4第四章 免疫球蛋白
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第四章 免疫球蛋白
第四章免疫球蛋白第一节基本概念1、抗体：B淋巴细胞在有效的抗原刺激下分化为浆细胞，产生具有与相应抗原发生特异性结合功能的免疫球蛋白，这类免疫球蛋白称为抗体。
1937年，Tiselius用电泳方法将血清蛋白分为白蛋白、α1、α2、β及γ球蛋白等组分，其后又证明抗体的活性部分是在γ球蛋白部分。
因此，相当长一段时间内，抗体又被称为γ球蛋白（丙种球蛋白）。
实际上，抗体的活性除γ球蛋白外，还存在于α和β球蛋白处。
20世纪40年代初期，Tiselius和Kabat用肺炎球菌多糖免疫家兔，证实了抗体活性与血清丙种球蛋白组分相关。
肺炎球菌多糖免疫家兔后可获得高效价免疫血清。
然后加入相应抗原吸收以除去抗体，将除去抗体的血清进行电泳图谱分析，发现丙种球蛋白（γ-G）组分明显减少，从而证明了抗体活性是存在于丙种球蛋白内。
2、免疫球蛋白：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)。
区别：抗体都是免疫球蛋白，而免疫球蛋白并不都是抗体。
如骨髓瘤蛋白，巨球蛋白血症、冷球蛋白血症等患者血清中存在的异常免疫球蛋白结构与抗体相似，但无抗体活性。
免疫球蛋白可分为分泌型（secreted Ig,SIg）和膜型（membrane Ig, mIg）。
前者主要存在于血清及其他体液或外分泌液中，具有抗体的各种功能；后者是B细胞表面的抗原识别受体。
第二节免疫球蛋白结构一、免疫球蛋白的基本结构（一）重链和轻链免疫球蛋白分子是由两条相同的重链（heavy chain，H链）和两条相同的轻链（light chain，L链）通过链间二硫键连接而成的四肽链结构。
X 射线晶体结构分析发现，IgG分子由3个相同大小的节段组成。
1. 重链分子量约为50～75kD，由450～550个氨基酸残基组成。
免疫球蛋白重链恒定区由于氨基酸的组成和排列顺序不同，故其抗原性也不同。
据此，可将免疫球蛋白分为五类，即IgM、IgD、IgG、IgA和IgE，其相应的重链分别为μ链、δ链、γ链、α链和ε链。
第四章免疫球蛋白
第四章免疫球蛋白抗体（antibody，Ab）是介导体液免疫的重要效应分子，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，通过与相应抗原特异性地结合，发挥体液免疫功能。
早在十九世纪后期，von Behring和Kitasato就发现白喉或破伤风毒素免疫动物后可产生具有中和毒素作用的物质，称之为抗毒素（antitoxin），随后引入抗体一词来泛指抗毒素类物质。
1937年Tiselius和Kabat用电泳方法将血清蛋白分为白蛋白以及α1、α2、β和γ球蛋白等组分，并发现抗体活性主要存在于γ区，故相当长一段时间内，抗体又被称为γ球蛋白（丙种球蛋白）（图4-1）。
1968年和1972年世界卫生组织和国际免疫学会联合会的专门委员会先后决定，将具有抗体活性或化学结构与抗体相似的球蛋白统一命名为免疫球蛋白（immunoglobulin，Ig）。
免疫球蛋白可分为分泌型（secreted Ig，sIg）和膜型（membrane Ig, mIg）。
前者主要存在于血液及组织液中，具有抗体的各种功能；后者构成B细胞膜上的抗原受体。
第一节免疫球蛋白的结构一、免疫球蛋白的基本结构X射线晶体衍射结构分析发现，免疫球蛋白由四肽链分子组成，各肽链间有数量不等的链间二硫键。
在结构上Ig可分为三个大小大致相同的片段，其中两个大小完全一致的片段位于分子的上方，通过一易弯曲的区域与主干连接，形成一“Y”字型结构（图4－2），组成Ig单体，是免疫球蛋白分子的基本单位。
（一）重链和轻链任何一类天然免疫球蛋白分子均含有四条多肽链，其中，分子量较大的称为重链(heavy chain，H)，而分子量较小的为轻链(light chain，L)。
同一天然Ig分子中的两条H链和两条L链的氨基酸组成完全相同。
1．重链分子量约为50~75kD，由450~550个氨基酸残基组成。
各类免疫球蛋白重链恒定区的氨基酸组成和排列顺序不尽相同，因而其抗原性也不同。
第四章免疫球蛋白免疫学
具有调理作用、ADCC作用等；
具 有 活 化 补 体 经 典 途 径 的 能 力 （IgG3>IgG1>IgG2）；
14
互补决定区
（complementarity-determining region, CDR）
高变区乃抗体与抗原（表位） 特异性结合的位置，此为CDR。
高变区=互补决定区
15
骨架区 （framework region, FR） V区中非HVR部位的氨基酸组成和 排列相对保守，此为FR。VH和VL 各有4个FR。
CL和CH1：某些同种异型（allotype）遗传标记；
IgG的CH2、IgM的CH3：
补体C1q结合点
激活补体经典途径；
IgG的CH3： 结合单核/巨噬细胞表面FcR
不同生物学效应
23
功能区或结构域
