抗体教学讲解课件

抗体

辽宁医学院免疫学教研室抗体辽宁医学抗体的发现EmilvonBehring（埃米尔·冯·贝林

）

（1854–1917）发现抗毒素并治愈白喉患者抗体的发现EmilvonBehring（埃米尔·冯·贝白喉杆菌白喉杆菌×上百只病死√√√√白喉毒素√√×√√分别抽取血液分离血清分别向两只试管内加入白喉毒素×上百只病死√√√√白喉毒素√√×√√分别抽取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与抗体有关的诺贝尔奖获得者Ig基因结构Tonegawa198基本概念抗体的结构抗体的多样性和免疫原性抗体的功能各类抗体的特性和功能人工制备抗体内容基本概念内容基本概念抗体（antibody,

Ab）:

是B淋巴细胞或记忆B细胞接受抗原激活后增殖分化为浆细胞所产生的能与相应抗原特异性结合的免疫球蛋白。B

PAgAb特异性结合（Ab活性）

分布：血清、组织液、外分泌液及某些细胞膜表面

基本概念抗体（antibody,Ab）:BP免疫球蛋白（immunoglobulin,Ig）:

具有抗体活性或化学结构与抗体分子相似的球蛋白。

两种存在形式：分泌型(secretedimmunoglobulin,sIg)

---体液,

介导体液免疫应答。膜型（membraneimmunoglobulin,mIg）

---B细胞膜，抗原受体(BCR)。

基本概念免疫球蛋白（immunoglobulin,Ig）:基本概基本概念

凝胶电泳法

5基本概念凝胶电泳法5抗体都是免疫球蛋白并非所有的免疫球蛋白都是抗体基本概念Ab与Ig的关系？

Ig是化学结构的概念，Ab是生物学功能上的概念6抗体都是免疫球蛋白基本概念Ab与Ig的关系？Ig是化学结构

第一节抗体的结构

（StructureofAbMolecules）一.基本结构第一节抗体的结构恒定区（constantregion,C区）铰链区(hingeregion)三个区（五个区）

可变区（variableregion,V区）

超变区（hypervariableregion,HVR）骨架区（frameworkregion,FR）

免疫球蛋白的结构基本结构

4条肽链通过二硫键连接形成”Y”字形结构.两对链

重链（heavychain，H）

2条

轻链（lightchain，L）2条N端C端互补决定区(complementaritydeterminingregion,CDR)7恒定区（constantregion,C区）三个区（结构域（功能区）

免疫球蛋白的结构

抗体分子每条多肽链分别由2-5个约含110个aa折叠形成的球形结构域，具有不同的生物学功能，又称为功能区。轻链包括VL和CL两个结构域,重链含有1个VH和3-4个CH结构域。结构域（功能区）免疫球蛋白的结构抗体分子每条多肽链分别由结构域（功能区）

免疫球蛋白的结构结构域（功能区）免疫球蛋白的结构抗体教学讲解课件抗体教学讲解课件(一)重链和轻链二硫键连接（Heavy&lightchains）

重链（Heavychain,H链）根据H链抗原性差异(恒定区氨基酸组成和排列顺序不同)分为5类(class)：重链分：α

γ

δ

ε

μIg分：IgAIgGIgDIgEIgM(一)重链和轻链二硫键连接免疫球蛋白的结构根据重链C区氨基酸组成和排列顺序的不同，Ig分为五类（class）

IgG---γ(gamma)；IgA---α(alpha)IgM---μ(mu)；IgD---δ(delta)IgE---ε(epsilon)

8免疫球蛋白的结构根据重链C区氨基酸组成和排列顺序的不同，IgIgG的四种亚类subclassIgG的四种亚类subclass轻链（lightchain,L链）根据恒定区氨基酸组成和排列顺序不同分为两型：(type)

κ、λ

正常人血清免疫球蛋白κ:λ=2:1小鼠κ:λ=20:1λ

过多------B细胞瘤根据λC区个别氨基酸差异，分为四个亚型subtype轻链（lightchain,L链）可变区（V区）

N-末端1/2L链+1/4(或1/5)H链氨基酸序列变化较大VLVH

超（高）变区(HVR)

骨架区（FR）免疫球蛋白的结构9（二）可变区与恒定区

（Variable&constantregions）可变区（V区）免疫球蛋白的结构9（二）可变区与恒定区

（Va超（高）变区（hypervariableregion，HVR)

