免疫球蛋白2课件.pptx

1、l抗体（抗体（antibodyantibody，Ab Ab）是介导体液免疫的重是介导体液免疫的重要效应分子，是要效应分子，是B细胞识别抗原后分化为浆细胞所细胞识别抗原后分化为浆细胞所产生的糖蛋白，存在于血清等体液中，能与相应产生的糖蛋白，存在于血清等体液中，能与相应抗原特异性结合，显示免疫功能。抗原特异性结合，显示免疫功能。第1页/共85页l免疫球蛋白（免疫球蛋白（immunoglobulin.Ig immunoglobulin.Ig）指指具有抗体活性或化学结构与抗体相似的球蛋具有抗体活性或化学结构与抗体相似的球蛋白，称免疫球蛋白。可分为分泌型白，称免疫球蛋白。可分为分泌型sIgsIg和膜和膜

2、型型mIgmIg。前者存在于体液中，即抗体；后者。前者存在于体液中，即抗体；后者存在于存在于B细胞膜上，细胞膜上，即即BCR。第2页/共85页第3页/共85页第第1 1节节 IgIg的分子结构的分子结构第4页/共85页第5页/共85页 Y型结构型结构 由两条相同的重链由两条相同的重链及两条相同的轻链及两条相同的轻链以以-S-S-相连的呈相连的呈Y型的四肽链结构。型的四肽链结构。第6页/共85页50-70KD，450-550个个AA组成组成分成五类，相应的分成五类，相应的Ig也分为五也分为五类。类。H：Ig：IgA IgG IgM IgD IgE第7页/共85页同一类同一类Ig据其铰链区的据其铰

3、链区的aa组成及重链二硫键数目将组成及重链二硫键数目将Ig分为不同的亚类。分为不同的亚类。亚类：亚类：第8页/共85页l25KD，214个个AA组成组成l、型，功能相似，每个型，功能相似，每个Ig两两条条L链的型别总是相同的。链的型别总是相同的。l据种属不同，其据种属不同，其：比例不一比例不一（人为（人为2：1，小鼠为，小鼠为20：1）l 型有型有4个亚型个亚型第9页/共85页靠近靠近N末端末端L链的链的1/2和和H链的链的1/4或或1/5区段处的区段处的AA序列随抗体特异性序列随抗体特异性不同而有所变化，称为不同而有所变化，称为可变区（可变区（V区）。有区）。有VL和和VH。第10页/共85

4、页V区中区中VH、VL 各有各有3个区域个区域的的AA组成和排列顺序高度可变，称组成和排列顺序高度可变，称HVR。分别用。分别用HVR1、2、3 表示，共同组成表示，共同组成Ig与特异性抗原结合与特异性抗原结合部位，故又称为部位，故又称为，包括，包括CDR1、CDR2、CDR3，决定抗体的特异性。，决定抗体的特异性。性。性。第11页/共85页第12页/共85页 靠近靠近C基末端的基末端的L链链1/2和和H链链3/4或或4/5处处AA数量、数量、种类、排列顺序及含糖量相对稳定，称为恒定种类、排列顺序及含糖量相对稳定，称为恒定区（区（C区）。分别是区）。分别是CL和和CH。第13页/共85页 Ig

5、分子的每条肽链内部由二硫键相连形成分子的每条肽链内部由二硫键相连形成球形的结构称功能区球形的结构称功能区/结构域结构域。5、结构域、结构域第14页/共85页各结构各结构域的功能域的功能VL和和VH是结合抗原的部位是结合抗原的部位CL和和CH 1为遗传标志所在为遗传标志所在CH 2、CH 3是补体结合点所在参与补体活化是补体结合点所在参与补体活化CH 3、CH 4与细胞表面的与细胞表面的FC受体结合受体结合第15页/共85页位于位于CH1与与CH2之间，含有丰富的脯氨酸，因此之间，含有丰富的脯氨酸，因此易伸展弯曲，而且易被木瓜蛋白酶、胃蛋白酶易伸展弯曲，而且易被木瓜蛋白酶、胃蛋白酶等水解。等水解

6、。第16页/共85页第17页/共85页lIg的二级结构是由几股多肽链折叠形成的两个的二级结构是由几股多肽链折叠形成的两个反向平行的反向平行的 片层，片层，两个两个 片层中心由链内二硫片层中心由链内二硫键垂直连接，形成键垂直连接，形成“桶状桶状”或或“三明治三明治”结结构。这种折叠方式称为免疫球蛋白折叠。构。这种折叠方式称为免疫球蛋白折叠。第18页/共85页第19页/共85页由由由浆细胞合成富含半胱氨酸的多肽链，主由浆细胞合成富含半胱氨酸的多肽链，主要是将单体要是将单体Ig分子连接为多聚体。分子连接为多聚体。由粘膜上皮细胞合成和分泌的一条含糖肽由粘膜上皮细胞合成和分泌的一条含糖肽链，为分泌型链，

