医学免疫学4Ig

㈢、免疫球蛋白的血清型
1.同种型（isotype）──同一物种的所有个 体有共同的Ig•抗原特异性。•其抗原特异性 存在于IgC区：类、亚类、型、亚型
㈢、免疫球蛋白的血清型
2.同种异型（allotype）──同一种系的不同个体之间，由 于遗传基因不同，同类Ig也有特异性不同的抗原决定簇。 其抗原决定簇也存在于IgC区，因为显性基因、等位基因 排斥，每一个Ig分子的两条H、L链完全相同。
ε
IgE
两条轻链（light chain,L）： 根据轻链抗原性差异分为两型： 轻链类型
κ型 λ型
二、免疫球蛋白的结构
二、免疫球蛋白的结构
⑵肽链的结构：
两端： 三区：
N端 C端 可变区（Variable region, V区）
超变区（互补决定簇区，CDR） 支架区 恒定区（Constantal region, C区） 绞链区(Hinge region)
1938 Tiselius 电泳证明抗体活性在γ 球蛋白部分 40年代抗体＝丙种球蛋白
一、抗体命名的演变
1968年WHO将具有抗体活性的球蛋白和化学结构与抗体 相似的球蛋白，命名为免疫球蛋白。 （Immunoglubulin,Ig）
Ig＝Ab？ 骨髓瘤细胞分泌的免疫球蛋白在分子结构上与抗体
相同，但无抗体活性。 Ig≠Ab
医学免疫学
病原生物学与免疫学教研室
季明春
2009-11
第四讲
免疫球蛋白
（Immunoglubulin,Ig）
第四讲 免疫球蛋白
一、抗体命名的演变 二、免疫球蛋白的结构 三、免疫球蛋白的异质性 四、免疫球蛋白的生物学功能 五、人工制备抗体
一、抗体命名的演变
1890 Von Behring 抗毒素 1938 Tiselius 丙种球蛋白 1968年WHO 免疫球蛋白
胃蛋白酶
木瓜水解酶
2、免疫球蛋白的酶水解片段
木瓜酶水解IgG
Papain
2Fab：具有抗体活性，与抗原结合的位点
1Fc： 可结晶片段
功能：
结合补体
通过胎盘
Fc
分泌至粘膜表面
结合肥大细胞和MΦ等具有Fc的受体细胞 Fab
2、免疫球蛋白的酶水解片段
胃蛋白酶水解片段
Pepsin
F(ab)‘2──双价抗体活性； Fc ──被水解为短肽；
免疫
分离血清
Polyclonal antibody
五、人工制备抗体
2. 单 克 隆 抗 体 （ monoclonal antibody ， McAb） ──针对一个抗原决定簇由一个B细胞分化、 •增殖产生的子代细胞集团产生的，针对一 个抗原决定簇的抗体，即由单一B细胞克隆 合成的抗体。
单克隆抗体制备流程图
• 以Fc段和FCR结合──加强吞噬作用，即调 理作用
• 抗体依赖的细胞介导的细胞毒作用 （antibody-dependent cell-mediated cytoxicity，ADCC）
• 和肥大细胞、嗜碱性粒细胞结合，无需抗原 参加，抗体直接结合到细胞上，引起 超敏反 应
抗体介导的调理作用
抗体介导的依赖细胞的细胞毒作用
绞链区──富含脯氨酸和双巯键（对蛋白酶敏感，易于水解； 富有弹性，易于暴露补体结合位点）
二、免疫球蛋白的结构
IgG 基本结构
IgG 三维结构
IgG 的折叠
抗体的抗原结合部位
溶菌酶抗原（绿）和抗溶菌酶抗体惊人的片段重链（蓝）、轻链（黄）结合
互补决定簇区
互补决定簇区 (complementarity determining region,CDR)
接成多聚体，方式以双硫键形式共价结合到Ig 重链上起到稳定Ig多聚体的作用。
J链的成分都相同，即只有一种J链。
IgM
• 结构
–Pentamer (19S) –多一个结构域
(CH4) –J链
J Chain C4
3.免疫球蛋白的其它成分
②分泌片（secretory piece，SP）
──由粘膜上皮细胞合成的60KD多肽，当IgA与J链在浆细 胞内合成并连接后，IgA双体在通过粘膜上皮细胞的过程 中再与分泌片结合形成具有分泌能力的双聚体IgA ，即分 泌型IgA。分泌片的功能是保护IgA，使之不受环境中酶的 破坏，并介导IgA的转运。分泌片与IgA的形成无密切关系。
异种
抗异种Ig抗体
独特型抗原决定簇 同种异体
Байду номын сангаас
抗非己Ig抗体
自身体内
抗独特型抗体
• 免疫球蛋白具有二重性
抗体活性
抗原性
四、免疫球蛋白的生物学功能
IgV区功能 IgC区功能
四、免疫球蛋白的生物学功能
1.结合特异性抗原──互补决定簇区（CDR，超变 区）
①抗毒素免疫：
抗体 ＋ 毒素 中和
②抗菌体、病毒免疫:
及各亚类Ig
一亚类Ig，•其分子结构纯一
，独特性完全相同
用
途 ①用于常规多价抗原的免疫学检 ①作为第一抗体，用ELISA、•
测、易出现交叉反应
放免、免疫酶联等方法检测
②用于紧急预防及治疗各种微生 微量抗原，可避免交叉反应
物、外毒素引起的疾病
②将肿瘤特异性McAb与药物连
结，用于治疗肿瘤
小结
• 抗体是介导体液免疫的重要效应分子； • 免疫球蛋白具有明显的异质性； • 免疫球蛋白的功能与结构密切相关； • 人工制备抗体是大量获得抗体的有效途径；
单克隆抗体与多克隆抗体比较
性状
多克隆抗体
单克隆抗体
产生抗体的细胞 多株B细胞及其子代细胞
单株B细胞及其子代细胞
来
源
人或动物免疫血清，恢复期血清 B细胞杂交瘤的小鼠腹腔
