免疫球蛋白主题医学知识课件

资料仅供参考,不当之处，请联系改正。本本 章章 重重 点点掌握抗体与免疫球蛋白的概念掌握抗体与免疫球蛋白的概念掌握免疫球蛋白的基本结构、结构域及其功能掌握免疫球蛋白的基本结构、结构域及其功能掌握各类免疫球蛋白的特性与功能掌握各类免疫球蛋白的特性与功能熟悉多克隆抗体、单克隆抗体及基因工程抗体的熟悉多克隆抗体、单克隆抗体及基因工程抗体的制备制备了解免疫球蛋白的异质性了解免疫球蛋白的异质性本章重点掌握抗体与免疫球蛋白的概念1资料仅供参考,不当之处，请联系改正。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1901vonBering血清治疗血清治疗1908Ehrlich&Metchnikoff抗体生成侧链学说抗体生成侧链学说和体液免疫学说和体液免疫学说吞噬吞噬1972Edelman&Poter抗体分子结构抗体分子结构1977Yalow放射免疫测定放射免疫测定1984Koler,Milstein&Jerne单克隆抗体单克隆抗体1987TonegawaIg基因结构基因结构与抗体有关的诺贝尔奖获得者1901vonBering血清治2资料仅供参考,不当之处，请联系改正。抗毒素的发现抗毒素的发现EmilVonBehring德国学者德国学者Behring和和日本学者北里于日本学者北里于1890年发现白喉抗毒素年发现白喉抗毒素抗毒素的发现EmilVonBehring德国学者Behr3资料仅供参考,不当之处，请联系改正。破伤风抗毒素的中和作用破伤风抗毒素的中和作用破4资料仅供参考,不当之处，请联系改正。Rodney Porter 1917-1985Nobel Prize in 1972Gerald Edelman 1929-Nobel Prize in 1972抗体分子结构的发现抗体分子结构的发现RodneyPorter1917-1985Gerald5资料仅供参考,不当之处，请联系改正。Susumu TonegamaNobel Prize 1987Ig基因结构的发现基因结构的发现SusumuTonegamaIg基因结构的发现6资料仅供参考,不当之处，请联系改正。抗体与免疫球蛋白的概念抗体与免疫球蛋白的概念抗体抗体（antibody，Ab）由浆细胞合成和分泌的能与由浆细胞合成和分泌的能与AgAg进行特异性进行特异性结合的糖蛋白，主要存在于血液及组织液结合的糖蛋白，主要存在于血液及组织液中。中。免疫球蛋白（免疫球蛋白（immunoglobulin，Ig）具有抗体活性或化学结构与抗体相似的球具有抗体活性或化学结构与抗体相似的球蛋白。可分为分泌型（蛋白。可分为分泌型（sIgsIg）和膜型）和膜型（mIgmIg），构成构成B B细胞膜上的抗原受体。细胞膜上的抗原受体。抗体与免疫球蛋白的概念抗体（antibody，Ab）7资料仅供参考,不当之处，请联系改正。免疫球蛋白概述免疫球蛋白概述8资料仅供参考,不当之处，请联系改正。浆细胞浆细胞浆细胞9资料仅供参考,不当之处，请联系改正。免疫球蛋白主题医学知识课件10资料仅供参考,不当之处，请联系改正。第第 一一 节节 免疫球蛋白的结构免疫球蛋白的结构(construction)第一节免疫球蛋白的结构(construction)11资料仅供参考,不当之处，请联系改正。一、免疫球蛋白基本结构一、免疫球蛋白基本结构 由两条相同的重链和轻由两条相同的重链和轻链通过链间二硫键连接链通过链间二硫键连接而成的四肽链结构而成的四肽链结构N端端C端端一、免疫球蛋白基本结构由两条相同的重链和轻链通过链间12资料仅供参考,不当之处，请联系改正。（一）重链和轻链（一）重链和轻链（一）重链和轻链13资料仅供参考,不当之处，请联系改正。1.1.重链重链（heavy chain,H链）链）组成：组成：450-550450-550个氨基酸残基个氨基酸残基分子量：分子量：50-75kD50-75kD五类五类(class)(class)：重链类型：重链类型：a d m e a d m e (链链)组成的组成的Ig：IgG IgA IgD IgM IgE 亚类：同一类亚类：同一类IgIg根据绞链区氨基酸组成、重链二根据绞链区氨基酸组成、重链二 硫键数目和位置的差别可分为亚类（硫键数目和位置的差别可分为亚类（IgG1IgG14 4、IgA1-2IgA1-2）。）。1.