免疫球蛋白与抗体

1、第二章免疫球蛋白和抗体，第一节免疫球蛋白和抗体的概念(重点)第二节免疫球蛋白的分子结构(重点)第三节免疫球蛋白的种类和抗原决定簇(重点)第四节免疫球蛋白的生物学功能(重点)第五节各种免疫球蛋白的主要特性和功能第六节抗体的人工制备一， 抗体的发现和研究历史： 1889年：绿脓菌感染动物血清、凝集反应(凝集素)、1890年(Behring):白喉类毒素免疫动物血清、绿脓菌、白喉毒素、中和毒素(抗毒素)，第一节免疫球蛋白和抗体的概念合并，现在血清蛋白质中主要有-球蛋白血清蛋白电泳图谱显示，未免疫动物血清、免疫动物血清、免疫动物血清抗原处理吸收后，二是抗体的概念(重点)抗体(antibody，Ab )

2、 :动物体被抗原物质刺激后，由b淋巴细胞转化为浆细胞产生，与相应抗原发生特异性反应的免疫球蛋白。 通过抗体免疫被称为体液免疫，含有抗体的血清被称为抗血清或免疫血清。 三、免疫球蛋白概念(重点) 1964年世界卫生组织召开会议，将抗体活性或化学结构类似于抗体的球蛋白统称为免疫球蛋白(immunoglobulin，简称Ig )。 免疫球蛋白除了分布在体液中外，还存在于b细胞膜上。 免疫球蛋白存在于分泌性Ig :血清、体液及分泌液中，具有各种抗体功能。 膜型ig:b淋巴细胞表面的膜表面免疫球蛋白(mIg )是b淋巴细胞的抗原识别受体(BCR )。 抗体的化学本质是免疫球蛋白，但并不是所有的免疫球蛋白

3、都具有抗体的活性。 Ab=Ig Ig Ab，Ig与Ab的关系，抗体=生物学功能概念Ig=化学结构概念，四、抗体的分类(一)根据对应的抗原成分，(二)根据抗原刺激成分的有无，(三)根据与抗原反应的性质成分，(四)根据抗原性成分：主要根据重链，第二节免疫球蛋白免疫球蛋白单体的分子结构是两个相同的大重链和两个相同的轻链的四条肽链通过轻链和重链之间的二硫化物键连接而成的“y”字形的分子结构。 (1)重链和轻链1 .重链(heavy chain，h链)由450-550个氨基酸残基构成，有分子量为55-75KD，45个链内二硫化物键构成的环肽，两链间通过一对或两对以上的二硫化物键相互连接根据Ig的重链抗原

4、性的不同，Ig可分为IgG、IgM、IgA、IgE和IgD种，h链为、链，免疫球蛋白的差异取决于重链。 2 .轻链(light chain，l链)由214个氨基酸残基组成，分子量为24KD，有两个链内的二硫化物键组成的环肽，在羧基端通过二硫化物键分别连接两条重链。 各免疫球蛋白轻链相同，可分为Kappa()和lambda()2两种类型。 (2)可变区和一定区的1，h链：从n末端开始的前110个氨基酸称为可变区(VH )，然后到c末端的氨基酸称为一定区(CH )。 在VH中，3个区域的氨基酸变异最大，称为高(超)变异区(HVR )，剩馀的氨基酸变化小，称为骨架区。 2，l链：来自n末端的109氨

5、基酸为可变区(VL )，其馀为一定区(CL )，VL也有3个高变区。 (三)功能区1，基本意义上免疫球蛋白的多肽链分子可形成由链内二硫化物键连接的几个环状球形结构，其Ig的功能区(或结构区)在各功能区中由约110个氨基酸构成，其顺序具有较高的同源性。 2、l链功能区域有VL和CL两种，分别位于可变区域和一定区域。 3、h链功能区域IgG、IgA、IgD为4个(v区域为1个、VH、c区域为3个、CH1、CH2和CH3 )； IgM、IgE有5个(增加1个CH4 )。4、功能区作用(1)VH和VL:特异性地识别并结合抗原，由VH和VL内的高变区构成抗体分子的抗原结合点。 (2)CH1和CL :同种

6、异型的基因标记。 (3)IgG的CH2和IgM的CH3是抗体分子的补体结合点，与补体的活性化有关。 (4)CH3/CH4:细胞结合部位是免疫活性细胞(如巨噬细胞、b细胞、NK细胞)与FC受体的结合部位。 二、免疫球蛋白特殊分子结构(一)与绞车区1、两个重链之间二硫化物键连接部附近的重锁定常区，即意味着CH1尾部和CH2头部多肽链的抗体分子的配置变化有关，称为铰链区。 2 .由于功能含有丰富的脯氨酸，容易伸展，抗体与抗原结合时，该区域会旋转，另一方面，将可变区域的两个抗原结合点尽可能与抗原结合，另一方面，使抗体分子结构变化，露出补体结合点。 木瓜蛋白酶、胃蛋白酶等容易水解。 (二) j链和分泌成