结合抗原
遗传标记
结合补体 结合细胞
24
25
结构域的二级结 构是“β 三明治”
Flash 3
2）轻链（light chain, L链） 约214个氨基酸 轻链有两型：κ 及λ
但每一Ig分子的两条轻链 总是同型的。
10
2.可变区和恒定区
掌握
11
恒定区
掌握
（constant region,C区)
位于免疫球蛋白分子的C端，占轻链 1/2和重链3/4（IgA、IgD）或4/5 （IgM、IgE）。在同一种属中，同 一类重链和同一类轻链C区氨基酸的 组成或排列比较恒定。介导免疫球 蛋白多种生物学功能。
16
恒定区
骨架区
高变区 可变区
17
高变区形状特异性
18
19
3.铰 链 区
位 于 CH1 和 CH2 之 间 ， 含 丰 富 的 脯氨酸，易伸展弯曲，有利于 免疫球蛋白V区与抗原互补性结 合；有利于暴露补体结合位点；
具 有 活 化 补 体 经 典 途 径 的 能 力 （IgG3>IgG1>IgG2）；
14
互补决定区
（complementarity-determining region, CDR）
高变区乃抗体与抗原（表位） 特异性结合的位置，此为CDR。
高变区=互补决定区
15
骨架区 （framework region, FR） V区中非HVR部位的氨基酸组成和 排列相对保守，此为FR。VH和VL 各有4个FR。
CL和CH1：某些同种异型（allotype）遗传标记；
IgG的CH2、IgM的CH3：
补体C1q结合点
激活补体经典途径；
IgG的CH3： 结合单核/巨噬细胞表面FcR
不同生物学效应
23
功能区或结构域
结合抗原
遗传标记
结合补体 结合细胞
24
25
结构域的二级结 构是“β 三明治”
Flash 3
2）轻链（light chain, L链） 约214个氨基酸 轻链有两型：κ 及λ
但每一Ig分子的两条轻链 总是同型的。
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2.可变区和恒定区
掌握
11
恒定区
掌握
（constant region,C区)
位于免疫球蛋白分子的C端，占轻链 1/2和重链3/4（IgA、IgD）或4/5 （IgM、IgE）。在同一种属中，同 一类重链和同一类轻链C区氨基酸的 组成或排列比较恒定。介导免疫球 蛋白多种生物学功能。
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恒定区
骨架区
高变区 可变区
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高变区形状特异性
18
19
3.铰 链 区
位 于 CH1 和 CH2 之 间 ， 含 丰 富 的 脯氨酸，易伸展弯曲，有利于 免疫球蛋白V区与抗原互补性结 合；有利于暴露补体结合位点；
第四章 免疫球蛋白
Ab=Ig,Ig≠Ab；Ab是功能描述，Ig是化学结构描述；
第二节 免疫球蛋白的结构
一 、Ig的基本结构
（一）、重链和轻链 Ig的两条长链称为重链（Heavy chain, H链）,
含 450-550aa，分子量为50-75kD。
重链可分为μ、γ、α、δ、ε链
IgM IgG IgA IgD IgE
2.功能区的作用
VL+VH区： 抗原结合部位（2个）
V区
CL和CH 区：具有同种 异型抗体的遗传标记。 （2个）
铰链区：赋予弹性 和伸展性. CH2区：IgG的补体结 合点和通过胎盘的部位
C区
CH3区：是Ig与多种
细胞Fc受体结合的部 位.
二、Ig的其他结构
（一）连接链（J链）：富含半胱氨酸得多肽链
由浆细胞合成的一种糖蛋白。
IgA和IgM含有J链
可稳定Ig多聚体的成份
（二）分泌片 是分泌型IgA(sIgA）的一个辅助成分，
为一种糖肽，由粘膜上皮细胞合成和分泌。
介导IgA二聚体的转运
保护sIgA的铰链区免受蛋白酶的水解破坏
sIgA
分泌片
J链
三 Ig的酶解片断
1.木瓜蛋白酶
2个Fab 段：结合抗原 1个Fc段：结合细胞 2.胃蛋白酶 F(ab’)段:双价抗体活性 pFc’段：无生物学活性
第四节Ig的基因及抗体的多样性
一、Ig的基因结构 1.Ig轻链基因结构 （1）Ig κ 型轻链基因：Vκ
小鼠：350
、Jκ 、Cκ
5 1
人：100
5
1
（2）Igλ 型轻链基因：Vλ
小鼠：2
、Jλ
4
、Cλ
4
人：2
免疫学 第四章 免疫球蛋白
H链抗原性:
μ、 γ、 α、 δ、 ε Ig类别 : IgM IgG IgA IgD IgE
一个天然Ig的两条H链的类， 和两条L链的型是完全相同的 免疫球蛋白的基本结构
17
18
（二）可变区与恒定区
1、可变区（variable region，V区） 氨基酸组成和排列顺序多变
赋予Ab特异性，与表位结合的部位
可变区
超变区（hypervariable region， HVR）
骨架区（framework region，FR）
19
超变区 位置：
VH 29~31、49~58、95~102
