第二章抗体与免疫球蛋白

第二章抗体与免疫球蛋白第一节概述第二节抗体分类第三节免疫球蛋白的基本结构和功能第四节各类免疫球蛋白的理化特性和功能第五节单克隆抗体第二章抗体与免疫球蛋白第一节概述(讲三个问题)一、抗体定义：抗体（antibody,Ab）是在抗原刺激下产生，并能与之特异性结合的免疫球蛋白。二、体内存在二种形式:1、体液性Ab：浆细胞产生后分泌于体液中（组织液、淋巴液、血液、脑脊液等）的Ab。2、亲细胞性Ab：IgE、IgD及结合于T细胞与B细胞表面的免疫球蛋白（immunoglobulin,Ig）。三、Ab与Ig有什么区别：抗体与抗原是从免疫学角度来讲；免疫球蛋白是从化学角度来讲。第二章抗体与免疫球蛋白第二章抗体与免疫球蛋白第二节抗体分类有三种分类法：一、依Ag来源分：四类（一）异种Ab:由异种抗原免疫所产生的抗体，大部分抗体属于此类。（二）同种Ab：同一种属的两个个体或两个近交系之间进行同种免疫所产生的抗体，如ABO血型系统中的抗A，抗B同种血清。（三）自身Ab：对自身抗原所产生的抗体，如抗核抗体等。（四）异嗜Ab：由异嗜性抗原引起的抗体。异嗜抗原包括不同种属的动物，植物和微生物间存在的共同抗原，又称嗜异性抗原。第二章抗体与免疫球蛋白二、依有无Ag刺激分：二类（一）天然Ab：又叫正常Ab，如A型血中的抗BAb（二）免疫Ab：感染、接种、人工免疫的Ab；隐性感染、食入等Ag产生的Ab。三、依与Ag反应的性质分：二类（一）完全Ab：二价或多价Ab，出现各种可见反应。（二）不完全Ab：单价Ab（也叫封闭Ab），不出现可见反应。第二章抗体与免疫球蛋白第三节免疫球蛋白的基本结构和功能(讲三个问题)一、Ig分子的基本结构：IgG、IgD、IgE、血清型IgA为单体分泌型IgA为二聚体IgM为五聚体（见图2-3-1）（一）单体结构：二条重链（heavychain,H链）和二条轻链（lightchain，L链）（见图2-3-2和2-3-3）1、重链：每条链由420~440个氨基酸组成，排列顺序从NH+3到COO—；二条重链间由一对以上-S-S-连接；重链最初110个氨基酸为可变区（V区），其余为稳定区（C区）；重链内有4~5个-S-S-形成4个或更多个封闭的环状区；V区一个环，其余环在C区，分别为CH1、CH2、CH3，IgM和IgE还有CH4；重链的某些功能区由一个或数个糖基。第二章抗体与免疫球蛋白2、轻链：每条链由213~214个氨基酸组成，排列顺序从NH+3到COO—；COO—端有一个-S-S-与重链连接；轻链最初109个氨基酸为V区，其余1/2为C区；轻链内有二个-S-S-形成二个封闭的环状区，一个V区和一个C区两个功能区。铰链区（hingeregin）:重链CH1与CH2之间为铰链区，它与抗体分子变构有关。同源区：结构上相似的功能区。如重链的CH1、CH2、CH3和轻链的CL，VH和VL。第二章抗体与免疫球蛋白3、Ig的四级结构：（1）由NH+3到COO—的氨基酸顺列为一级结构；（2）链内-S-S-形成同源区为二级结构；（3）每一个区内前后折叠的肽链为三级；（4）轻链和重链间、重链和重链间的-S-S-互连为四级结构。二聚体和五聚体Ig还需要一个J链将单体Ig互相连接。（二）重链：各类Ig的重链氨基酸的化学组成特性不同，分别为IgG—γ链、IgM—μ链、IgA—α链、IgD—δ链、IgE—ε链。依每类Ig重链恒定区内个别氨基酸的差异及H链间-S-S-位置不同，各类Ig又分为亚类。第二章抗体与免疫球蛋白（三）轻链：1、依其结构与抗原性的不同分为κ和λ两个型，Ag性的不同在于κ和λ型轻链的C区结构不同。2、各类Ig的轻链相同，即每一类Ig的轻链都有κ和λ两个型,但就一个单体Ig来说只有一种轻链，或者是κ链（κ2H2），或是λ链（λ2H2）。3、不同品种动物间，两型轻链的比例不同。如人的IgGλ链占30%，兔的占20%。4、依可变区NH+3端最初20个氨基酸顺列不同，又将两个型的κ和λ链分为亚型，κ型又Vκ1、Vκ2、Vκ3三个亚型；λ型又Vλ1、Vλ2、Vλ3、Vλ4、Vλ5、五个亚型。