第四章 免疫球蛋白精编资料
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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。
(人卫5版医学免疫学)第四章免疫球蛋白课件
1
合成和装配过程
2
免疫球蛋白的合成包括重链和轻链的合成、
抗原结合部位的形成和共价连接的装配过
程。
3
基因的表达调控
免疫球蛋白的合成受基因的调控，包括转 录和转译调控机制。
分泌途径
免疫球蛋白通过内质网和高尔基体系统以 及分泌囊泡等途径进行分泌和运输。
免疫球蛋白在免疫中的作用
免疫球蛋白在免疫应答中发挥重要的作用。
1 中和病原体
免疫球蛋白可以与病原体结合并中和其活性，阻止其侵入和感染宿主细胞。
2 调节免疫应答
免疫球蛋白参与调节T细胞和B细胞的活性，调节免疫应答的幅度和方向。
(人卫5版医学免疫学)第 四章免疫球蛋白课件
本课件将介绍免疫球蛋白的结构、功能、合成和分泌以及其在免疫中的作用。
免疫球蛋白概述
免疫球蛋白是一类抗体蛋白，具有多种重要的生理功能。
定义和特点
免疫球蛋白是一类由免疫系统合成的蛋白质， 具有抗原结合和免疫应答调节功能。
分类和功能
免疫球蛋白可分为不同的亚类，每个亚类在免 疫应答中发挥特定的功能，如中和病原体和调 节免疫应答。
结构与组成
免疫球蛋白具有特定的结构和组成，决定了其功能和相互作用。
基本结构
免疫球蛋白由重链和轻链组成，形成Y型结构，其中 嵌入有抗原结合部位。
亚及特点
不同的免疫球蛋白亚类具有不同的特点和功能，如 IgG、IgM、IgA、IgE和IgD。
免疫球蛋白的合成和分泌
免疫球蛋白的合成和分泌涉及多个复杂的过程。
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）
C4免疫球蛋白 共88页
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）；
61
出生后3个月开始合成，3-5岁接近 成人水平
是唯一能通过胎盘的Ig，发挥自然 被动免疫功能； Flash 8
参与Ⅱ型、Ⅲ型超敏反应，某些自 身免疫病的抗体也属IgG
再次免疫应答的主要抗体
monoclonal antibody, mAb
由一个识别一种抗原表位的B细胞 克隆产生的同源抗体
纯度高、特异性强、可大量生产。
76
77
基因工程抗体
又称重组抗体 借助DNA重组技术和蛋白质工程技 术，按人们的意愿在基因水平上对 Ig进行切割、拼接或修筛，重新组 装成为新型抗体分子
82
Human-mouse chimeric Ab
初乳中的sIgA可对婴幼儿发挥自然 被动免疫作用
68
IgD的特性和功能
血清中含量低，其生物学作用尚不 清楚
mIgD可作为B细胞分化成熟标记，
成熟B细胞同时表达mIgM和mIgD
mmIIggMM
mIgD
未成熟B细胞 成熟B细胞
活化B细胞
69
IgE的特性和功能
是血清中含量最低的Ig；
Flash 9
26
免疫球蛋白超家族（IgSF）
27
其它成分 J链（joining chain） 分泌片（secretory piece, sp）
水解片段
功能区
28
29
30
31
第2节 抗体的异质性
抗体在结构和功能上差异的总和。
32
33
一、免疫球蛋白的分类
类（class）：根据CH不同
具 有 活 化 补 体 经 典 途 径 的 能 力 （IgG3>IgG1>IgG2）；
61
出生后3个月开始合成，3-5岁接近 成人水平
是唯一能通过胎盘的Ig，发挥自然 被动免疫功能； Flash 8
参与Ⅱ型、Ⅲ型超敏反应，某些自 身免疫病的抗体也属IgG
再次免疫应答的主要抗体
monoclonal antibody, mAb
由一个识别一种抗原表位的B细胞 克隆产生的同源抗体
纯度高、特异性强、可大量生产。
76
77
基因工程抗体
又称重组抗体 借助DNA重组技术和蛋白质工程技 术，按人们的意愿在基因水平上对 Ig进行切割、拼接或修筛，重新组 装成为新型抗体分子
82
Human-mouse chimeric Ab
初乳中的sIgA可对婴幼儿发挥自然 被动免疫作用
68
IgD的特性和功能
血清中含量低，其生物学作用尚不 清楚
mIgD可作为B细胞分化成熟标记，
