动物免疫学-抗体ppt课件

z抗体的免疫反应是现今已知的最精妙复杂的身体抵御外部物质的系统。入侵物称作抗原，由于蛋白质和糖类等任何物质都可以成为抗原，抗原的形式是无限的。抗体的免疫反应是现今已知的最精妙复杂的身体抵御外部物质的系统1z抗体可与抗原选择性的反应，由于DNA中的遗传信息控制蛋白质合成，一个生物体有必要包含所有抗体的信息吗?是否是由几十亿条遗传信息合成几十亿种抗体来抵抗几十亿种抗原?人类仅有几万基因，容不下如此巨大的数量。抗体可与抗原选择性的反应，由于DNA中的遗传信息控制蛋白质合2与抗体有关的诺贝尔奖获得者与抗体有关的诺贝尔奖获得者1901von Bering血清治血清治疗1908Ehrlich&Metchnikoff抗体生成、吞噬抗体生成、吞噬1972Edelman&Poter抗体分子抗体分子结构构1977Yalow放射免疫放射免疫测定定1984Koler,Milstein&Jerne单克隆抗体克隆抗体1987TonegawaIg基因基因结构构与抗体有关的诺贝尔奖获得者1901von Bering血清治3抗抗 体体（AntibodyAntibody）抗 体4第一节 免疫球蛋白与抗体第一节 免疫球蛋白与抗体5抗抗体体是是B B细细胞胞受受抗抗原原刺刺激激后后,增增殖殖分分化化为为浆浆细细胞胞所所产产生生的一种能与相应抗原结合、具有免疫功能的球蛋白。的一种能与相应抗原结合、具有免疫功能的球蛋白。1 1、抗体（、抗体（antibody,Ab)antibody,Ab)免疫学教研室1、抗体（antibody,Ab)免疫学教研室62 2、免疫球蛋白、免疫球蛋白(immunoglobulin(immunoglobulin，Ig)Ig)是是指指存存在在于于人人和和动动物物血血液液（血血清清）组组织织液液及及其其它它分分泌泌液液中中的的一一类类具具有有相似结构的球蛋白相似结构的球蛋白。依依据据化化学学结结构构和和抗抗原原性性的的差差异异，免免疫疫球球蛋蛋白白可可分分为为IgGIgG、IgMIgM、IgAIgA、IgEIgE和和IgDIgD免疫学教研室2、免疫球蛋白(immunoglobulin，Ig)是指存7电泳分为四个部分电泳分为四个部分:白蛋白白蛋白(albumin)、-球蛋白、球蛋白、-球蛋白、球蛋白、-球蛋白。球蛋白。电泳分为四个部分:8 免疫球蛋白是化学结构上的概念免疫球蛋白是化学结构上的概念抗体是生物学功能上的概念抗体是生物学功能上的概念抗体都是免疫球蛋白抗体都是免疫球蛋白并并非非所所有有的的免免疫疫球球蛋蛋白白都都是是抗抗体体 (比比如如membrane surface immunoglobulin,SmIg)membrane surface immunoglobulin,SmIg)3.Ab3.Ab与与IgIg的区别的区别免疫学教研室 免疫球蛋白是化学结构上的概念3.Ab与Ig的区别免疫学9第二节第二节 免疫球蛋白的结构免疫球蛋白的结构 免疫学教研室第二节 免疫球蛋白的结构 免疫学教研室10一、基本结构一、基本结构 所有种类免疫球蛋白的单体分子结所有种类免疫球蛋白的单体分子结构都是相似的，即是由两条相同的重构都是相似的，即是由两条相同的重链和两条相同的轻链四条肽链经二硫链和两条相同的轻链四条肽链经二硫键连接构成的键连接构成的字形分子。字形分子。免疫学教研室一、基本结构 所有种类免疫球蛋白的单体分子结构都是相11动物免疫学-抗体ppt课件12(一一)重链与轻链重链与轻链重重链链（heavy chain)简简称称H链链：分分子子量量555575ku75ku，由，由420-440420-440个氨基酸组成。