第三章免疫球蛋白

Porter等最早用木瓜蛋白酶 （papain）水解兔IgG,从而区划 获知了Ig四肽链的基本结构和功 能。
裂解片段，2个Fab（54KD），一个Fc（ 50KD）Fab与抗原结合，不发生凝集反 应。
2．胃蛋白酶（pepsin）水解片段 （1）裂解部位，铰链区H链间二硫键（C
端）裂解片段，F（ab’)2，无Fc片段
第三节 免疫球蛋白基因的多样性
基因染色体定位 编码多肽链 基因符号 人 2 22 14 小鼠 6 16 12
κ轻链 λ轻链 重链
Igκ Igλ IgH
抗体多样性的遗传基础
基因片段数 V区基因重组 重排和随机配对后 多肽链 方式 推算的多样性数目 V D J H链 1000 12 4 V—D—J 4.8×104 κ链 250 - 4 V—J 4.8×107 1.0×103
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。 • 而分泌型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 • sIgA主要存在于乳汁、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。
由一个克隆 B 细胞产生的、只作用于单一抗 原表位的高度特异性抗体称为单克隆抗体。 又称第二代人工抗体。
优点：一是结构均一，特异性强；二是效价高 ，具有高度性。 单克隆抗体是用杂交瘤技术制备的。 • 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，形成具有亲本细胞 共同特点的杂交瘤细胞。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。
结合点；与IgG通过胎盘有关。与体内Ig降解速率
CH3/CH4具有多种细胞Fc受体结合的功能(结合单核细胞,巨
免疫效应。IgE的Cε2和Cε3功能区与结合肥大细胞和嗜碱性粒细胞FcεRI有
噬细胞,粒细胞,B细胞,NK细胞)，不同的Ig在结合不同的细胞时可产生不同的
关。
4、铰链区（hinge region） 位于CH1～CH2之间。富含脯氨酸，对蛋白酶敏 感，易伸展弯曲。 作用：
与抗原结合可发生凝集反应
二、免疫球蛋白的分子功能
☆ V区的功能----特异性结合抗原(中和作用)
C区的功能：
☆ 激活补体:
IgM，IgG1---3可通过经典途径活化补体，人类天然的抗A和
抗B血型抗体为IgM，血型不符合引发的输血反应发生快而且严重。
IgA1，IgG4，IgE等可以通过替代途径活化补体。
抗破伤风外毒素的抗毒素IgG，免疫马
超变区（ HVR）
轻链：
24-34、50-56、89-97
重链：
31-35、50-65、95-102 因其在空间结构上可与抗原 决定簇形成精密的互补，故 又称互补性决定区 （complementarity determing region，CDR）
框架区（FR）
• 新生儿出生4～6个月后，血中可出现IgA，以后逐渐升高，到青 少年期达到高峰。 • 例：与脊髓灰质炎病毒结合，阻抑其吸附到易感细胞上，分泌 型IgA还可中和毒素如霍乱弧菌毒素和大肠杆毒素 。
IgA的特点
• • • • 参与皮肤粘膜的局部抗感染作用 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；
IgE
• 血清中含量最低 ng/ml • 可与肥大细胞、嗜碱性粒细胞上的高亲和力 FcεRⅠ结合，引起Ⅰ型超敏反应 • FcεRⅡ分布于巨噬细胞、B细胞、嗜酸粒细胞 • 分子量: ~190,000 。 • 可能在寄生虫免疫中起作用，IgE抗体，本是杀伤寄生虫
的，但又是引起过敏的重要抗体。它虽然量很小，只占全部免疫球蛋白的 0.004%，但却是一种特别活跃的抗体，可在几分钟致人于死地。
1.弯曲利于V区与不同距离的抗原表位结合。
2.使Ig分子发生“T”
合位点。
“Y”的构型改变，暴露补体结
（四）J链（joining chain）和分泌成分（secretory component，SC）
J链：一条多肽链，富含半胱氨酸，由浆细胞合成
，以二硫键的形式共价结合到Ig的重链上 存在：于IgA，IgM中 作用:在H链的羧基端将Ig单体连接成双体或多聚体 ，起稳定多聚体结构及参与体内运转的作用
（三）功能区（domain）
链内二硫键折叠成球形区称为功能区约由110个 氨基酸组成。氨基酸的顺序具有高度的同源性
1、 L链功能区：2个，（VL，CL各一个） 2、 H链功能区：
IgG，IgA，IgD，4个（V区1个，C区3个） IgM，IgE，5个（V区1个，C区4个）
Cγ1、Cγ2和Cγ3
IgG
IgG1, IgG2 and IgG4