VL 28~35、49~56、91~98
分子结构：
Ag接触面（Ig的裂隙） 在结构上与抗原决定簇互补 ——互补决定区（complementarity-determining region，
45
1、 激活补体
激活经典途径：IgG1~3、IgM 激活旁路途径：凝聚的Ig如聚合的IgA
46
补体活化作用
47
48
输血反应
血液
49
2、结合细胞表面的Fc受体（FcR）
Fc段/FcR
Ag-Ab
组织细胞
生物学效应
不同 不同 不同 （IgE游离状态下可与FcR结合：亲细胞抗体）
（1）调理作用 （2）抗体依赖的细胞介导的细胞毒作用 （3）介导Ⅰ型超敏反应
30
三、铰链区（hinge region） 位于CH1和CH2之间，即H链链间-SS-连接处附近。 IgM、 IgE无铰链区； 特点： ◎含脯胺酸残基多——富弹性，易伸展； 功能： ◎改变Ig构型 弹性和调节作用 使HVR能与不同距离2个表位结合 介导生物学功能 暴露补体结合位点，显示结合补 体活性 ◎对蛋白酶敏感 被酶处理的Ig，多在此区被切断
免疫学第四章 免疫球蛋白
五聚体IgM
（1）分子量最大(900 kd)，又称巨球蛋白；存于血流内，抗败血
症
J Chain
（2）合成最早，半衰期短（5天--- 血清中特异性IgM
水平增高提示有近期感染），用于早期诊断和产前诊断
（3）具有强大的调理作用，激活补体及杀菌作用
（4）占血清Ig含量的5～10%
（5）天然血型抗体主要为IgM
1.与Ag特异性结合 2.激活补体
1
3.与Fc受体结合：Ig通过Fc端与多种细胞上的Fc受体 结合，激发效应功能。
（1）调理吞噬作用：Ig可结合到吞噬细胞的Fc受体， 促进M的吞噬颗粒性抗原。
（的FcR结合后，使细胞脱颗粒，释放生物活性物 质，激发I型过敏反应。
中和作用 溶解细胞
特异性结合抗原
激活 补体 通过胎盘和粘膜
结合 FcR
ADCC作用 调理作用
联合调理作用
通过胎盘
二、 各类免疫球蛋白的特性和功能
（一）IgG（单体）150KD 产生部位：淋巴结 脾
1、分4个亚类：IgG1、IgG2、IgG3、IgG4 2、血清中含量最高（75％），分子量最小，在抗体介导的防卫
（3）半衰期: 3天
Tail Piece
（4）防止免疫耐受的发生
人各类Ig的理化和免疫学性质比较
特性 重链 主要存在形式
IgG
γ 单体
分子量(kD)
150
抗原结合价 血清含量(mg/ml) 占血清Ig总量(％) 血管内分布(％) 外分泌液中 半衰期(日) 开始合成时间 血清含量达到正常成人水平的 年龄 通过胎盘 经典途径活化补体 替代途径活化补体 结合吞噬细胞 结合嗜碱性粒细胞和肥大细胞
鼠的IgG1(品系A）
4.免疫球蛋白
（三）独特型（idiotype） 同一个体不同B细胞克隆所产生的Ab分子V区所特 有的抗原特异性标志。
1．Ig分成κ和λ两个型，其依据是 A．VL B．CL C．VH D．CH E．绞链区 2．SIgA的J链的合成细胞是 A．黏膜下浆细胞 B．淋巴结中的浆细胞 C．B细胞 D．巨噬细胞 E．黏膜上皮细胞 3．产生抗体的细胞是 A．T细胞 B．M细胞 C．NK细胞 D．浆细胞 E．肥大细胞 4．独特型抗原决定簇的氨基酸差异主要在 A．恒定区 B．绞链区 C．可变区 D．超变区 E．补体结合区
4．参与I型超敏反应的最重要的Ig是 A．IgG B．IgM C．SIgA D．IgE E．IgD 5．儿童患肠道寄生虫病时血液和肠粘液中哪种Ig可增高？ A．IgG B．IgA C．IgM D．IgD E．IgE 6．关于IgG，下列哪一项是错误的？ A．是血清中的主要Ig B．含糖量少于其它Ig C．大多数抗菌性抗体属于IgG D．半衰期为3天 E．可通过胎盘 7．IgG与葡萄球菌A蛋白结合的部位是： A．Fc段 B．Fab段 C．绞链区 D．VH区 E．CL区
第一节 Ab的结构
一、基本结构：
N
NN
L
S-S -S-S- S-S
L
H
H C
C
(一)重链（heavy chain，H） 轻链（light chain，L）
重链5种——5类Ig
—IgM —IgG（ IgG 1、
IgG 2、 IgG 3、 IgG 4）
—IgA（ IgA1、
IgA2 ）
—IgD —IgE
三、IgA
两种类型： 血清型 --- 单体，以IgA表示，存在于血清中，占 血清Ig总量的10～15%，具有中和及调理等作用；
医学细胞生物学第4章免疫球蛋白
1
免疫疗法
免疫球蛋白在治疗自身免疫疾病和肿瘤方面的应用正在逐渐发展和成熟。
2
疫苗研究
免疫球蛋白研究为疫苗开发提供了重要的理论基础，有助于提高疫苗的效力和安 全性。
3
疾病诊断
免疫球蛋白的检测可以用于许多疾病的诊断和监测，为临床医学提供了重要的工 具。
3
分泌途径
成熟的免疫球蛋白可以通过分泌途径被输送到体液中或被固定在细胞膜上。
免疫球蛋白的功能机制
1 中和病原体
免疫球蛋白可以结合病原体，并通过激活免疫细胞或直反应的强度和方向，确保免疫系统的平衡和正常运作。
3 识别自身和非自身
