免疫球蛋白与抗体.ppt

第二章 免疫球蛋白与抗体 第一节第一节 免疫球蛋白与抗体的概念免疫球蛋白与抗体的概念(重点重点)第二节第二节 免疫球蛋白的分子结构免疫球蛋白的分子结构(重点重点)第三节第三节 免疫球蛋白的种类与抗原决定簇免疫球蛋白的种类与抗原决定簇(重点重点)第四节第四节 免疫球蛋白的生物学功能免疫球蛋白的生物学功能(重点重点)第五节第五节 各类免疫球蛋白的主要特性与功能各类免疫球蛋白的主要特性与功能 第六节第六节 抗体的人工制备抗体的人工制备 一、抗体的发现和研究历史：一、抗体的发现和研究历史：18891889年：年：绿脓杆菌绿脓杆菌 感染感染 动物血清动物血清 凝集反应凝集反应 （凝集素）（凝集素）18901890年年(Behring):(Behring):白喉类毒素白喉类毒素 免疫免疫 动物血清动物血清 绿脓杆菌绿脓杆菌 白喉毒素白喉毒素 中和毒素中和毒素 (抗毒素抗毒素)第一节第一节 免疫球蛋白与抗体的概念免疫球蛋白与抗体的概念 并发现在血清蛋白中主要是并发现在血清蛋白中主要是 -球蛋白（丙种球蛋白）球蛋白（丙种球蛋白）具有抗体活性。具有抗体活性。抗体抗体(antibody(antibody，Ab)Ab)凝集素凝集素 抗毒素抗毒素 溶菌素溶菌素 沉淀素沉淀素 19301930年发现：年发现：血清蛋白电泳图谱显示：白蛋白白蛋白 球蛋白球蛋白 a b g g a b g g a b g g 未免疫动物血清未免疫动物血清 免疫动物血清免疫动物血清 免疫动物血清免疫动物血清 +抗原处理吸收抗原处理吸收后后 二、抗体的概念二、抗体的概念(重点重点)抗体（抗体（antibody,Ab)antibody,Ab)：动物机体受到抗原物质动物机体受到抗原物质刺激后，由刺激后，由B B淋巴细胞转化为浆细胞而产生的，能与淋巴细胞转化为浆细胞而产生的，能与相应抗原发生特异性反应的免疫球蛋白。相应抗原发生特异性反应的免疫球蛋白。将抗体介导的免疫称为将抗体介导的免疫称为体液免疫体液免疫,将含有抗体的将含有抗体的血清称为血清称为抗血清抗血清或或免疫血清免疫血清。三、免疫球蛋白的概念三、免疫球蛋白的概念(重点重点)19641964年世界卫生组织召开会议，将年世界卫生组织召开会议，将具有抗体具有抗体活性或化学结构与抗体相似的球蛋白活性或化学结构与抗体相似的球蛋白统称为统称为免疫免疫球蛋白球蛋白（immunoglobulinimmunoglobulin，简称简称IgIg ）。）。免疫球蛋白除分布于体液中之外，还可存在免疫球蛋白除分布于体液中之外，还可存在于于B B细胞膜上。细胞膜上。免疫球蛋白可分为免疫球蛋白可分为两种两种类型：类型：分泌性分泌性IgIg ：存在于血清、体液以及分泌液中，具有：存在于血清、体液以及分泌液中，具有抗体的各种功能。抗体的各种功能。膜型膜型IgIg ：位于：位于B B淋巴细胞的表面，即膜表面免疫球淋巴细胞的表面，即膜表面免疫球蛋白（蛋白（mIgmIg），是），是B B淋巴细胞的抗原识别受体（淋巴细胞的抗原识别受体（BCRBCR）。）。抗体的化学本质是抗体的化学本质是免疫球蛋白免疫球蛋白，但并非所有免疫，但并非所有免疫球蛋白都具有球蛋白都具有抗体的活性抗体的活性。Ig Ab Ab=Ig Ig Ab IgIg与与AbAb的关系的关系 抗体抗体=生物学功能上的概念生物学功能上的概念 IgIg=化学结构上的概念化学结构上的概念 四、抗体的分类四、抗体的分类 （一）根据所对应的抗原分：（一）根据所对应的抗原分：（二）根据（二）根据有无抗原刺激分有无抗原刺激分：（三）根据与抗原反应的性质分：（三）根据与抗原反应的性质分：（四）根据根据抗原性分：（四）根据根据抗原性分：主要根据重链的不同主要根据重链的不同 第二节第二节 免疫球蛋白的分子结构免疫球蛋白的分子结构 一、免疫球蛋白的单体分子结构一、免疫球蛋白的单体分子结构 由由两条相同两条相同的较大的的较大的重链重链和和两条相同两条相同的较的较小的小的轻链轻链4 4条肽链通过轻链与重链之间的条肽链通过轻链与重链之间的二硫键二硫键连接起来构成的连接起来构成的“Y Y”字形的分子结构。