重链（heavychain,H链）组成：450-5514资料仅供参考,不当之处，请联系改正。组成：组成：214214个氨基酸残基个氨基酸残基分子量：分子量：25kD25kD型型(type)(type)：根据轻链恒定区免疫原性不同分为：根据轻链恒定区免疫原性不同分为 和和 型型亚型亚型(type)(type)：根据：根据 链个别氨基酸的差异，分为链个别氨基酸的差异，分为 1 14 42.2.轻链轻链（light chain，L链）链）组成：214个氨基酸残基2.轻链（lightchain，L15资料仅供参考,不当之处，请联系改正。（二）可变区和恒定区（二）可变区和恒定区（二）可变区和恒定区16资料仅供参考,不当之处，请联系改正。In heavy chains,the V,D and J segments encode the variable domain while the C segment encodes the constant domain.In light chains,the V and J segments encode the variable domain whilethe C segment encodes the constant domain.Inheavychains,theV,Dand17资料仅供参考,不当之处，请联系改正。1.1.可变区可变区（variable region，V区）：区）：N端重链端重链1/41/4和轻链和轻链1/2 1/2 组成，氨基酸序列变化很大。组成，氨基酸序列变化很大。高变区（高变区（hypervariable region,HVR）互补性决定区（互补性决定区（complementarity-determining region,CDR）独特型决定簇（独特型决定簇（idiotypic determinants）骨架区（骨架区（framework region,FR）1.可变区（variableregion，V区）：N端重链18资料仅供参考,不当之处，请联系改正。医学免疫学上海第二医科大学免疫教研室医学免疫学上海第二医科大学免疫教研室19资料仅供参考,不当之处，请联系改正。2.2.恒定区恒定区（constant region,C区区)：位于位于Ig分子的分子的C端，占轻链端，占轻链1/21/2和重链和重链3/43/4（IgG、IgA、IgD）或）或4/54/5（IgM、IgE）。在）。在同一种属中，同一类重链和同一类轻链同一种属中，同一类重链和同一类轻链C区氨区氨基酸的组成或排列比较恒定。基酸的组成或排列比较恒定。2.恒定区（constantregion,C区20资料仅供参考,不当之处，请联系改正。免疫球蛋白主题医学知识课件21资料仅供参考,不当之处，请联系改正。免疫球蛋白主题医学知识课件22资料仅供参考,不当之处，请联系改正。免疫球蛋白主题医学知识课件23资料仅供参考,不当之处，请联系改正。（三）（三）铰链区铰链区（hinge region)：位于位于CH1和和CH2之间，含有丰富的之间，含有丰富的脯氨酸。易伸展、弯曲，有利于同时脯氨酸。易伸展、弯曲，有利于同时结合两个不同的抗原表位。结合两个不同的抗原表位。（三）铰链区（hingeregion)：位于24资料仅供参考,不当之处，请联系改正。免疫球蛋白主题医学知识课件25资料仅供参考,不当之处，请联系改正。免疫球蛋白主题医学知识课件26资料仅供参考,不当之处，请联系改正。链内二硫键折叠成的球形结构域或功能区，链内二硫键折叠成的球形结构域或功能区，约由约由110110个氨基酸组成。个氨基酸组成。轻链：两个结构域（轻链：两个结构域（VL,CL）;重链：重链：4 4个或个或5 5个结构域个结构域 IgG、IgA、IgD：VH、CH1、CH2、CH3 IgM、IgE：VH、CH1、CH2、CH3、CH4(四四)免疫球蛋白的功能域免疫球蛋白的功能域(domain)链内二硫键折叠成的球形结构域或功能区，约由110个氨27资料仅供参考,不当之处，请联系改正。免疫球蛋白主题医学知识课件28资料仅供参考,不当之处，请联系改正。免疫球蛋白主题医学知识课件29资料仅供参考,不当之处，请联系改正。Unfolded VL region showing 8 antiparallel b b-pleated sheets connected by loops.NH2COOHS STheImmunoglobulinFoldUnfoldedVLregionshowing8a30资料仅供参考,不当之处，请联系改正。