个氨基酸组成。根根据据重重链链抗抗原原性性的的不不同同，可可将将其其分分为为、五五种种，据据此此将将免免疫疫球球蛋蛋白白分分为为五五类类，分分别别为为：IgA、IgG、IgM、IgD、IgE。免疫学教研室(一)重链与轻链重链（heavy chain)简称H链：13(一一)重链与轻链重链与轻链轻轻链链（light chain）简简称称 L链链：分分子子量量22.5ku，由由213-214个氨基酸组成。个氨基酸组成。可分为可分为链及链及链两种。链两种。天天然然Ig分分子子中中，重重链链同同类类，轻轻链链同同型型，因此我们可以将因此我们可以将Ig分为五类十型分为五类十型。免疫学教研室(一)重链与轻链轻链（light chain）简称 L链：分14(二二)可变区与恒定区可变区与恒定区可可变变区区（variable region）简简称称V区区，位位于于L链链靠靠近近N端端的的1/2和和H链链的的1/4，这这个个区区段段的的氨氨基基酸酸组组成及排列顺序是可以变化的。成及排列顺序是可以变化的。恒恒定定区区（Constant region）简简称称C区区，位位于于L链链靠靠近近C端端的的1/2和和H链链靠靠近近C端端的的3/4区区域域，这这一一区区域域的的氨氨基基酸酸组组成成和和排排列列顺顺序序比比较较稳稳定定，所所以以叫叫恒恒定区。定区。免疫学教研室(二)可变区与恒定区可变区（variable region）15动物免疫学-抗体ppt课件16(三三)高变区与骨架区高变区与骨架区高高变变区区（hypervariable region）简简称称HVR 或或HR，是是V区区中中氨氨基基酸酸的的组组成成和和排排列列顺顺序序变变化化频频率率更更高高的的区区域域，也也是是抗抗体体与与抗抗原原特特异异性性结结合合的的部部位位，又又称称为为决决定定簇簇互互补补区区（CDR），又又是是Ig分分子子独独特特型决定簇主要存在的部位。型决定簇主要存在的部位。其中重链有其中重链有4个高变区，轻链有个高变区，轻链有3个高变区。个高变区。免疫学教研室(三)高变区与骨架区高变区（hypervariable r17(三三)高变区与骨架区高变区与骨架区 重链：重链：3137，5158，8491，101110 轻链：轻链：2632，4855，9095 免疫学教研室(三)高变区与骨架区 重链：3137，5158，8418动物免疫学-抗体ppt课件19(三三)高变区与骨架区高变区与骨架区骨骨架架区区（framework region,Fr）：V区区以以外外的的部位，稳定部位，稳定HVR的结构。的结构。免疫学教研室(三)高变区与骨架区免疫学教研室20(四四)铰链区铰链区绞绞链链区区（Hinge region）位位于于CH1与与CH2之之间间，含含有有丰丰富富的的脯脯氨氨酸酸，具具有有很很好好的的弹弹性性，可可以以自自由由展开至展开至180度。度。易被木瓜蛋白酶、胃蛋白酶等水解。易被木瓜蛋白酶、胃蛋白酶等水解。免疫学教研室(四)铰链区免疫学教研室21动物免疫学-抗体ppt课件22二、功能区二、功能区 Ig分子的分子的H链和链和L链可通过链内二硫键折叠成若链可通过链内二硫键折叠成若干个球形结构，每一个球形结构由干个球形结构，每一个球形结构由110个氨基酸个氨基酸组成，具有一定的生理功能，称为功能区组成，具有一定的生理功能，称为功能区二、功能区 Ig分子的H链和L链可通过链内二硫键折叠成若23动物免疫学-抗体ppt课件24二、功能区二、功能区Ig分分子子的的H链链和和L链链可可通通过过链链内内二二硫硫键键折折叠叠成成若若干干个个球球形形结结构构，每每一一个个球球形形结结构构由由110个个氨氨基基酸酸组组成成，具有一定的生理功能，称为功能区具有一定的生理功能，称为功能区免疫学教研室二、功能区免疫学教研室25二、功能区二、功能区IgG,IgA,IgD:L