4-免疫原和免疫球蛋白(1).ppt

免疫原和免疫球蛋白Immunogen and Immunoglobulins,第一页，共五十一页。,免疫原免疫原的根本特性影响免疫原特性的因素其他重要的免疫细胞激活剂免疫球蛋白的结构及装配免疫球蛋白的异质性及功能免疫球蛋白的人工制备,第二页，共五十一页。,免疫原,免疫原的概念免疫原immunogen指能够启动、激发和诱导免疫应答包括固有免疫和适应性免疫的物质，由固有分子模式innate molecular pattern,IMP和抗原antigen,Ag组成。抗原是指经由T、B细胞外表的抗原受体TCR、BCR识别，能激活T、B细胞产生特异性免疫应答，并与应答产物特异性抗体和淋巴细胞起反响的物质。免疫原的分类 固有免疫识别由PAMP和DAMP等构成的固有分子模式IMP；适应性免疫识别的免疫原是抗原。,免疫原：固有分子模式与抗原,第三页，共五十一页。,固有分子模式涵盖PAMP、DAMP及其它已发现或有待确认的各种模式成份。病原相关分子模式 损伤相关分子模式激活NK细胞的固有分子模式,IMP的分类,G+和G-细菌胞壁中的多种PAMP 肽聚糖peptidoglycan,PGN，磷壁酸teichoic acid,TA,脂多糖lipopolysaccharide,LPS,脂磷壁酸lipoteichoic acid,LTA,第四页，共五十一页。,受损组织和坏死细胞等释放的多种DAMP及其受体,固有分子模式 PAMP 和 DAMP 经由 PRR 介导炎症效应,第五页，共五十一页。,激活NK细胞活化性受体的固有分子模式本图为第三章图3-10的一局部，可参阅原图,第六页，共五十一页。,抗原的分类,根据诱生抗体时是否需要Th细胞参与分类T细胞依赖性抗原T dependent antigen,TD-AgT细胞非依赖性抗原T independent antigen,TI-Ag根据抗原与机体的亲缘关系分类异嗜性抗原heterophilic antigen异种抗原xenogenic antigen同种异型抗原allogenic antigen自身抗原autoantigen 独特型抗原idiotypic antigen根据抗原进入抗原提呈细胞的方式分类内源性抗原(endogenous antigen)外源性抗原(exogenous antigen)其他分类,第七页，共五十一页。,抗原表位,免疫细胞仅识别抗原大分子上的一个特定的局部，称为表位(epitope)或抗原决定簇(antigenic determinant)。,抗原表位概念抗原表位分类半抗原-载体共同抗原表位与交叉反响,免疫原的根本特性,第八页，共五十一页。,Ab、BCR和TCR对抗原表位的识别A.TCR对抗原T细胞表位的识别。TCR识别的表位是经过APC降解的序列表位。T细胞表位通常位于蛋白抗原内部，蛋白抗原经APC细胞摄取和降解后，抗原表位肽与自身MHC分子结合，并被提呈于APC外表，T细胞的TCR识别T细胞表位肽的同时，必须同时识别MHC分子。B.AbBCR对抗原B细胞表位的识别。BCR或者抗体识别的表位有两种类型：序列表位和构象表位。BCR和抗体直接识别天然状态的B细胞表位。,B,A,TCR仅识别APC加工后经由MHC分子提呈的抗原肽，后者包含T细胞表位,第九页，共五十一页。,T细胞表位与B细胞表位的特性 T细胞表位 B细胞表位识别表位受体 TCR BCR MHC分子的参与 必需 无需表位性质 蛋白质 多肽、多糖、脂多糖类和有机化合物表位大小 8-10个氨基酸残基5-15个氨基酸残基或单糖、核苷酸 12-18个氨基酸残基表位类型 线性表位 线性表位或构象表位表位位置 抗原分子任意部位 抗原分子外表,第十页，共五十一页。,A hapten-carrier conjugate contains multiple copies of the hapten-a small nonimmunogenic organic compound such as dinitrophenol(DNP)-chemically linked to a large protein carrier such as bovine serum albumin(BSA).Immunization with DNP alone elicits no anti-DNP antibodies,but immunization with DNPBSA elicits three types of antibodies.Of these,anti-DNP antibody is predominant,indicating that in this case the hapten is the immunodominant epitope in a hapten-carrier conjugate,as it often is in such conjugates.,第十一页，共五十一页。,不同抗原之间存在的相同或相似抗原表位称为共同抗原表位(common epitope)。一种抗原诱生的抗体对另一种具有相同或相似决定基的抗原的反响，称为交叉反响cross reaction。,第十二页，共五十一页。,影响免疫原特性的因素,一、决定免疫原免疫原性的因素决定IMP免疫原性的因素核酸类IMP的免疫原性的结构根底与核酸长度与化学修饰相关2.决定Ag免疫原性的因素抗原分子的理化性质机体的生物学特征抗原进入机体的方式和途径等二、决定免疫原反响原性的因素,第十三页，共五十一页。,异物性化学性质分子质量大小结构的复杂性分子构象易接近性物理状态,易接近性,抗原分子的理化性质,第十四页，共五十一页。,Reactivity of antisera with various haptens,结构的复杂性,第十五页，共五十一页。,宿主的遗传因素(应答格局差异)年龄、性别与健康状态,机体的生物学特性,抗原进入机体的方式和途径等,第十六页，共五十一页。