免疫球蛋白
免疫学 免疫球蛋白
不易形成 a螺旋，易于伸展弯曲。
作用：
A 通过铰链区的弯曲使Fab段的V区可与不同抗原表位结合 B 抗体与抗原结合时，铰链区可使Ig分子发生“T” “Y”的转
变，暴露CH2区的补体结合位点
4、结构域
二、 Ig的其它成分
1、J链（joining chian） 2、分泌片（secretory piece，SP）
4、亚型： 链多种亚型。
二、外源因素所致的异质性－ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ疫球蛋白的多样性
三、内源因素所致的异质性－免疫球蛋白的血清型
★ 抗体具有免疫原性 1. 同种型 2. 同种异型 3. 独特型
免疫原性
同种型（isotype）：
同一物种内所有个体共有的Ig的抗原特异性结构
同种异型（allotype）：
同一种属内不同个体间的Ig的抗原特异性差异
图 模拟肿瘤相关抗原的Ab2β诱导出Ab3（Ab1`）
抗Id作为疫苗有以下优点：
（1）不含有传染性物质； （2）可大量制备抗Id的McAb； （3）某些保护性抗原决定簇为碳水化合物，不能用DNA
重组技术获得，而某些抗Id可模拟碳水化合物抗原决定簇； （4）能诱导比灭活病毒更为有效的T细胞应答； （5）诱导抗原决定簇特异性的抗Id疫苗。
（antibody- dependent cell-mediated cytotoxicity， ADCC）
③人的IgG的Fc段与葡萄球菌A蛋白（SPA）结合 ④IgE 介导I型超敏反应
免疫球蛋白的功能区
3. 穿过胎盘和粘膜
IgG借助CH2，主动穿过胎盘，发挥被动免疫 SIgA通过CH2完成粘膜细胞的主动运输和分泌
为B细胞出现的最早标志，B细胞抗原受体（BCR）的 主要组成部分
2.免疫球蛋白
Fab段：抗原结合片段
Fc段：可结晶片段
二
免疫球蛋白的生物学功能
1.识别和特异性的结合抗原（V区的功能） ，阻止病毒 吸附宿主细胞、中和细菌毒素。
2.激活补体 —— IgM，Igቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ1、3 +
3.结合细胞表面的Fc受体
Ag
调理作用、
ADCC作用、介导I型超敏反应
4.穿过胎盘和黏膜
（C区的功能）
• 恒定区 （constant region
C区）
• 位于多肽链的C端，CH、CL • v这个区的氨基酸排列顺序比较恒定
• 不同类Ig的重链CH长度不一，有的包 括CH1、CH2、CH3，有的还有CH4区 • 该区有很多生物学活性
VH、VL:特异性结合抗原
CH1-CL:同种异型的遗传标志
六、单克隆抗体
• 多克隆抗体 （polyclonal antibody） 多个抗原决定簇——机体——多种抗体的混合物 • 单克隆抗体（monoclonal antibody mAb）单个 抗原决定簇——机体——只针对这一特定的抗原 决定簇，纯度高的抗体
抗原 非分泌性小鼠 骨髓瘤细胞 脾细胞
在PFG作用下细胞融合
•免疫分子
• • • • • •
抗体 －－－免疫球蛋白 补体 细胞因子 主要组织相容性复合体编码分子 白细胞分化抗原 黏附分子
16
免疫球蛋白
重 点：
•Ig、Ab、mAb的概念 •Ig的主要生物学功能。 •Ig的基本结构 •Ig的分类及各类Ig的特点与功能
研究抗体获得诺贝尔奖
1901
1908
von Bering
• 轻链（light chain）简称 L链 由214个氨基酸组成，分子量约25KD 根据L链恒定区的抗原性不同把L链分成二型： κ型，λ型
免疫球蛋白
免疫球蛋白
化学物质
目录
0ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ 抗体与Ig
02 Ig的功能
免疫球蛋白（Ig）指具有抗体（Ab）活性或化学结构，与抗体分子相似的球蛋白。免疫球蛋白是由两条相同 的轻链和两条相同的重链通过链间二硫键连接而成的四肽链结构。免疫球蛋白分为五类，即免疫球蛋白G（IgG）、 免疫球蛋白A（IgA）、免疫球蛋白M（IgM）、免疫球蛋白D（IgD）和免疫球蛋白E（IgE）。
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抗体与Ig
抗体是机体免疫细胞被抗原激活后，B细胞分化成熟为浆细胞后所合成、分泌的一类能与相应抗原特异性结合 的具有免疫功能的球蛋白。抗体是生物学功能上的概念，而免疫球蛋白是化学结构上的概念。所有抗体的化学基 础都是免疫球蛋白，但免疫球蛋白并不都具有抗体活性。
Ig的功能