chain:VL,CL H chain:VH,CH1,CH2,CH3IgM,IgE:L chain:VL,CL H chain:VH,CH1,CH2,CH3,CH4免疫学教研室二、功能区免疫学教研室26动物免疫学-抗体ppt课件27二、功能区二、功能区VL,VH:高变区高变区:与抗原特异性结合部位与抗原特异性结合部位CL和和CH1:同种异型的遗传标记同种异型的遗传标记CH2,CH3(IgM):补体补体C1q结合点，激活补体结合点，激活补体IgG CH2:通过胎盘通过胎盘IgG CH3:与单核细胞、巨噬细胞、中性粒细胞、与单核细胞、巨噬细胞、中性粒细胞、NK细胞、细胞、B细胞表面的细胞表面的Fc受体受体结合。结合。免疫学教研室二、功能区免疫学教研室28二、功能区二、功能区VL,VH:高变区高变区:与抗原特异性结合部位与抗原特异性结合部位IgE CH2和和CH3：与与肥肥大大细细胞胞和和嗜嗜碱碱性性性性粒粒细细胞胞表面的表面的IgE Fc结合结合铰铰链链区区：适适于于V区区同同抗抗原原的的结结合合。含含大大量量脯脯氨氨酸酸，富富有有弹弹性性和和伸伸展展性性，能能使使Ab与与不不同同距距离离的的抗抗原原决决定簇结合，也利于暴露补体结合位点。定簇结合，也利于暴露补体结合位点。免疫学教研室二、功能区免疫学教研室29三、水解片段与生物活性三、水解片段与生物活性三、水解片段与生物活性30动物免疫学-抗体ppt课件31三、水解片段与生物活性三、水解片段与生物活性（一一）经经木木瓜瓜蛋蛋白白酶酶(Papain)(Papain)水水解解后后形形成成两两个个相相同同的的F(ab)F(ab)和个和个FcFc两个片段。两个片段。F(ab)F(ab)结合抗原结合抗原Fc Fc 有有多多种种生生物物学学活活性性，结结合合补补体体、固固定定细胞、通过胎盘等。细胞、通过胎盘等。免疫学教研室三、水解片段与生物活性（一）经木瓜蛋白酶(Papain)水解32动物免疫学-抗体ppt课件33三、水解片段与生物活性三、水解片段与生物活性 （二二）胃胃蛋蛋白白酶酶(Pepsin)(Pepsin)作作用用于于绞绞链链区区的的第第一一个个二二硫硫键键的的下下方方酶酶解解后后形形成成F(ab)2F(ab)2及及pFcpFc两两个个片片段。段。F(ab)2F(ab)2具具有有双双价价抗抗体体活活性性,与与抗抗原原结结合合后后能能形成沉淀或凝集。形成沉淀或凝集。pFc pFc 小小分分子子多多肽肽碎碎片片，不不具具有有任任何何生生物物学学活性。活性。免疫学教研室三、水解片段与生物活性（二）胃蛋白酶(Pepsin)作用于34免疫学教研室免疫学教研室35动物免疫学-抗体ppt课件36四、免疫球蛋白的特殊分子结构四、免疫球蛋白的特殊分子结构(一一)连接链（连接链（Joining chain，J链）链）由浆细胞合成的一种糖蛋白。由浆细胞合成的一种糖蛋白。IgA和和IgM含有含有J链链 可稳定可稳定Ig多聚体的成份多聚体的成份免疫学教研室四、免疫球蛋白的特殊分子结构(一)连接链（Joining 37四、免疫球蛋白的特殊分子结构四、免疫球蛋白的特殊分子结构（2）分泌片）分泌片(secretory component)是分泌型是分泌型IgA(sIgA）的一个辅助成分，由粘膜）的一个辅助成分，由粘膜上皮细胞合成和分泌。保护上皮细胞合成和分泌。