,MHCII类分子 抗原肽 TCR链,超抗原激活T细胞机制示意图传统的蛋白质抗原在MHC抗原沟槽内被提交，与T细胞的TCR的抗原结合槽结合，从而激活特异性T细胞克隆上图；超抗原通过与TCR的V链外侧结合，交联TCR与MHC II类分子，从而活化众多的T细胞克隆，而不管TCR的抗原特异性如何以以下图。,其他重要的免疫细胞激活剂,一、超抗原,某些抗原物质，只需要极低浓度110 ng/ml即可非特异性激活220之多的T细胞克隆，产生极强的免疫应答，这类抗原称之为超抗原superantigen,SAg。,第十七页，共五十一页。,第十八页，共五十一页。,二、佐剂 预先或与抗原同时注入体内可增强机体对抗原的免疫应答或改变免疫应答类型的非特异性免疫增强性物质，称为佐剂adjuvant。佐剂作用的主要机制：改变抗原物理性状，帮助抗原缓释，延长抗原在体内潴 留时间，如脂质体和矿物油等；刺激单核-巨噬细胞系统，增强其对抗原的加工和提呈；刺激淋巴细胞增殖分化，增强和放大免疫应答。,?TLR的天然配体和冲动剂?参见表4-4,第十九页，共五十一页。,Postulated mode of action of some commonly used adjuvants,第二十页，共五十一页。,作用于人和小鼠T、B淋巴细胞的丝裂原,三、丝裂原,丝裂原mitogen亦称有丝分裂原，因可致细胞发生有丝分裂而得名。T、B淋巴细胞外表表达多种丝裂原受体，可对相应丝裂原刺激产生强烈增殖反响，被广泛应用于体外免疫细胞活性确实证。,第二十一页，共五十一页。,一、免疫球蛋白的结构二、免疫球蛋白的装配及分泌,免疫球蛋白的结构及装配,免疫球蛋白immunoglobulin,Ig即抗体antibody,Ab，是B细胞被B细胞抗原表位特异性刺激后增殖分化为浆细胞所产生的效应免疫分子，介导体液免疫。免疫球蛋白可分为分泌型(secreted Ig,SIg)和膜型(membrane Ig,mIg)，前者主要存在于血液及组织液中，发挥抗感染功能；后者是B细胞外表的抗原受体BCR,mIgM。,第二十二页，共五十一页。,一、免疫球蛋白的结构,1.根本结构重链、轻链及其结构域 可变区、恒定区和绞链区2.其它成分3.Ig的水解片段,第二十三页，共五十一页。,重链、轻链及其结构域,第二十四页，共五十一页。,Schematic diagram of complementary-determining region of antibody binding to antigenic epitope,Structure of a complex between a peptide derived from HIV protease and an Fab fragment from an anti-protease antibody(left)and comparison of the Fab structure before and after peptide binding(right).In the right panel,the red line shows the structure of the Fab fragment before it binds the peptide and the blue line shows its structure when bound.There are significant conformational changes in the CDRs of the Fab on binding the antigen.These are especially pronounced in the light chain CDR1(L1)the heavy chain CDR3(H3).,可变区V区恒定区C区,Variable region;Constant region高变区：Hypervariable region(HVR);互补决定区：Complement determining region(CDR),第二十五页，共五十一页。,第二十六页，共五十一页。,绞链区,第二十七页，共五十一页。,J链,分泌片,其它成分,第二十八页，共五十一页。,木瓜蛋白酶水解片段 木瓜蛋白酶papain水解IgG得到三个片段：两个相同的局部即抗原结合片段fragment antigen binding,Fab一个结晶片段fragment crystalizable,Fc。胃蛋白酶水解片段 胃蛋白酶pepsin水解IgG产生一个具有双价抗体活性的F(ab)2段和假设干小分子多肽片段pFc。,Ig的水解片段,第二十九页，共五十一页。,Synthesis,assembly,and secretion of the immunoglobulin molecule.The heavy and light chains are synthesized on separate polyribosome(polysomes).The assembly of the chains to form the disulfide-linked immunoglobulin molecule occurs as the chains pass through the cisternae of the rough endoplasmic reticulum(RER)into the Golgi apparatus and then into secretory vesicles.The main figure depicts assembly of a secreted antibody.The inset depicts a membrane-bound antibody,which contains the carboxyl-terminal transmembrane segment.