免疫球蛋白可分为抗体和膜免疫球蛋白。抗体主要存在于血清中，也可见于其他体液和外分泌液，其主要功 能是特异性地结合抗原。膜免疫球蛋白是B细胞膜上的抗原受体，能特异性识别抗原分子。在体内，抗体和抗原结 合后可直接发挥效应，如抗毒素可中和外毒素，病毒的中和抗体可阻止病毒感染靶细胞，分泌型IgA可抑制细菌 黏附宿主细胞等。在体外，抗体与抗原结合后可出现凝集、沉淀等现象。免疫球蛋白能激活补体；结合细胞表面 的Fc受体，（Fc即可结晶片段。用木瓜蛋白酶水解IgG分子，可得到两个Fab和一个Fc段。该片段能与效应分子和 效应细胞相互作用，但不能与抗原结合。）从而表现出不同的生物学作用，如调理作用、抗体依赖性细胞介导的 细胞毒作用、介导Ⅰ型超敏反应；通过胎盘和黏膜，在人类，IgG是惟一能通过胎盘的Ig类型，母体的IgG通过胎 盘转移给胎儿是一种重要的自然被动免疫，对于新生儿抗感染具有重要意义。分泌型IgA可通过消化道和呼吸道 黏膜，是机体黏膜局部免疫的主要因素。此外，抗体对免疫应答有正调节和负调节作用。
第三章 免疫球蛋白
第二节 Ig的功能
一、V区的功能
*主要功能：识别并特异性的结合抗原。 *特异性是由V区，特别是HVR(CDR)的空间构型所决定。 *Ig单体可结合两个抗原表位，为双价。 *Ab +Ag——发挥免疫效应： 抗毒素(IgG, IgA)中和外毒素； 病毒的中和抗体阻止病毒吸附和穿入易感细胞； 分泌型IgA抑制细菌粘附到宿主细胞。
IgM是B细胞抗原受体(BCR)的主要成分;未成熟 B细胞仅表达mIgM。
天然血型抗体是IgM；类风湿因子亦属IgM。 参与II、III型超敏反应。
三、IgA
血清型IgA: 结构为单体。
分泌型IgA(SIgA): *结构为二聚体：IgA + J链 + SC *IgA由呼吸道、消化道、泌尿生殖道等处的固有层中 浆细胞产生; SC由粘膜上皮细胞合成。 *主要存在于初乳、唾液、泪液，以及呼吸道、消化道 和泌尿生殖道粘膜表面的分泌液中。
*Ig分子的每条肽链折叠的几个球形单位，它们的功能不 同，但结构相似。 *约由110个aa 残基组成，其aa序列相似或同源。 *L链：VL、CL H链：IgG、IgA、IgD: VH, CH1, CH2, CH3 IgM、IgE: VH, CH1, CH2, CH3, CH4
*Ig功能区的功能： ①VH和VL结合抗原，CDR与抗原表位互补； ②CH和CL上具有部分同种异型（allotype）的遗传标志 ③IgG的CH2和IgM的CH3具有补体C1q结合位点，可启动 补体活化经典途径； ④IgG的CH3可结合细胞（单核细胞、巨噬细胞、中性粒细胞、 B细胞、NK细胞）表面的FcR（FcR）结合， IgE的CH2和CH3可与肥大细胞和嗜碱性粒细胞的IgE Fc 受体（FcR）结合。
(三) 穿过胎盘和粘膜: IgG输送蛋白：表达于胎盘滋养层细胞 滋养层细胞 胎儿血液循环 新生儿抗感染
免疫球蛋白
一、概
述
概念 具有抗体活性或化学结构与抗体类似的球蛋白。 类型 分泌型（secreted Ig, sIg） 膜 型（membrane Ig, mIg） 理化性质 属球蛋白，在电泳图谱上大部分抗体活性在球蛋白， 具有异质性。
二、Ig的结构(IgG 为例)
水 解 片 段
其 它 成 分
功 能 区
免疫球蛋白具有异质性
Ig的类型
类（class）：根据CH抗原特异性的不同分为五大类 γ IgG μ IgM α IgA δ IgD ε IgE
亚类：IgG1-G4； IgA1-A2； IgM1-M2。 型（type）：根据CL免疫原性不同分为两个型：κ型和λ型
亚型： κ 型有亚型
Ig的血清型
IgG的特性和功能
血清中的主要抗体成分（ 75-80% ），半寿期长（ 20-23 天）；
出生后3个月开始合成，3-5岁接近成人水平； 多数抗菌、抗病毒、抗毒素抗体均属IgG类 是唯一能通过胎盘的Ig，发挥自然被动免疫功能； 具有活化补体经典途径的能力（IgG3>IgG1>IgG2）；
Ig的铰链区 位于CH1和CH2之间可转动的区，含 丰富的脯氨酸，易伸展弯曲，有利于 Ig V区与抗 原互补性结合；有利于暴露补体结合位点；对蛋 白酶敏感。 Ig的水解片段 Ig的其它成分 J链（joining chain） 分泌片（secretory piece, sp） Ig的功能区
Flexibility of immunoglobulins
Ig的基本结构
* 由两条相同的重链和两条相同的轻链通过二硫键连接而成的四肽链分子。
第3章 免疫球蛋白
三、免疫球蛋白的水解片断
1、水解作用
Ig 木瓜蛋白酶 2Fab＋Fc Ig 胃蛋白酶 F(ab´)2+pFc´
2、 水解意义
阐明Ig的结构和生物活性， 指导生物制品的生产和临床应用
第二节 五类免疫球蛋白 的特点和功能