成熟B细胞同时表达mIgM和mIgD
mmIIggMM
mIgD
未成熟B细胞 成熟B细胞
活化B细胞
69
IgE的特性和功能
是血清中含量最低的Ig；
Flash 9
26
免疫球蛋白超家族（IgSF）
27
其它成分 J链（joining chain） 分泌片（secretory piece, sp）
水解片段
功能区
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29
30
31
第2节 抗体的异质性
抗体在结构和功能上差异的总和。
32
33
一、免疫球蛋白的分类
类（class）：根据CH不同
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。
第四章免疫球蛋白免疫学
44
一、免疫球蛋白的主要功能
? 免疫球蛋白 V区的功能 ? 免疫球蛋白 C区的功能
45
1.免疫球蛋白V区的功能
?特异性识别结合抗原 ?中和毒素 ?阻断病原体入侵
46
47
中和毒素
48
阻止病毒入侵
49
阻止细菌入侵
Flash 4
50
2.免疫球蛋白C区的功能
1）、激活补体 IgM、IgG1~3 ? 激活补体经典途径 凝聚的IgA或IgG4 ? 激活补体旁路途径
?类（class ）：根据CH不同
γμ α
δ
ε
IgG IgM IgA IgD IgE
? 亚类：
?IgG1-G4； IgA1-A2； IgM1-M2。
34
?型（type ）： 根据CL不同分为两个型： κ型和λ型
?亚型： λ型有亚型
35
二、抗体的多样性
36
三、内源性因素所致抗体异质性 ——免疫球蛋白的血清型
Flash 6
54
抗体依赖的细胞介导的细胞毒作用
Flash 7
55
与细胞 表面Fc 受体结
合
56
与细胞表面Fc受体结合
57
58二、各类免疫球蛋白来自特性和功能?IgG ?IgM ?IgA ?IgD ?IgE
59
60
IgG的特性和功能
? 血清中的主要抗体成分（ 80%）；半寿 期长（20-23天）；
51
Flash 5
52
2）细胞亲嗜性
与细胞表面FcR结合
① 调理作用（opsonization )；
IgFc段与吞噬细胞表面FcR结合? 促吞噬；
②抗体依赖的细胞介导的细胞毒作用
一、免疫球蛋白的主要功能
? 免疫球蛋白 V区的功能 ? 免疫球蛋白 C区的功能
45
1.免疫球蛋白V区的功能
?特异性识别结合抗原 ?中和毒素 ?阻断病原体入侵
46
47
中和毒素
48
阻止病毒入侵
49
阻止细菌入侵
Flash 4
50
2.免疫球蛋白C区的功能
1）、激活补体 IgM、IgG1~3 ? 激活补体经典途径 凝聚的IgA或IgG4 ? 激活补体旁路途径
?类（class ）：根据CH不同
γμ α
δ
ε
IgG IgM IgA IgD IgE
? 亚类：
?IgG1-G4； IgA1-A2； IgM1-M2。
34
?型（type ）： 根据CL不同分为两个型： κ型和λ型
?亚型： λ型有亚型
35
二、抗体的多样性
36
三、内源性因素所致抗体异质性 ——免疫球蛋白的血清型
Flash 6
54
抗体依赖的细胞介导的细胞毒作用
Flash 7
55
与细胞 表面Fc 受体结
合
56
与细胞表面Fc受体结合
57
58二、各类免疫球蛋白来自特性和功能?IgG ?IgM ?IgA ?IgD ?IgE
59
60
IgG的特性和功能
? 血清中的主要抗体成分（ 80%）；半寿 期长（20-23天）；
51
Flash 5
52
2）细胞亲嗜性
与细胞表面FcR结合
① 调理作用（opsonization )；
IgFc段与吞噬细胞表面FcR结合? 促吞噬；
②抗体依赖的细胞介导的细胞毒作用
4免疫球蛋白
第五节 人工制备抗体
表位1 表位2 抗原A 表位3
免疫动物
抗体1 抗体2 抗体A
抗体3
抗体4 抗体5
表位4
表位5 抗体A 多克隆抗体
抗体1
单克隆抗体
多克隆抗体
（polyclonal antibody）
用含多种不同表位的抗原免疫动物，激活多个B细
胞克隆，所产生的抗体含有针对多种不同抗原表位 的免疫球蛋白，此为多克隆抗体。
型（type）：同一种属个体，轻链根据C区抗原特异性不同分为两型： κ型和λ型
亚型（subtype） ： λ 型有4个亚型
二、外源因素所致的异质性——Ig的多样性
