个杂交瘤是用一个B细胞融合而产生的克隆，故由一个识别一种抗原表位的B细胞克隆产生的同源抗体，称为单克隆抗体。

第16页/共25页第二章抗体与免疫球蛋白三、用途：广泛应用于生命科学的各个领域。例如，作为诊断试剂用于许多