免疫球蛋白主题医学知识课件31资料仅供参考,不当之处，请联系改正。Barrel under constructionA barrel made of many staves arranged in a folded over sheetA b b barrel of 7(CL)or 8(VL)polypeptide strands connected by loops and arranged to enclose a hydrophobic interiorSingle VL domainBarrelunderconstructionAbar32资料仅供参考,不当之处，请联系改正。免疫球蛋白功能域及其功能免疫球蛋白功能域及其功能VL,VH:VL,VH:超变区，超变区，互补决定区互补决定区（CDR)CDR)与抗原特异性结合部位与抗原特异性结合部位CL,CH1CL,CH1同种异型的遗传标记同种异型的遗传标记CH2,CH3CH2,CH3(IgG,IgM)(IgG,IgM)补体补体C1qC1q结合点，激活补体结合点，激活补体IgG CH2IgG CH2通过胎盘通过胎盘IgG CH3IgG CH3与单核细胞、巨噬细胞、中性与单核细胞、巨噬细胞、中性粒细胞、粒细胞、NKNK细胞、细胞、B B细胞表面细胞表面的的FcFc R R结合结合铰链区铰链区适于适于V V区同抗原的结合。含大量脯氨酸，富区同抗原的结合。含大量脯氨酸，富有弹性和伸展性，能使有弹性和伸展性，能使AbAb与不同距离的抗原与不同距离的抗原决定簇结合，也利于暴露补体结合位点。决定簇结合，也利于暴露补体结合位点。免疫球蛋白功能域及其功能VL,VH:超变区，与抗原特异33资料仅供参考,不当之处，请联系改正。免疫球蛋白主题医学知识课件34资料仅供参考,不当之处，请联系改正。(一一)J J链链（joining chain）：）：将单体将单体Ig分子连接成多聚体，存在于分子连接成多聚体，存在于IgA和和IgM中中(二二)分泌片分泌片（secretory piece,SP）或）或分泌成分分泌成分（secrtory component，SC）：）：是分泌型是分泌型IgA的辅助成分，保护分泌型的辅助成分，保护分泌型IgA的铰链区的铰链区免受蛋白水解酶的降解，并介导免受蛋白水解酶的降解，并介导IgA二聚体的转运二聚体的转运二、免疫球蛋白的其它成分：二、免疫球蛋白的其它成分：(一)J链（joiningchain）：二、免疫球蛋白35资料仅供参考,不当之处，请联系改正。免疫球蛋白主题医学知识课件36资料仅供参考,不当之处，请联系改正。免疫球蛋白主题医学知识课件37资料仅供参考,不当之处，请联系改正。免疫球蛋白主题医学知识课件38资料仅供参考,不当之处，请联系改正。EpithelialcellJCCSSSSCCSSSSCCssSecretory IgA and transcytosisBJC CSSSSCCSSSSCCs sJCCSSSSCCSSSSCCssJCCSSSSCCSSSSCCsspIgR&IgA areinternalisedStalk of the pIgR is degraded to release IgA containing part of the pIgR-the secretory componentJCCSSSSCCSSSSCCssIgA and pIgR are transported to the apical surface in vesiclesB cells located in the submucosaproduce dimeric IgAPolymeric Ig receptors are expressed on the basolateral surface of epithelial cells to capture IgA produced in the mucosaEpithelialJCCSSSSCCSSSSCCssSec39资料仅供参考,不当之处，请联系改正。三、三、免疫球蛋白的水解片断免疫球蛋白的水解片断（一）（一）木瓜蛋白酶木瓜蛋白酶（二）（二）胃蛋白酶胃蛋白酶2 2个个Fab 段段结合抗原结合抗原1 1个个Fc段段结合细胞结合细胞F(ab)2段段双价抗体活性双价抗体活性pFc段段无生物学活性无生物学活性三、免疫球蛋白的水解片断（一）木瓜蛋白酶2个Fab段结合40资料仅供参考,不当之处，请联系改正。