10X 抗原（表位）
10X B淋巴细胞克隆
10X 抗体
三、内源因素所致的异质性——Ig的血清型
Ig = 蛋白质 = 抗原 —— 抗原表位 同种共有
免疫球蛋白折叠 免疫球蛋白超家族
与抗原特异性结合的部位
同种异型遗传标记
IgG的CH2、IgM的CH3： 补体结合位点 IgG的CH2：通过胎盘 IgG的CH3、IgE的CH4： 结合细胞表面FcR
二、免疫球蛋白的其他成分
1、J链：浆细胞合成的富含半胱氨酸的多肽链 2、分泌片（SP）：粘膜上皮细胞分泌，保护 sIgA不
骨髓瘤细胞 — 可无限增殖，但不产生抗体； B淋巴细胞 — 合成、分泌特异性抗体，但寿命有限 杂交瘤细胞 — 合成、分泌特异性抗体，且无限增殖
HAT培养基 次黄嘌呤(H)、氨基蝶呤(A)、胸腺嘧啶(T)
基因工程抗体
又称重组抗体
借助DNA重组技术和蛋白质工程技术，按人们的意愿
在基因水平上对Ig进行切割、拼接或修筛，重新组装成为新
第04章免疫球蛋白
多链糖蛋白， γ球蛋白
抗体（Antibody，Ab） BCR
B B
B B
特异性抗体
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
免疫球蛋白（Immunoglobulin，Ig） 与抗体（antibody，Ab）
免疫球蛋白（Immunoglobulin，Ig）：
MRC Laboratory of Molecular Biology in Cambridge
Gerald M. Edelman （1929-）
Frederick Sanger （1918—） United Kingdom
四、 水解片段
MRC Laboratory of Molecular Biology in Cambridge, 1948
二、 免疫球蛋白的结构域（功能区） （一）结构域
• 结构域： • H链和L链可通过链内二硫 键折叠成若干个球形结构
键内二硫键
（二）功能区
• CL和CH1： • 同种异型（不同个体） 的遗传标记 • CH2和CH2： • 补体结合位点
（三） 铰链区 （hinge region）
• 位于CH1～CH2之间； • 对蛋白酶敏感，易伸展弯曲
• 3、五种免疫球蛋白的分类是根据____ • A、H链和L链均不同 B、V区不同 C、L链不同 • D、H链不同 E、连接H链的二硫键位置和数目不同
• 4、免疫球蛋白的高变区位于_____ • A、VH 和CH B、VL 和VH • D、VH 和CL E、CL 和CH • • • • • • • • • • 5、CDR即为_____ A、Fab段 B、Fc段 D、HVR E、互补决定区
课堂测试
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。
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
免疫球蛋白
二、单克隆抗体 （monoclonal antibody,McAb或mAb） 由一个B细胞和一个恶性骨髓瘤细胞 融合成的B细胞克隆仅识别一种抗原表位， 故经筛选和克隆化的杂交瘤细胞仅能合 成、分泌单一抗原表位的特异性抗体。
HAT培养基： 次黄嘌呤(Hypoxanthine,H) 氨基蝶呤(Aminopterin ,A) 胸腺嘧啶核苷(Thymidine,T)。
小
结
一、Ig与Ab的概念 二、Ig的结构 三、Ig的异质性 四、各类Ig的特性与功能(Ab) 五、五类免疫球蛋白的特性与功能 六、人工制备抗体
第二节 免疫球蛋白的异质性
免疫球蛋白基本结构相似，但在结构与功能上差别甚 大，也就出现了特异性与类别的不同，即明显的异质性 (heterogenecity)。 一、免疫球蛋白的类型： (一)类(class)：同一种属不同个体，重链C区差异，重链五种， 类别五类； (二)亚类(subclass)：同类免疫球蛋白，重链抗原性及二硫 键数目和位置差异，再分亚类：IgG(1、2、3、4)； IgA(1、 2)； (三)型(type)：同一种属所有个体，轻链C区差异，Ig可分为 κ和λ两型； (四)亚型(subtype)：同一型别Ig，轻链C区差异，如： λ链 190氨基酸为亮氨酸时，称为OZ(+)，为精氨酸时，称为