亦称为互补决定区(complimentaritydeterminingregion,CDR):CDR1、CDR2、

CDR3共同构成Ag结合部位。骨架区（Frameworkregion，FR):

维持超（高）变区的空间构型。免疫球蛋白的结构11超（高）变区（hypervariableregion，H超变区/互补决定区骨架区超变区/互补决定区骨架区抗体教学讲解课件抗体教学讲解课件CDR：包括CDR1、CDR2、CDR3;

抗原结合部位免疫球蛋白的结构12CDR：包括CDR1、CDR2、CDR3;

抗原结合部位抗原B细胞表位

抗体CDR表位AbAg抗原B细胞表位抗体CDR表位AbAg恒定区（C区）

C-末端1/2L链+3/4(4/5)H链氨基酸序列相对稳定CLCH同一种属的不同个体，针对不同抗原所产生的同一类别Ab，其免疫原性相同。恒定区（C区）同一种属的不同个体，针对不同抗原所产生的同一类3铰链区（Hingeregion）位于Y形分子拐角处即在CH1和CH2之间

特点：1)含大量脯氨酸

变构：有利于Ab与Ag的结合有利于暴露补体结合位点2)对蛋白酶敏感免疫球蛋白的结构133铰链区（Hingeregion）特点：免疫球蛋白免疫球蛋白的结构14免疫球蛋白的结构14不同类或亚类的Ab铰链区不尽相同，IgG1,IgG2,IgG4和IgA---较短；IgG3和IgD---较长；IgM，IgE---无Ig分子结合抗原前后的构象变化FabFc补体结合位点被屏障结合抗原之前

暴露的补体结合位点结合抗原之后不同类或亚类的Ab铰链区不尽相同，Ig分子结合抗原前后的构象免疫球蛋白的结构二、抗体的辅助成分

连接链（joiningchain，J链)

分泌片（secretorypiece,SP）又称分泌成分（secretorycomponent,SC）

18免疫球蛋白的结构二、抗体的辅助成分18免疫球蛋白的结构IgAIgM19J链（joiningchain)富含半胱氨酸（cysteine)的多肽链，浆细胞合成，将Ig连接为二聚体或多聚体免疫球蛋白的结构IgAIgM19J链（joiningcha分泌片（secretorypiece,SP）

又称分泌成分（secretorycomponent,SC）免疫球蛋白的结构IgA分子辅助成分，含糖肽链，由黏膜上皮细胞合成和分泌，结合于IgA二聚体上，形成分泌型IgA（SIgA）。分泌片保护分泌型IgA免受蛋白水解酶降解作用，并介导从黏膜下通过黏膜等细胞转运到黏膜表面。分泌片（secretorypiece,SP）免疫抗体教学讲解课件免疫球蛋白的结构三、抗体分子的水解片段20免疫球蛋白的结构三、抗体分子的水解片段20免疫球蛋白的结构

木瓜蛋白酶（Papain）

IgG

Fab段(fragmentofantigen

binding,抗原结合片段)

Fc段（fragmentcrystallizable,可结晶片段）

胃蛋白酶（Pepsin）

IgGF(ab′)2

pFc′21免疫球蛋白的结构21抗体教学讲解课件第二节抗体的多样性和免疫原性

不同抗原或同一种抗原刺激B细胞产生免疫球蛋白，在特异性及其类型等方面不尽相同不同抗原表位刺激机体产生不同类型免疫球蛋白，识别抗原特异性不同，重链和轻链型别也有差异不同抗原表位刺激诱导产生同类免疫球蛋白，其识别抗原特异性也不同第二节抗体的多样性和免疫原性不同抗原或同一种抗原刺激免疫球蛋白的血清型同种型（isotype）同种异型（allotype）

独特型（idiotype）

22免疫球蛋白的免疫原性Ig分子上含有3类不同抗原表位，分别为：免疫球蛋白的血清型同种型（isotype）同种异型（allo同种型（isotype）：VHCH1CH2CH3CH4VLCL由C区决定同一种属所有个体免疫球蛋白共有的抗原表位。Ig的C区免疫球蛋白的血清型23同种型（isotype）：VHCH1CH2CH3CH4VLC免疫球蛋白的类型（一）类Ig重链C区含抗原表位不同IgG,IgA,IgM,IgD,IgE（二）亚类同一类Ig重链的抗原性及二硫键数目和位置不同

