12[1]抗体的结构功能

9、分泌型IgM
T依赖抗原抗原、TH
10、换成IgG 或 IgA 或 IgE
第四节 T细Biblioteka Baidu抗原受体基因
◘ T细胞抗原受体－－TCR的抗原—MHC结合部位由四组不
同的基因编码：α和β、 γ和δ
◘ TCR的δ基因位于α基因座的
内部
◘ TCR基因重排和Ig的重链重
排十分相似
◘ TCR多样性的程度：
V、D和J的重组
导致Ig的多样性
3) V基因只有和C连接
后才有活性 ◘ 涉及启动子和增强子 的作用 ◘ V-C连接后V的启动子
接近增强子后才有活
性 ◘ 增强子只在B细胞内 才有活性（组织…）
4) 重排中的等位相斥
◘ 轻、重链中都涉及
◘ Ig0－未经重排的种
系构型 Ig－－无效基因 Ig+－有效基因 ◘ 活性链的生成抑制 了进一步的重排
(V和J的重组)
b） κ链的重组
◘ κ基因簇 只有一个C ◘ V与C之间 5个J （一个假基因）
◘ 用到的每个 J都可以成为 V的外元终端
◘ 整合J左边 的缺失掉
右边的拼接过程中作为内元
2、重链基因V、D和J片段的重组 ◘ 重链的可变 区由V和J基
因及第三个 D基因片段 编码
◘ 重链的可变
区重组有两 个阶段 D-J重组、 VH和DJ重组
9Nt
23Nt
－－导致Ig多样性
7Nt
V
7Nt
J
L
b) RAG1/RAG2复 合物切开七核苷酸
与基因接头处的一
条链（3‘－OH、 5’－P） c) 基因片段末端形成 发夹结构 游离3’－OH攻击 另一条链的酯键 （双链断裂） d) 连接反应导致序列 的变化－插入、缺失
（影响编码蛋白）
◘ 连接位点不同－－
MHC major histocompatibility complex
◘ 受与MHC结合的抗原刺激激活分化成：
记忆T细胞
各种效应T细胞
◘ 两种：T助细胞或TH细胞（helper T cell）
激活后分泌淋巴因子激活B、Tc和吞噬细胞等
T胞毒细胞或Tc细胞（cytotoxic T cell） 监视病毒感染细胞、肿瘤和外来移植组织
（3）免疫反应分类
◘ 体液免疫反应 依赖于B细胞，由分泌抗体 （Ig）来介导
◘ 细胞免疫反应
二、 免疫球蛋白（ Immunoglobulin ）
可溶性的血清糖蛋白－－－Ig
◘ 两大特点 高度特异性、庞大多样性 1、结构： 非共价键和二硫键 连接的轻、重链 两者均含可变区或 V区－－N端
和恒定区或C区
第二节 免疫球蛋白基因的重组 和体细胞突变
一、 免疫球蛋白基因的组织 ◘ Ig基因有三个独立的基因家族分别编码两个轻链（κ和λ）、 一个重链（小鼠 6、16和12号染色体） ◘ 轻链基因家族的组成：L、V、J、C四类基因片段
L－－leader segment
J－－jioning segment
V －－variable segment
◘ C区导致的抗体类型的转换
二、 膜型和分泌型球蛋白的产生
◘ 通过C区基因不同方式 的转录而产生的
免疫球蛋白产生的总结图 重链
1、D→J重组 2、V→DJ重组 5、V→J重组 6、转录VJ－κ 或 VJ－λ 7、翻译 κ 或 λ 膜IgD
轻链
3、VDJ－μδ转录
4、翻译μ和δ 8、膜IgM 第一次抗原
些寄生物和外来的移植组织
淋巴细胞（lymphocyte）：造血干细胞 涉及细胞 通过对外来物质特异的模受体识别抗原
B、T淋巴细胞 巨噬细胞：组织特异，来源于骨髓干细胞
吞噬大颗粒和细胞、抗原呈递细胞
2、B、T细胞
（1）B细胞：◘ bone marrow中完成发育 ◘ 表达独特的抗原膜结合受体-----一种抗体分子 ◘ 遇到抗原迅速分裂成子代： a) 记忆细胞：长寿
L（）
300 (V) × 5(J) ＝ 1500 （ L() ）
H n × 100(V) × 20(D diversity) × 4(J) × 10(C)
＝ n × 80000
L V-L 多位点连接 10
H V-L 多位点连接 100
Ig 种类
1500 × 80000 × 10 × 100 ＝ n × 12 × 1010
三、体细胞突变
◘ 在体细胞原型球蛋白基因序列上发生的单个碱基突变 ◘ λ、κ轻链和重链都发现有体细胞突变
总结：产生抗体多样性的机制
a） 性细胞内含有多个V基因 b） V-J和V-D-J的重组 c） 重组部位的差异性 d） 体细胞突变 e） 重链和轻链的随机重组 ★ 各种机制相伴随,因此Ig多样性以乘积的方式增加
表达与亲代细胞具有同一结合特性抗体
b) 效应细胞：浆细胞，存活几天 产生分泌型的可溶性抗体 ◘ B细胞受体单独识别抗原
但需要TH细胞提供信号才能分泌抗体
（2）T细胞：
◘ 迁移到thymus gland中完成后期发育
◘ 表达抗原特异的膜受体－－T细胞受体 异二聚体 αβ或γδ两条蛋白链 ◘ T细胞识别与MHC结合的抗原
连接部位的差异 多个D区的存在
本 章 结 束 !!
