第二章 免疫球蛋白与抗体 PPT课件

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二、牛的免疫球蛋白
牛 :IgG、IgA、IgM、IgE
IgG有二个亚类:IgG1:血清中占50%,牛奶 中的主要免疫球蛋白。 IgG2:具有高水平遗传性
三、羊的免疫球蛋白
羊:IgG、IgA、IgM、IgE
IgA有二个亚类: IgA1、IgA2
四、猪的免疫球蛋白
猪:IgG、IgA、IgM、IgE
IgG有五个亚类:IgG1、IgG2a、IgG2b、 IgG3、IgG4
二、抗体:Ab 在抗原和免疫系统的相互作用下,由B淋
巴细胞转化浆细胞产生的能与相应抗原发生特 异结合的免疫球蛋白(immunoglobulin)。
抗体的本质是免疫球蛋白,介导体液免疫。 也有部分抗体可与细胞结合,这类抗体称为亲 细胞性抗体。
抗体与免疫球蛋白的关系:
(1)抗体与免疫球蛋白在本质上是一致的。
Fc片段的生物学活性:
1.与免疫球蛋白选择性通过胎盘有关。 2.与补体结合,活化补体有关。 3.决定免疫球蛋白分子的亲细胞性。 4.与免疫球蛋白通过粘膜进入外分泌液有关。 5.决定各类免疫球蛋白的抗原特异性。
三、免疫球蛋白的特殊分子结构
(一)连接链:J链 分子量20KD,内含10%糖,富含半胱氨酸,
(三)糖类:免疫球蛋白含糖量很高特别是IgM 、IgA。
功能:使免疫球蛋白易溶,并防止其分解
分泌片
第三节 免疫球蛋白的种类和抗原决定簇
一、免疫球蛋白的种类
(一)类:
依据其重链C区的理化性质及抗原性差异。
重链决定免疫球蛋白种类。
免疫球蛋白
重链
IgG
γ
IgA
α
IgM
μ
IgD
δ
IgE
ε
(二)亚类:
根据重链C区的微细结构、二硫键的位置与 数目、抗原性的不同分为亚类。
免疫球蛋白是蛋白质,因此一种动物的免疫 球蛋白对另一种动物具有良好的抗原性。免疫球 蛋白的抗原决定簇主要有三种:
1.同种型决定簇 2.同种异型决定簇 3.独特型决定簇
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(一)同种型决定簇
指同一种属动物所有个体都具有相同的免疫 球蛋白抗原决定簇。(与类型无关)
同种型抗原决定簇主要存在于重链和轻链C区。
IgG:IgG1, IgG2, IgG3, IgG4 IgA:IgA1, IgA2 IgM: IgM1, IgM2
如:小鼠: IgG1、IgG2a 、IgG2b、IgG3 人: IgG1、IgG2 、IgG3、IgG4
(三)型 (根据轻链C区抗原特异性不同分型):
(1)根据轻链C区的抗原性不同,分为κ、λ两个型。 (2)每个Ig分子中的两条轻链都是相同的,在一个Ig
独特型
独特型
第四节 免疫球蛋白的主要特性与免疫学 功能
不同抗体分子理化特性有所不同,但都 具有结合相应抗原的功能及各种生理效应 功能。
一、IgG
1.血清中含量最高,占血清Ig总量的3/4,半衰期最 长(21天左右);
2.IgG是介导体液免疫的主要抗体,是再次免疫的主 要抗体,单体形式存在;
3.由脾脏和淋巴结中的浆细胞产生,大部分存在与 血浆中。
(二)轻链:L链
由213~214个氨基酸组成,两条轻链的羟基端(C端)之 间由二硫键分别于两条重链连接。
可变区(VL):氨基端(N端)开始最初的109个氨基酸排 列顺序和结构随抗体特异性不同有差异,称为可变区。
稳定区(CL):与重链相对应其余氨基酸较为稳定,称为 稳定区。
高变区:位于可变区有3个高变区,氨基酸残基分别位于 26~32、48~55、90~95。
同种型 抗原
决定簇 示意图
(二)同种异型决定簇
指同一种属动物个体间基因存在多等位基因, 这些基因编码微小的氨基酸差异,称为同种异型 决定簇。
同种异型是Ig稳定的遗传标志。
同种异 型抗原 决定簇 示意图
1.IgG重链的同种异型标志( Gm ) 如:G1m(1)、G2m(23)、G3m(11)
2.IgA重链的同种异型标志( Am ) 如 :A2m(1),A2m(2)
2.占血清Ig含量极低,1%左右;
3.成熟B细胞膜的主要抗原特异性受体,B细胞 重要表面标志;
