03 免疫球蛋白

1、免疫学多媒体课程,张 国 俊,第三章 免疫球蛋白(immunoglobulin),目的与要求,掌握免疫球蛋白的概念、结构、功能区及功能区的功能、类型、酶解片段 掌握免疫球蛋白的生物学功能 了解多克隆和单克隆抗体及基因工程抗体,概 念,免疫球蛋白（immunoglobulin，ig）即抗体(antibody，ab)，是b细胞接受抗原刺激后增殖分化为浆细胞所产生的糖蛋白，主要存在于血清等体液中，能与相应抗原特异性地结合，是体液免疫的重要效应分子,抗体的发现,behring,1937年 tiselius和kabat 血清电泳方法,血清蛋白,白蛋白 1球蛋白 2球蛋白 球蛋白 球蛋白,与抗体有关的诺贝

2、尔奖获得者,第一节 免疫球蛋白的结构,porter,1、porter 木瓜蛋白酶 1959 (1)fab段2个抗原结合片段 fragment with antigen binding,(2)fc段 1个可结晶片段 fragment crystallized,研究简史,2、nisonoff 胃蛋白酶 1960 (1)f(ab)2 段 1个 结合颗粒性抗原出现凝集反应 (2)fc段 1个 无生物学活性,研究简史,edelman,3、edelman:巯基乙醇尿素变性电泳,4、x线晶体衍射技术进一步证明,研究简史,一、免疫球蛋白的基本结构,四肽链分子，即由两条相同的重链和两条相同的轻链通过链间二硫键连

3、接而成的免疫球蛋白单体，呈“y”形,1.重链（heavy chain，h链） 450-550个氨基酸残基组成，按恒定区氨基酸组成和排列的差别，可分为五类， igm、igg、iga、igd和ige ，相应的重链分别为： 、链,（一）重链和轻链,同一类ig的铰链区氨基酸组成和重链二硫键的数目、位置也不同，据此可将同类ig分为不同的亚类 igg1、igg2、igg3、igg4 iga1、iga2,214个氨基酸残基组成 l链有两种： 与 ，ig据此分为两型 和的比例异常可能反映免疫系统的异常,2.轻链（light chain，l链）,（二）可变区和恒定区,免疫球蛋白分子中靠近n端的约110个氨基酸的

4、序列变化较大，称为可变区（v区） 其余靠近c端的氨基酸序列相对稳定，称为恒定区（c区）,可变区与恒定区,v区,c区,n端,c端,二硫键,1. 可 变 区,vh和vl vh和vl各有3个区域的氨基酸组成和排列顺序高度可变，称为高变区（ hvr）或互补决定区（cdr）,cdr1、cdr2、cdr3共同组成ig的抗原结合部位 在v区中，cdr之外区域的氨基酸组成和排列顺序相对不易变化，称为骨架区（fr）,ch和cl 不同类ig ch的长度不一 同一种属的个体，所产生的同一类ig，其c区氨基酸组成和排列顺序较恒定，即免疫原性相同，但v区不同,2. 恒 定 区,（三）功能区,又称为结构域，ig的链内二硫

5、键将每条肽链折叠成几个球形区域，每个区域由约110个氨基酸残基组成，具有不同的生物学功能,l链功能区：2个，（vl、cl） h链功能区：igg、iga、igd 4个 igm、ige 5个,ig的功能区,功能区的功能,1. vl和vh是抗原结合位点 2. ch1和cl具有ig同种异型遗传标记 3. ch2/ch3为补体结合位点,4. igg的ch2介导通过胎盘 5. ch3、ch4可与多种细胞的相应fc受体结合，介导免疫细胞的生物学活性,位于ch1和ch2之间，含有丰富的脯氨酸。易伸展、弯曲，有利于同时结合两个不同的抗原表位 易被木瓜蛋白酶、胃蛋白酶水解 igm和ige无铰链区,（四）铰 链 区

6、,1 j链（joining chain）：是一富含半胱氨酸的多肽链，能将单体ig分子连接为多聚体。iga，igm,二、ig的其他成分,2分泌片（sp）：是分泌型iga上的一个辅助成分，能保护分泌型iga的铰链区免遭蛋白水解酶降解,（一）木瓜蛋白酶水解片段 在铰链区的近n端将其裂解成2个fab和1个fc片段，fab能够与抗原结合；fc能够与细胞表面的fc受体结合，因它容易形成结晶，故称为可结晶片段（fragment crystallizable）,三、水解片段,（二）胃蛋白酶水解片段 在铰链区的近c端将其裂解成两个片段：一个大片段f（ab）2和一些小碎片pfc。pfc分子量小，丧失免疫原性。 f