（或上清液）
有效抗体含量 0.1～1.0mg/ml血清
0.5～5.0mg/ml小鼠腹水
抗体成分及性质 能识别多种抗原决定簇的各类 只识别一种抗原决定簇的同
──Ig与抗原特异性结合 的部位，是Ig分子所独 有的遗传标记结构， 故又称为Ig的独特型决 定簇。
抗体互补决定簇区与抗原表位的结合
⑶ 免疫球蛋白的功能区
Ig的H链、L链每隔110个氨基酸残基便由链内二硫键连接成一 个能行使特定功能的球形单位，称为Ig的功能区。
2、免疫球蛋白的酶水解片段
1959年Poter研究的结果
Antibody + complement- mediated damage to E. coli
四、免疫球蛋白的生物学功能
2.激活补体：
抗体结合抗原
Ig构型T
Y
补体结合位点暴露
激活补体
作用：裂解细胞；
炎性介质;
免疫粘附，
促进吞噬作用；
四、免疫球蛋白的生物学功能
3.亲和细胞：Ig能通过其Fc段与多种细胞（肥大细 胞、嗜碱性粒细胞、巨噬细胞、中性粒细胞、NK 细胞等）表面的FcR结合：
⑵通过粘膜分泌到外分泌液中（初乳中有大量 的分泌性IgA）；
IgA通过粘膜分泌到外分泌液
四、免疫球蛋白的生物学功能
五、人工制备抗体
1、多克隆抗体 2、单克隆抗体 3、基因工程抗体
五、人工制备抗体
1.多克隆抗体（Polyclonal antibody，PcAb） ──由多克隆B细胞群产生的针对多种抗原 决定簇的混合抗体。
抗体＋游离细菌或病毒 细胞的能力
丧失吸附宿主敏感
Electron micrographs of Antibodies and complement opsonising Epstein Barr Virus (EBV)
Negatively stained EBV
EBV coated with a corona of anti-EBV antibodies
target cell
抗体介导的依赖细胞的细胞毒作用
lymphocyte
antibody
四、免疫球蛋白的生物学功能
Ig经Fc受体结合到免疫细胞表面
Ig类型
能结合的细胞
IgG
NK细胞、巨噬细胞、中性粒细胞
IgE
肥大细胞、嗜碱性粒细胞、血小板
四、免疫球蛋白的生物学功能
4.通过膜传递作用：
⑴主动通过胎盘：近IgG的Fc段和胎盘细胞膜 受体可逆性结合，进入胎儿体内，•所以6个 月内新生儿不易感染；
F(ab’)2
Fc Peptides
2、免疫球蛋白的酶水解片段
Poter提出：IgG是有相同的两条重链通过二 巯键连接成Y型,两条相同的轻链通过二巯键 连接在重链Y型双臂的两侧。
电镜观察支持Poter的推测，并发现Y型Ig的两 臂可伸展成180°，提出分子中存在绞链区
研究水解片段的意义：
理论上理解抗体的结构和抗原抗体反应的原理； 实践中用于精制抗毒素；
抗体（抗体，Ab）── 一类在抗原物质刺激机体后形成的， 具有与该抗原发生特异性结合反应的球蛋白。
二、免疫球蛋白分子结构
二、免疫球蛋白的结构
1.免疫球蛋白的基本结构：
⑴四条肽链
两条重链（Heavy chain,H）
根据重链抗原性不同分为五类： 重链类型 免疫球蛋白类型
γ
IgG
α
IgA
μ
IgM
δ
IgD
• 结构
–血清-单体 –分泌(sIgA)
• 二聚物(11S) • J链 • 分泌的成分
IgA
Secretory Piece
J Chain
五类Ig特性和作用
婴儿体内免疫球蛋白产生的动态曲线
Ig的部分理化性质
三、免疫球蛋白的异质性
㈠、免疫球蛋白的类型 ㈡、免疫球蛋白的多样性 ㈢、免疫球蛋白的血清型
免疫球蛋白的铰链区及其功能
免疫球蛋白结构和功能的关系
Ag Binding
Binding to Fc Receptors
Complement Binding Site Placental Transfer
3.免疫球蛋白的其它成分
①、连结链（Joining chain,J链） ──由浆细胞合成分泌20KD的多肽，将Ig单体连
㈠、免疫球蛋白的类型
类：根据重链抗原性差异分为五类
γ
IgG
α
IgA
μ
IgM
δ
IgD
ε
IgE
亚类： 四个IgG亚类、两个IgA亚类
型：根据轻链抗原性差异分为两型：
κ型
λ型
亚型：
㈡、免疫球蛋白的多样性
• 多样性抗原的存在导致免疫球蛋白的多样 性（不同的互补决定簇区）
㈢、免疫球蛋白的血清型
1.同种型（Isotype） 2.同种异型（Allotype） 3.独特型（Idiotype，Id)
人类遗传标志，多次输入与自己遗传形状不同的Ig可导致 超敏反应
㈢、免疫球蛋白的血清型
3.独特型（Idiotype，Id)——同一个体内，每个抗 体形成细胞克隆产生的Ig，V区的互补决定簇（超 变区）抗原性不同──独特型抗原决定簇。
㈢、免疫球蛋白的血清型
从结构上看：
Ig互补决定簇（超变区）＝抗原结合部位＝独特型抗原决定 簇
EBV coated with antibodies and activated complement components
Electron micrographs of the effect of antibodies and complement upon bacteria
Healthy E. coli