一、Ig分类 1、类：根据同种系所有个体的Ig重链C区的抗原性 分为五类 IgM()、IgG()、IgA()、IgD()、IgE() 2、亚类：同一类Ig内的aa序列及二硫键的数目和位 置 IgG—IgG1、IgG2、IgG3和IgG4 ； IgA—IgA1和IgA2； IgM—IgM1和IgM2。 3、型：根据Ig轻链C区的抗原性分为链和链。 ：约2：1. 4、亚型： 链有多种亚型。（轻链抗原决定簇在CL区， 分κ 和λ 。1个Ig分子轻链只有一个型，不是κ 型就 是λ 型。）
10,530
320 X 10,530 = 3,369,600
The potential diversity generated by V(D)J recombination is virtually infinite. >Total lymphocytes in a human ~1012 >Genome size ~3X109 bp
四、选择性传递
（主要借助胎盘滋养层细胞表面的FcR进行的。 ）
五、具有免疫原性
1、同种型（isotype）
2、同种异型（allotype）
3、独特型（idiotype）
将Ig作为抗原在异种、同种异体或自身体 内进行免疫，均能诱导机体发生免疫应答， 产生相应的抗体，这些抗体可用血清学方 法进行检测，因此称为Ig的血清型
（二）重链类型转换 （成熟B细胞，抗原刺激后） 即class switch，又称S-S转换。
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
免疫球蛋白-最新医学免疫学
02
免疫球蛋白的生物学活性
抗体介导的免疫防御
结合并中和病原体
01
免疫球蛋白可特异性结合并中和细菌、病毒等病原体，避免感
染。
调理吞噬作用
02
免疫球蛋白与吞噬细胞结合，帮助吞噬细胞对病原体的吞噬和
清除。
介导炎症反应
03
免疫球蛋白在炎症反应中发挥重要作用，通过激活补体和激肽
系统等途径，引发炎症反应。
免疫调节与自身免疫
不同种类的Ig具有不同的Fab和Fc结构域，因此具有不同的抗 原结合特性和生物学功能。
产生与调节
1
免疫球蛋白是由B细胞接受抗原刺激后增值分化 为浆细胞所产分化成为浆 细胞，合成和分泌免疫球蛋白。
3
免疫球蛋白的分泌受到多种细胞因子的调节， 例如IL-2、IL-4、IL-5、IL-6等。
新型疫苗佐剂
免疫球蛋白也可作为新型疫苗的佐剂，如流感疫苗中加入免 疫球蛋白可增强疫苗的免疫效果，提高抗体的滴度和持久性 。
06
最新研究进展与展望
免疫球蛋白基因组学研究进展
免疫球蛋白基因图谱绘制
利用基因测序技术，绘制免疫球蛋白基因图谱，揭示基因序列、结构和功能的关 系。
免疫球蛋白基因变异与疾病关联研究
研究免疫球蛋白基因变异与疾病发生、发展的关系，为疾病诊断、治疗提供依据 。
免疫球蛋白蛋白质组学研究进展
免疫球蛋白分子的结构研究
通过蛋白质组学技术，研究免疫球蛋白分子的结构特征、抗原表位和功能关 系。
免疫球蛋白分子相互作用的鉴定
研究免疫球蛋白分子与其他分子之间的相互作用，揭示其在免疫应答和调节 中的作用。
参与适应性免疫应答
T细胞活化
免疫球蛋白作为次要抗原提呈分子，与T细胞受体结合，参与 T细胞的活化和分化。
免疫球蛋白
七、免疫球蛋白基因
七、免疫球蛋白基因：基因重排
重组信号序列 (recombination signal sequence， RSS)是由寡核苷酸组成的七聚体(heptamer) [5‘CACAGTG3’]、九聚体(nonamer) [5‘ACAAAAACC3’]，以及两者之间较少保守 性的间隔序列(spacer)所组成。
Susumu Tonegawa（利川根进）
The Nobel Prize in Physiology or Medicine 1987
"for his discovery of the genetic principle for generation of antibody diversity"
高）、唾液、泪液中 ＊ 功能: 对机体的局部粘膜(如呼吸道、消化道粘膜)的抗
感染免疫有重要作用。 ＊ 新生儿通过母乳喂养，可获得被动免疫。
IgD
＊单体结构；
＊血清含量低，占Ig总量的0.2％；半衰期极短，仅3天 （铰链区长）
＊ B细胞表面的IgD（SmIgD）是成熟B细胞的重要表面标 志：未成熟B细胞仅表达mIgM，成熟B细胞（初始型） 表达mIgM和mIgD，活化或记忆性B细胞mIgD逐渐消失。
二、免疫球蛋白的功能区
结构域：Ig的多肽链分子中约110个氨基酸可 折叠成由链内二硫键连接的具有特定功能的球 形结构。称为免疫球蛋白的功能区或结构域 （domain）.
