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免疫球蛋白,周 艳艾滋病疫苗国家工程实验室,抗体与免疫球蛋白的概念,抗体（antibody,Ab）是机体接受抗原刺激后，B细胞活化、增殖、分化为浆细胞，由浆细胞产生的一类能与相应抗原发生特异性结合的球蛋白。免疫球蛋白（immunoglobulin,Ig）是指具有抗体活性或化学结构与抗体相似的球蛋白。所有抗体都是Ig，而Ig并不一定都是抗体。,死亡,存活,大剂量白喉毒素,小剂量白喉毒素,存活,大剂量白喉毒素,免疫血清,1901年首届诺贝尔医学奖得主,Behring,抗体的发现,分泌型Ig(secreted Ig,sIg)和膜型Ig(membrane Ig,mIg),B细胞介导的体液免疫应答过程示意图,2条重链（Heavy chain，简写为H）2条轻链（Light chain，简写为L)可变区+恒定区+铰链区V+C+hinge region结构域,免疫球蛋白（IgG）的一级结构,免疫球蛋白（IgG）的可变区、恒定区、铰链区,可变区、恒定区,可变区（variable region）V区：抗原抗体结合的关键部位，决定特异性。恒定区（constant region）C区：其他生物学和免疫学功能,重链（heavy chain,H）：由450550个氨基酸组成，5075 kDa；重链分为：、链；据重链组成，将Ig分为五类：IgG,IgA,IgM,IgD,IgE 其中IgG有4个亚类，IgA有2个亚类轻链（light chain，L）分型：由210个氨基酸组成，25 kDa；轻链分、型；根据链个别氨基酸的差异，分为1-4亚型,重链、轻链以及免疫球蛋白的分类,CDR1、CDR2、CDR3 氨基酸组成和顺序高度可变 共同组成抗原结合部位Antigen-binding site(ABS),互补决定区、超变区,超变区（hypervariable region）互补决定区（complementarity determining region,CDR）骨架区（framework region,FR）,LOGO,LOGO,LOGO,结构域、功能区（domain）,由110个氨基酸组成的花瓣状结构与功能有关轻链有两个，重链3到4个IgA IgD IgG 有三个Ig M IgE 有四个,LOGO,本文由探生科技技术人员提供,Fantibody全球抗体搜索引擎，您身边的抗体专家!,结合抗原,遗传标记,结合补体,结合细胞,LOGO,铰链区（Hinge）,位于CH1与CH2之间易伸展弯曲，利于Ig双臂同时结合不同表位利于暴露补体结合位点易被木瓜蛋白酶、胃蛋白酶等水解,免疫球蛋白的柔韧性 Flexibility of immunoglobulins,Ig M Ig E 无铰链区，但CH2可部分程度代替铰链区功能,免疫球蛋白的空间结构,结构域的二级结构是“三明治”,免疫球蛋白超家族（IgSF）,LOGO,其他成分：J链、分泌片,（一）J链（连接链，Joining Chain）产生：浆细胞合成,富含半胱氨酸 作用：J链连接两个或两个以上 Ig单体 sIgA：二聚体 IgM：五聚体（二）分泌片：SP（Secretory Piece）是sIgA上的一个辅助成分。产生：由粘膜上皮细胞合成、分泌 作用：抵抗酶解，稳定sIgA的作用。,LOGO,LOGO,免疫球蛋白的水解片段,Fab:仍具有抗原结合活性，但结合能力弱Fc：固定补体、亲和细胞（巨噬细胞、NK细胞核粒细胞等）、通过胎盘、介导与细菌蛋白的结合，以及与类风湿因子反应等。F(ab)2保留了结合相应抗原的生物学活性，又避免了Fc段可能引起的副作用。,LOGO,所谓异质性就是非均一性免疫球蛋白在结构上具有高度的非均一性表现：外源因素所致抗体异质性：抗体的多样性；内源因素所致抗体异质性：免疫球蛋白的血清型,多样性,血清型,Ig本身也可以作为抗原，其表位可分为三类:同种型（isotype）同种异型（allotype）独特型（idiotope）,1.同种型(isotype)：种属特异性标志,同一物种内所有个体同一类Ig具有的共同表位，存在于C区。,小鼠 IgG1,朱丽叶 IgG1,罗蜜欧 IgG1,2.