7、为分泌型IgA产生所必需，可保护产生所必需，可保护sIgA免受蛋免受蛋白酶的水解破坏，并介导白酶的水解破坏，并介导IgA的转运。的转运。第20页/共85页第21页/共85页IgMSIgA第22页/共85页第23页/共85页木瓜蛋白酶水解木瓜蛋白酶水解IgG 胃蛋白酶裂解胃蛋白酶裂解IgG第24页/共85页第25页/共85页第26页/共85页 铰链区二硫键连接铰链区二硫键连接2条条H链的近链的近N端处端处 Ig Fab单价与单价与Ag结合结合 Fc CH2、CH3 具有具有Ig抗抗原表位原表位 铰链区铰链区H链二硫键链二硫键近近C端端 F（ab）2双价与双价与Ag结合结合 PFC 大分子片段，大

8、分子片段，失去活性失去活性 第27页/共85页第第2节、免疫球蛋白的异质性节、免疫球蛋白的异质性包包 括括第28页/共85页异质性异质性 不同抗原表位不同抗原表位-Ig的特异性不同，构成的特异性不同，构成Ig 的多样性的多样性第29页/共85页异质性异质性 将将Ig作为抗原在异种、同种异体或自身体内进行免作为抗原在异种、同种异体或自身体内进行免疫，均能诱导机体产生特异性免疫应答。即使针疫，均能诱导机体产生特异性免疫应答。即使针对对同一抗原表位同一抗原表位-Ig的特异性相同，的特异性相同，C区可不同区可不同第30页/共85页 指同一种属所有正常个体指同一种属所有正常个体Ig分子所共有的分子所共有

9、的抗原特异性标志，主要存在于抗原特异性标志，主要存在于Ig的的C区中，据区中，据H链链C区的不同又分为五个大类，每一类又分若干区的不同又分为五个大类，每一类又分若干亚类；按亚类；按L链的不同分为两型，每型又分为若干链的不同分为两型，每型又分为若干亚型。亚型。第31页/共85页第32页/共85页 同一种属中不同个体所产生的同一类型同一种属中不同个体所产生的同一类型Ig,由于重由于重链或轻链恒定区内一个或数个氨基酸（即遗传标志）链或轻链恒定区内一个或数个氨基酸（即遗传标志）不同而表现的免疫性差异不同而表现的免疫性差异第33页/共85页 同一个体中不同同一个体中不同B细胞克隆所产生的细胞克隆所产生的

10、Ig可变区所具可变区所具有的抗原特异性标志，由有的抗原特异性标志，由Ig超变区特有的氨基酸序列超变区特有的氨基酸序列和构型所决定。和构型所决定。V区抗原结合部位、独特型、区抗原结合部位、独特型、CDR区区是同一物质在不同情况下的不同名字。是同一物质在不同情况下的不同名字。第34页/共85页独特型抗体（独特型抗体（AId）第35页/共85页 抗原刺激抗原刺激B B细胞产生特异性抗体（细胞产生特异性抗体（Ab1),Ab1),当数量当数量足够大时，足够大时，Ab1Ab1可以作为抗原在体内诱发抗抗可以作为抗原在体内诱发抗抗体（体（Ab2Ab2）的产生。抗抗体所针对的抗原表位）的产生。抗抗体所针对的抗原

11、表位只能是抗体分子上的独特型，因而只能是抗体分子上的独特型，因而Ab2Ab2称抗独称抗独特型抗体。特型抗体。第36页/共85页第37页/共85页分类：分类：Ab2Ab2：针对：针对Ab1 Ab1 的骨架区邻近独特型。属于半的骨架区邻近独特型。属于半AgAg非抑制性非抑制性Ab2Ab2Ab2Ab2：针对：针对Ab1 VAb1 V区的区的CDRCDR部位独特型，结构和部位独特型，结构和AgAg表位相似，因此被称为抗原内影像。表位相似，因此被称为抗原内影像。Ab2Ab2 ：针对针对Ab1 VAb1 V区的区的CDRCDR相关及邻近的独特型。相关及邻近的独特型。属于半属于半AgAg抑制性抑制性Ab2A