＊ VL和VH: 抗原结合部位 ＊ CL和CH1:同种异型的遗传标记所在处 ＊ CH2和CH3：
① IgG的CH2和IgM的CH3: 补体C1q结合点； ② 母体的IgG借助CH2通过胎盘进入胎儿体内 ＊ CH3、CH4: 与细胞Fc受体结合的部位 IgG的CH3可结合细胞表面的FcR，IgE的CH2和CH3 可与肥大细胞和嗜碱性粒细胞的IgE Fc受体结合。
免疫球蛋白
No activation
Activation
IgA
➢ 有两型：血清IgA（单体）和分泌型IgA（二聚体）。
➢分泌型IgA：①由两个IgA单体与J 链和 分泌片结合而成二聚体结构；②是人体外 分泌液中的主要抗体； ③由黏膜相关淋巴 组织（MALT）产生，对防御病原微生物入 侵起重要作用，又称为局部防御性抗体。 在局部抗感染中发挥重要作用。
第四章 免疫球蛋白
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。
抗体（antibody,Ab)是B细胞识别抗原后 增殖分化为桨细胞所产生的一种蛋白质，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。
第一节 免疫球蛋白的结构
抗体（antibody，Ab）——能与相应抗原特异性结合, 并具有多种免疫学和生物学活性的蛋白质，也称为免疫球蛋 白（Immunoglobulin,Ig）。包括膜型Ig和分泌型Ig。
HVR1
50
FR1
FR2
FR3
0
25
50
75
Amino acid residue
框架区(Framework,FR)
FR4 100
决定簇互补区
（complementarity-determinant region, CDR ）
抗体与抗原决定簇结合 的位置，又称为决定簇 互补区（CDR），也是 抗体分子的独特型决定 簇(Idiotypes of antibody molecules,Id) 的主要存 在部位。
180
0
3
和
2 或 2
190
0
0.05
3
2
0
0
4.免疫球蛋白
单克隆抗体用于免疫治疗存在的问题 异种抗体反应： 鼠源性单抗用于人体，导致异源 性超敏反应发生。
三、基因工程抗体 • 由基因重组技术制备的抗体称为基因工 程抗体，也称第三代抗体。 • 在DNA水平对Ig基因进行切割、拼接或 修饰，导入受体细胞表达的抗体。 • 如人-鼠嵌合抗体、改型抗体、双特异性 抗体、小分子抗体等。
– 同一种属内不同个体间的Ig所具有的不同抗
原特异性标志，为个体性标志
– 主要存在于Ig的C区。
同种异型决定 簇分布区域
（三）独特型（idiotype）
– 每个Ig分子所特有的抗原特异性标志，其表 位称为独特位 – 存在于Ig的V区。 – 独特型表位可在异种、同种异体甚至自身体 内诱导产生相应的抗体，称为抗独特型抗体。
第五节 人工制备抗体
一、多克隆抗体 由多个克隆细胞产生的多种抗体的混合 物即多克隆抗体，也称第一代人工抗体 诱发多个B 天然抗原 机体 细胞克隆活 （多个抗原表位） 化
产生多种针对不同表位的相应抗体 （多克隆抗体）
多克隆抗体
• 获得途径：动物免疫血清、恢复期病人 血清或免疫接种人群 • 优点：作用全面，具有中和抗原、免疫 调理、CDC、ADCC等作用；来源广泛， 制备容易 • 缺点：特异性不高、易发生交叉反应， 不易大量制备
– 原理：免疫小鼠的脾细胞（含大量B细胞）与
同系小鼠骨髓瘤细胞融合，形成杂交瘤细胞。
杂交瘤细胞既有脾细胞产生特异性抗体的功能，
又有瘤细胞可长期在体外传代培养的特点。
单克隆抗体的特性 高度均一性： 纯度很高的均一性抗体 高度专一性： 只对抗原分子上某一抗原表位起反应 大量产生及稳定性： 杂交瘤细胞能在体内外无限繁殖和传代
•从结构上看： •Ig互补决定簇（超变区）＝抗原结合部位＝独特型表位
第四讲免疫球蛋白
经滴鼻、点眼、饮水及喷雾途径免疫，均可产生分泌型IgA而建 立相应的黏膜免疫力。
四、IgE
IgE以单体分子形式存在，分子量为190 ku。 IgE是由呼吸道和消化道黏膜固有层中的浆细胞所产生
2.亚类
同一种类的免疫球蛋白，又可根据其重链恒定区的微 细结构，二硫键的位置与数目及抗原特性的不同，可 分为亚类。
人的IgG有IgG1、IgG2、IgG3、IgG4四个亚类；IgA有 IgA 1和IgA2；IgM有IgM1和IgM2；IgE和IgD未发现亚 类。
3.型（type）
根据轻链恒定区的抗原性不同，各类免疫球蛋白的轻链分为 κ和λ两个型
受体的结合部位。 绞链区（hinge region）—CH1与 CH2之间大约30个氨基酸残
基的区域，与抗体分子的构型变化有关。
二、免疫球蛋白的水解片段 与生物学活性
木瓜蛋白酶
胃蛋白酶
pFc’
1. Fab片段的组成与生物学活性 （frament antigen-binding, Fab）
组成 由一条完整的轻链和N端1/2重链所组成。轻链VL，
κ型轻链无亚型
二、免疫球蛋白的免疫决定簇
1.同种型决定簇（isotype determinants）
在同一种属动物所有个体共同具有的免疫球蛋白抗决定簇。 主要存在于重链和轻链的C区。 在同一种属动物不同个体之间同时存在不同类型（类、亚类、
型、亚型）的免疫球蛋白，不表现出抗原性。 将一种动物的抗体（免疫球蛋白）注射到另一种动物体内，
亲细胞性抗体—IgG可与T、B淋巴细胞，K细胞，巨噬细胞 等结合，IgE可与肥大细胞和嗜酸性粒细胞结合。
