医学免疫学第四章 免疫球蛋白

医学免疫学第四章免疫球蛋白简史19世纪后期，vonBehring白喉或破伤风毒素免疫动物产生抗毒素1937年Tiselius和Kabat电泳方法分离五种血清蛋白，主要存在于丙种球蛋白。1968年和1972年WHO和国际免疫学会联合会，将具有抗体活性或化学结构与抗体相似的球蛋白统一称为免疫球蛋白（immunoglobulin，Ig）23引言免疫球蛋白的定义将具有抗体活性或化学结构与抗体相似的球蛋白统称为免疫球蛋白(immunoglobulin,Ig)。可分为分泌型：血液及组织液，具有抗体的各种功能膜型：构成B细胞膜上受体4引言抗体的定义抗体(antibody,Ab)是介导体液免疫的重要效应分子，是B细胞识别抗原后增殖分化为浆细胞所产生的一种蛋白质，主要存在于血清等体液中，能与相应抗原特异性结合，发挥体液免疫功能。抗体主要存在于体液中，同时也可存在于B细胞膜表面，构成抗原识别受体。5引言抗体与免疫球蛋白的相互关系抗体概念强调生物活性；免疫球蛋白概念强调化学结构；所有抗体均属于免疫球蛋白，免疫球蛋白不一定都具有抗体活性;6内容提要

第一节免疫球蛋白的结构

第二节免疫球蛋白的功能

第三节各类免疫球蛋白的特性与功能

第四节免疫球蛋白的异质性7第一节免疫球蛋白的结构一、免疫球蛋白的基本结构重链与轻链可变区和恒定区铰链区功能区其它成分水解片段8第一节免疫球蛋白的基本结构含4条多肽链，链间由二硫键连接有三个大致相同的片段其中两个大小完全一致的片段通过一易弯曲的区域与主干相连，形成Y结构4条多肽链分为重链（2条）和轻链（2条）重链（heavychain,H）轻链(lightchain,L)HHLL四肽链结构Ig单体910存在氨基端（N端）和羧基端（C端）重链50-75kD440氨基酸轻链25kD214氨基酸HL氨基端（N端）羧基端（C端）羧基端（C端）一、免疫球蛋白的基本结构11羧基端（C端）Hγμαδε重链IgGIgMIgAIgDIgE免疫球蛋白（Ig）L羧基端（C端）κ型λ型轻链（一）重链与轻链（1）重链分类：根据重链靠近羧基末端氨基酸组成及排列顺序不同（2）轻链分类：12不同免疫球蛋白的特征：链内二硫键的数目和位置连接寡糖的数量结构与的数目铰链的长度同一类的Ig因其铰链区氨基酸组成和重链二硫键的数目、位置不同，有其不同的亚型（subclass）IgG、IgA（一）重链与轻链13（二）可变区与恒定区根据氨基酸排列顺序的不同分：可变区（V）和恒定区（C）HLVLVLVLVHVH可变区（V区）：氨基酸组成、排列顺序变化较大重链：N端1/4，VH轻链：N端1/2，VLVH、VL决定了抗体的特异性14高变区(HVR)\互补决定区（CDR）：

决定抗体的特异性，负责识别和结合抗原，发挥免疫效应重链的三个HVR:位于29-31、49-58、95-102位氨基酸轻链的三个HVR：位于28-35、49-56、91-98位氨基酸V区中CDR以外的区域的氨基酸组成和排列相对不易变化，成为骨架结构（FR）（二）可变区与恒定区15CDRFR抗原高变区（HVR）：互补决定区（CDR）是Ig的抗原结合部位，该部位也称为CDR重链：

29-31、49-58、95-102轻链：28-35、49-56、91-9816HLCLCLCLCHCH恒定区（C区）：氨基酸数量、种类、排列顺序及含糖量都比较稳定重链：C端3/4，CH轻链：C端1/2，CL（二）可变区与恒定区1718恒定区可变区高变区骨架区19（三）铰链区VLCLVHCH1CH2CH3VLCLVHCH1CH2CH3铰链区含有丰富的脯氨酸，因此易伸展弯曲，而且易被木瓜蛋白酶、胃蛋白酶等水解IgM、IgE无铰链区1、有利于免疫球蛋白V区与抗原互补性结合；2、有利于暴露补体结合位点；2021

Ig的H链、L链每隔110个氨基酸即由链内二硫键连接形成一个能行使特定功能的球性单位，称为Ig的结构域或功能区（四）结构域22VLCLVHCH1CH2CH3VH和VL:识别和结合抗原CH1和CL:同种异型的遗传标志CH2:IgG的补体结合位点;

母体IgG借助CH2通过胎盘CH3/CH4:与多种细胞表面的Fc段受体结合(免疫调理,I型超敏反应)IgM的补体结合位点（CH3）各功能区的作用23结合抗原遗传标记结合补体结合细胞功能区或结构域24三、连接链（J链）与分泌片分泌型IgAIgMJ链是一条富含半胱氨酸的多肽链，，由浆细胞合成，能将Ig单体连接成双体（分泌型IgA）或五聚体（IgM）。分泌片：是sIgA的辅助结构，为一种含糖的肽链由黏膜上皮细胞合成和分泌，以非共价形式结合到二聚体上，保护IgA，使之不受环境中酶的破坏，并介导IgA的转运25sIgA的合成

黏膜下层浆细胞二聚体IgA分泌型IgA26三、免疫球蛋白的水解片段木瓜蛋白酶(papain)水解IgG:

两个相同的Fab段和一个Fc段胃蛋白酶(pepsin)裂解IgG:

一个具有双价活性的F(ab’)2段和若干个小分子多肽碎片（pFc’）27IgG木瓜蛋白酶Fab段Fc段结合抗原，表现为单价结合补体或细胞表面的Fc受体28胃蛋白酶IgGF(ab’)2多肽碎片（pFc’）结合抗原，表现为双价2930V区的功能:识别并特异性结合抗原抗毒素结合外毒素，中和其毒性；颗粒抗原与抗体结合，出现凝集现象可溶性抗原与抗体结合，出现沉淀现象第二节免疫球蛋白的功能31第二节免疫球蛋白的功能C区的功能：

☆激活补体:IgM,IgG1-3;IgG4,IgA,IgE（难以激活补体系统，但可通过形成复合物从旁路激活）☆结合细胞表面的Fc受体（IgG、A、E ）

调理作用（促进吞噬）抗体依赖的细胞介导的细胞毒作用（antibody-dependentcell-mediatedcytotoxicity,ADCC）介导I型超敏反应☆穿过胎盘和黏膜（IgG、IgA）32C区的功能：调理作用：指抗体如IgG的Fc段与中性粒细胞、巨噬细胞上的IgGFc受体结合，从而增强吞噬细胞的作用。ADCC:指具有杀伤性的cell如NK细胞通过其表面表达的FC受体识别包被于靶抗原上的抗体的Fc段直接杀伤靶细胞接到的I型超敏反应：IgE为亲细胞抗体，可通过其Fc段与肥大细胞和嗜酸性粒细胞表面的高亲和力的IgEFc受体结合并使其致敏，相同抗原再次进入体内与致敏细胞表面特异性IgE结合，引起I型超敏反应。第二节免疫球蛋白的功能33343536第三节各类免疫球蛋白的

特性和功能IgGIgMIgAIgDIgE3738IgG的特性和功能出生后3个月开始合成，3-5岁接近成人水平血清中的主要抗体成分（80%）半寿期长（20-23天）；多数抗菌、抗病毒、抗毒素抗体均属IgG类具有调理作用、ADCC作用等；具有活化补体经典途径的能力；是唯一能通过胎盘的Ig，发挥自然被动免疫功能；参与Ⅱ型、Ⅲ型超敏反应，某些自身免疫病的抗体也属IgG再次免疫应答的主要抗体39IgM的特性和功能为五聚体，分子量最大，称为巨球蛋白个体发育中最先出现的Ig，胚胎晚期即能产生，脐带血IgM增高提示宫内感染（如风疹病毒、巨细胞病毒感染等）；抗原初次刺激机体时，是体内最先产生的Ig；血清IgM升高说明有近期感染；有强大激活补体能力和调理作用，在机体早期免疫防御中具有重要作用；天然血型抗体是IgM；未成熟B细胞仅表达mIgM，记忆B细胞mIgM消失。404142IgA的特性和功能分为单体的血清型和二聚体的分泌型IgA（SIgA）；分泌型IgA主要由粘膜相关淋巴组织产生，存在于唾液、泪液、乳汁及呼吸道、消化道、泌尿道的分泌液中和粘膜表面，是机体粘膜局部抗感染免疫的重要因素。初乳中的sIgA可对婴幼儿发挥自然被动免疫作用43IgD的特性和功能血清中含量低，其生物学作用尚不清楚mIgD可作为B细胞分化成熟标记，成熟B细胞同时表达mIgM和mIgDmIgMmIgMmIgD成熟B细胞活化B细胞未成熟B细胞44IgE的特性和功能是血清中含量最低的Ig；与抗寄生虫免疫有关属嗜细胞抗体，可与肥大细胞、嗜碱性粒细胞表面FcεR结合，介导I型超敏反应。45初次接触花粉B细胞产生特异性IgEIgE结合于肥大细胞的FcεRⅠ再次接触花粉脱颗粒花粉症46第四节抗体的异质性不同抗原甚至同一抗原刺激B细胞产生的免疫球蛋白，在其特异性以及类型等诸方面均不尽相同，呈现明显的异质性抗体在结构和功能上差异的总和。47一、免疫球蛋白的类型类（class）：根据CH不同

γμαδεIgGIgMIgAIgDIgE亚类：IgG1-G4；IgA1-A2；其余为发现亚类第四节抗体的异质性48型（type）：根据CL不同分为两个型：

κ型和λ型亚型：λ型有亚型一、免疫球蛋白的类型第四节抗体的异质性49免疫原不同，抗体的特异性不同；同一抗原有多种表位，可产生多种特异性的抗体；单一B细胞克隆，只产生一种特异性抗体；二、外源因素所致异质性--Ig的多样性第四节抗体的异质性50二、外源因素所致异质性--Ig的多样性第四节抗体的异质性51免疫球蛋白的血清型免疫球蛋白的不同结构区其免疫原性不同：同种型（isotype）：同一种属所有个体Ig分子共有的抗原特异性标志，为种属型标志，存在于Ig的C区。同种异型(allotype)：同一种属不同个体间的Ig所具有的不同抗原特异性标志，为个体型标志，主要存在于Ig的C区。独特型（idiotype,Id）：每个Ig分子所特有的抗原特异性标志，其表位存在于V区。52同种型（isotype）指同一种属所有个体的Ig分子共有的抗原特异性标志，位于IgC区。为种属标志53同种异型（allotype）指同一种属不同个体间Ig分子所具