保护sIgA的铰链区免受蛋的铰链区免受蛋白酶的水解破坏介导白酶的水解破坏介导IgA二聚体的转运二聚体的转运免疫学教研室四、免疫球蛋白的特殊分子结构（2）分泌片(secretory38第三节第三节免疫球蛋白的种类和抗原性免疫球蛋白的种类和抗原性第三节免疫球蛋白的种类和抗原性391、免疫球蛋白的种类：免疫球蛋白可分、免疫球蛋白的种类：免疫球蛋白可分为类、亚类、型、亚型及亚群等。为类、亚类、型、亚型及亚群等。1、免疫球蛋白的种类：免疫球蛋白可分为类、亚类、型、亚型及亚40分类：分类：根据根据CH上同种型决定簇的不同，将上同种型决定簇的不同，将Ig分为分为 IgG、IgM、IgA、IgD、IgE 五类五类亚类：亚类：IgG:G1、G2、G3、G4 IgA:A1、A2 IgM:IgM1和和IgM2分型：根据分型：根据CL上同种型决定簇的不同：上同种型决定簇的不同：和和 型型亚型：亚型：1、2、3、4分类：根据CH上同种型决定簇的不同，将Ig分为412、免疫球蛋白的抗原性 同种型：同种型：指同一物种内所有个体共有的Ig的抗原特异性结 构。同种型抗原决定簇存在于Ig的CH、CL区。同种异型：同种异型：指同一物种内不同个体间的Ig在抗原性上的差异。同种异型抗原决定簇存在于Ig的CH1、CL区的特定部位。独特型：独特型：同一个体内不同B细胞克隆产生的IgV区的抗原特异性各不相同，其超变区各自具备的独特抗原决定簇结构，称为抗体的独特型。独特型决定簇存在于Ig的高变区2、免疫球蛋白的抗原性 同种型：指同一物种内所有个体共有42第四节第四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四节各类免疫球蛋白的主要特性与功能43动物免疫学-抗体ppt课件441 1IgGIgG：（单体）：（单体）z（1）分4个亚类z（2）血清含量最高，持续时间长，主力免疫z（3）出生后3月开始合成，半衰期长21天左右z（4）唯一通过胎盘的Igz（5）丙种球蛋白的主要成分z（6）抗感染、抗肿瘤、超敏反应1IgG：（单体）452IgM：（五聚体或单体）z（1）分子量最大z（2）合成最早、但持续时间短，早期抗感染免疫z（3）具有强大的调理、激活补体及杀菌作用z（4）血型抗体主要为IgMz（5）参与自身免疫、超敏反应z单体IgM：SmIgM为B细胞最早出现的重要表面标志 2IgM：（五聚体或单体）463.IgA：z血清型IgA：单体，存在于血清中，免疫作用弱z分泌型IgA：双体、三体及多体z（1）粘膜免疫：存在于乳汁、唾液及外分泌液中z（2）局部免疫、激活补体（替代途径）、ADCC3.IgA：474IgD：z（1）血清含量极低，极不稳定，易降解z（2）B细胞的重要表面标志，与免疫记忆有关z（3）防止免疫耐受的发生4IgD：485IgE：z（1）正常时含量极低（0.002%）z（2）抗寄生虫免疫，参与超敏反应5IgE：49第五节第五节 抗体的制备抗体的制备第五节 抗体的制备50一、人工制备抗体的种类多克隆抗体：采用传统的免疫方法，将抗原物质经不同的途径进入动物体内，经数次免疫后采取动物血液，分离出血清，由此获得的抗血清即为多克隆抗体。单克隆抗体：由一个B细胞分化增殖的子代细胞产生的针对单一抗原决定簇的抗体，称单克隆抗体由一个由一个B B细胞克隆产生。细胞克隆产生。识别一种抗原表位。识别一种抗原表位。高度均一（结构、特异性）。高度均一（结构、特异性）。杂交瘤技术制备。杂交瘤技术制备。基因工程抗体：利用基因工程技术来制备的抗体分子称为基因工程抗体，是分子水平的抗体。