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
第4章 免疫球蛋白1
一条多肽链，富含半胱氨酸，由浆细胞合成。
能将Ig单体连接为二聚体或多聚体，并与抗体 的体内运转有关
湖州师范学院医学院微生物与免疫教研室
免疫球蛋白的其他成分
• 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，形成分泌型IgA(SIgA),然后被分 泌到黏膜表面。能抵抗蛋白水解酶消化。
第四章 免疫球蛋白
姚韵靓
QQ/微信:1879397 Phone:665058 E-mail:Yaoyunliang1984@ 新浪微博：@Yulion_乱激棍 @免疫学资讯
免疫球蛋白
• 内容提要
概述
免疫球蛋白的结构
抗体的异质性
五类免疫球蛋白的生物学特性
免疫球蛋白基因及抗体的多样性
用抗原免疫动物后得到的动物血清(抗血清)，是
由体内分别针对抗原物质上的多个抗原决定簇的
免疫球蛋白的异质性
• 血清型
同种异型(allotype)
在同一种属中不同个体中所产生的同一类型Ig,由于 重链或轻链恒定区内一个或数个氨基酸（即遗传标
志）不同而表现的抗原性差异。
湖州师范学院医学院微生物与免疫教研室
免疫球蛋白的异质性
• 血清型
独特型(idotype, Id)
同一个体中不同B细胞克隆所产生的Ig可变区所具有 的抗原特异性标志，由Ig高变区特有的氨基酸序列
和构型所决定。可变区=抗原结合部位=独特型抗原 决定簇
湖州师范学院医学院微生物与免疫教研室
免疫球蛋白的功能
湖州师范学院医学院微生物与免疫教研室
免疫球蛋白的功能
• V区的功能
识别和特异性结合抗原 Ab +Ag发挥免疫效应
B细胞膜表面的IgM和IgD是B细胞识别抗原的受
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。
免疫球蛋白
免疫球蛋白的结构
一、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
6
一、基本结构
（一）四肽链：重链（H）和轻链（L） 四肽链：重链（ ）和轻链（ ） 四肽链
重链： 重链：heavy chain 轻链： 轻链：light chain
7
重链( 链 450或550个氨基酸残基组成 重链(H链 )：450或550个氨基酸残基组成
36
抗体依赖的细胞介导的细胞毒作用（ 抗体依赖的细胞介导的细胞毒作用（ADCC） ）
是指当Ab与带有相应抗原的靶细胞结合后， 是指当 与带有相应抗原的靶细胞结合后，其Fc段 与带有相应抗原的靶细胞结合后 段 等杀伤细胞的FcR结合 促使细胞毒性颗粒的释放 结合,促使细胞毒性颗粒的释放 与NK等杀伤细胞的 等杀伤细胞的 结合 促使细胞毒性颗粒的释放, 杀伤靶细胞。 杀伤靶细胞。
一．IgG（主力军） （主力军）
血清含量最高；唯一能穿过胎盘的 。 血清含量最高；唯一能穿过胎盘的Ig。 4个亚类:IgG1、IgG2、 IgG3、IgG4。 个亚类: 、 、 、 。 功能：抗感染（抗菌、抗病毒和中和毒素）； 功能：抗感染（抗菌、抗病毒和中和毒素）；
免疫调理； 免疫调理；ADCC、活化补体等。 、活化补体等。
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二、IgM（先行军） （先行军）
血清型
为五聚体， 分子量最大的 称巨球蛋白。 为五聚体，是分子量最大的，称巨球蛋白。 IgM是个体发育过程最早能产生的抗体，胚胎晚期已能合成，脐 是个体发育过程最早能产生的抗体，胚胎晚期已能合成， 是个体发育过程最早能产生的抗体 带血中若IgM水平升高，表示胎儿有宫内感染。 水平升高， 带血中若 水平升高 表示胎儿有宫内感染。 IgM是抗原刺激后出现最早的抗体，且半衰期短，故检测IgM水 是抗原刺激后出现最早的抗体，且半衰期短，故检测 是抗原刺激后出现最早的抗体 水 平可用于传染病的早期诊断 早期诊断。 平可用于传染病的早期诊断。 具有强大的杀菌、激活补体、调理作用和凝集作用。 具有强大的杀菌、激活补体、调理作用和凝集作用。
《免疫球蛋白》
免疫球蛋白超家族
(Immunoglobulin superfamily, IGSF)：
许多细胞膜表面和机体的 某些蛋白分子，其多肽链折 叠方式与Ig折叠相似，在 DNA水平上和氨基酸序列上 与IgV区或Ig C区有较高的 同源性。编码这些多肽链的 基因被称为免疫球蛋白基因 超家族，基因表达产物称为 免疫球蛋白超家族。
功能：以非共价形式结合到二聚体上，保护S IgA 铰链区免被酶解， 介导IgA从黏膜下转运到黏膜表面。
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（三）免疫球蛋白的水解片段 1、木瓜蛋白酶(papain)水解IgG IgG 木瓜蛋白酶 2Fab + Fc
（作用于铰链区二硫键所连接2条H链近N端）
Fab： 抗原结合片段（fragment of antigen binding） 轻链＋VH、CH1 Fc：可结晶片段（fragment crystallizable） CH2和CH3
3、型
同一种属所用个体，据抗体轻链C区氨基酸组成差异，可分κ和λ两型。
4、亚型
λ型Ig中，据其λ链C区氨基端个别氨基酸差异，分λ1～ λ4亚型。
