医学免疫学课件免疫球蛋白

Chapter3免疫球蛋白ImmunoglobulinP331.BasicStructureofImmunoglobulin2.FunctionsofImmunoglobulin3.CharacteristicandFunctionofFiveIg[GRASP]Chapter3ImmunoglobulinDefinition:抗体（AntibodyAb）：Amoleculeproducedbyanimalsinresponsetoantigenwhichhastheparticularpropertyofcombiningspecificallywiththeantigenwhichinduceditsformation.免疫球蛋白（Ig）：是指具有抗体活性或化学结构与抗体相似的球蛋白。Ig分泌型SIg：存在于血液及组织液中，具有抗体的各种功能膜型mIg：B细胞膜上的抗原受体ImmunoglobulinandAntibody(抗体分子与免疫球蛋白）§1StructureofImmunoglobulinIg是糖蛋白,由两条较长的多肽链和两条较短的多肽链通过二硫键相连而形成四条肽链结构（H2L2)。CCNN一、BasicStructureofImmunoglobulin(IgG为例）四条肽链两端游离的氨基或羧基的方向是一致的，分别命名为氨基端（Ｎ端）和羧基端（Ｃ端）。CCNNHeavychain：由450-550a.a.组成，MW:50-75KD两条链之间以二硫键相连，呈Y字型分为可变区（V区）和恒定区（C区）五类重链：、、、、ε相应的五种Ig：IgG、IgA、IgM、IgD和IgEIgG和IgA又可分为若干亚类（一）LightChain(LChain)andHeavyChain(HChain)IgG分子的四种亚类IgG1IgG4IgG3IgG21，2，3和4等Ig链分别参与组成IgG1、IgG2、IgG3和IgG4等分子。IgG3的铰链区最长，IgG2铰链区较短。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。IgMJ链IgM抗体结构分泌型IgM膜型IgMsIgMIgIgbIgIgbIgE分子的结构IgD分子的结构J链分泌链IgAdimerCCNNLightchain：由214a.a组成，MW:25KD分为可变区（V区）和恒定区（C区）其C末端以二硫键与相对重链相连两型轻链：、人类∶=2∶1链又可分为4种亚型(C区N端氨基酸排列顺序)（一）LightChain(LChain)andHeavyChain(HChain)CCNNVariableregion：位于重链或轻链的N端，占轻链的1/2，重链的1/4或1/5氨基酸组成和排列顺序随抗体特异性而异重链和轻链的可变区分别称为VH和VL又分为高变区(HVR)和骨架区(FR)赋予抗体以特异性（二）VariableRegion（VRegion）andConstantRegion（CRegion）Hypervariableregion,HVR：VH和VL各有3个氨基酸组成和顺序变异很高的区域这些区域结构与抗原决定簇（表位）互补，所以又称为互补决定区（CDR）抗原-抗体特异结合的关键部位决定了抗体的特异性和亲和力（二）VariableRegion（VRegion）andConstantRegion（CRegion）FrameworkRegion（FR）：是V区中非HVR的部位，其氨基酸组成与排列相对保守。CRegion：氨基酸组成和排列在同一物种同一类Ig中比较稳定的部位。位于L链的C端1/2的区域称为CL。位于H链的C端3/4-4/5的区域称为CH。（二）VariableRegion（VRegion）andConstantRegion（CRegion）铰链区（hingeregion）：位于CH1和CH2之间富含脯氨酸，有弹性，使Ig伸展自如IgM和IgE无铰链区（四）hingeregionLChain：VL、CLHChain：IgG、IgA、IgD：VH、CH1-CH3IgM、IgE：VH、CH1-CH4（三）FunctionRegion功能区（FunctionRegion）：多个二级结构单元组合形成的球状亚单位结构通过二硫键连接约含110氨基酸残基抗体发挥生物学功能的单位L链有2个结构域，H链有4或5个结构域功能区作用VH和VLHVR是结合抗原决定基位点，单体Ig具有2个抗原结合位点CH1和CL是同种异型遗传标记所在区CH2IgG分子的补体结合点(C1q)CH3IgG的FC段与细胞表面的FC受体结合的部位，如FCγR、也是IgM的补体结合点CH4只有IgM、IgE才有J链（joiningchain）是由浆细胞合成的富含半胱氨酸的多肽链，参与IgA(H2L2)2与IgM(H2L2)5连接，使其成为多聚体。