四、IgD 1.血清含量低:0.2%，功能不详； 2.个体发育的任何时期都可产生； 3.半衰期仅3天； 4.BCR：mIgM--未成熟B细胞， BCR：mIgM、mIgD--成熟 B细胞。
五、IgE 1.血清含量最低:5×10-5mg/ml 2.引起Ⅰ型超敏反应； 3.可能参与抗寄生虫感染。
一、多克隆抗体 第五节 人工制备抗体 （polyclonal antibody,pAb） 天然抗原分子中常含多种不同抗原 特异性的抗原表位，以该抗原物质刺激 机体免疫系统，体内多个B细胞克隆被 刺激，产生的抗体中实际上含有针对多 种不同抗体表位的免疫球蛋白。 克隆（clone）：一个纯的无性细胞繁殖 系。
第四章 免疫球蛋白(5版沙)2013
化学结构 上的概念
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。 分泌型（secreted Ig，Ig） 膜型（membrane Ig，mIg） Ab与Ig的联系 1. 所有的Ab都是Ig 2. Ig并非都是Ab
第一节 免疫球蛋白的结构
免疫球蛋白的异质性
免疫球蛋白的类型
类(class): 重链、、、、相对应的免 疫球蛋白：IgG、IgA、IgM、IgD、IgE。 亚类：同一类免疫球蛋白重链的抗原性及 二硫键数目和位置不同可分为亚类。IgG14；IgA1、IgA2；IgM1和IgM2。 型：轻链C区抗原性不同而分为、两型。 亚型：轻链C区N端氨基酸排列的差异，又 可分为亚型。OZ+、OZ-。
恒定区
C区位于Ig分子的C端，约占轻链的1/2（CL ） 和重链的3/4或4/5（CH） 在同一种属动物中，同一类别Ig重链和同一 型轻链的C区氨基酸组成和排列顺序比较恒 定，故称恒定区
铰链区
并非独立的功能区，位于CH1和CH2之间，包括 重链链间二硫键。 特点： 该区富含脯氨酸（构成胶原纤维的重要成分）， 具柔韧性，不形成螺旋，易于伸展、转动。使可 变区的抗原结合点尽量与两个抗原决定簇发生互 补, 使Ig变构，暴露补体结合点 对蛋白酶敏感，Ig被水解易在此区发生裂解
免疫球蛋白的基本结构 免疫球蛋白的其他成分： J链和分泌片 免疫球蛋白的水解片段
免疫球蛋白的基本结构
四肽链分子，即由两 条相同的重链和两条 相同的轻链通过链间 二硫键连接而成的免 疫球蛋白单体，呈“Y” 形。
重链和轻链
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2、合成时期：婴儿在出生4~6个月才能合成 IgA。 （二） 生物活性
1、是机体局部粘膜防御感染的重要因素（分 泌型IgA）。 2、具有中和毒素作用（血清型IgA）。 3、辅助婴儿抵抗呼吸道、消化道感染（初乳 中含分泌型IgA）
四、IgD （一） 特性 1、存在形式：单聚体，仅占血清Ig总量的1%。 2、合成时期：较晚。
区3个）, IgM，IgE，5个（V区1个，C区4个） • 铰链区：位于CH1、CH2之间。
2.功能区的作用
V区
C区
VL+VH区： 抗原结合部位（2个）
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
CH3区：是Ig与多种 细胞Fc受体结合的部 位.
VH和VL的3个高变区共同组成Ig的抗原结 合部位，故高变区又被称为互补性决定 区。
（三）免疫球蛋白的功能区 1．定义：Ig的H链、L链每 隔110个氨基酸由链内二硫 键接构成一个能行使特定 功能的球形结构，称为Ig 的功能区。 • L链功能区：2个，（VL，CL各一个） • H链功能区：IgG，IgA，IgD，4个（V区1个，C
（1）调理作用（opsonization)：IgG、IgM
• 指抗体促进吞噬细胞吞噬细菌等颗粒性抗原的 作用。
（2）抗体依赖的细胞介导的细胞毒作用 （antibody-dependent cell-mediated cytotoxicity,ADCC)：IgG、IgA、IgE
• 指表达Fc受体的细胞（ NK细胞、吞噬细胞)通 过与抗体Fc段结合直接杀伤被抗体包被的靶细 胞。
第四章 免疫球蛋白
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
Ig的两条短链称为轻链（Light chain, L链） 含214aa，分子量为25kD。可分为κ和λ型。