一、人工制备抗体的种类多克隆抗体：采用传统的免疫方法，将抗原51z杂交瘤抗体技术的基本原理：杂交瘤抗体技术的基本原理：脾淋巴细胞的主要特征是它的抗体分泌功能和脾淋巴细胞的主要特征是它的抗体分泌功能和能够在选择培养基中生长，小鼠骨髓瘤细胞则可能够在选择培养基中生长，小鼠骨髓瘤细胞则可在培养条件下无限分裂、增殖，即所谓永生性。在培养条件下无限分裂、增殖，即所谓永生性。在选择培养基的作用下，只有在选择培养基的作用下，只有B B细胞与骨髓瘤细细胞与骨髓瘤细胞融合的杂交才具有持续增殖的能力，形成同时胞融合的杂交才具有持续增殖的能力，形成同时具备抗体分泌功能和保持细胞永生性两种特征的具备抗体分泌功能和保持细胞永生性两种特征的细胞克隆。其原理从下列几个主要步骤阐明。细胞克隆。其原理从下列几个主要步骤阐明。杂交瘤抗体技术的基本原理：52单克隆抗体的制备1、B细胞制备2、骨髓瘤细胞制备3、饲养细胞的制备4、选择培养基5、细胞融合6、检测抗体7、杂交细胞瘤克隆化8、单克隆抗体的生产单克隆抗体的制备1、B细胞制备53动物免疫学-抗体ppt课件54脾细胞脾细胞脾细胞脾细胞(B(B淋巴细胞淋巴细胞淋巴细胞淋巴细胞)骨髓瘤细胞骨髓瘤细胞骨髓瘤细胞骨髓瘤细胞杂交瘤细胞杂交瘤细胞杂交瘤细胞杂交瘤细胞脾细胞脾细胞脾细胞脾细胞/脾细胞脾细胞脾细胞脾细胞骨髓瘤细胞骨髓瘤细胞骨髓瘤细胞骨髓瘤细胞/骨髓瘤细胞骨髓瘤细胞骨髓瘤细胞骨髓瘤细胞骨髓瘤细胞骨髓瘤细胞骨髓瘤细胞骨髓瘤细胞脾细胞脾细胞脾细胞脾细胞不能长期存活不能长期存活不能长期存活不能长期存活不能长期存活不能长期存活不能长期存活不能长期存活不能长期存活不能长期存活不能长期存活不能长期存活HATHAT培养基筛选培养基筛选培养基筛选培养基筛选B B淋巴细胞淋巴细胞淋巴细胞淋巴细胞：HGPRTHGPRT+，TKTK+骨髓瘤细胞骨髓瘤细胞：HGPRT-，TK-存活存活存活存活死亡死亡死亡死亡脾细胞骨髓瘤细胞杂交瘤细胞脾细胞/脾细胞骨髓瘤细胞/骨髓瘤55 13%21.7%52.3%13%13%21.7%561.人人-鼠嵌合抗体：鼠嵌合抗体：应用基因工程技术将小鼠单克隆抗体应用基因工程技术将小鼠单克隆抗体的恒定区用人源抗体恒定区代替而拼接成嵌合抗体。的恒定区用人源抗体恒定区代替而拼接成嵌合抗体。2.2.改型抗体如改型抗体如CDRCDR移植、移植、SDRSDR移植：移植：用鼠单克隆抗体的用鼠单克隆抗体的CDRCDR、SDRSDR移植到人源抗体可变区，替代人源抗体移植到人源抗体可变区，替代人源抗体CDRCDR、SDRSDR。3.3.表面氨基酸残基人源化表面氨基酸残基人源化抗体人源化的主要技术 人-鼠嵌合抗体：应用基因工程技术将小鼠单克隆抗体的恒定区用57BsAbBsAb效应效应细胞细胞靶细胞靶细胞触发受体触发受体膜表面分子膜表面分子 NK细胞细胞 CD16肿瘤细胞肿瘤细胞HER2/neu抗抗HER2/neu抗抗CD16 BsAbBsAb（a)BsAb桥连效应细胞和靶细胞；桥连效应细胞和靶细胞；(b)连接的触发分子启动细胞毒反应；连接的触发分子启动细胞毒反应；(c)效应细效应细胞对靶细胞产生致死性杀伤反应。胞对靶细胞产生致死性杀伤反应。细胞毒反应细胞毒反应双特异性抗体作用原理双特异性抗体作用原理HER2/neu(also known as ErbB-2)stands for Human Epidermal growth factor Receptor 2 CD16(FcRIII)BsAbBsAb效应细胞靶细胞触发受体膜表面分子 NK细胞58 1.1.抗体；抗体；2.2.免疫球蛋白；免疫球蛋白；3.3.反应原性；反应原性；4.4.构成抗原的条件；构成抗原的条件；5.5.抗原决定簇；抗原决定簇；本章要点本章要点本章要点59