第三章免疫球蛋白

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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
(四)J链(joining chain)和分泌成分(secretory component,SC) • 分泌成分:由粘膜上皮细胞合成和分泌,以非共价
形式结合到二聚体上,是IgA上的一个辅助成分,保护 SIgA抵抗外分泌液中蛋白酶的降解作用,并介导IgA的 转运. • 是分泌型IgA(SIgA)的结构成分。
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:
IgG1, IgG2 and IgG4
IgG3
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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
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)。
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。
(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
214氨基酸残基组成,通常不含碳水化合物,分子量 为24KD,有两个由链内二硫键组成的环肽。 2.重链(heavy chain,H链) 450-550氨基酸残基,分子量55或75KD,含糖数量不 同,4-5个链内二硫键。
(一)轻链和重链
3.根据重链分类: 根据重链靠近羧基末端氨基酸组成及排列顺序 不同,将重链分为种:γ、α、μ、δ、ε 根据重链组成不同,将Ig分为五类: IgG、IgA、IgM、IgD、IgE 4.根据轻链分型:κ、λ型
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
(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.木瓜蛋白酶(papain)水解片段
裂解部位,铰链区H链间二硫键(N端)
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
骨架区(framework region, FR)
VL的HVR在24-34,50-56,89-97氨基酸位置。 VH的HVR在31-35,50-56,95-102氨基酸位置。 分别称为VL和VH的HVR1,HVR2,HVR3。
2.恒定区(constant region,C区) 恒定区(C区):氨基酸数量、种类、排列顺序 及含糖量都比较稳定 L链C端1/2处,105个氨基酸, H链C端3/4-4/5处,331-431个氨基酸 在同一种属动物中是比较恒定的,是制备第二 抗体进行标记的重要基础。如人抗白喉外毒素IgG与人
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。
• 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;
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。
• 分泌型IgA具有免疫排除功能,即分泌型IgA结合饮食中大量 的可溶性抗原以及肠道正常菌群或病原微生物所释放的热原 物质,防止它们进入血液。
IgD
• <1% 血清Ig • IgD是成熟B细胞的重要表面标志, B细胞的膜受体 • B细胞的分化过程中首先出现mIgM,mIgD的出现标 志着B细胞成熟 • 对防止免疫耐受有一定作用 • 半衰期短2.8天.
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。
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)
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)
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
☆ 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
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。
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
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。
第三章 免疫球蛋白分子—抗体
第一节 免疫球蛋白的分子结构与功能 第二节 五类免疫球蛋白的功能
第三节 免疫球蛋白基因的结构和抗体多样性
第四节 抗体的制备
基本概念:
• 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,能与相应 抗原特异性地结合,是介导体液免疫的重要免 疫分子. • 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 • 抗体和免疫球蛋白的关系: 抗体都是免疫球蛋 白,并非所有免疫球蛋白都具有抗体活性。 • 分泌型Ig(sIg)和膜型Ig(mIg)
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
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。
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