一、Ig的基因结构 1.Ig轻链基因结构 （1）Ig κ型轻链基因：Vκ、Jκ、Cκ
小鼠：350 5 1
人：100 5 1
（2）Igλ型轻链基因：Vλ、Jλ、Cλ
ห้องสมุดไป่ตู้
小鼠：2
4
4
人：2 6
6
2. Ig重链的基因结构 V、D、J、C
小鼠：300-1000 20 4 8 人： 75-250 30 6 11
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
第三节免疫球蛋白的生物学活性
1．1.特异性结合抗原,清除病原微生物 ； 2.激活补体（IgG、IgM）；
3．与多种细胞表面Fc受体结合；
3.半衰期：3天 （二） 生物活性 1、成熟B细胞的重要表面标志。 2、血清中IgD的功能尚不清楚。
五、IgE （一） 特性 1、存在形式：单聚体，仅占血清Ig总量 的0.002%。 2、合成时期：最晚合成的抗体。 （三） 生物活性 1、引发Ⅰ型过敏反应。 2、抗寄生虫的主要抗体。
第四节Ig的基因及抗体的多样性
二、Ig基因重排
• 由于Ig基因成簇存在，编码完整的功能 性Ig多肽链必须通过基因重排。
重链 胚系 基因
• 高变区（hypervariable region，HVR）： 氨基酸组成和排列顺序特别易变化 VH或VL各3个高变区：HVR1、HVR2和HVR3
• 骨架区（framework region,FR） 高变区之外的区域。 VH和VL各有四个骨架区， FR1、FR2、FR3和FR4表示。
• 互补性决定区（complementaritydetermining region，CDR）：
（三） 生物活性 1、具有强大的调理、激活补体及杀菌作用 。 3、不能介导ADCC效应。 4、ABO血型天然抗体。
IgM 抗 分 泌 型 IgM
IgM
体结构 膜 型 IgM
sIgM
J 链
Iga Igb
Iga Igb
三、IgA （一） 特性：
1、存在形式：单体（血清型）和双体（分泌
型）；其中分泌型主要分布于呼吸道、消化道 及初乳等分泌液中。
（二） 生物活性
1、是主要的抗感染抗体
2、是补体经典激活途径参与者。 3、是唯一可以穿过胎盘的抗体 4、具有调理作用和介导ADCC效应的功能。
IgG 分 子 的 四 种 亚 型
IgG1
IgG2
四种亚类的IgG
分子在血清中的
浓度不同，所发
挥的生物学特性
亦不相同。
IgG3
IgG4
二、IgM
（一）特性 1、存在形式：五聚体，占血清Ig总量的10%，是 分子量最大抗体。 mIgM 是 BCR 2、合成时期：胎儿晚期已能合成，最早合成和 初次免疫应答中最早出现的抗体。 3、半衰期：5天，
（3）I型超敏反应：IgE 与肥大细胞、嗜碱性粒 细胞Fc受体结合，促使其合成和释放生物活性 物质。
四、穿过胎盘
IgG所独有，是婴儿获得天然被动免疫的主要 原因，主要借助胎盘滋养层细胞表面的FcR进行 的。
五、免疫调节
第三节 五类Ig的主要特性
一、IgG （一） 特性
1、存在形式：单体，占血清Ig总量的3/4。 2、合成时期：婴儿出生后三个月开始合成。 3、半衰期：23天，是所有抗体中半衰期最长 的。
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
（二）可变区和恒定区 １.可变区：重链和轻链靠近N端的约110个
氨基酸的序列变化很大，称为可变区 （variable region,V区）； VH和VL 。 2.恒定区：靠近C端的其余氨基酸序列相对 稳定，称为恒定区(constant region, C区)； CH（CH1、CH2、CH3和CH4 ）和CL.
1、是机体局部粘膜防御感染的重要因素（分 泌型IgA）。 2、具有中和毒素作用（血清型IgA）。 3、辅助婴儿抵抗呼吸道、消化道感染（初乳 中含分泌型IgA）
四、IgD （一） 特性 1、存在形式：单聚体，仅占血清Ig总量的1%。 2、合成时期：较晚。
区3个）, IgM，IgE，5个（V区1个，C区4个） • 铰链区：位于CH1、CH2之间。
2.功能区的作用
V区
C区
VL+VH区： 抗原结合部位（2个）
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
CH3区：是Ig与多种 细胞Fc受体结合的部 位.