复习题 1、免疫球蛋白基因的组织形式如何？
2、免疫球蛋白轻重链基因中的V基因表达机制
3、免疫球蛋白轻重链基因的重组机制 4、免疫球蛋白多样性产生的机制
◘ 所有V基因的组织结构上很类似 a）第一个外元编 码信号序 （用于膜的黏附） b）第二个编码
可变区自身的 主要部分
c）其他部分由 D片段（只对H家族）和一条J片段提供
◘ 一个指定的B淋巴细胞产生λ、κ其中之一轻链同重链结合
◘ 单特异性－－单个B细胞只产生一种抗体基因 ◘ 淋巴细胞为二倍体－－H、κ和λ都有两个等位基因 －－－重组表现为等位基因排斥（allelic exclusion） ◘ 轻链中表现为同型性项斥（isotypic exclusion）
Kappa Heavy
<300 ~300
~1000 >1000
1 9
1 8
人的重链基因簇包括了所有组织重链的基因信息 （重链恒定区九种C片段、两个假基因）
λ家族V基因后跟随着几个以J片段作为前导的C基因
k家族（人和老鼠）的组成： V 基因（人<300、鼠～1000 ）、 5个 J（一个假基因）、 1个 C基因
◘ 轻链中：κ链V下游与J上游的RSS方向相反
(间隔序列12、23)
λ链(间隔序列12、23)
◘ 重链中：V下游与D上游的RSS方向相反(间隔序列23、12) ◘ D下游和J上游的RSS也有同样关系（12、23）
2） 重组机制
◘ 重组只发生在间隔为12bp与23bp的不同RSS之间
－－－12－23规则 ◘ 涉及链的断裂和重接
分泌大量单特异性的抗体
一、 免疫球蛋白重链恒定区基因
1、一个细胞同时产生两种以上Ig－－通过选择性拼接 （不同的加尾位点） 2、重链基因C片段的转换发生在转换区－－switch region S区－－－每个C片段的5’端（δ除外） ◘ 成熟的抗体形成细胞－－－使用同一系列的可变区基因， 通过C区变化转变抗体类型(可能与染色体间的交换有关)
C－－constant segment
◘ 重链家族：L、V、D、J、C五类片段 D－－diversity segment 高变区 ◘ J和C之间有增强子 ◘ 种系中基因数目变动较大
V Genes Family Man Lambda <300 Mouse 2
C Genes Man >6 Mouse 4
第十二章 免疫多样性产生的机制
第一节 免疫系统和免疫球蛋白
第二节 免疫球蛋白基因的重组和体细胞突变 第三节 免疫球蛋白重链恒定区基因
第四节 T细胞抗原受体基因
第一节 免疫系统和免疫球蛋白
一、 免疫系统 1、组成： 免疫反应 的 互补系统 体液免疫系统：针对细菌、胞外病毒和外来蛋白 细胞免疫系统：破坏被病毒感染的宿主细胞、某
二、 免疫球蛋白基因形成过程中的重组机制
◘ 除淋巴细胞外，所有细胞免疫球蛋白基因簇的结构都是
相同的－－种系结构 ◘ 骨髓干细胞在分化为成熟B淋巴细胞时出现免疫球蛋白 基因的体细胞重排 ◘ 即－－淋巴细胞中重组产生活性基因使免疫系统为基因组 的改变提供了广泛的基础 －－抗体分子的多样性
1、轻链基因V和J片段的重组 a） λ链的重组 ◘ 每个C片段前有 J跟随 ◘ 只发生一次重组 在V和J-C之间
往往只有κ链基因重组失败，才发动λ链基因重组
◘ 抗体中大部分轻链是κ 链，λ链往往占少部分 人类有约60%的轻链是κ链，约40%为λ链。老鼠有95% 的B细胞表达κ类型的轻链
3、重组的分子机制 ◘ 利根川进（Tonegawa S） 1987 Nobel prize
◘ 轻重链重组涉及相同的机理（特异位点） 1） 重组位点 ◘ V下游、J上游、D两侧存在保守的重组信号序列（RSS） ◘ RSS: 共同的回文七核苷酸－－CACAGTG（与基因连接） 固定长度的间隔序列－－12bp或23bp 共同的富含A的九核苷酸－－ACAAAAACC
远远多于抗原的种类（数百万种）
第三节 免疫球蛋白重链 恒定区基因
◘ B细胞分化之出,轻重链重排后经转录和拼接加工成成熟
mRNA后翻译成免疫球蛋白－－膜型－－IgM、IgD ◘ 成熟B细胞经抗原刺激－－－分泌型抗体IgM 再次抗原刺激后第二次重排 －－出现重链基因改变恒定区（C片段），即类型转换 抗原特异性不变－－－－IgG 或 IgA 或 IgE ◘ 类型转换后的B细胞－－－浆细胞
－－C端
L链（214aa）－－VL、CL κ和λ两种，对一个Ig唯一 H链（426aa）－－VH、 CH1、CH2、CH3 恒定区的序列有 γ、α、μ、
δ和ε五种类型
IgG、IgA、IgM、IgD 和IgE （人体） VL和VH内有高变区－－ 真正抗原结合部位 负责抗体分子对抗原的识别 互补决定区－－CDR
◘ 重组酶基因 rag(recombination activating gene) 编码蛋白质RAG1和RAG2 ◘ RAG1和RAG2识别RSS之间所形成的二级结构
V L
L V
a) RAG1/RAG2识别的二级 结构 ◘ 不同的V片段与J-C的重组 （H链 V与D、D与J-C）
V
L
9Nt
12Nt