细胞与分子免疫学_2研究生免疫球蛋白

1、.免疫球蛋白编码基因工程抗体，南京医科大学微生物学和免疫系吕春、概要、1、免疫球蛋白(immunoglobulin，Ig):1968年和1972年WHO和国际免疫学会将抗体活性或化学结构和抗体相似的球蛋白称为免疫球蛋白2、抗体(antibody，Ab):B淋巴细胞通过有效的抗原刺激分化成浆细胞，与对应的抗原特异性结合而产生免疫球蛋白，这样的免疫球蛋白称为抗体。 3、Ig与Ab的差异和联系： Ig是化学结构上的概念，Ab是生物学功能上的概念，所有的Ab都属于Ig，并不是所有的Ig都具有Ab的活性。 免疫球蛋白的基本结构，1，Ig的组成： 4条肽链通过链间S-S二硫键连接，其中2条分子量大的链重量

2、链(Heavychain，h链)，2条分子量小的链重量链(Lightchain，l链)。 2、h链：根据氨基酸(aa )的组成和序列的不同(抗原性)将h链分为5种，链； 与IgA、IgD、IgE、IgG、IgM这5种Ig分别对应。 第一节根据免疫球蛋白的结构和功能，ImmunoglobulinStructure，3，l链： aa的组成和序列的不同将l链分为2型，2:1(人)。 在天然Ig单体中，两根重链为同种，两根轻链为同型。 4、Ig分区： (1)可变区：在Ig附近n末端l链的1/2和h链的1/4 (、)或1/5 (，)的范围内，由于aa组成和序列的变化大，所以称为可变区(Variabler

3、egion，v区)。 (2)稳态区域：在Ig附近c端的l链的1/2和h链的3/4 (、)或4/5 (，)的范围内，aa组成和序列变化比较稳定，因此称为稳态区域(Constantregion，c区)。 ImmunoglobulinStructure，5，Ig的结构区域也称为功能区域(domain ):VH，VL :超变化区域(hvr 1，2，3 )、互补决定区域(CDR1，CDR2，CDR3)、Ig独特型决定集群(CDR3) ， (2)CH1、CL :各种、亚类、型、亚型Ig基因标记所在的部位；(3)IgG的CH2 :补体C1q的结合部位IgG通过CH2通过胎盘，发挥被动免疫作用；(4)CH3:

4、IgG的CH3和中性粒、巨噬细胞表面表达的FcR 与完成免疫调节作用的NK细胞表面表达的FcR结合，完成ADCC作用(5)IgE的CH4:IgE的CH4与肥大和嗜碱性细胞表面表达的FcR结合，完成I型超敏感反应(6)铰链区域： ty，ImmunoglobulinStructure， 分裂绑定(fab )绑定valence=1规范定界符byvhandvl fc (可伸缩性扩展)功能，6 f (ab )2agbindingvalence=2pfcnoeffectorfunctions，6，Ig的水解片段(胃蛋白酶)，7，Ig的其他成分，(1)J链： (joiningchainchain )由浆细胞

5、合成，功能为单体Ig 例如两个IgA单体形成二聚体； 5个IgM单体形成五聚体。 (2)分泌片： (secretorypiece，SP )由粘膜上皮细胞合成和分泌，功能保护分泌型IgA和IgM铰链部分不受蛋白酶分解的影响。 5种Ig的特征、Ig的生物学活性、1、特异性结合抗原2、活性补体3、细胞Fc受体结合发挥生物效果(1)免疫调节作用(2)ADCC(3型超敏感反应(4)人IgG的Fc片段和SPA结合4、选择性传递，Ab的生物学活性， 第二节免疫球蛋白编码基因和抗体的多样性，概述人b淋巴细胞中有三个编码Ig的基因库，即重链h基因库和轻链、基因库.一、胚系b细胞中Ig轻链基因的结构是v基因、j基

6、因编码可变区域c基因(一)链基因结构有90个1，V:V基因片段，串联排列成簇状(V1Vn，n=90 )，其中含有30个伪基因v编码的v区110aa的196aa、2、l序列： v前面有l序列，编码产物是头肽，位于对轻链蛋白质的合成很重要的3，j:v的下游，串联排列，包含5个基因段，v区110 ，(二)链基因结构，1，V:V基因片段有60个，串联排列成簇状(V1Vn，n=60 )，其中含有30个伪基因的2，l序列： v之前有l序列(Leader )，编码产物为开头笔J2C2J7C7:C1C7表示各个子链的基因段，其中包含4个功能基因段和3个伪基因。二、胚系b细胞中Ig重链基因的结构是v基因、d基因