字形的分子结构。（一）重链和轻链（一）重链和轻链 1 1重链（重链（heavy chainheavy chain，H H链）链）由由450450-550550个氨基酸残基组成，分子量个氨基酸残基组成，分子量5555-75KD75KD，有有4 4-5 5个链内二硫键组成的环肽，两重链之间由一个链内二硫键组成的环肽，两重链之间由一对或两对以上的二硫键互相连接。对或两对以上的二硫键互相连接。根据根据IgIg重链抗原性的差异，重链抗原性的差异，IgIg可分为可分为5 5类：类：IgGIgG、IgMIgM、IgAIgA、IgEIgE和和IgDIgD，相应相应H H链为链为、链，链，不同免疫球蛋白的差别就由重链所决定。不同免疫球蛋白的差别就由重链所决定。2 2轻链（轻链（light chainlight chain，L L链）链）由由214214个氨基酸残基组成，分子量为个氨基酸残基组成，分子量为24KD24KD，有，有两个由链内二硫键组成的环肽，在羧基端靠二硫两个由链内二硫键组成的环肽，在羧基端靠二硫键分别与两条重链连接。键分别与两条重链连接。各类免疫球蛋白的轻链都相同，均可分为：各类免疫球蛋白的轻链都相同，均可分为：KappaKappa（）与）与lambdalambda（）2 2个型。个型。（二）可变区和恒定区（二）可变区和恒定区 1 1、H H链：链：N N端开始的最初端开始的最初110110个氨基酸为个氨基酸为可变区可变区（VHVH），之后一直到），之后一直到C C端的氨基酸称为端的氨基酸称为恒定区恒定区（CHCH）。在）。在VHVH中有中有3 3个区域的氨基酸变异最大，称个区域的氨基酸变异最大，称为为高（超）变区高（超）变区（HVRHVR），其余的氨基酸变化较小，），其余的氨基酸变化较小，称为称为骨架区骨架区。2 2、L L链：链：N N端开始的端开始的109109个氨基酸为个氨基酸为可变区可变区(VL(VL），），其余的为其余的为恒定区（恒定区（CLCL），在在VLVL中也有中也有3 3个高变区个高变区。（三）功能区（三）功能区 1 1、基本含义、基本含义 免疫球蛋白的多肽链分子可折叠形成免疫球蛋白的多肽链分子可折叠形成几个由链内二硫键连接成的环状球形结构，此即其几个由链内二硫键连接成的环状球形结构，此即其IgIg的的功能区（或结构域功能区（或结构域），每一功能区约有），每一功能区约有110110个氨个氨基酸组成，其顺序具有高度的同源性。基酸组成，其顺序具有高度的同源性。2 2、L L链功能区链功能区 有两个，即有两个，即VLVL和和CLCL，分别位于可变区，分别位于可变区和恒定区。和恒定区。3 3、H H链功能区链功能区 IgGIgG、IgAIgA、IgDIgD有有4 4个个（V V区区1 1个，个，VHVH，C C区区3 3个，个，CH1CH1、CH2CH2和和CH3CH3）；）；IgMIgM、IgEIgE有有5 5个个（增加（增加一个一个CH4CH4）。）。4 4、功能区作用、功能区作用 （1 1）VHVH和和VL:VL:特异性识别特异性识别和结合抗原，和结合抗原，由由VHVH和和VLVL内的内的高变区构成抗体分子的抗原高变区构成抗体分子的抗原结合点。结合点。（2 2）CH1CH1和和CL:CL:同种异型同种异型的遗传标记的遗传标记。（3 3）IgGIgG的的CH2CH2和和IgMIgM的的CH3 CH3 是抗体分子的补体结合点，是抗体分子的补体结合点，与补体的活化有关。与补体的活化有关。（4 4）CH3/CH4:CH3/CH4:细胞结合细胞结合位点，位点，是同免疫活性细胞是同免疫活性细胞（如巨噬细细胞、（如巨噬细细胞、B B细胞、细胞、NKNK细胞）的细胞）的FCFC受体的结合部位。受体的结合部位。