第二章抗体与免疫球蛋白

1、第二章 抗体与免疫球蛋白,第一节 概述 第二节 抗体分类 第三节 免疫球蛋白的基本结构和功能 第四节 各类免疫球蛋白的理化特性和功能 第五节 单克隆抗体,第二章 抗体与免疫球蛋白,第一节 概述 (讲三个问题) 一、抗体定义： 抗体（antibody,Ab）是在抗原刺激下产生，并能与之特异性结合的免疫球蛋白。 二、体内存在二种形式: 1、体液性Ab：浆细胞产生后分泌于体液中（组织液、淋 巴液、血液、脑脊液等）的Ab。 2、亲细胞性Ab：IgE、IgD及结合于T细胞与B细胞表面的免疫球蛋白（immunoglobulin, Ig）。 三、Ab与Ig有什么区别： 抗体与抗原是从免疫学角度来讲；免疫球蛋

2、白是从化学角度来讲。,第二章 抗体与免疫球蛋白,第二章 抗体与免疫球蛋白,第二节 抗体分类 有三种分类法： 一、依Ag来源分：四类 （一）异种Ab:由异种抗原免疫所产生的抗体，大部分抗体 属于此类。 （二）同种Ab：同一种属的两个个体或两个近交系之间进行同种免疫所产生的抗体，如ABO血型系统中的抗A，抗B同种血清。 （三）自身Ab：对自身抗原所产生的抗体，如抗核抗体等。 （四）异嗜Ab：由异嗜性抗原引起的抗体。异嗜抗原包括不同种属的动物，植物和微生物间存在的共同抗原，又称嗜异性抗原。,第二章 抗体与免疫球蛋白,二、依有无Ag刺激分：二类 （一）天然Ab：又叫正常Ab，如A型血中的抗B Ab （

3、二）免疫Ab：感染、接种、人工免疫的Ab；隐性感 染、食入等Ag产生的Ab。 三、依与Ag反应的性质分：二类 （一）完全Ab：二价或多价Ab，出现各种可见反应。 （二）不完全Ab：单价Ab（也叫封闭Ab），不出现可 见反应。,第二章 抗体与免疫球蛋白,第三节 免疫球蛋白的基本结构和功能 (讲三个问题) 一、Ig分子的基本结构： IgG、IgD、IgE、血清型IgA为单体 分泌型IgA为二聚体 IgM为五聚体（见图 2-3-1） （一）单体结构：二条重链（heavy chain, H链）和二条轻链 （light chain，L链）（见图2-3-2和2-3-3） 1、重链：每条链由420440个氨

4、基酸组成，排列顺序从NH+3 到 COO ；二条重链间由一对以上-S-S-连接；重链最初110个氨 基酸为可变区（V区），其余为稳定区（C区）；重链内有45 个-S-S-形成4个或更多个封闭的环状区；V区一个环，其余环在 C区，分别为CH1、CH2 、CH3，IgM和IgE还有CH4；重链的某些功能区由一个或数个糖基。,第二章 抗体与免疫球蛋白,2、轻链：每条链由213214个氨基酸组成，排列顺 序从NH+3到COO；COO端有一个-S-S-与重链连接；轻链最初109个氨基酸为V区，其余1/2为C区；轻链内有二个-S-S-形成二个封闭的环状区，一个V区和一个C区两个功能区。 铰链区（hinge

5、 regin）:重链CH1与CH2之间为铰链区，它与抗体分子变构有关。 同源区：结构上相似的功能区。如重链的CH1 、CH2 、CH3和轻链的CL，VH和VL。,第二章 抗体与免疫球蛋白,3、Ig的四级结构： （1）由NH+3到COO的氨基酸顺列为一级结构； （2）链内-S-S-形成同源区为二级结构； （3）每一个区内前后折叠的肽链为三级； （4）轻链和重链间、重链和重链间的-S-S-互连为四级结构。 二聚体和五聚体Ig还需要一个J链将单体Ig互相连接。 （二）重链：各类Ig的重链氨基酸的化学组成特性不同，分别 为IgG链、IgM链、IgA链、IgD链、IgE链。 依每类Ig重链恒定区内个别氨

6、基酸的差异及H链间-S-S-位置不同，各类Ig又分为亚类。,第二章 抗体与免疫球蛋白,（三）轻链： 1、依其结构与抗原性的不同分为和两个型，Ag性的不同在于和型轻链的C区结构不同。 2、各类Ig的轻链相同，即每一类Ig的轻链都有和两个型,但就一个单体Ig来说只有一种轻链，或者是链（2H2），或是链（2H2）。 3、不同品种动物间，两型轻链的比例不同。如人的IgG链占30%，兔的占20%。 4、依可变区NH+3端最初20个氨基酸顺列不同，又将两个型的和链分为亚型，型又V1、V2、V3三个亚型；型又V1、V2、V3 、V4、V5、五个亚型。 以上类、亚类、型、亚型是同一物种所有个体内都具有的，称为