免疫球蛋白可以识别自身分子和非自身分子，帮助免疫系统辨别与抗原相关的问题。
Y型结构
免疫球蛋白具有Y型的结构，其中的抗原结合部 位能与特定的抗原结合，触发免疫反应。
抗体多样性
由于基因的重组和变异，免疫球蛋白具有非常 大的多样性，能够识别各种不同的抗原。
免疫球蛋白的合成和分泌
1
基因重组
免疫球蛋白的合成始于基因重组，通过基因的重排组合产生不同的免疫球蛋白。
2
成熟过程
免疫球蛋白在淋巴细胞中的合成和分泌过程经历了多个复杂的步骤，包括剪接和 翻译。
免疫球蛋白与免疫系统的关系
免疫系统组成部分 淋巴细胞 抗原提呈细胞 免疫调节细胞
免疫球蛋白的作用
免疫球蛋白可以与淋巴细胞相互作用，激活和调 节免疫反应。
免疫球蛋白可以识别和结合抗原提呈细胞上的抗 原，触发免疫反应。
免疫球蛋白可以与免疫调节细胞相互作用，控制 免疫系统的平衡和正常功能。
免疫球蛋白的临床应用和前景
医学细胞生物学第4章免 疫球蛋白
免疫球蛋白是免疫系统中非常重要的蛋白质，具有多种定义和功能。它们可 以识别和中和病原体，保护我们免受感染。
d第四章免疫球蛋白
第四章 免疫球蛋白
免疫学教研室 武延雋 2012（3-5）
概述
1、免疫球蛋白（Immunoglobulin，Ig）
是指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。可分为分泌型和膜型，前者存 在血清中，后者构成B细胞膜上的抗原识别受体。
2、抗体（antibody,Ab)
是B细胞识别抗原后增殖分化为桨细胞，由桨细胞产 生的一种糖蛋白，主要存在于血清等体液中，能与 相应抗原特异性地结合，具有免疫功能。抗体是免 疫球蛋白，但免疫球蛋白不一定都是抗体。
二硫键联接两条重链与两条轻链成一个单体Ig分子。 每条重链和轻链又分为氨基端（N）和羧基端（C） 。
Heavy
Fab VH CH1
VL
CL
CH2
Fc
CH3
Chains (five types: Light Chains (two types: and Fab fragment Fc fragment Constant regions variable regions Disulfide linkages
四、 IgE
1 2 3 4 种系进化中最晚出现的Ig，也是血清中含 量最低的Ig 单体形式存在，结构式为：22或22 结合肥大细胞和嗜碱性性粒细胞，参与I 型超敏反应的发生 结合嗜酸性粒细胞，有效杀伤寄生虫
Immunoglobulin E (IgE)
2、轻链（light chain L） （每条分子量约25KD ，由214-220个氨基酸组成） 轻链可分为两种链：κ（kappa）链、λ（lambda） 链，据此将Ig分为κ型和λ型。 一个天然Ig分子上的两条轻链总是相同的，同一个 体内不同Ig分子上的轻链是可以不同的。 κ ：λ=2：1；根据λ链恒定区个别氨基酸的差异，又 分为λ1、λ2、λ3和λ4四个亚型。
免疫学教研室 武延雋 2012（3-5）
概述
1、免疫球蛋白（Immunoglobulin，Ig）
是指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。可分为分泌型和膜型，前者存 在血清中，后者构成B细胞膜上的抗原识别受体。
2、抗体（antibody,Ab)
是B细胞识别抗原后增殖分化为桨细胞，由桨细胞产 生的一种糖蛋白，主要存在于血清等体液中，能与 相应抗原特异性地结合，具有免疫功能。抗体是免 疫球蛋白，但免疫球蛋白不一定都是抗体。
二硫键联接两条重链与两条轻链成一个单体Ig分子。 每条重链和轻链又分为氨基端（N）和羧基端（C） 。
Heavy
Fab VH CH1
VL
CL
CH2
Fc
CH3
Chains (five types: Light Chains (two types: and Fab fragment Fc fragment Constant regions variable regions Disulfide linkages
四、 IgE
1 2 3 4 种系进化中最晚出现的Ig，也是血清中含 量最低的Ig 单体形式存在，结构式为：22或22 结合肥大细胞和嗜碱性性粒细胞，参与I 型超敏反应的发生 结合嗜酸性粒细胞，有效杀伤寄生虫
Immunoglobulin E (IgE)
2、轻链（light chain L） （每条分子量约25KD ，由214-220个氨基酸组成） 轻链可分为两种链：κ（kappa）链、λ（lambda） 链，据此将Ig分为κ型和λ型。 一个天然Ig分子上的两条轻链总是相同的，同一个 体内不同Ig分子上的轻链是可以不同的。 κ ：λ=2：1；根据λ链恒定区个别氨基酸的差异，又 分为λ1、λ2、λ3和λ4四个亚型。
第四章免疫球蛋白
第四章 免疫球蛋白
(Immunoglobulin,Ig)
内
容
一、抗体与免疫球蛋白 二、免疫球蛋白的分子结构 三、各类免疫球蛋白的特点与功能 四、抗体的生物学活性 五、免疫球蛋白的血清型
抗体——生物体最奇妙的分子