免疫球蛋白主题医学知识课件41资料仅供参考,不当之处，请联系改正。第第 二二 节节 免疫球蛋白的异质性免疫球蛋白的异质性第二节免疫球蛋白的异质性42资料仅供参考,不当之处，请联系改正。重链重链C C区分区分类类轻链轻链C C区分区分型型铰链区氨基酸组成和铰链区氨基酸组成和重链二硫键分重链二硫键分亚类亚类一、免疫球蛋白的类型一、免疫球蛋白的类型CCVV轻链轻链C C区区N N端氨基端氨基酸的差异分酸的差异分亚型亚型重链C区分类轻链C区分型铰链区氨基酸组成和重链二硫键分亚类一43资料仅供参考,不当之处，请联系改正。多样性抗原的存在是导致免疫球蛋多样性抗原的存在是导致免疫球蛋白异质性（即具有不同的抗原识别特白异质性（即具有不同的抗原识别特异性）的外源因素，是免疫球蛋白异异性）的外源因素，是免疫球蛋白异质性的物质基础。质性的物质基础。二、外源因素所致的异质性二、外源因素所致的异质性-IgG的多样性的多样性多样性抗原的存在是导致免疫球蛋白异质性（即具有不同的44资料仅供参考,不当之处，请联系改正。三、内源因素所致的异质性三、内源因素所致的异质性-IgG的血清型的血清型三、内源因素所致的异质性-IgG的血清型45资料仅供参考,不当之处，请联系改正。同一种系所有个体的同一种系所有个体的Ig都含有的抗原都含有的抗原决定簇，但与其它物种的有差别，为种属决定簇，但与其它物种的有差别，为种属型标志，型标志，存在于存在于Ig的的C区。区。(一一)同种型同种型（isotype):):（种属特异性）（种属特异性）(一)同种型（isotype):（种属特异性）46资料仅供参考,不当之处，请联系改正。IgM(kappa)IgG1(kappa)Human IgHumanIgantiserum(Anti-Human Igantibody)IgM(kappa)IgG1(kappa)Rabbitl同一个种属，同类免疫球蛋白分子具有相同的免疫原性同一个种属，同类免疫球蛋白分子具有相同的免疫原性IgM(kappa)IgG1(kappa)HumanI47资料仅供参考,不当之处，请联系改正。（二）（二）同种异型同种异型(allotype）：）：(个体特异性，个体遗传标志）个体特异性，个体遗传标志）同一个种属，不同个体同类免疫同一个种属，不同个体同类免疫球蛋白分子球蛋白分子CHCH或或CLCL一个或几个氨基酸一个或几个氨基酸不同而表现出具有不相同的免疫原性。不同而表现出具有不相同的免疫原性。（二）同种异型(allotype）：同一个种属，不同48资料仅供参考,不当之处，请联系改正。Allotype同种异型同种异型IgG1 Person 3IgG1 Person 2IgG1Person 1Allotype同种异型IgG1Person3IgG149资料仅供参考,不当之处，请联系改正。（三）（三）独特型独特型(idiotype):):（B细胞克隆特异性）细胞克隆特异性）同一个体，不同同一个体，不同B细胞克隆产生的细胞克隆产生的抗体，在其超变区具有不同的免疫原抗体，在其超变区具有不同的免疫原性，可诱导其它性，可诱导其它B细胞克隆产生抗独特细胞克隆产生抗独特型抗体。抗原部位存在于型抗体。抗原部位存在于IgG的的V区。区。（三）独特型(idiotype):同一个体，不同B50资料仅供参考,不当之处，请联系改正。Idiotype独特型独特型IgG1 Person 1anti-AIgG1 Person 1anti-BIgG1 Person 1anti-CIdiotype独特型IgG1IgG1IgG151资料仅供参考,不当之处，请联系改正。第第 三三 节节 免疫球蛋白的功能免疫球蛋白的功能（function）第三节52资料仅供参考,不当之处，请联系改正。免疫球蛋白主题医学知识课件53资料仅供参考,不当之处，请联系改正。一、一、Ig V区区的功能的功能识别并特异性结合抗原识别并特异性结合抗原:中和病毒、毒素，介导炎症反应中和病毒、毒素，介导炎症反应抗体的抗原结合价：抗体的抗原结合价：单体单体Ig：两价：两价 sIgA：四价：四价 五聚体五聚体IgM：五价：五价一、IgV区的功能识别并特异性结合抗原:54资料仅供参考,不当之处，请联系改正。