4.与免疫记忆有关
第五节 动物的免疫球蛋白
所有哺乳动物都具有4类主要的免疫球 蛋白,即IgG、 IgM、 IgA、 IgE。
一、马的免疫球蛋白
马 :IgG、IgA、IgM、IgE
IgG有五个亚类: IgG(B)、IgG(T)、 IgGa、IgGb、IgGc
4 唯一通过胎盘的Ig,穿过胎盘,介导新生儿抗感 染免疫;
5 .结合巨噬细胞、中性粒细胞、K细胞、NK细胞, 参与调理吞噬和ADCC效应;
6.结合补体,激活补体的传统途径;
7. 抗感染的主要抗体(抗菌、抗病毒、中和毒素); 同时也是血清学诊断和疫苗免疫后监测的主要抗 体。
8.是引起Ⅱ型、Ⅲ型变态反应及自身免疫疾病的抗 体。
一、根据抗原来源
1.异种抗体:由异种抗原刺激机体产生的抗体, 如微生物抗体等。
2.同种抗体:由同种属动物之间的抗原物质免疫 所产生的抗体,如血清抗体等。
3.自身抗体 :指针对自身抗原所产生的抗体, 如自身免疫疾病抗核抗体、抗Ig 的抗体等。
4.异嗜性抗体:指针对异嗜性抗原产生的抗体。
二、根据有无抗原刺激
鸡:鸡的IgG(3亚类)具有独特性。称为IgY。 未完全证明IgD存在。
鸭:免疫球蛋白称为IgY,有7.8S、5.7S两种。无IgD。
八、鱼类的免疫球蛋白
鱼:主要免疫球蛋白为19S,相当于IgM。 存在IgD:分膜型和分泌型。
第七节 免疫球蛋白超家族 第八节 抗体的克隆选择学说
第九节 抗体的分类
由浆细胞合成。J链只有一种,它以二硫键的形式 共价结合到Ig的重链上。
功 能:连接Ig单体形成多聚体。 如IgM---五聚体、sIgA---二聚体
(二)分泌片:SP
分子量60~70KD,含6%糖。分泌片由上皮细胞 合成和分泌。分泌型IgA所特有的一种特殊结构。
功能: a.帮助IgA穿越黏膜 b.保护sIgA抵抗蛋白酶的水解作用
二、IgM
1.机体初次体液免疫反应最早出现的免疫球白;
2.主要由脾脏和淋巴结中B细胞产生,占10%;
3.以五聚体形式存在于血液中,是免疫球蛋白中 最大的,不能通过屏障系统;
4.其分子上含有多个抗原结合部位,是一种高 效的抗体,在早期诊断中有着重要的作用;
5.在补体参与下,具有抗肿瘤作用;
6.可引起Ⅱ型、Ⅲ型变态反应及自身免疫疾病。
3.IgE重链的同种异型标志( Em ) 仅发现一种: Em(1)
4.K型轻链的同种异型标志( km ) 如:km(1),km(2),km(3)
(三)独特型决定簇
又称个体基因型,由免疫球蛋白的重链和轻 链可变区决定。
独特位:可变区内的单个抗原决定簇。
独特型:单个独特位的总和称为抗体的独特型。
抗独特型抗体:独特型在异种、同种异体乃至同 一个个体内均可刺激产生相应的抗体,这种 抗体称为抗独特型抗体。
骨架区:其余氨基酸变化小,称为骨架区。
(三)免疫球蛋白的功能区
免疫球蛋白的多肽链分子可折叠形成几个由链 内二硫键连接成的环状球形结构,这些球形结构 称为免疫球蛋白的功能区。
免疫球蛋白的每一个功能区都是由大约110个 氨基酸组成。
(1)IgG、 IgA、 IgD的重链有4个功能区, 分 别为VH、CH1、CH2、CH3;
一、免疫球蛋白的单体分子结构
所有免疫球蛋白单体分子结构都是相似的, 由两条相同的重链和两条相同的轻链4条肽链 构成的“Y”字形结构。
IgG、 IgE 、血清型IgA、IgD以单体形式存 在。 IgM是五个单体分子构成的五聚体。 分泌型IgA是两个单体构成的二聚体。
(一)重链:H链
由420~440个氨基酸组成,两条重链之间由1对或2对二 硫键(-S-S-)连接。
3.原因:含大量脯氨酸和二硫键
二、免疫球蛋白的水解片段与生物学活性
木瓜蛋白酶(Papain) IgG Fab段:抗原结合片段 Fc段:可结晶片段
胃蛋白酶(Pepsin) IgG F( ab′)2:具有双价抗体活性 pFc ′:无生物学活性
意义:阐明Ig分子生物学作用;构建基因工程抗体。
(一)Fab片段的组成与生物学活性
IgA有二个亚类:IgA1、IgA2
五、猫和犬的免疫球蛋白
猫:IgG(3亚类)、IgA、IgM、IgE 犬:IgG(4亚类)、IgA、IgM、IgE、IgD