●无限的多样性（diversity)
●功能与结构的双重性
可变区——抗原特异性结合
(三)IgA
分为血清型和分泌型两种。 血清型IgA主要由肠系膜淋巴组织中的浆细胞产生，为 单体。有抗菌、抗病毒、抗毒素的作用。 分泌型IgA（sIgA）是由呼吸道、消化道、泌尿生殖道 等处的固有层中浆细胞产生，为双体、三体或多体。
四肽链对称结构 ，链间二硫键连接 两条相同的重链（heavy chain,H）和两条相同的轻 链（light chain,L） 氨基端和羧基端。
1.重链与轻链
1.重链（heavy chain，H链）
400～500个氨基酸残基，分子量约50～70kD。 根据Ig重链抗原性的差异，Ig可分为五类 即 IgG、IgM、IgA、IgD、IgE， 相应H链为γ、 μ、 α、 δ及 ε链。
Arne Wilhelm Kaurin Tiselius 1948 The Nobel Prize in Chemistry
Elvin A. Kabat 1914–2000
与抗体有关的诺贝尔奖获得者
1901 1908 von Bering Ehrlich & Metchnikoff 血清治疗 抗体生成、吞噬
2、结合Fc受体
Ig的Fc段经与不同细胞表面的Fc受体(FcR)结合，可 表现出不同功能 （1） 调理作用（opsonization） 是指抗体、补体等调 理素（opsonin）促进吞噬细胞吞噬细菌等颗粒性抗原的作用。 抗体的调理作用是指IgG或IgA抗体的Fc段与中性粒细胞、 巨噬细胞、嗜酸性粒细胞等的相应 Fc受体结合，从而增 强吞噬细胞的吞噬作用
(Immunoglobulin,Ig)
内
容
一、抗体与免疫球蛋白 二、免疫球蛋白的分子结构 三、各类免疫球蛋白的特点与功能 四、抗体的生物学活性 五、免疫球蛋白的血清型
抗体——生物体最奇妙的分子
●无限的多样性（diversity)
●功能与结构的双重性
可变区——抗原特异性结合
(三)IgA
分为血清型和分泌型两种。 血清型IgA主要由肠系膜淋巴组织中的浆细胞产生，为 单体。有抗菌、抗病毒、抗毒素的作用。 分泌型IgA（sIgA）是由呼吸道、消化道、泌尿生殖道 等处的固有层中浆细胞产生，为双体、三体或多体。
四肽链对称结构 ，链间二硫键连接 两条相同的重链（heavy chain,H）和两条相同的轻 链（light chain,L） 氨基端和羧基端。
1.重链与轻链
1.重链（heavy chain，H链）
400～500个氨基酸残基，分子量约50～70kD。 根据Ig重链抗原性的差异，Ig可分为五类 即 IgG、IgM、IgA、IgD、IgE， 相应H链为γ、 μ、 α、 δ及 ε链。
Arne Wilhelm Kaurin Tiselius 1948 The Nobel Prize in Chemistry
Elvin A. Kabat 1914–2000
与抗体有关的诺贝尔奖获得者
1901 1908 von Bering Ehrlich & Metchnikoff 血清治疗 抗体生成、吞噬
2、结合Fc受体
Ig的Fc段经与不同细胞表面的Fc受体(FcR)结合，可 表现出不同功能 （1） 调理作用（opsonization） 是指抗体、补体等调 理素（opsonin）促进吞噬细胞吞噬细菌等颗粒性抗原的作用。 抗体的调理作用是指IgG或IgA抗体的Fc段与中性粒细胞、 巨噬细胞、嗜酸性粒细胞等的相应 Fc受体结合，从而增 强吞噬细胞的吞噬作用
医学免疫学第四章
出生后4-6月开始合成IgA。 存在：粘膜或浆膜表面；各种外分泌液中。 作用：粘膜局部免疫的重要抗体
—机体抗感染的“边防军”
四、IgD
1、血清中含量低（约0.03mg/ml），占血清Ig总量 0.2 %。 2、见于个体发育的任何时段 3、对酶敏感（铰链区较长），不稳定，半寿期短（3天） 4、功能不清——与超敏反应、自身抗体有关。 5、B细胞抗原识别受体（BCR组分）
可作为B细胞分化成熟标志 成熟B细胞（初始B细胞 naive B cell）
活化B细胞（或记忆B细胞） ——mIgD逐渐消失。
五、IgE
1、血中含量极微（5×10-5mg/ml）， 单体，粘膜固有层浆细胞产生。
2、亲细胞抗体。 3、介导Ⅰ型超敏反应。
Fc受体： FcεRI和FcεRⅡ IgE Fc 段(CH2,CH3)与肥大细胞,嗜碱性粒细
同种异型
（三）独特型（idiotype，Id） • 即使是同一种属、同一个体来源的 抗体分子，其免疫原性亦不尽相同， 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，其表位又 称为独特位。抗体分子每一Fab段约 有5~6个独特位，它们存在于V区。独 特型在异种、同种异体甚至同一个体 内均可刺激产生相应抗体，即抗独特 型抗体（AId或Ab2）。
独特型
第三节 Ig的功能
免疫球蛋白的V区和C区的氨基酸组成和顺序的不同，决 定了它们功能上的差异； 许多不同的免疫球蛋白在V区和C区结构变化的规律性， 使得免疫球蛋白的V区和C区在功能上存在共性。 V区和C区的作用，构成了免疫球蛋白的生物学功能