12、b2Ab2Ab2 ：既：既针对针对Ab1 Ab1 的骨架区邻近独特型，又识的骨架区邻近独特型，又识别别AgAg表位，是双特异性抗体，与自身免疫病发表位，是双特异性抗体，与自身免疫病发生有关生有关第38页/共85页 免疫系统内所有抗体分子或淋巴细胞的抗原受免疫系统内所有抗体分子或淋巴细胞的抗原受体（体（TCRTCR、BCRBCR）上都存在着独特型，它能被体）上都存在着独特型，它能被体内另一类淋巴细胞所识别并产生抗独特型抗体内另一类淋巴细胞所识别并产生抗独特型抗体（AIdAId）。由）。由Id-AIdId-AId相互作用形成网络，并通相互作用形成网络，并通过过IdId和和AIdAId的相互识别、相

13、互刺激和制约，对的相互识别、相互刺激和制约，对免疫应答进行调节。免疫应答进行调节。第39页/共85页第40页/共85页 应用抗原影像应用抗原影像Ab2Ab2所具有的结构特点，模拟所具有的结构特点，模拟AgAg，通过，通过BCRBCR增强对增强对AgAg的应答。的应答。应用应用AbAb2 2抑制抑制AbAb1 1，抑制自身反应性，抑制自身反应性AbAb或自身或自身反应性反应性T T细胞的产生。细胞的产生。第41页/共85页第第3节节 免疫球蛋白的生物合成与免疫球蛋白的生物合成与表达表达第42页/共85页一、免疫球蛋白的生物合成与组装一、免疫球蛋白的生物合成与组装n重链重链V V区基因由三种胚系基

14、因片段：区基因由三种胚系基因片段：V V、D D、J J拼拼接而成接而成n轻链轻链V V区基因由区基因由V V、J J两个基因片段拼接成的两个基因片段拼接成的nV V区基因的下游是编码区基因的下游是编码C C区的基因区的基因第43页/共85页第44页/共85页l胚系基因通过一组酶的作用，包括识别位于胚系基因通过一组酶的作用，包括识别位于V、（、（D）、）、J基因片段两侧的保守序列（重组信号序列），切断以基因片段两侧的保守序列（重组信号序列），切断以及修复及修复DNA，达到剪去胚系基因片段之间的内含子，达到剪去胚系基因片段之间的内含子，连接形成完整连接形成完整BCR/Ig编码基因。编码基因。lB

15、细胞成熟过程中，在细胞成熟过程中，在DNA水平，水平，V区基因发生重排，区基因发生重排，从从V、D、J基因节段库中，各选择出一个节段先进行基因节段库中，各选择出一个节段先进行D-J连接，然后进行连接，然后进行V-D连接，或连接，或V-J连接连接 第45页/共85页l在在RNA（转录）水平，（转录）水平，V区基因与区基因与C区基因进区基因进行剪接形成完整的编码一条肽链的行剪接形成完整的编码一条肽链的mRNA l以以mRNA为模板翻译合成为模板翻译合成H链链/L链、链、链链/链组链组装成装成BCR/TCR，表达于细胞表面，表达于细胞表面第46页/共85页等位基因排斥等位基因排斥：指：指B细胞中位于

16、一对染色体上的细胞中位于一对染色体上的轻链或重链基因，其中只有一条染色体上的基轻链或重链基因，其中只有一条染色体上的基因得到表达。保证一个因得到表达。保证一个B细胞只表达一种轻链细胞只表达一种轻链和一种重链。和一种重链。同种型排斥同种型排斥：指：指轻链和轻链和轻链之间的排斥，一个轻链之间的排斥，一个B细胞只能表达其中一种细胞只能表达其中一种链或链或 链。链。第47页/共85页I Ig重链重链V区基因重排区基因重排DH1-27JH 1-9CVH 1-123第48页/共85页轻链基因的重排轻链基因的重排Ig轻链基因的重排轻链基因的重排GermlineVJCSplicedmRNARearranged

17、1 transcript第49页/共85页Primary transcript RNAAAAAACPolyadenylation site(secreted)pAsPolyadenylation site(membrane)pAmC1C2C3C4Each domain of the H chain is encoded by a separate exonhSecretioncodingsequenceMembranecodingsequenceI Ig重链重链C区基因重排区基因重排第50页/共85页 重排时，基因片段和七聚体之间被切重排时，基因片段和七聚体之间被切断，从而使两个基因片段连接，