同种异型（allotype)：个体特异性标志,同一物种内不同个体间同一类Ig上具有不同表位，主要存在于Ig C区。,朱丽叶 IgG1,罗蜜欧 IgG1,3.独特型（idiotype)：每个Ig特有的标志,同一个体内每个Ig其分子的超变区各自具备独特的表位，存在于V区。独特型抗原决定簇可刺激机体产生抗独特型抗体（即抗抗体），参与免疫调节。,朱丽叶 抗A抗原的IgG1,朱丽叶 抗B抗原的 IgG1,结构互补多种非共价键作用力需要合适的温度、pH、离子强度结合可逆,Ig V区的功能,中和作用 Neutralization,1、激活补体IgM和IgG1、IgG2、IgG3与特异性抗原结合后，暴露补体结合位点，通过传统途径激活补体。聚合IgA、IgE和IgG4可通过旁路途径激活补体。IgD不能激活补体,Ig C区的功能,结合细胞 1、调理作用 抗体主要是IgG的 Fc段与中性粒细胞、巨噬细胞上的IgG Fc受体的结合，从而增强吞噬细胞的吞噬作用。2、ADCC（antibody-dependent cell-mediated cytotoxicity,ADCC）3、介导I型超敏反应表达Fc受体的细胞有：NK细胞、巨噬细胞、中性粒细胞。,型超敏反应的发生过程,其他功能穿越粘膜和胎盘IgG是唯一的能通过胎盘的免疫球蛋白；分泌型IgA可通过呼吸道和消化道的粘膜。此外 Ig对免疫应答有调节作用。,1、IgG 体内最重要的抗感染抗体血清当中含量最多 75%左右有四个亚类主要功能：中合作用，介导ADCC作用，免疫调理作用，穿越胎盘，IgG1、IgG2、IgG3可通过经典途径活化补体。,1、IgM五聚体，具有中和作用，也能够活化补体抗原结合价5/10？最古老的免疫球蛋白是B细胞表面抗原的重要组成成分，只表达mIgM是未成熟B细胞的标志,1、IgD单体，在血清中含量极低，也是B细胞表面受体主要组成成分。成熟的B细胞同时表达mIgM，和mIgD 被称为初始B细胞（naive B cell），活化的B细胞或记忆B细胞表面的mIgD逐渐消失。,1、IgA 在血清当中有两种类别IgA1、IgA2单体、二聚体在粘膜表面是SIgA主要作用：抗细菌，病毒，参与粘膜免疫,1、IgE在血清中含量最低的免疫球蛋白单体介导参与I型超敏反应,多克隆抗体 由于抗原分子具有多种抗原决定簇，每一种决定簇可激活具有相应抗原受体的B细胞产生免疫应答，因而可产生多种针对不同抗原决定簇的抗体，这些由不同B细胞克隆产生的抗体称之为多克隆抗体。传统的方法制备的抗体是用抗原免疫动物后所得。,单克隆抗体：抗原分子上的许多决定簇分别激活各个具有不同基因的B细胞。被激活的B细胞分裂增殖形成效应B细胞（浆细胞）和记忆B细胞，大量的浆细胞克隆合成和分泌大量的抗体分子分布到血液、体液中。如果能选出一个制造一种专一抗体的浆细胞进行培养，就可得到由单细胞经分裂增殖而形成细胞群，即单克隆。单克隆细胞将合成针对一种抗原决定簇的抗体，称为单克隆抗体。,单一的B细胞克隆具有相同的性状B细胞能分泌特异性抗体，不能长期培养骨髓瘤细胞不能分泌抗体，能长期培养二者的融合细胞形成杂交瘤细胞，既能分泌特异性抗体，又能连续传代培养,杂交瘤技术,基因工程抗体概念：根据研究者的意图，采用基因工程方法，在基因水平，对免疫球蛋白基因进行切割、拼接或修饰后导入受体细胞进行表达，产生新型抗体。主要包括 人源化抗体如嵌合抗体、改形抗体等。,(1)嵌合抗体(chimeric antibody)：从杂交瘤细胞分离出功能性可变区基因，与人Ig恒定区基因连接，插入适当表达载体，转染宿主细胞，表达人-鼠嵌合抗体。特点：减少了鼠源性抗体的免疫原性，同时保留了亲本抗体特异性结合抗原的能力。,人源化抗体,人-鼠嵌合抗体,（2）改形抗体(reshaped antibody)：将小鼠的CDR序列移植到人抗体可变区框架中，产生的抗体称为CDR移植抗体。,人-鼠改形抗体,（3）完全人源化抗体：将小鼠 Ig 基因敲除，转染人 Ig 基因，在小鼠体内产生人 Ab，再经杂交瘤技术，产生大量完全人源化抗体。,Ig与Ab的概念Ig的结构Ig的异质性抗体的生物学功能(Ab)五类免疫球蛋白的特性与功能人工制备抗体,小结,