一、V区的功能：
特异地识别并结合抗原（Ig的首要功能 ）： 与抗原结合部位:CDR1、CDR2、CDR3 单体Ig抗原结合价为2价；IgM抗原结合价
—机体抗感染的“边防军”
四、IgD
1、血清中含量低（约0.03mg/ml），占血清Ig总量 0.2 %。 2、见于个体发育的任何时段 3、对酶敏感（铰链区较长），不稳定，半寿期短（3天） 4、功能不清——与超敏反应、自身抗体有关。 5、B细胞抗原识别受体（BCR组分）
可作为B细胞分化成熟标志 成熟B细胞（初始B细胞 naive B cell）
活化B细胞（或记忆B细胞） ——mIgD逐渐消失。
五、IgE
1、血中含量极微（5×10-5mg/ml）， 单体，粘膜固有层浆细胞产生。
2、亲细胞抗体。 3、介导Ⅰ型超敏反应。
Fc受体： FcεRI和FcεRⅡ IgE Fc 段(CH2,CH3)与肥大细胞,嗜碱性粒细
同种异型
（三）独特型（idiotype，Id） • 即使是同一种属、同一个体来源的 抗体分子，其免疫原性亦不尽相同， 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，其表位又 称为独特位。抗体分子每一Fab段约 有5~6个独特位，它们存在于V区。独 特型在异种、同种异体甚至同一个体 内均可刺激产生相应抗体，即抗独特 型抗体（AId或Ab2）。
独特型
第三节 Ig的功能
免疫球蛋白的V区和C区的氨基酸组成和顺序的不同，决 定了它们功能上的差异； 许多不同的免疫球蛋白在V区和C区结构变化的规律性， 使得免疫球蛋白的V区和C区在功能上存在共性。 V区和C区的作用，构成了免疫球蛋白的生物学功能
一、V区的功能：
特异地识别并结合抗原（Ig的首要功能 ）： 与抗原结合部位:CDR1、CDR2、CDR3 单体Ig抗原结合价为2价；IgM抗原结合价
第4章 免疫球蛋白
四、免疫球蛋白IgG的水解片段
Fab
抗原结合片段
Fab
Fc （可结晶 片段）
, F(ab) 2
意义:
⑴ 用于研究免疫球蛋白的结构和功能; ⑵ 避免超敏反应。
, pFc
第二节 免疫球蛋白的血清型
（一）同种型 指同一种属所有个体间的 Ig分子共有的抗原特异性。因种属而不同 （二）同种异型 指同一种属不同个体间 的Ig分子具有特异性不同的抗原决定簇。 因人而不同 （三）独特型 指不同B细胞所产生的Ig 分子V区具有的抗原特异性标志。
N
轻链(L)
二硫键
铰链区
重链(H)
C
IgA(IgA1、IgA2)
IgM
μ
α
IgE
γ
IgD
ε
IgG
(IgG1~IgG4)
δ
2. 可变区和恒定区
N
3.超变区 (HVR)或称 互补决定区 （CDR）
VH
CH 1
V区
VL CL CH2
C区 C
CH3
4. 铰链区
位于CH1-CH2之间，富含脯氨酸 特点：易伸展 —— 有利于结合Ag， 易被木瓜蛋白酶、胃蛋白酶水解。 * IgM、IgE无铰链区（CH2）
第四章
一、抗体与免疫球蛋白 二、免疫球蛋白的结构 三、免疫球蛋白的血清型（了解）
四、免疫球蛋白的生物学特性
五、人工制备抗体
抗体与免疫球蛋白
抗原
浆细胞
B
抗体
抗体 （antibody，Ab）
是B细胞识别抗原后增殖分化为浆细胞所产 生的一种糖蛋白，主要存在于血清等体液中，能 与相应抗原特异性结合，具有免疫功能。
免疫球蛋白 （immunoglobulin,Ig） 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。
第四章 免疫球蛋白
第四章免疫球蛋白第四章免疫球蛋白第一节基本概念1、抗体：b淋巴细胞在有效的抗原刺激下分化为浆细胞，产生具有与相应抗原发生特异性结合功能的免疫球蛋白，这类免疫球蛋白称为抗体。
1937年，Tiselius用电泳法将血清蛋白分为白蛋白α1、α2、β和γ球蛋白等组分，后来证明抗体的活性部分在γ球蛋白部分。
因此，长期以来，抗体也称为丙种球蛋白（gamma globin）。
事实上，抗体的活性除了γ球蛋白外，还存在于α和β球蛋白中。
20世纪40年代早期，Tiselius和Kabat用肺炎球菌多糖免疫兔子，并证实抗体活性与血清丙种球蛋白成分有关。
用肺炎球菌多糖免疫家兔可获得高滴度的免疫血清。
然后加入相应的抗原吸附剂去除抗体，并对血清电泳图谱进行分析，发现丙种球蛋白（γ-g）组分显著降低，证明丙种球蛋白中存在抗体活性。
2、免疫球蛋白：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)。
区别：抗体是免疫球蛋白，免疫球蛋白并不是所有的抗体。
例如，骨髓瘤蛋白、巨球蛋白血症和冷球蛋白血症患者血清中的异常免疫球蛋白结构与抗体相似，但没有抗体活性。
免疫球蛋白可分为分泌型（secretedig,sig）和膜型（membraneig,mig）。
前者主要存在于血清及其他体液或外分泌液中，具有抗体的各种功能；后者是b细胞表面的抗原识别受体。