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（三）免疫球蛋白的血清型（三种抗原表位）
1、同种型（isotype）：种属特异性标志
指同一种属所有个体Ig分子共有的抗原特异性标志，其表位存在 于IgC区。
IgM、IgE有CH1、CH2、CH3 、CH4 4个结构域。 不同型（ κ或λ ）的CL长度基本一致。
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V
C
CDR1 CDR2 CDR3
重链
重链基因
VDJ
C
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3、绞链区(Hinge region)
免疫球蛋白
血清中含量最高， 再次应答的主要抗 体 与SPA结合 抗感染的主要抗体
通过胎盘
IgM
IgM
五聚体
最早出现的 Ig
近期感染的指标 m IgM是BCR 无铰链区 激活补体能力最强
Iቤተ መጻሕፍቲ ባይዱM
IgA
IgA 分泌性和血清型 初乳中含sIgA
黏膜免疫
功能区
轻链:VL，CL 重链:VH，CH1，CH2，CH3(IgG、IgA 和IgD) 多一个CH4（IgM和IgE）
： 功能区的主要功能
VH和VL --- 抗原结合部位； CH1～3和CL --- Ig遗传标志所在；
CH2(IgG)、CH3(IgM) --- C1q结合部位；
CH2～CH3(IgG) --- 结合并通过胎盘； CH3(IgG) --- Fcγ R结合部位； CH4(IgE) --- Fcε R结合部位。
铰链区
Flexibility of immunoglobulins
二、免疫球蛋白的立体结构
• Ig的多肽链属于 β-折叠结构（βsheef） • 几个β-折叠反相 平行，两个平面 靠二硫键相连， 形成特定空间结 构称Ig折叠。使 得Ig具有稳定的 空间构想。
免疫球蛋白的结构域
三、免疫球蛋白的其他成分
重链（H）基因库
轻链基因库
• • • • •
1.先导序列基因 2.高变区（VH）基因片段 3.多样性基因（DH）片段 4.连接（JH）基因 5.恒定区（CH）基因片段
二、Ig基因片段的重组
1.κ 链: Vκ (约100个)、 Jκ (5个)、 Cκ (1个) 2.λ 链: Vλ (约30个)、 Jλ -Cλ (4个) 3. H链: V基因(约95个) • D基因(27个) • J基因(6个) • C基因(9个)
免疫球蛋白
（四）功能区
1、L链可分为可变区（VL）和恒定区（CL ）两个功能区。
2、H链功能区：IgG、IgA和IgD的H链各有 一个可变区（VH）和三个恒定区（CH1、CH2、 CH3）共四个功能区；IgM和IgE则多有一个CH4 共五个功能区。
19
CH4
CH4
20
二、Ig的其它结构
1、接合链（J链）：是连接两个或两个 以上Ig单体的成分,存在于二聚体sIgA和五聚 体IgM中，IgG、IgD、IgE为单体，无J链。
1、 IgG是血清中含量最高的Ig。 2、 IgG是唯一能通过胎盘的抗体， 对防 止新生儿感染起重要作用。
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二、IgM
1 、 IgM 由 5 个 单 体通过一个J链和二 硫键连接成五聚体， 分子量最大，故又称 巨球蛋白。
2、在个体发育 过程中， IgM是最早 出现的Ig。
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三、IgA
IgA分血清型和分泌型两种类型。 ㈠ 血清型IgA
分泌型Ig
B淋巴细胞
记忆性 B淋巴细胞
五种类型： IgG、IgM、IgE、IgA、IgD 两种轻链：κ链和λ链
第一节 免疫球蛋白的结构
5
N端 重链
轻链
二硫键
C端
一、基本结构
Ig是由1000个以上 的氨基酸组成的大分子 ，所有的Ig的基本单位 都是由两条轻链和两条 重链组成的对称结构， Ig单体中四条肽链两端 游离的氨基端（N端） 或羧基端（C端）的方 向是一致的。
2
Ig可分为分泌型（sIg）和膜型（mIg） 。前者主要存在于血清及其他体液（组织液 和外分泌液）中，具有抗体的各种功能，后 者分布在B细胞表面，是B细胞表面的抗原识 别受体。
血清电泳时，Ig主要分布于γ区，所以 习惯上称为γ球蛋白或丙种球蛋白。
免疫球蛋白
五： 指同一种属不同个体Ig 分子共有的抗原特异性
类： 按 H 链 C 区的差异 —— Ig G、 Ig A 、 Ig M、 Ig D、 Ig E
亚类： 按铰链区氨基酸的组成及二硫键的数目 —— Ig G ( 1、2、 3、 4 )、 Ig A ( 1、 2 )
多 价 抗 原
单克隆抗体（ monoclonal antibody ）
由一个识别一种抗原表位的 B 细胞克隆产生 的同源性抗体，称为单克隆抗体 ( monoclonal antibody, mAb )
思考题
名词：Ig ADCC 单克隆抗体 掌握免疫球蛋白的结构和功能区 熟悉免疫球蛋白的酶解片段 掌握免疫球蛋白的生物学活性 了解各类免疫球蛋白的生物学特性
分泌链 J链
Ig M
Ig M 由脾脏和淋巴结中的浆细胞产生，占 Ig 总量 的 5 ～ 10％
Ig M 在个体发生及免疫应答中产生最早 Ig M 分子量最大，为五聚体 天然抗体为 Ig M 类抗体 Ig M 调理作用最强，在体内有重要的免疫保护作用 Ig M 不能通过胎盘，如在新生儿体内检出，则表明