IgG1～4，IgA1，2，IgM1，2（三）型Ig轻链抗原表位不同λκ型（四）亚型同一型免疫球蛋白，根据其轻链C区N端氨基酸排列的差异，例如λ

链190氨基酸为亮氨酸OZ（＋）λ1

精氨酸OZ(－)λ2154氨基酸甘氨酸Kern(+)λ3；丝氨酸Kern(-)λ4免疫球蛋白的类型（一）类VHCH1CVLCL同一种属不同个体间免疫球蛋白具有特异性不同的抗原表位。CH和CL同种异型（allotype）

免疫球蛋白的血清型24VHCH1CVLCL同一种属不同个体间免疫球蛋白具有特异性不由超变区决定独特型（idiotype）：免疫球蛋白的血清型

在同一个体内，不同B细胞所产生的Ig分子V区具有特异性不同的抗原表位。25由超变区决定独特型（idiotype）：免疫球蛋白的抗体教学讲解课件

类型名称变异部位血清型

类CHIgG，IgA,IgM,IgD,IgE

亚类CHIgG1~4,IgA1~2,IgM

型CL,

亚型CL(

)CH(

1~3)GmCH(

2)A2M1,A2M2CL(

)Km1,Km2，Km3VH/VL极多，>108同种型同种异型独特型类型名称变异

第三节抗体的功能V区的功能

-----识别并特异性结合AgAb结合抗原表位的个数称为抗原结合价

实际意义:

体内中和效应。如中和毒素和病毒、阻断病原体入侵等。体外有利于Ag或Ab的检测和功能的判断。26第三节抗体的功能V区的功能-----识别C区的功能

激活补体系统

(IgG,IgM)

IgM、IgG1、3、2+Ag

补体经典途径

pIg（A、E、G4）

旁路途径

结合细胞表面Fc受体(IgGAE)

调理吞噬作用（opsonization）：

抗体依赖的细胞介导的细胞毒作用(antibody-dependentcell-mediatedcytotoxicity,ADCC)：

介导超敏反应：Ⅰ型、Ⅱ型和Ⅲ型超敏反应。穿过胎盘和粘膜

免疫球蛋白的功能27C区的功能免疫球蛋白的功能27

免疫球蛋白的功能免疫球蛋白的功能轻链:

VL，CL

重链:VH，CH1，CH2，CH3(IgG、IgA

和IgD)

多一个CH4（IgM和IgE）免疫球蛋白各功能区的功能各功能区的功能17VH+VL

抗原特异性结合位点CH+CL同种异型的遗传标记(IgG)CH2、(IgM)CH3补体结合位点(IgG)CH2+CH3介导IgG通过胎盘(IgG)CH3结合细胞表面受体Fc

R(M,B,NK)(IgE)CH4结合肥大细胞，嗜碱性粒细胞(Fc

R)轻链:VL，CL免疫球蛋白各功能区的功能各功能区的功能17IgGIgMIgAIg

EIgD第四节各类抗体的特性和功能29体液免疫的主要效应分子IgGIgMIgAIgEIgD第四节各类抗体的IgG分子的四种亚类IgG1IgG4IgG3IgG2

各类免疫球蛋白的特性和功能IgG分子的四种亚类IgG1IgG4IgG3IgG2各类免主要以单体形式存在，抗原结合价为2价出生后3个月开始合成，3～5岁接近成人血清中含量最高，占血清总Ig的75-80%产生比较晚，是再次应答的主要抗体半衰期最长(t

½＝23天)分布最广，易通过毛细血管壁，是血管外的主要抗体唯一能通过胎盘的Ig，新生儿抗感染免疫起重要作用激活补体–IgG1～3（经典），IgG4（替代）结合细胞–