第二节免疫球蛋白结构一、免疫球蛋白的基本结构（I）重链和轻链免疫球蛋白分子是由两条相同的重链（heavychain，h链）和两条相同的轻链（lightchain，l链）通过链间二硫键连接而成的四肽链结构。
x射线晶体结构分析发现，igg分子由3个相同大小的节段组成。
1.重链其分子量约为50～75kd，由450～550个氨基酸残基组成。
由于氨基酸的组成和排列不同，免疫球蛋白重链恒定区的抗原性也不同。
因此，免疫球蛋白可分为五类：IgM、IgD、IgG、IgA和IgE，它们对应的重链是μ链δ链γ链α链和ε链。
医学免疫学第四章 免疫球蛋白
第二节 免疫球蛋白的异质性
Chapter 2 Heterogeneity of Immunoglobulin
一、免疫球蛋白的类型
IgG
IgG
IgG
IgG
1
2
3
4
第二节 免疫球蛋白的异质性
Chapter 2 Heterogeneity of Immunoglobulin
二、免疫球蛋白的多样性
多样性抗原表位的存在是导致Ig异质性（即具有不同 的抗原特异性）的外源因素，是Ig异质性的物质基础。
一、免疫球蛋白的基本结构
四肽链 二硫键 “Y”
第一节 免疫球蛋白的结构
Chapter 1 Structures of Immunoglobulin
一、免疫球蛋白的基本结构
（一）重链和轻链（Heavy chain and Light chain）
第一节 免疫球蛋白的结构
Chapter 1 Structures of Immunoglobulin
一、免疫球蛋白的基本结构
（三）铰链区（hinge region）
第一节 免疫球蛋白的结构
Chapter 1 Structures of Immunoglobulin
一、免疫球蛋白的基本结构
第一节 免疫球蛋白的结构
Chapter 1 Structures of Immunoglobulin
一、免疫球蛋白的基本结构
第一节 免疫球蛋白的结构
Chapter 1 Structures of Immunoglobulin
一、免疫球蛋白的基本结构
（二）可变区和恒定区（Variable region and Constant region）
第一节 免疫球蛋白的结构
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IgE 浆细胞 肥大细胞
炎症、 痉挛 等
第五节 单克隆抗体与基因工程抗体
多克隆抗体： 多个抗原决定基——机体——多种抗体的混 合物 单克隆抗体（monoclonal antibody, mcAb）： 由一个B细胞克隆产生的、针对某一特定抗原 决定簇的高度特异性抗体 基因工程抗体
浆细胞
（三） IgA
分为血清型和分泌型两种。 血清型IgA主要由肠系膜淋巴组织中的浆细
胞产生，为单体。
分泌型IgA（sIgA）是由呼吸道、消化道、 泌尿生殖道等处的固有层中浆细胞产生。
sIgA主要存在于唾液、泪液、以及呼吸道、
消化道和泌尿生殖道黏膜表面的分泌液中。
分泌型IgA
IgA的特点
参与局部粘膜抗感染作用
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。
第三节 免疫球蛋白的功能
V区的功能: 识别和结合特异性抗原 C区的功能： ☆激活补体:IgM,IgG1-3;IgG4,IgA,IgE ☆结合细胞表面的Fc受体 调理作用（促进吞噬） 抗体依赖的细胞介导的细胞毒作用（antibodydependent cell-mediated cytotoxicity,ADCC） 介导I型超敏反应
初乳中含有高浓度的sIgA----母乳喂养
通过替代途径激活补体
参与Ⅲ型超敏反应
黏膜下层 浆 细 胞
sIgA的合成 和主要作用 部位在黏膜
二聚体 IgA 分泌型 IgA
（四） IgD
mIgD是B细胞的重要表面标志
B细胞的分化过程中首先出现mIgM，mIgD
的出现标志着B细胞成熟
和轻链（2条） 重链（heavy chain, 轻链(light chain,
H）
四肽链结构
L)
存在氨基端（N端）和羧基端（C端）
氨基端（N端）
25kD、 214氨基酸
L
轻链
羧基端（C端）
重链
羧基端（C端）
50kD、440 氨基酸
H
（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IgA α （Ig） 链 IgD δ 羧基端（C端） IgE ε （2）轻链分类：
轻 链
κ型 λ型
L
羧基端（C端）
（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） 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，VL VL
VL VH VL VH
L
VH、VL决定了抗 体的特异性
H
VL
VH
VH CH1
CH2 CH3
IgM
J链是一条多肽链，富含