二、免疫球蛋白的特殊分子结构二、免疫球蛋白的特殊分子结构 （一）绞链区（一）绞链区 1 1、含义、含义 在两条重链之间二硫键连接处附近的重链恒在两条重链之间二硫键连接处附近的重链恒定区，即定区，即CH1CH1尾部和尾部和CH2CH2头部的小段肽链；与抗体分子头部的小段肽链；与抗体分子的构型变化有关的构型变化有关,称为称为绞链区绞链区。2 2、功能、功能 含有丰富的含有丰富的脯氨酸脯氨酸，因此易伸展弯曲，当抗因此易伸展弯曲，当抗体与抗原结合时，该区可转动，一方面使可变区的两体与抗原结合时，该区可转动，一方面使可变区的两个抗原结合点尽量与抗原结合，另一方面可使抗体分个抗原结合点尽量与抗原结合，另一方面可使抗体分子变构，使补体结合位点暴露出来子变构，使补体结合位点暴露出来。且易被且易被木瓜蛋白木瓜蛋白酶、胃蛋白酶酶、胃蛋白酶等水解。等水解。（二）（二）J J链和分泌成分链和分泌成分 1 1、J J链链 即连接链即连接链 是一条多肽链，富含半胱氨酸是一条多肽链，富含半胱氨酸;由浆细胞合成由浆细胞合成;以二硫键的形式共价结合到以二硫键的形式共价结合到IgIg的重链上的重链上;在在IgMIgM和分泌型和分泌型IgAIgA单体之间起连接作用。单体之间起连接作用。2 2、分泌成份（、分泌成份（SC)SC)（1 1）是二聚体）是二聚体IgAIgA上的一个辅助成分；上的一个辅助成分；（2 2）由上皮细胞合成，化学本质为糖蛋白）由上皮细胞合成，化学本质为糖蛋白 （3 3）以共价形式结合到）以共价形式结合到IgAIgA分子，并一起被分泌分子，并一起被分泌到粘膜表面，又称分泌片（到粘膜表面，又称分泌片（secretory piece,secretory piece,SPSP）；）；（4 4）可抵抗外分泌液中的蛋白水解酶对二聚体）可抵抗外分泌液中的蛋白水解酶对二聚体IgAIgA的降解。的降解。（三）单体、双体（三）单体、双体和五聚体和五聚体 1 1、单体、单体 由一对由一对L L链和链和H H链组成的基链组成的基本结构。本结构。2 2、双体、双体 分泌型的分泌型的IgAIgA由由J J链连接的两链连接的两个单体。个单体。3 3、五聚体、五聚体 IgMIgM是是由由J J链和二硫键连链和二硫键连接的五个单体。接的五个单体。（一）木瓜蛋白酶酶切结果（一）木瓜蛋白酶酶切结果 木瓜蛋白酶木瓜蛋白酶可将可将H H链铰链区二硫键的近链铰链区二硫键的近N N端切断，端切断，得到大小相近的得到大小相近的3 3个片段；其中有两个相同的片段，个片段；其中有两个相同的片段，称称抗原结合片段（抗原结合片段（FabFab），另一个为另一个为FCFC片段片段，可形成，可形成蛋白结晶。蛋白结晶。三、免疫球蛋白的水解片段与生物学活性三、免疫球蛋白的水解片段与生物学活性 （二）胃蛋白酶酶切结果（二）胃蛋白酶酶切结果 胃蛋白酶胃蛋白酶可将可将H H链从铰链区二硫键的近链从铰链区二硫键的近C C端切端切断，得到一个具有双价活性的断，得到一个具有双价活性的F(ab)F(ab)2 2片片段和若段和若干个小分子多肽碎片干个小分子多肽碎片（pFcpFc）。）。F(ab)2F(ab)2片段与片段与抗原结合可发生凝集和沉淀反应，抗原结合可发生凝集和沉淀反应，pFcpFc片段失去片段失去生物学活性。生物学活性。一、免疫球蛋白的种类一、免疫球蛋白的种类 免疫球蛋白可区分为类、亚类、型、亚型等。免疫球蛋白可区分为类、亚类、型、亚型等。（一）类（一）类 免疫球蛋白免疫球蛋白类类的区分是依据其的区分是依据其重链重链C C区的理化特性及区的理化特性及抗原性抗原性的差异，在同种系所有个体内的免疫球蛋白可分为的差异，在同种系所有个体内的免疫球蛋白可分为IgGIgG、IgMIgM、IgAIgA、IgEIgE、IgDIgD五大类五大类(class),(class),重链分别称为重链分别称为,链链。（二）亚类（二）亚类 同一种类免疫球蛋白，又可根据其同一种类免疫球蛋白，又可根据其重链恒定区的微细重链恒定区的微细结构、