18、两基因片段断，从而使两个基因片段连接，两基因片段之间的序列，连成环被切除，称为环出。之间的序列，连成环被切除，称为环出。七聚体一间隔序列（七聚体一间隔序列（12/23bp）一九聚体结）一九聚体结构。带构。带12bp的的RSS基因片段只能和带基因片段只能和带23bp的的RSS片段结合，称片段结合，称“12-23”规则，这样保证了规则，这样保证了片段连接的准确性片段连接的准确性 重排与重组信号序列重排与重组信号序列（RSS）环出环出第51页/共85页第52页/共85页第53页/共85页l组合造成的多样性组合造成的多样性 l连接造成的多样性连接造成的多样性 l体细胞高频突变造成的多样性体细胞高频突变

19、造成的多样性第54页/共85页免疫球蛋白的表达免疫球蛋白的表达l前前B B细胞表达细胞表达IgMIgMl成熟的成熟的B B细胞细胞表达表达IgMIgM、IgDIgDl接受抗原刺激的接受抗原刺激的B B细胞活化，分泌型的细胞活化，分泌型的IgIg增多，增多，膜型膜型IgIg减少减少第55页/共85页膜型膜型IgIg和分泌型和分泌型IgIg重链基因重链基因n发生时间：在转录加工中造成发生时间：在转录加工中造成 n由两个外显子决定（由两个外显子决定（SCSC分泌型、分泌型、MCMC膜型）膜型）在转录时，若是转录到在转录时，若是转录到SCSC，则为分泌型，则为分泌型IgIg。若包括若包括MCMC，而将

20、，而将SCSC剪切掉，则为膜型剪切掉，则为膜型IgIg。第56页/共85页第57页/共85页 抗原激活抗原激活B B细胞后，膜上表达和分泌的细胞后，膜上表达和分泌的IgIg类别会从类别会从IgMIgM转换成转换成IgGIgG、IgAIgA、IgEIgE等其等其它类别或亚类的它类别或亚类的IgIg，即，即IgIg的的V V区不变区不变C C区区发生转换，这种现象称发生转换，这种现象称IgIg类别转换类别转换。第58页/共85页第59页/共85页第60页/共85页指指在抗体应答过程中，特别是再次免疫后抗体的在抗体应答过程中，特别是再次免疫后抗体的亲和力升高的现象。主要是由抗原在生发中心亲和力升高的

21、现象。主要是由抗原在生发中心中对高频突变的中对高频突变的B B细胞选择的结果。细胞选择的结果。第61页/共85页第第4节节 免疫球蛋白的功能免疫球蛋白的功能第62页/共85页V区的功能区的功能 C区的功能区的功能 激活补体激活补体 结合细胞表面结合细胞表面Fc受体受体 穿过胎盘与粘膜穿过胎盘与粘膜 Ig的功能的功能体外体外体内体内分泌型分泌型膜型膜型B细胞抗原识别受体细胞抗原识别受体 免疫诊断免疫诊断 中和毒素中和毒素 中和病毒中和病毒 调理作用调理作用 ADCC作用作用 第63页/共85页1、特异性结合抗原、特异性结合抗原 与与Ag的结合具有高度特异性。的结合具有高度特异性。与抗原结合后，可

22、介导体内的多种生理和病理与抗原结合后，可介导体内的多种生理和病理效应（中和病毒、毒素，介导炎症反应），体外可效应（中和病毒、毒素，介导炎症反应），体外可产生凝集、沉淀现象用于检测等。产生凝集、沉淀现象用于检测等。第64页/共85页 二者的结合主要依靠静电引力、氢键、范德华力等，二者的结合主要依靠静电引力、氢键、范德华力等，需要合适的温度、需要合适的温度、pH、离子强度以及完整的抗体，这、离子强度以及完整的抗体，这种结合是可逆的。种结合是可逆的。第65页/共85页2、免疫调节、免疫调节3、超抗体活性、超抗体活性第66页/共85页 当当IgG13和和IgM类抗体与抗原特异性结合后，类抗体与抗原特异

23、性结合后，其构型发生改变，暴露其构型发生改变，暴露IgG的的CH2和和IgM的的CH3功能功能域的补体结合位点，通过补体经典途径激活补体。域的补体结合位点，通过补体经典途径激活补体。第67页/共85页 指抗体、补体促进吞噬细胞吞噬指抗体、补体促进吞噬细胞吞噬细菌等颗粒性抗原的作用，主要通过细菌等颗粒性抗原的作用，主要通过IgG的的Fc与与吞噬细胞上的吞噬细胞上的 IgG Fc受体结合，从而增强吞噬细受体结合，从而增强吞噬细胞的吞噬作用。胞的吞噬作用。调理作用调理作用第68页/共85页第69页/共85页 抗体依赖的细胞介导的细胞毒作抗体依赖的细胞介导的细胞毒作用。指表达用。指表达Fc受体的细胞（