以上类、亚类、型、亚型是同一物种所有个体内都具有的，称为同种型（isotyptic）第二章抗体与免疫球蛋白二、Ig分子的水解片段及其功能：（见图2-3-4）木瓜酶水解Ig为三个片段：二个抗原结合片段（fragmentantigenbinding,Fab），即二个Fab单体，Fab单体有单价抗体活性；一个蛋白可结晶片段(fragmentcrystallizable,Fc),即一个Fc片段，具有抗原性。胃蛋白酶水解Ig为二个片段：一个双体F(ab’)2片段，有双价抗体活性；一个Fc’片段（简称为pFc’），抗原性消失。胃蛋白酶水解IgG后的F（ab’）2片段，保留了结合相应抗原的生物学活性，又避免了Fc段抗原性可能引起的副作用，因而作为生物制品有较大的实际应用价值，例如白喉抗毒素、破伤风抗毒素经胃蛋白酶消化后精制提纯的制品，因去掉Fc段而减缓发生超敏反应。第二章抗体与免疫球蛋白（一）Fab片有两个功能区：可变区和稳定区。（图2-3-3）1、可变区：分VL和VH。这一功能区是决定Ab特异性的Ag结合部位沿Ag结合腔排列的氨基酸，属于高变区氨基酸，有100亿以上组合，能充分适应Ag决定簇的多样性。在VL和VH上某些位置的氨基酸种类和排列更易变化，称为高变点或超变点。现已证明：VL和VH各有三个超变点。（图2-3-5）2、稳定区分CL和CH1。第二章抗体与免疫球蛋白（二）Fc片有两个功能区：CH2和CH3。1、CH2上有糖基（CHO），为补体结合点。2、CH3具有细胞亲合性，是决定Ig抗原特异性的部位。（三）铰链区：位于重链的CH1~CH2之间。内含较多脯氨酸，易伸展弯曲，且易被木瓜酶和胃酶水解。Ig在正常情况下，两个Fab片向后弯曲，掩蔽了补体结合点。与Ag结合时，铰链区展开，使补体结合点暴露，才能结合补体。铰链区展开Fc变构，由T变Y型。由于Ab变构，其它生物学活性也相应发生改变，如与巨噬细胞结合能力增强等。IgM无铰链区。综上所述，机体内的免疫球蛋白多种多样，极其复杂。机体内存在着无数种抗原物质，每种抗原物质又有若干种决定簇，抗原刺激机体后就会产生与各个决定簇相对应的抗体。一种抗原决定簇不只刺激机体产生一种抗体，而是产生几类抗体，这几类抗体的差异不在抗原结合部位，而在其恒定区。各类各型之下又分亚类、亚型等，所以天然抗体是极为复杂的综合抗体。第二章抗体与免疫球蛋白第五节单克隆抗体一、定义及其特性：把产生特定抗体的B细胞与能无限制生长的骨髓瘤细胞融合，形成B细胞杂交瘤。由克隆化的B细胞杂交瘤所产生的抗体即单克隆抗体（monoclonalantibody,McAb）。特性：单克隆抗体结构纯度高、专一性强、无血清交叉反应，效价高等，且能持续地在动物体外或体内产生同质性抗体。第二章抗体与免疫球蛋白二、基本原理：（见图2-5-1）基本原理：小白鼠骨髓瘤细胞在体内、体外可无限增殖，但不能分泌抗体；经抗原免疫的小鼠脾细胞（含大量B细胞）能产生抗体，但在体外不能无限增殖；用免疫脾细胞与小鼠骨髓瘤细胞融合后，在HAT选择培养基[含有次黄嘌呤（H）、氨基喋呤（A）和胸腺嘧啶核苷（T）]中，未融合的脾细胞因不能在体外存活而死亡，未融合的骨髓瘤细胞合成DNA的主要途径被氨基喋呤阻断，又因缺乏次黄嘌呤鸟嘌呤磷酸核糖转化酶（HGPRT）,不能利用次黄嘌呤完成DNA的合成过程而死亡。而融合细胞由于从脾细胞获得HGPRT，故能在HAT培养基中存活和增殖。融合后的杂交细胞系称为杂交瘤（hybridoma）。这种杂交瘤细胞既具有骨髓瘤细胞能大量无限增殖的特性，又具有免疫B细胞合成和分泌抗体的能力；每个杂交瘤是用一个B细胞融合而产生的克隆，故由一个识别一种抗原表位的B细胞克隆产生的同源抗体，称为单克隆抗体。第二章抗体与免疫球蛋白三、用途：广泛应用于生命科学的各个领域。例如，作为诊断试剂用于许多血清学检测，临床上已用于抑制同种异体移植排斥反应或治疗自身免疫病，或与核素、毒素、化学药物偶联成导向药物，可用于治疗肿瘤。返回返回返回返回返回返回返回