7、分1，j链即连接链为多肽链，由富含半胱氨酸的浆细胞合成； 以二硫化物键的形式与Ig的重链结合的IgM和分泌型IgA单体之间发挥连接作用。 2、分泌成分(SC) (1)由二聚体IgA上的辅助成分(2)上皮细胞合成，化学的本质是糖蛋白(3)与IgA分子共价键合，一起分泌到粘膜表面，也称为分泌片(4)能抵抗外分泌液中蛋白水解酶对二聚体IgA的分解。 (3)单体、二聚体和五聚体1，单体是由一对l链和h链组成的基本结构。 2 .二体分泌型的IgA是用j链连接的两种单体。 3、五聚体IgM是j链和二硫化物键结合的五种单体。 (1)木瓜蛋白酶酶切断的结果，木瓜蛋白酶切断了h链铰链部二硫化物键的近n端，得到大

8、小接近的3个片段，其中有两个被称为抗原键片段(Fab )的相同片段，另一个是FC片段三、免疫球蛋白的水解片段和生物学活性，(二)胃蛋白酶切断结果胃蛋白酶从铰链部二硫键的近c端切断h链，得到具有二价活性的f (ab) 2片段和几个小分子多肽片段(PFC)。 f (ab) 2片段与抗原结合发生凝聚和沉淀反应，PFC片段失去生物学活性。 一、免疫球蛋白种类免疫球蛋白可分为类、亚类、型、亚型等。 (1)类免疫球蛋白类的区分根据其重链c区的理化特性和抗原性的不同，同种体系所有体内的免疫球蛋白分为IgG、IgM、IgG、IgE、IgD五类(class )，重链分别称为、链。 (二)亚类同类免疫球蛋白根据其

9、重锁定常区的微结构、二硫键的位置和数量及抗原特性的差异，还可分为亚类(subclass )。 人类的IgG有IgG1、IgG2、IgG3、IgG4四个子类。 第三节免疫球蛋白的种类和抗原决定簇，(三)型根据轻锁定常区的抗原性，各种免疫球蛋白的轻链分为和两种类型(type )，每种免疫球蛋白都有轻链分子。 (四)亚型由于型轻链n末端一定区域的氨基酸序列差异，免疫球蛋白无几种亚型(subtype )、型轻链无亚型。 (5)亚群根据免疫球蛋白v区的一级结构特征，可将免疫球蛋白分为35个亚群(subgroup )。 二、免疫球蛋白抗原决定簇(血清型) (一)同种决定簇，是同一种属动物所有个体的Ig分子

10、共同具有的抗原特异性标记，是一种类型标记。 也就是说，同一动物的不同个体间同时存在不同种类的免疫球蛋白，不显示抗原性，只在异种动物间显示抗原性。 同种抗原决定基存在于Ig C区，出现于所有Ig的类、亚类、型、亚型分子中。(二)同种异型决定簇是指免疫球蛋白在同一动物不同个体间出现的抗原性，是一种个体型标志。 同种异型抗原决定基广泛存在于Ig CH和CL区。 (3)独特的决定簇出现在抗体分子可变区域的抗原性被称为免疫球蛋白(抗体)的独特类型(重点)，或个体基因型，可变区域内的抗原决定簇被称为独特的决定簇，是每个免疫球蛋白分子特有的抗原特异性标记。 其中单一抗原决定了簇，也称为独特的位置。 特异型可

11、以在异种、同种异体甚至同一体内刺激产生相应的抗体，这种抗体称为抗特异型抗体。 第四节免疫球蛋白的生物学功能，第一，免疫球蛋白v区的功能：主要是特异性抗原的识别和结合，激活补体IgG1-3和IgM与对应抗原的结合后，通过配置的变化，使CH2/CH3功能区内的补体结合点露出，激活补体经典路径。 IgG4、IgA和IgE的凝聚物可以激活补体旁路。 二、免疫球蛋白c区功能，1 .烹调作用(重点) IgG与细菌等颗粒性抗原结合后，其Fc段与巨噬细胞和中性球表面对应的IgG Fc受体结合，就能促进吞噬细胞对细菌等颗粒抗原的吞噬，即抗体的吞噬作用。 (2)与fc受体结合，2 .抗体依赖于细胞介导的细胞毒作用