VH和VL的3个高变区共同组成Ig的抗原结 合部位，故高变区又被称为互补性决定 区。
（三）免疫球蛋白的功能区 1．定义：Ig的H链、L链每 隔110个氨基酸由链内二硫 键接构成一个能行使特定 功能的球形结构，称为Ig 的功能区。 • L链功能区：2个，（VL，CL各一个） • H链功能区：IgG，IgA，IgD，4个（V区1个，C
（1）调理作用（opsonization)：IgG、IgM
• 指抗体促进吞噬细胞吞噬细菌等颗粒性抗原的 作用。
（2）抗体依赖的细胞介导的细胞毒作用 （antibody-dependent cell-mediated cytotoxicity,ADCC)：IgG、IgA、IgE
• 指表达Fc受体的细胞（ NK细胞、吞噬细胞)通 过与抗体Fc段结合直接杀伤被抗体包被的靶细 胞。
第四章 免疫球蛋白
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
Ig的两条短链称为轻链（Light chain, L链） 含214aa，分子量为25kD。可分为κ和λ型。
一、Ig的基因结构 1.Ig轻链基因结构 （1）Ig κ型轻链基因：Vκ、Jκ、Cκ
小鼠：350 5 1
人：100 5 1
（2）Igλ型轻链基因：Vλ、Jλ、Cλ
ห้องสมุดไป่ตู้
小鼠：2
4
4
人：2 6
6
2. Ig重链的基因结构 V、D、J、C
小鼠：300-1000 20 4 8 人： 75-250 30 6 11
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
第三节免疫球蛋白的生物学活性
1．1.特异性结合抗原,清除病原微生物 ； 2.激活补体（IgG、IgM）；
3．与多种细胞表面Fc受体结合；
3.半衰期：3天 （二） 生物活性 1、成熟B细胞的重要表面标志。 2、血清中IgD的功能尚不清楚。
五、IgE （一） 特性 1、存在形式：单聚体，仅占血清Ig总量 的0.002%。 2、合成时期：最晚合成的抗体。 （三） 生物活性 1、引发Ⅰ型过敏反应。 2、抗寄生虫的主要抗体。
第四节Ig的基因及抗体的多样性
二、Ig基因重排
• 由于Ig基因成簇存在，编码完整的功能 性Ig多肽链必须通过基因重排。
重链 胚系 基因
• 高变区（hypervariable region，HVR）： 氨基酸组成和排列顺序特别易变化 VH或VL各3个高变区：HVR1、HVR2和HVR3
• 骨架区（framework region,FR） 高变区之外的区域。 VH和VL各有四个骨架区， FR1、FR2、FR3和FR4表示。
• 互补性决定区（complementaritydetermining region，CDR）：
（三） 生物活性 1、具有强大的调理、激活补体及杀菌作用 。 3、不能介导ADCC效应。 4、ABO血型天然抗体。
IgM 抗 分 泌 型 IgM
IgM
体结构 膜 型 IgM
sIgM
J 链
Iga Igb
Iga Igb
三、IgA （一） 特性：
1、存在形式：单体（血清型）和双体（分泌
型）；其中分泌型主要分布于呼吸道、消化道 及初乳等分泌液中。
（二） 生物活性
1、是主要的抗感染抗体
2、是补体经典激活途径参与者。 3、是唯一可以穿过胎盘的抗体 4、具有调理作用和介导ADCC效应的功能。
IgG 分 子 的 四 种 亚 型
IgG1
IgG2
四种亚类的IgG
分子在血清中的
浓度不同，所发
挥的生物学特性
亦不相同。
IgG3
IgG4
二、IgM
（一）特性 1、存在形式：五聚体，占血清Ig总量的10%，是 分子量最大抗体。 mIgM 是 BCR 2、合成时期：胎儿晚期已能合成，最早合成和 初次免疫应答中最早出现的抗体。 3、半衰期：5天，
（3）I型超敏反应：IgE 与肥大细胞、嗜碱性粒 细胞Fc受体结合，促使其合成和释放生物活性 物质。
四、穿过胎盘
IgG所独有，是婴儿获得天然被动免疫的主要 原因，主要借助胎盘滋养层细胞表面的FcR进行 的。
五、免疫调节
第三节 五类Ig的主要特性
一、IgG （一） 特性
1、存在形式：单体，占血清Ig总量的3/4。 2、合成时期：婴儿出生后三个月开始合成。 3、半衰期：23天，是所有抗体中半衰期最长 的。
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
（二）可变区和恒定区 １.可变区：重链和轻链靠近N端的约110个
氨基酸的序列变化很大，称为可变区 （variable region,V区）； VH和VL 。 2.恒定区：靠近C端的其余氨基酸序列相对 稳定，称为恒定区(constant region, C区)； CH（CH1、CH2、CH3和CH4 ）和CL.