Ig E
由扁桃体、支气管、胃肠道黏膜固有层浆细胞 产生
Ig E 在体内含量最少，仅占 Ig 的 0.002% 左右 Ig E 主要参与机体的 I 型超敏反应
六、多克隆抗体与单克隆抗体
多克隆抗体（polyclonal antibody) 具有多个抗原决定基的抗原刺激多个 B细胞克隆所产生的抗体的混合体
CH1、CH2、CH3
可变区和恒定区 可变区：VH、VL
高变区（ hypervariable region，HVR ） 互补性决定区（complementarity
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第三章免疫球蛋白____________________________________________________________ ______________________________________[A1型题]1．IgG的铰链区位于：A．V H与C H1之间B．C H1与C H2之间C．C H2与C H3 之间D．C H3与C H4之间E．V H与C H之间2．免疫球蛋白的型及亚型分类依据是：A．V H抗原性的不同B．C L抗原性的不同C．C H抗原性的不同D．V L抗原性的不同E．以上都不是3．免疫球蛋白的HVR位于：A．V H和C HB．F C段C．V L和V HD．C H和C LE．铰链区4．在个体发育中，Ig的产生顺序是：A．IgAÕIgGÕIgMB．IgGÕIgMÕIgAC．IgMÕIgAÕIgGD．IgMÕIgGÕIgAE．IgGÕIgAÕIgM5．具有特异性作用的分泌型免疫分子是：A．细胞因子B．抗体C．粘附分子D．淋巴细胞的抗原受体E．补体6．新生儿脐血中哪类Ig水平增高表示有宫内感染？A．IgMB．IgGC．IgAD．IgDE．IgE7．与肥大细胞上Fc εR结合的Ig是： A．IgMB．IgGC．IgAD．IgDE．IgE8．血清中含量最高的Ig是：A．IgMB．IgGC．IgAD．IgDE．IgE9．主要在粘膜局部抗感染的Ig是：A．IgMB．IgGC．SIgAD．IgDE．IgE10．在免疫应答中最早合成的Ig是： A．IgMB．IgGC．IgAD．IgDE．IgE11．能通过经典途径激活补体的Ig是： A．IgG1、IgG2、IgG4、IgMB．IgG1、IgG2、IgG3、IgMC．IgG、IgA、IgE、IgMD．IgG4、IgA、IgE、IgDE．凝聚的IgG4、IgA、IgE12．新生儿从初乳中获得的Ig主要是： A．IgMB．IgGC．IgDD．SIgAE．IgE13．IgG分子与C1q结合的部位是：A．V HB．C H1C．C H2D．C H3E．C H414．关于IgG分子的特性，下列哪项是正确的？A．C区有4个功能区B．是胚胎晚期合成的主要抗体C．唯一通过胎盘的抗体D．未成熟B淋巴细胞的抗原识别受体是IgGE．是天然的血型抗体15．引起新生儿溶血症患儿红细胞溶解的抗体是：A．天然的血型抗体IgMB．免疫的血型抗体IgMC．天然的血型抗体IgGD．免疫的血型抗体IgGE．免疫的血型抗体IgA16．3~6个月婴儿易患呼吸道感染主要是因为哪类Ig不足？ A．IgMB．IgGC．SIgAD．IgDE．IgE17．免疫接种后首先产生的抗体是：A．IgAB．IgGC．IgMD．IgEE．IgD18．有4个重链恒定区的Ig是：A．IgD和IgMB．IgA和IgMC．IgD和IgAD．IgM和IgEE．IgA和IgE19．与细胞表面相应受体结合的是：A．Fab段B．Fc段C．F(ab')2段D．pFc’E．Fd 段20．新生儿通过自然被动免疫从母体获得的主要Ig是：A．IgG和IgMB．IgM和IgEC．IgE和IgDD．IgD和SIgAE．SIgA和IgG21．人类IgG开始合成的时间是:A．胚胎15周B．胚胎30周C．新生儿期D．出生后3个月E．出生后4~6个月22．介导NK细胞发挥ADCC效应的Ig是：A．IgAB．IgMC．IgGD．IgDE．IgE23．人类在胚胎期合成的Ig是：A．IgAB．IgMC．IgGD．IgDE．IgE24．人的不同IgG亚类中血浆半衰期最短的是：A．IgG1B．IgG 2C．IgG3D．IgG4E．IgG525．阻止病原微生物粘附于粘膜上皮细胞的Ig是： A．SIgAB．IgGC．IgMD．IgDE．IgE26．半衰期最长的Ig是：A．IgAB．IgGC．IgMD．IgDE．IgE27．人IgG各亚类活化补体的能力依次是：A．IgG 1 >IgG2 >IgG3B．IgG2 >IgG3 >IgG1C．IgG2 >IgG1 >IgG3D．IgG3 >IgG2 >IgG1E．IgG3 >IgG1 >IgG228．CDR即为：A．Fab段B．Fc段C．CD分子的受体D．HVRE．Fd段29．具有调理作用的主要Ig是：A．IgMB．IgGC．IgAD．IgEE．IgD30．能通过胎盘的Ig是：A．IgAB．IgGC．IgMD．IgDE．IgE31．Ig的生物学功能是：A．呈递抗原B．细胞毒作用C．合成和分泌细胞因子D．调理作用E．参与T淋巴细胞在胸腺内的分化32．下列免疫细胞相互作用需要抗体参加的是A．APC与T H细胞间相互作用B．NK细胞自然杀伤靶细胞C．杀伤细胞通过ADCC杀伤靶细胞D．Tc特异性杀伤靶细胞E．T H与B淋巴细胞相互作用使B淋巴细胞获得活化信号233．Ig分子的基本结构是：A．