12、(ADCC ) (重点)。 PS在与肿瘤和病毒感染的靶细胞结合后，通过其fc段与NK细胞、巨噬细胞、中性细胞表面对应的PS cc受体结合，可以增强PS细胞和吞噬细胞对目标细胞的杀伤作用，即ADCC效果。 (3)胎盘和粘膜IgG、sIgA、一、IgG人和动物中含量最高的免疫球蛋白，占血清总Ig的75%80%，半衰期约为2023天，主要来自脾脏和淋巴结的浆细胞存在于其中，其馀韵在组织液和淋巴液中存在的IgG是唯一可以通过人和兔胎盘的抗体，对新生动物的抗感染起着重要作用。 IgG是动物自然感染和人工自主免疫后机体产生的主要抗体，是动物机体抗感染免疫的主力，多种抗菌、抗病毒抗体和抗生素为IgG类，血清

13、学诊断和疫苗免疫后监测的主要抗体IgG也参与了抗肿瘤免疫，同时引起型、型过敏和自身免疫病IgG用传统方法激活补体，调节饮食，通过ADCC，有结合SPA和链球菌g蛋白的作用。 第五节各种免疫球蛋白的主要特性和功能是，动物机体首次免疫后产生最早的免疫球蛋白，而含量仅占血清Ig的10%左右，主要发生于脾脏和淋巴结的浆细胞，一般不能通过血管壁，主要分布于血液中的IgM有5个桃IgM虽然是体内最早出生，但持续时间短，不是抗感染免疫的主力，但对早期的抗感染免疫和早期血清学诊断很重要，IgM中有很多抗原结合部位，其单一杀菌、溶菌、溶血、吞噬和促进凝聚作用比IgG高的IgM也同样有抗肿瘤作用，型型过敏和自身免

14、疫膜表面IgM是BCR的主要成分。 只有MIG是未成熟b细胞的标记，记忆b细胞表面的MIG会消失。 二、IgM、IgA作为单体和二聚体两种分子存在，单体存在于血清中，称为血清型IgA，占血清Ig的10% 20%，二聚体为分泌型IgA，来自呼吸道、消化道、泌尿生殖器等部位粘膜固有层的浆细胞。 主要存在于呼吸道、消化道、生殖器的外分泌液和初乳、唾液、泪液等分泌物。 分泌型IgA是参与粘膜局部免疫的主要抗体，在传染病预防接种中，通过点滴鼻、滴眼、饮水和喷雾途径免疫产生分泌型IgA，建立相应的粘膜免疫力。婴幼儿和幼畜可以从母乳中获得sIgA引起的自然被动免疫，新生儿和幼畜的呼吸道、胃肠感染可能与IgA

15、合成不足有关。 三、IgA、IgE的发生部位与分泌型IgA相似，是血清中含量最低的Ig。 IgE的重链有多个功能区域CH4，因为该区域是细胞结合的部位，所以是亲细胞性抗体。 与肥大细胞和嗜碱性细胞结合的IgE与抗原结合后，会引起这些细胞的脱颗粒，释放出组织氨等活性介质，引起I型过敏反应。 研究表明，IgE对寄生虫感染有重要作用，在蠕虫、血吸虫和毛虫等寄生虫病和某些真菌感染后，能诱导大量IgE抗体的产生。 五、IgD IgD在个体发育中随时发生，血清中的浓度极低，平均约0.03mg/ml，且极不稳定，容易分解，半衰期仅3天，作为主要成熟的b细胞膜上的抗原特异性受体，是b细胞分化发育成熟的标志，成

16、熟的b细胞活化后应用对免疫耐受有一定作用的四、IgE、各种免疫球蛋白的生物学活性、一、多克隆抗体(第一代抗体) (一)的概念(重点)，用传统免疫方法将抗原物质以不同的方法注入动物体内后，多次免疫后提取动物血液， 分离血清得到的抗血清为多克隆抗体(polyclonal antibody，PcAb )，该抗血清为多克隆的混合抗体，具有高异质性，即对同一抗原决定簇的抗体仍为不同b细胞克隆产生的不同质(二)基本制造过程抗原调制动物免疫血清抗体价测定血清分离和保存。 (1)克隆概念从一个b细胞分化增殖的子细胞(浆细胞)，将对单一抗原决定簇的抗体、或者识别一个抗原表位的b细胞克隆所产生的同源抗体称为单克隆抗体(McAb )。 (2)优点1 .具有高度的单一性、均匀性2 .纯度高，调制时不纯化抗原就能得到纯抗体3 .效价高4 .产量高且能连续生产的特异性强5 .特异性强，血清交叉反应少或没有。 (3)制备单克隆抗体的基本原理(1)DNA合成的2个途径主要途径：被氨基螯合物(a )遮断旁路途径：肌苷(h )和肌苷核苷酸(t )、肌苷-鸟氨酸核苷酸酶(HGPRT )胸苷必要的酶有： (2)使用的细胞；(3)使用的培养基；(3) 基本制造过程抗原的调制免疫动物免疫脾细胞和骨髓瘤细胞的调制细胞融合杂交瘤细胞的选择培养杂交瘤细胞的