7、（ab）2片段功能与fab段相同，具有双价，可同时结合两个抗原表位,第二节 免疫球蛋白的血清型,同种型 同种异型 独特型,同种型（isotype） 存在于同种抗体分子中的抗原表位，为种属型标志，存在于igc区,同种异型（allotype） 同一种属不同个体之间免疫球蛋白具有的免疫原性，为个体型标志，存在于ig c区,独特型（idiotype, id)： 同一种属、同一个体来源的抗体分子，由于其cdr区的氨基酸序列的不同，可显示不同的免疫原性，称为独特型，是每个免疫球蛋白分子所特有的抗原特异性标志,第三节 免疫球蛋白的生物学活性,识别并特异性结合抗原 是抗体基本功能，其中cdr区起决定性作用 i

8、g结合抗原表位的个数称为抗原结合价,一、igv区的功能,1.中和毒素 2.中和病毒 3.阻止细菌黏附,二、igc区的功能,（一）激活补体 抗体与相应抗原结合后，暴露出ch2/ch3结构域上的补体结合位点，激活补体。igg、igm,1.调理作用 抗体通过fc段与fc受体结合从而增强吞噬细胞的吞噬作用，这种现象称为调理作用,（二）结合fc受体,2. 抗体依赖的细胞介导的细胞毒作用（adcc）: 具有杀伤活性的细胞通过其表面表达的f受体识别结合于靶抗原上的抗体fc段，直接杀伤靶抗原,3.介导i型超敏反应 ige与肥大细胞和嗜碱性粒细胞结合，使其致敏，当相同变应原再次进入机体即可刺激致敏靶细胞脱颗粒，

9、释放生物活性介质，引起i型超敏反应,（三） 穿过胎盘和黏膜 igg是唯一可通过胎盘的ig ， 是重要的自然被动免疫，对于新生儿的抗感染有重要意义 siga可通过呼吸道和消化道黏膜，是黏膜局部免疫的主要因素,第四节 各类免疫球蛋白的特性,ig g, 血清中含量最高，占血 ig 总量的 75 主要由脾脏及淋巴结中的浆细胞合成， 出生后3 个月开始, 35 岁达成人水平 半衰期最长，为 2023 天 是再次免疫应答的主要抗体 是唯一可以穿过胎盘的抗体 参与 adcc 及 spa 协同凝集作用 参与某些自身免疫病及超敏反应,ig m, 占ig总量的5-10 在个体发生及免疫应答中产生最早 分子量最大，

10、为五聚体 天然抗体为 ig m 类抗体 调理作用最强，在体内有重要的免疫保护作用 不能通过胎盘，如脐带血igm升高则可能发生胎儿宫内感染 膜表面igm为b细胞表面主要的抗原识别受体,ig a, 主要由黏膜相关淋巴样组织产生，4-6 个月开始合成，4-12 岁达成人水平 ig分为 ig a1 和 ig a2 两个亚类 ig a1主要存在于血清中，占血清 ig 总量的 10%左右，占 ig a 的 85% ig a2 主要存在于外分泌液中（siga），少数存在于血清中 sig a为双体结构，是黏膜局部重要的保护性抗体,ig d, 主要由脾脏及扁桃体中浆细胞产生，占ig的1左右 smig d 是 b

11、 细胞表面主要受体，b 细胞表达smig d 时是 b 细胞成熟的标志 ig d的功能不清,mig的结构,ig e, 由扁桃体、支气管、胃肠道黏膜固有层浆细胞产生 ige在体内含量最少，仅占ig的0.002%左右 ige为亲细胞抗体，主要参与机体的i型超敏反应 ige可能与机体抗寄生虫免疫有关,g 量最高可入胎 a含两条泌在外 m是最大早且快 d的功能不明白 e结肥大诱变态 五类浓度高低排,第五节 人工制备的抗体类型,1.定义 指由不同b细胞克隆产生的针对抗原物质中多种抗原决定簇的多种抗体混合物。如:免疫血清（含多种特异性抗体）。 2.优点 作用全面、来源广泛、制备容易 缺点 特异性不高、易发生交叉反应 3.实际意义 （1）预防、治疗感染性疾病 （2）临床诊断,一、多克隆抗体第一代抗体 （pdyclonal antibody, pab）,二、单克隆抗体第二代抗体（monoclonal antibody, mab）,1.定义 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特异性抗体 2.优点 结构均一、纯度高、特异性强、效价高、交叉反应少、成本低 缺点 仍有鼠源性,3. 单克隆抗体的应用,(1)、诊断试剂,(2)、研究用探针,(3)、制备“生物导弹”,(4)、放射免疫测定法,三、基因工程抗体第三代抗