7、同种型（isotyptic）,第二章 抗体与免疫球蛋白,二、Ig分子的水解片段及其功能：（见图2-3-4） 木瓜酶水解Ig为三个片段：二个抗原结合片段（fragment antigen binding, Fab），即二个Fab单体，Fab单体有单价抗体活性；一个蛋白可结晶片段(fragment crystallizable, Fc),即一个Fc片段，具有抗原性。 胃蛋白酶水解Ig为二个片段：一个双体F(ab)2 片段，有双价抗体活性；一个Fc片段（简称为pFc），抗原性消失。 胃蛋白酶水解IgG后的F（ab）2片段，保留了结合相应抗原的生物学活性，又避免了Fc段抗原性可能引起的副作用，因而作为

8、生物制品有较大的实际应用价值，例如白喉抗毒素、破伤风抗毒素经胃蛋白酶消化后精制提纯的制品，因去掉Fc段而减缓发生超敏反应。,第二章 抗体与免疫球蛋白,（一）Fab片有两个功能区：可变区和稳定区。（图2-3-3） 1、可变区：分VL和VH。这一功能区是决定Ab特异性的Ag结合部位沿Ag结合腔排列的氨基酸，属于高变区氨基酸，有100亿以上组合，能充分适应Ag决定簇的多样性。在VL和VH上某些位置的氨基酸种类和排列更易变化，称为高变点或超变点。现已证明：VL和VH各有三个超变点。（图2-3-5） 2、稳定区分CL和CH1。,第二章 抗体与免疫球蛋白,（二）Fc片有两个功能区：CH2和CH3。 1、C

9、H2上有糖基（CHO），为补体结合点。 2、CH3具有细胞亲合性，是决定Ig抗原特异性的部位。 （三）铰链区：位于重链的CH1CH2之间。内含较多脯氨酸，易伸展 弯曲，且易被木瓜酶和胃酶水解。Ig在正常情况下，两个Fab片向后弯曲，掩蔽了补体结合点。与Ag结合时，铰链区展开，使补体结合点暴露，才能结合补体。铰链区展开Fc变构，由T变Y型。由于Ab变构，其它生物学活性也相应发生改变，如与巨噬细胞结合能力增强等。IgM无铰链区。 综上所述，机体内的免疫球蛋白多种多样，极其复杂。机体内存在着无数种抗原物质，每种抗原物质又有若干种决定簇，抗原刺激机体后就会产生与各个决定簇相对应的抗体。 一种抗原决定簇

10、不只刺激机体产生一种抗体，而是产生几类抗体，这几类抗体的差异不在抗原结合部位，而在其恒定区。各类各型之下又分亚类、亚型等，所以天然抗体是极为复杂的综合抗体。,第二章 抗体与免疫球蛋白,第五节 单克隆抗体 一、定义及其特性： 把产生特定抗体的B细胞与能无限制生长的骨髓瘤细胞融合，形成B细胞杂交瘤。由克隆化的B细胞杂交瘤所产生的抗体即单克隆抗体（monoclonal antibody, McAb）。 特性：单克隆抗体结构纯度高、专一性强、无血清交叉反应，效价高等，且能持续地在动物体外或体内产生同质性抗体。,第二章 抗体与免疫球蛋白,二、基本原理：（见图2-5-1） 基本原理：小白鼠骨髓瘤细胞在体内

11、、体外可无限增殖，但不能分泌抗体；经抗原免疫的小鼠脾细胞（含大量B细胞）能产生抗体，但在体外不能无限增殖；用免疫脾细胞与小鼠骨髓瘤细胞融合后，在HAT选择培养基含有次黄嘌呤（H）、氨基喋呤（A）和胸腺嘧啶核苷（T）中，未融合的脾细胞因不能在体外存活而死亡，未融合的骨髓瘤细胞合成DNA的主要途径被氨基喋呤阻断，又因缺乏次黄嘌呤鸟嘌呤磷酸核糖转化酶（HGPRT）,不能利用次黄嘌呤完成DNA的合成过程而死亡。而融合细胞由于从脾细胞获得HGPRT，故能在HAT培养基中存活和增殖。融合后的杂交细胞系称为杂交瘤（hybridoma）。这种杂交瘤细胞既具有骨髓瘤细胞能大量无限增殖的特性，又具有免疫B细胞合成和分泌抗体的能力；每个杂交瘤是用一个B细胞