IgE有二个亚类:IgE1、IgE2(其独特之处)
六、小鼠的免疫球蛋白
小鼠:IgG(4亚类)、IgA、IgM、IgE、IgD
七、鸡和鸭的免疫球蛋白
单体分子上不可能同时出现κ和λ两种轻链。
(四)亚型(根据λ链N端恒定区的氨基酸序列):
OZ(+) (或λ1) :第190位(亮氨酸) OZ(-) (或λ2) :第190位(精氨酸) Kern(+)(或λ3) :第154位(甘氨酸) Kern(-)(或λ4) :第154位(丝氨酸)
二、免疫球蛋白的抗原决定簇
功能区示意图
绞链区:
1.概念:两条重链间二硫键连结处附近的重链恒定区, 即CH1和CH2之间 大约有30个氨基酸残基的区域, 称为绞链区。
2.特点:由2~5个二硫键, CH1尾部和CH2头部小肽链 构成。能自由折叠可以转动,弹性好,易被各种专 一性不同的蛋白酶水解。 当与抗原结合时,与抗原 结合,另外亦可暴露CH2上的补体结合位点。
四、IgE
1.单体分子形式存在; 2.血清中含量最低(占Ig的0.002%); 3.亲细胞性抗体; 4.呼吸道和消化道固有层中浆细胞产生; 5.与肥大细胞、嗜碱性粒细胞抗原结合,介导
I 型超敏反应; 6.过敏性疾病和某些寄生虫感染患者血清中
特异性IgE水平增高。
五、IgD
1.单体分子形式存在,不稳定,易降解;
第二章 免疫球蛋白与抗体
第一节 免疫球蛋白与抗体的概念
一、免疫球蛋白:Ig 指存在于任何动物血液(血清)、组织液及
其他外分泌液中的一类具有相似结构的球蛋白。 包括IgG、IgM、IgA、IgD、 IgE
存在形式: 膜型(membrane immunoglobulin, mIg) --- B细胞膜上的抗原受体; 分泌型(secreted immunoglobulin, sIg) ---分泌进入体液, 介导体液免疫应答。
(2)IgM和IgE有5个功能区,即比IgG等多一 个CH4。
(3)轻链只有VL和CL两个功能区。
以IgG为例,各功能区的功能如下:
1.VH和VL:结合抗原的部位。 2.CH1和CL:遗传标志所在。 3.CH2:有补体结合点,参与活化补体。 4.CH3:与抗体的亲细胞性有关,可与细
胞表面的 Fc受体结合。
可变区(VH)):氨基端(N端)开始最初的110个氨基酸 排列顺序和结构随抗体特异性不同有变,称为可变区。
稳定区(CH):除氨基端(N端)开始最初的110个氨基 酸以外的氨基酸,比较稳定,称为稳定区。
高变区:位于可变区,4个,氨基酸残基分别位于31~37、 51~58、84~91、101~110。 骨架区:其余氨基酸变化小,称为骨架区。
1.天然抗体:又称正常抗体,指无明显抗原刺 激而天然存在与动物体液中的抗 体,如天然血型抗体等。
2.免疫抗体:指自然感染,人工免疫,疫苗接种 等体内所产生的抗体。
三、根据与抗原反应的性质
三、IgA
1.血清型IgA:单体,存在于血清中,占10%-20%;
2.分泌型IgA(SIgA): 含J链和分泌片的二聚体, 主要存在于消化道、生殖道和呼吸道及初乳、 唾液和泪液中。在各种分泌液中含量是比较高的;
3.SIgA是参与机体粘膜免疫的主要抗体,在预防接 种中,可通过滴鼻、点眼、饮水,喷雾途径建立 粘膜免疫力。
每个Fab片段有一条完整的 轻链和1/2部分重链。
具有抗原活性,其结合抗 原的部位在VL及VH功能区。
除结合抗原外, Fab还是决定抗体特异性的部位。
(二)Fc片段的组成与生物学活性
每个Fc片段由重链C 端1/2部分组成,由CH2 和CH3组成。
该片段无结合抗原 活性,但与抗体的生物 学活性有密切关系。 如:与补体结合活化补体,与带Fc受体的细胞结 合,引起各种生物学效应。
(2)抗体是与抗原相对应的一个概念,着重点在 其生物学活性;免疫球蛋白是结构和化学本质上 的概念。
(3)抗体都是免疫球蛋白,免疫球蛋白质并非都 是抗体,它包括抗体球蛋白、异常免疫球蛋 白等。
第二节 免疫球蛋白的分子结构
1959-1963年,有PorterR EdelmanG,提出免 疫球蛋白的结构模型
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