24、主要为受体的细胞（主要为NK、M、中、中性粒细胞性粒细胞）通过识别抗体的）通过识别抗体的Fc段直接杀伤被抗体段直接杀伤被抗体包被的靶细胞。包被的靶细胞。ADCC作用作用第70页/共85页第71页/共85页lIgE的的Fc的段可与肥大细胞和嗜碱性粒细胞表的段可与肥大细胞和嗜碱性粒细胞表面的面的IgE Fc受体结合，促使这些细胞合成和释受体结合，促使这些细胞合成和释放生物活性物质，引起放生物活性物质，引起I超敏反应。超敏反应。第72页/共85页穿过胎盘和黏膜穿过胎盘和黏膜 IgG所独有，是婴儿获得天然被动免疫的主要原所独有，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因，主要借助

25、胎盘滋养层细胞表面的Fc R进行的。进行的。sIgA可通过呼吸道和消化道的粘膜，起粘膜局部免可通过呼吸道和消化道的粘膜，起粘膜局部免疫作用。疫作用。第73页/共85页第74页/共85页五类五类Ig的特点的特点第75页/共85页IgG 出生后出生后3个月开始合成，个月开始合成，3-5岁接近成人岁接近成人 分布于血液和体液中分布于血液和体液中 血清中含量最高血清中含量最高75-80%抗感染的主要抗体抗感染的主要抗体 可发挥调理作用、激活可发挥调理作用、激活补体、补体、ADCC作用等作用等 唯一可通过胎盘的抗体唯一可通过胎盘的抗体IgM 分子量最大的抗体分子量最大的抗体,只分只分布于血液中布于血液中

26、 个体发育过程中最早合成个体发育过程中最早合成和分泌的抗体。和分泌的抗体。感染早期感染早期合成分泌的抗体。合成分泌的抗体。天然的血型抗体天然的血型抗体 激活补体的能力强于激活补体的能力强于IgG B细胞表面的主要成分，细胞表面的主要成分，与与B细胞的分化程度相关细胞的分化程度相关第76页/共85页IgA分分sIgA与与IgA两型两型参与局部免疫应答参与局部免疫应答IgE血清中含量最少的抗体血清中含量最少的抗体可引起可引起型超敏反应型超敏反应IgD半衰期最短的抗体半衰期最短的抗体与与B细胞的分化成熟程度相关细胞的分化成熟程度相关第77页/共85页 与与Ig 结构相似、遗传基因同源的，并具结构相似

27、、遗传基因同源的，并具有识别和传递信号功能的蛋白分子统称为有识别和传递信号功能的蛋白分子统称为免疫免疫球蛋白超家族（球蛋白超家族（IgSF），），通常存在于细胞表通常存在于细胞表面。编码面。编码IgSF的基因称的基因称免疫球蛋白基因超家族。免疫球蛋白基因超家族。第78页/共85页lIglTCR复合物、复合物、BCR复合物复合物lMHC分子和分子和MHC类样分子类样分子lCD4、CD8、CD2、CD28、CD80、CD86lIgFCR、多聚多聚IgR、某些细胞因子、某些细胞因子R第79页/共85页l胞外区：具有识别功能，选择性接受微环境的胞外区：具有识别功能，选择性接受微环境的刺激信号刺激信号l

28、跨膜区：具有锚定作用跨膜区：具有锚定作用l胞内区：向胞内传递信号胞内区：向胞内传递信号第80页/共85页l识别、提呈识别、提呈Ag，引起特异性免疫应答，引起特异性免疫应答l调节免疫细胞分化、增殖、及合成和分泌调节免疫细胞分化、增殖、及合成和分泌l介导细胞间黏附和信号传递，参与免疫细胞激介导细胞间黏附和信号传递，参与免疫细胞激活、分化与选择、移行、归巢与定居活、分化与选择、移行、归巢与定居l参与参与Ig的转运与分泌的转运与分泌第81页/共85页第第6节人工制备抗体节人工制备抗体l多克隆抗体多克隆抗体l单克隆抗体单克隆抗体l基因工程抗体基因工程抗体第82页/共85页由一个识别一种抗原表位的由一个识别一种抗原表位的B细胞杂交细胞杂交瘤克隆产生的同源抗体称为单克隆抗体。瘤克隆产生的同源抗体称为单克隆抗体。纯度高，特异性强，效价高，少或无纯度高，特异性强，效价高，少或无交叉反应交叉反应诊断、治疗诊断、治疗第83页/共85页第84页/共85页l对鼠源性抗体的改造对鼠源性抗体的改造l噬菌体抗体噬菌体抗体l胞内抗体胞内抗体第85页/共85页