半胱氨酸，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：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
分泌型IgA
黏膜下层 浆 细 胞
sIgA的合成
二聚体 IgA
CL
VL CL
CH1
CH2
CH3
超变区：结合抗原的部位
抗原决定簇
骨架区
高变区
重链： 29-31、49-58、95-102 轻链： 28- 35、49-56、91-98
抗原
FR
CDR
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
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
各功能区的作用
VL
VH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） VH CH1 CL
CH2 CH3
连接链（J链）与分泌片
对防止免疫耐受有一定作用
（五） IgE
血清中含量最低 可通过IgE Fc段与肥大细胞、嗜碱性粒细胞 上的高亲和力Fcε受体（FcεRⅠ）结合， 引起Ⅰ型超敏反应 IgE主要由鼻咽部、扁桃体、支气管、胃肠 道黏膜固有层的浆细胞产生，这些部位易发 生超敏反应
花粉
IgE Fc受体
IgE Fc受体 桥连
重链：C端3/4，CH 轻链：C端1/2，CL CL CH CL CH
CL
L
H
（三） 铰链区
VL
VH
VH
CL
VL
CL
CH1
CH1
铰链区
CH2 CH3
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
CH2 CH3
（四） 免疫球蛋白的结构域
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
（二）IgM
为五聚体，是分子量
最大的Ig，称巨球蛋白
IgM激活补体、结合抗
原、免疫调理作用比 IgG强
天然血型抗体、类风
湿因子为IgM
IgM的特点
IgM是个体发育中最早产生的抗体，胚胎晚 期已能合成，新生儿脐带血中若IgM水平升 高，提示胎儿曾有宫内感染 IgM是抗原刺激后出现最早的抗体，半衰期 短，故检测IgM水平可用于传染病的早期诊 断。 mIgM（单体）是B细胞抗原受体（BCR）的主 要成分 也可参与II、III型超敏反应
分泌型 IgA
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’）
结合抗原，表现为单价
Fab段
木瓜蛋白酶
Fc段
结合补体或 细胞表面的 Fc受体
IgG
第四章
免疫球蛋白(Ig)
抗体
(antibody,Ab)
BCR
免疫球蛋白
（immunoglobulin,Ig）
骨髓瘤、巨球蛋白血症血 清中的异常免疫球蛋白
免疫球蛋白
（immunoglobulin,Ig）：具有抗
体活性或化学结构与抗体相似的球蛋白
抗体(antibody,Ab)： 由B细胞识别抗
原后增殖分化为浆细胞，由浆细胞合成和分泌的 一种球蛋白，能与相应抗原特异性地结合，主要 存在于血清等体液中，介导体液免疫
☆穿过胎盘和黏膜
第四节 五类免疫球蛋白的特性
（一）IgG
IgG多为单体，是唯一能通过胎盘的抗体 据重链（γ链）免疫原性，IgG分4个亚型
IgG的特点
血清含量最高(75%～80%),是人类血清中的主 要抗体 半衰期较长（16～23d） 是主要的抗感染抗体(具有抗菌、抗病毒、中 和毒素和免疫调理作用) 通过Fc段（CH3）与吞噬细胞和NK细胞表面的 Fc受体结合，发挥调理吞噬作用和ADCC效应 IgG1、IgG2和IgG3能通过经典途径激活补体 参与II、III型超敏反应
骨髓瘤细胞
多克隆抗体
单克隆抗体
单克隆抗体的制备过程
骨髓瘤细胞
脾细胞
细胞融合
筛选抗体 形成细胞
人鼠嵌合抗 体
人源化 抗体
基因 工程 抗体 种类
鼠单克隆抗体
作业
1、抗体、免疫球蛋白、决定簇互补区（CDR）、 Fc段、调理作用、ADCC、SIgA、Ig的血清型、 同种型、同种异型、独特型、单克隆抗体 2、试述免疫球蛋白的基本结构、功能区及其功 能。 3、免疫球蛋白有哪些生物学活性。 4、免疫球蛋白分类的依据是什么？试述五类免 疫球蛋白的特点？
结合抗原，表现为双价
F(ab’)
2
胃蛋白酶
IgG
多肽碎片 （pFc’）
第二节 免疫球蛋白的异质性
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
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
浆细胞
浆细胞
TH细胞
浆细胞
本章内容
一、免疫球蛋白的基本结构
二、免疫球蛋白的功能区 三、免疫球蛋白的水解片段 四、五类免疫球蛋白的特性 五、抗体的生物学功能
六、抗体分子的免疫原性
七、单克隆抗体与基因工程抗体
一、免疫球蛋白的基本结构
含4条多肽链，链间由二硫
L H
H
L
键连接
4条多肽链分为重链（2条）