由2条重链和2条轻链组成的四肽链结构B．由1条重链和1条轻链组成的二肽链结构C．由2条相同的重链和2条相同的轻链组成的四肽链结构D．由1条重链和2条轻链组成的三肽链结构E．由4条相同的肽链组成的四肽链结构34．关于Ig可变区的叙述，下列哪项是正确的？ A．特异性不同的Ig该区的氨基酸种类与排列顺序变化较大B．Ig分子接触抗原后该区域氨基酸不断发生变异C．Ig分子通过不断突变以此与各种各样表位在结构上互补D．Ig分子N端氨基酸可以不断改变E．以上都不是35．V L的高变区有：A．1个B．2个C．3个D．4个E．5个36．关于Ig恒定区的叙述，下列哪项是正确的？A．机体内Ig恒定区的氨基酸种类和排列顺序是相同的B．同一种属动物的同一类或同一型Ig的肽链，该区的氨基酸种类和排列顺序比较恒定C．同一种属动物的H链的氨基酸种类和排列顺序比较恒定D．同一种属动物的L链的氨基酸种类和排列顺序比较恒定E．以上都不是37．下列哪项代表免疫球蛋白H链抗原特异性？A．TCRα、βB．MHCⅠ/Ⅱ类分子C．C1 ~ C9D．γ链、μ链、δ链、ε链、α链E．κ链、λ链38．具有J链结构的Ig是：A．SIgA、IgGB．IgA、IgEC．IgG、IgDD．SIgA、IgME．IgM、IgE39．IgM的抗原结合价实际上是：A．2价B．4价C．5价D．7价E．10价40．关于Ig分子J链的叙述，下列哪项是正确的？ A．存在于IgM和SIgA中B．能抵抗外分泌液中蛋白酶对Ig的降解C．由粘膜上皮细胞合成D．参与SIgA分泌到外分泌液的过程E．参与Ig分子的变构41．体液免疫应答的主要效应分子是：A．补体B．CKsC．AbD．HLA分子E．AM42．IgG Fc段是：A．抗体与抗原结合的部位B．具有抗体活性的部位C．各类Ig的抗原决定簇存在的部位D．具有Ig的生物学活性的部位E．具有各类Ig的抗原决定簇与Ig的生物学活性的部位43．IgG被胃蛋白酶水解后抗原性减弱是因为： A．F(ab')2具有双价抗体活性B．pFc'被继续降解为小分子肽段C．pFc'不能活化补体D．pFc'不能结合FcRE．pFc'不能通过胎盘44．Ig与抗原结合的部位由：A．L链和H链的各3个HVR组成B．L链的3个CDR组成C．H链的3个CDR组成D．L链和H链的C区组成E．L链和H链的骨架区组成45．未成熟B淋巴细胞的mIg类别是：A．mIgAB．mIgMC．mIgGD．mIgDE．mIgE46．成熟B淋巴细胞的表面Ig是：A．mIgA、mIgGB．mIgM、mIgGC．mIgM、mIgDD．mIgD、mIgEE．mIgE、mIgA47．通过旁路途径活化补体的Ig是:A．IgG1、IgG2、IgG3B．IgMC．IgA、IgG4、IgED．IgA、IgDE．凝聚的IgA、IgG448．具有调理作用的免疫分子是：A．抗体、抗原B．抗体、补体C．抗体、粘附分子D．抗体、细胞因子E．抗体、MHC分子49．关于ADCC的叙述，下列哪项是正确的？A．IgM可介导ADCCB．CTL可以通过ADCC杀伤靶细胞C．ADCC的杀伤作用是非特异的D．ADCC需要补体参与E．Mφ不具有ADCC50．新生儿易患胃肠道感染可能与哪类Ig合成不足有关？ A．SIgAB．IgGC．IgMD．IgDE．IgE51．在机体早期免疫防御中发挥重要作用的Ig 是：A．IgMB．IgGC．IgAD．IgDE．IgE52．关于IgE抗体的叙述，下列哪项是正确的？A．是未成熟B细胞的表面标志B．在胚胎晚期开始合成C．可介导Ⅱ型超敏反应D．参与抗寄生虫感染E．半衰期为5.8天53．关于免疫球蛋白V区的叙述，下列哪项是正确的？A．由完整的轻链和1/2条重链组成B．编码V H的基因片段是V—J—CC．是Ig分子与抗原结合的部位D．V区的氨基酸组成和排列顺序变化不大E．V区由HVR和CDR组成54．介导ADCC的主要抗体是：A．IgMB．IgGC．IgAD．IgDE．IgE55．Ig恒定区氨基酸组成和排列顺序比较恒定，指的是：A．同一种属所有个体的全部IgB．同一种属所有个体的同一类或同一型IgC．不同种属动物的同一类或同一型IgD．不同种属动物的全部IgE．以上都不是56．免疫球蛋白V区的功能是：A．识别并特异性结合抗原B．激活补体C．结合细胞表面FcRD．通过胎盘和粘膜E．引Ⅰ起型超敏反应[A2型题]57．无抗体参与的作用是：A．ADCCB．调理作用C．中和外毒素的毒性作用D．经典途径激活补体E．T淋巴细胞的活化58．关于Ig分子的基本结构，下列哪项是错误的？ A．Ig单体由2条相同的H链和2条相同的L链组成B．根据L链C区抗原性不同，将其分为κ、λ两型C．H链因C区抗原性不同分为γ、δ、μ、ε、α五类D．铰链区对蛋白酶敏感E．一个天然IgG分子单体，结构可以是γ2κλ59．人不同的IgG亚类中不能活化补体的是：A．IgG1B．IgG2C．IgG3D．IgG4E．IgG1、IgG360．关于Ig分子的叙述，下列哪项是错误的？A．Ig分子是具有特异性的分泌型免疫分子B．Ig分子也可以分布在B淋巴细胞膜表面C．Ig分子的HVR也是独特型决定簇所在部位D．独特型不同的Ig，特异性也不相同E．Ig分子的H链和L链都具有遗传标志61．不能结合SPA的人IgG亚类是：A．IgG1B．IgG2C．IgG3D．IgG4E．IgG2、IgG362．关于SIgA的叙述，下列哪项是错误的？A．是机体粘膜局部免疫的主要抗体B．可通过母乳转移给婴儿C．由J链连接的二聚体IgA和分泌片组成。