吞噬细胞－调理作用

NK细胞，吞噬细胞－介导ADCC

结合SPA－纯化抗体，诊断(协同凝集实验)特性：又称为胎盘球蛋白主要以单体形式存在，抗原结合价为2价特性：又称为胎盘球蛋白

新生儿抗感染免疫的重要抗体介导II,III型超敏反应介导自身免疫(ANA)抗感染的主要抗体

抗感染的主要抗体

IgG四个亚类的特点IgG1IgG2IgG3IgG4血清含量(占IgG的百分比）702064

血清半衰期(天)2323723通过胎盘++++++++++固定补体+++++–

结合Fc受体+++–++++IgG四个亚类的特点IgG1IgG2IgG3IgGIgMJ链分泌型IgM膜型IgMmIgM

IgaIgb

Iga

Igb各类免疫球蛋白的特性和功能B31IgMIgMJ链分泌型IgM膜型IgMmIgMIMembrane-boundIgMMembrane-boundIgM特性：又称巨球蛋白分子量最大，以五聚体形式存在，抗原结合价为5价出现最早的Ig（胚胎末期）分布局限，几乎都在血管内通过经典途径激活补体特性：又称巨球蛋白抗感染的先锋抗体（早期抗感染）－早期诊断依据抗菌作用最强(500－1000×IgG)

天然血型抗体宫内感染的诊断依据只表达mIgM是未成熟B细胞的标志抗感染的先锋抗体（早期抗感染）－早期诊断依据各类免疫球蛋白的特性和功能33J链分泌片IgAdimerIgA：血清型-单体分泌型-双体各类免疫球蛋白的特性和功能33J链分泌片IgAdim抗体教学讲解课件抗体教学讲解课件特点:以二聚体形式存在，抗原结合价为四价生后半年左右合成sIgA通过母乳被动转移给新生儿分布:唾液,泪液,乳汁以及呼吸道，消化道和泌尿生殖道的分泌液中

功能：粘膜局部抗感染的主要抗体

阻止病原体粘附于粘膜细胞中和病毒和外毒素特点:以二聚体形式存在，抗原结合价为四价分布:唾液,泪液,乳各类免疫球蛋白的特性和功能IgD单体分子；存在形式：

分泌型:血清中，功能不清；

膜结合型IgD(mIgD):B细胞表面,抗原受体(BCR)；是B细胞成熟的重要标志；34各类免疫球蛋白的特性和功能IgD34各类免疫球蛋白的特性和功能IgE(亲细胞抗体)血清中含量最低；但在超敏反应性疾病和某些寄生虫感染者血清中特异性IgE显著提高种系发育过程中出现最晚;呼吸道和胃肠道等处的粘膜固有层浆细胞产生；介导I型超敏反应（刺激肥大细胞和嗜碱性粒细胞）；35各类免疫球蛋白的特性和功能IgE(亲细胞抗体)35结构结构功能：

介导I型超敏反应

嗜酸性粒细胞有IgE的FcR，嗜酸性粒细胞通过此受体结合包被在蠕虫上的IgE的Fc段，最终杀死寄生虫

抗寄生虫感染功能：介导I型超敏反应嗜酸性粒细胞有IgE的FcR

人类各类免疫球蛋白分子的特性(P36)抗体类别IgGIgAIgMIgDIgE重链类别gamde重链亚类g1,g2,g3,g4a1,a2轻链类别k和

lk和

lk和

lk和

lk和

l分子式g2l2

或g2k2a2l2或(a2l2)5SCJa2k2或(a2k2)5SCJ(m2l2)5J或(m2k2)5Jd2l2

或d2k2e2l2

或e2k2分子量（kDa）150160或400900180190固定补体能力+-++++--血清浓度(mg/100ml)100020012030.05血清半衰期(天)236532穿过胎盘＋----肥大细胞和嗜碱性细胞脱颗粒----++++裂解细菌活性+++++??抗病毒活性+++++??人类各类免疫球蛋白分子的特性(P36)抗体类别

多克隆抗体（polyclonalantibody，PcAb)单克隆抗体(monoclonalantibody,McAb)

由单一克隆B细胞杂交瘤产生的，只识别抗原分子某一特定抗原决定簇的具有高度特异性的抗体。

基因工程抗体(geneticengineeringantibody)第五节人工制备抗体多克隆抗体（polyclonalantibody，Pc多克隆抗体（polyclonalantibody）

概念:指由多种抗原表位刺激不同B细胞克隆产生的多种抗体混合物。即免疫血清（含多种特异性抗体）。

实际意义：诊断:如：肥达氏反应治疗:如：破伤风抗毒素血清预防:如：破伤风抗毒素血清

36多克隆抗体（po