7、、j基因编码可变区域c基因编码是一定区域的V-D-J-C。(一)重链v区基因，1，VH:VH基因片段有95个，串联排列成簇状(VH1VHn，n=95 )，其中含有45个假基因。 在各个VH之前有l系列(Leader )，在合成重链时起到将重链固定在粗面内质网膜上的作用。 LnVHn编码疏水前导符、CDR1和CDR2.2、DH、JH:DH有23个段，簇状串联排列的JH有9个段，其中有6个功能基因和3个伪基因。 DHJH代码CDR3，JH代码可变区域的框架部分。 (二)重链c区基因、1，CH:CH基因节在染色体上的序列顺序与编码的Ig在体内成熟的顺序相似，分别为cccc1c2c4cc2。 除了c，

8、其他CH基因段有开关区(SwitCHregion，s区)，有控制Ig类型转换的作用.2，控制膜结合或分泌型Ig的基因：每个ch基因段都有s和m两个基因排列，三，b细胞分化过程中的基因重排，1，基因重排的定义：在b细胞分化和发育过程中，一些基因片段相互靠近，重新排序，形成功能性免疫球蛋白基因单元，这一过程被称为基因重排。 功能性免疫球蛋白基因单位经转录后加工，表达为免疫球蛋白。2、可变区的基因重排： (1)重链可变区的基因重排：选择DH和JH节链(DHJH )，选择VH和DHJH链，VHDHJH重排成功，得到功能表达后，其产物将抑制另一种染色体上的等位基因重排的现象作为等位基因其产物同时启动轻链

9、可变区基因重排.(2)轻链可变区基因重排：链基因优于链基因重排。 选择v与j段连接VJ，其产物在排除等位基因的同时，连锁基因的重排也被抑制，被称为同型排除。 当两个染色体上的连锁基因重新排序失败时，开始连锁基因的重新排序。 两个染色体上的VH基因都是无产物转位，或者基因和基因都是无产物转位，是凋亡(Apoptosis )。 (3)可变区的基因重排1223规则和重组酶的作用：可变区的基因重排受基因片段方面的重组信号序列(RSS )控制，根据1223规则与DNA损伤修复系统有关。(4)再链类型变换：各CH(C除外)前面包含s区(短串联重复序列)，s区与再链类型变换有关。 在b细胞分化过程中，V-D

10、-J的重排与c的联系不依赖于抗原刺激，重排后的V-D-J与c连接，被转录加工，此时，在b细胞表面表达MIG和/或MIG。 成熟的b细胞是抗原刺激，b细胞在分泌IgM和IgD的同时，V-D-J从与c基因的连接转变为与c、c和c的连接，完成了模型转换。2、Ig的多样性： (1)组合结合：重链的V-D-J键(v基因95个、d基因23个、j基因9个)轻链的V-J-C(90个基因、j基因5个、c基因1个； 60个v基因、7个j基因、c基因； (2)接合多样性： D-J、V-D-J、V-J连接时产生的1个密码子偏移； 2帧(ORF )移位3N-序列插入(3)体细胞突变：体细胞突变也产生Ig的多样性。、3、

11、重排过程、第三节基因工程抗体(GeneticEngineeringAntibody )、概说，单克隆抗体(McAb )在临床疾病的诊断和治疗中发挥了很大作用，但以下几点限制了抗体的诱导治疗： (1)小鼠源性McAb在人体内免疫、一、嵌合抗体(ChimericAntibody )，原理：保留小鼠Ig可变区的部分，取代一定区的人Ig。 方法： PCR克隆小鼠可变区基因和人稳态基因，连接两基因，插入原核或真核表达载体中，转染大肠杆菌或真核细胞后，就可以表达嵌合抗体分子。 优点：亲和力保持良好。 缺点：容易诱导免疫应答，包括小鼠Ig可变区的异源性。原理：只保留鼠标的Ig可变区域CDR部分，Ig的其他区域全部用Ig替换。 方法CDR序列的获得通常采用PCR技术。 优点：大大降低了小鼠抗体的免疫原性。 缺点：亲和力差。 二、CDR移植抗体(CDRGraftingAntibody )又称为重构抗体或变形抗体(ReshapedAntibody )，原理：用不同的连接物将小鼠IgFv中的VH和VL两多肽链连接到一个多肽链上，形成单链抗体(ScFv 将相同或不同特异性的ScFv结合成一个分子，可以得到二价的ScFv。 方法： DNA重组技术共价键或非共价键。 优点：亲和力保持良好，能适应两种不同的抗原表位。 缺点：容易解离，或容易被组织酶分解。 三、单链抗体(ScFv )和二价ScFv，原理