IgG3
IgD
IgE
IgM
Tail Piece
CH4
Tail Piece
3、功能区的作用：
VL和VH是抗原结合的部位（FV区）。 CL和CH上具有同种异型的遗传标记。 CL/CH1 补体C4b结合位点 CH2具有补体结合点。 IgG的CH2和IgM的CH3具有补体C1q的
（五）单体，双体，五聚体
单体：由一对L链和H链组成的基本结构，如IgG、IgD
、IgE、血清型IgA。
双体：分泌型的IgA由J链连接的两个单体，结合抗原的
亲合力要比单体IgA高。
五聚体：是由J链和二硫键连接的五个单体
（六）酶解片段
1．木瓜蛋白二硫键（N端）
☆ 结合细胞表面的Fc受体发挥调理作用、ADCC作用 、介导I型超敏反应。 Ig在异种间免疫所具有的抗原性主要存在
于Fc段。
☆ 穿过胎盘和粘膜—选择性传递
第二节 五类免疫球蛋白的功能
IgG
• IgG1、IgG2和IgG3能通过经典途径激活补体,3激活补体的
能力最强
• 血清含量最高(75%～85%),也是丙种球蛋白的主要成分 • 半衰期较长（16～24d） • 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)再次免疫的主要抗体。 • 参与II、III型超敏反应。 例：应用对麻疹、甲型肝炎等有免疫力的产妇或正常人丙种或胎
单克隆和多克隆抗体的比较和用途
特异性
敏感性 均一性
PcAb 低 差 无
McAb 高 强 有
1、用于免疫学检测，辅助临 床诊断
2、McAb用于亲和层析，分 离微量可溶性抗原 3、标记的McAb用于基础研 究，了解细胞分化等 4、制备生物导弹用于肿瘤、 器官移植排斥、治疗自身 免疫疾病等的临床治疗。
IgM
J-Chain
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.梅毒螺旋体、风疹或
巨细胞毒等感染，称为胚胎感染或垂直感染。
• 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是BCR的主要成分 • 也可参与II、III型超敏反应。
第四节抗体的制备
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 细胞克隆活 化
天然抗原
（多个抗原表位）
机体
产生多种针对不同表位的相应抗体 （多克隆抗体）
二、单克隆抗体 (monoclonal antibody, McAb)

由一个始祖细胞分化、增殖所产生的遗传性状完全 相同的细胞群称为克隆（clone）。
盘球蛋白可进行人工被动免疫，能有效地预防相应的传染性疾 病。不少自身抗体如抗甲状腺球蛋白抗体、SLE的LE因子（抗核 抗体）以及引起Ⅲ型变态反应免疫复合物中的抗体大都也属于 IgG。
• <10% 血清Ig • 为五聚体，是分子量最大的Ig，称巨球蛋白。90 万 • IgM激活补体、结合抗原、免疫调理作用比IgG强 • 天然血型抗体是IgM
小鼠H链区基因片段从5′端到3′排列的顺序是Cμ— Cδ—Cγ3—Cγ1—Cγ2b—Cγ2a—Cε—Cα, 人H链C区基因的顺序为Cμ—Cδ—Cγ3—Cγ1—Cε2（ Psendo基因）—Cα1—Cγ2—Cγ4—Cε—Cα2。
第四节 抗体的制备
• 多克隆抗体：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） 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：由基因重组技术制备的抗体
第一节 免疫球蛋白的分子结构与功能
Basic Immunoglobulin Structure
一、免疫球蛋白的基本结构
• 四肽链结构 ，链间二硫键连接 • 两条重链（H）和两条轻链（L） • 氨基端和羧基端。
Porter等对血清IgG抗体的研究 证明
（一）轻链和重链
1．轻链（light chain，L链）
天然Ig分子中，重链同类，轻链同型
（二）可变区和恒定区
• 根据氨基酸排列顺序的不同分为： 可变区（V区）和恒定区（C区） • 可变区：氨基酸组成、排列顺序变化较大．
• L链N端 1/2处（VL）108-111个氨基酸残基， H链N端1/5-1/4处（VH）118个氨基酸残基， V区有一个肽环 65-75个氨基酸残基。
免疫球蛋白的结构
Disulfide bond
• VL & CL
– VH & CH
Carbohydrate
• Hinge Region
VL
CL
CH1 VH
Hinge Region
CH2
CH3
（二）可变区和恒定区
1．可变区（Variable region，V区） 高变区（hypervariable region, HVR） 可变区