二、JoiningChain(JChain)andSecretoryPiece(SP)分泌片（secretorypiece,SP）粘膜上皮细胞分泌化学成份是糖肽保护sIgA不被蛋白酶降解介导IgA的转运，使其被分泌至黏膜表面实质上是上皮细胞表面多免疫球蛋白受体（poly-IgR）的一部分J链分泌链IgAdimer二、JoiningChain(JChain)andSecretoryPiece(SP)三、CleavedFragmentofIg1、Papain水解片段IgG水解成三个片段裂解部位：IgG铰链区（CH1和CH2之间）链间二硫键近N端侧切断。2、Pepsin水解片段IgG水解成二个片段裂解部位：铰键区H链链间二硫键近C端切断。两个抗原结合段（两个Fab段）一个结晶片段（Fc段）F（abˊ）2是双价，可与两个抗原结合Fcˊ可继续被水解成碎段，无任何生物学功能铰链区二硫键连接部位的近N端铰链区二硫键连接部位的近C端Fab段（fragmentantigenbinding）：结构：L+1/2H（VH+CH1）单价，结合抗原后不能形成凝集或沉淀反应(Fab’)2双价抗体活性能形成凝集或沉淀反应生物制品应用Fc段（fragmentcrystallizable）结构：CH2+CH3赋予抗体多种生物学功能三、CleavedFragmentofIg水解片段的意义：（1）、研究免疫球蛋白的结构和功能特点。（2）、降低超敏反应，制备生物制品亦有重要意义。如：马IgG对人有抗原性，而抗原性主要存在于FC段，用胃蛋白酶降解马血清抗毒素，可去除FC段，保留中和毒素的Fab段，因此可以用于人类治疗，减少血清过敏反应的发生。抗原(Ag)抗体(Ab)直接凝集反应抗原决定基位点遗传标记所在区铰链区IgG分子的补体结合点§3FunctionofImmunoglobulinandCharacteristicofFiveIg一、FunctionofImmunoglobulin（一）特异性地与抗原结合，这种结合程度是由CDR的空间构型所决定的（二）结合补体，参与免疫应答（三）与细胞的FcR结合（四）通过黏膜与胎盘屏障胎盘微血管壁FcrR与IgGFc段CH2区选择性结合OpsonizationADCCMediatingHypersensitivityI（一）CombiningSpecificallyWithTheAntigen是由V区（尤其是HVR）的空间构型所决定的，与相应Ag上的表位互补。这种结合是可逆的，受PH、温度、电解质影响。（二）BindingComplement1.IgM、IgG1、G2、G3可通过经典途径活化补体。Ag+Ab结合后就会暴露出补体结合位点（IgG的CH2、IgM的CH3与补体的C1q结合），开始活化补体。IgM的活化能力比IgG大500倍）2.聚合的IgA可通过旁路途径活化补体。除了NK之外，巨嗜细胞、中性粒细胞也有这种ADCC效应（四）TraversingPlacentaandMucosaIgG借助Fc(CH2)段通过胎盘，IgG是唯一可通过胎盘的Ig。所以胎儿能够获得天然的被动免疫。IgA可通过呼吸道、消化道粘膜局部免疫重要因素。StructureofFiveIg二、CharacteristicandFunctionofFiveIgIgG:IgM:血清中含量最高，占总Ig的75%~80%再次应答的主要抗体具有多种功能与SPA结合抗感染的主要抗体分子量最大的Ig最早出现的Ig初次应答的主要抗体近期感染的指标mIgM是B细胞抗原受体二、CharacteristicandFunctionofFiveIgIgA:IgD:分泌性和血清型初乳中含sIgA在局部抗感染中发挥重要作用IgE:含量最少介导I型超敏反应B细胞成熟的标志二、CharacteristicandFunctionofFiveIg§5MonoclonalAntibody人工制备抗体的类型：PolyclonalAntibody、MonoclonalAntibody、基因工程抗体（一）PolyclonalAntibody：由多克隆B细胞群产生的针对多种抗原决定簇的混合抗体。（二）MonoclonalAntibody：针对一个抗原决定基,由一个B细胞克隆分化增殖的子代细胞集团（即单一纯系单克隆细胞）合成的抗体。具有纯度高、特异性强、效价高、血清交叉反应小的特点次黄嘌呤(H),次黄嘌呤鸟嘌呤磷酸核糖转化酶（HGPRT）氨甲蝶岭(A),胸腺嘧啶核苷(T).