4、（一）（一）激活补体激活补体 IgM、IgG13 激活补体经典途径激活补体经典途径 凝聚的凝聚的IgA或或IgG4 激活补体替代途径激活补体替代途径二、Ig C区的功能4、（一）激活补体二、IgC区的功能55资料仅供参考,不当之处，请联系改正。免疫球蛋白主题医学知识课件56资料仅供参考,不当之处，请联系改正。Antibody+complement-mediated damage to E.coliHealthy E.coliElectron micrographs of the effect of antibodies and complement upon bacteriaAntibody+complement-mediate57资料仅供参考,不当之处，请联系改正。Electron micrographs of Antibodies and complement opsonising Epstein Barr Virus(EBV)Negatively stained EBVEBV coated with a corona ofanti-EBV antibodiesEBV coated with antibodies and activated complement componentsElectronmicrographsofAntibo58资料仅供参考,不当之处，请联系改正。1.1.调理作用调理作用（opsonization）：）：Ig Fc段与吞噬细胞表面段与吞噬细胞表面FcR结合结合促吞噬促吞噬2.2.抗体依赖的细胞介导的细胞毒作用抗体依赖的细胞介导的细胞毒作用 （antibody-dependent cell-mediated cytotoxicity,ADCC)3.3.介导介导I型超敏反应型超敏反应:IgE （二）结合（二）结合Fc受体受体1.调理作用（opsonization）：（二）结合Fc受体59资料仅供参考,不当之处，请联系改正。免疫球蛋白主题医学知识课件60资料仅供参考,不当之处，请联系改正。免疫球蛋白主题医学知识课件61资料仅供参考,不当之处，请联系改正。（三）穿过胎盘和粘膜（三）穿过胎盘和粘膜:IgG、sIgA（三）穿过胎盘和粘膜:IgG、sIgA62资料仅供参考,不当之处，请联系改正。第第 四四 节节 各类免疫球蛋白的特性及功能各类免疫球蛋白的特性及功能第四节各类免疫球蛋白的特性及功能63资料仅供参考,不当之处，请联系改正。免疫球蛋白主题医学知识课件64资料仅供参考,不当之处，请联系改正。各类抗体的特性与功能各类抗体的特性与功能IgG四个亚类，分布广、血清含量最高、唯一能四个亚类，分布广、血清含量最高、唯一能通过胎盘通过胎盘,半衰期较长半衰期较长,主要的抗感染抗体主要的抗感染抗体,参与参与IIII、IIIIII型超敏反应型超敏反应IgM五个单体由五个单体由J J链连接成五聚体，最早、可诊断链连接成五聚体，最早、可诊断宫内及近期感染，宫内及近期感染，天然血型抗体天然血型抗体IgA血清型（单体）和分泌型（双体），初乳中血清型（单体）和分泌型（双体），初乳中高浓度高浓度sIgA，参与参与型超敏反应型超敏反应IgD含量低、含量低、B B细胞成熟标志细胞成熟标志IgE含量最低、亲细胞、超敏反应含量最低、亲细胞、超敏反应/寄生虫免疫寄生虫免疫各类抗体的特性与功能IgG四个亚类，分布广、血清含量最高、唯65资料仅供参考,不当之处，请联系改正。未成熟未成熟B细胞细胞 成熟成熟B细胞细胞 活化或记忆活化或记忆B细胞细胞mIgM mIgD 未成熟B细胞成熟B细胞66资料仅供参考,不当之处，请联系改正。第第 五五 节节 人工制备抗体人工制备抗体第五节人工制备抗体67资料仅供参考,不当之处，请联系改正。一、一、多克隆抗体多克隆抗体（polyclonal antibody，PcAb）二二、单单克克隆隆抗抗体体（monoclonal antibody，McAb）三、三、基因工程抗体基因工程抗体（engineering antibody）利利用用DNA重重组组技技术术和和基基因因工工程程手手段段生生产产的的抗抗体体,包包括括人人-鼠鼠嵌嵌合合抗抗体体、改改型型抗抗体体、双双特特异异性抗体、小分子抗体等性抗体、小分子抗体等一、多克隆抗体（polyclonalantibody，Pc68资料仅供参考,不当之处，请联系改正。多克隆抗体的制备多克隆抗体的制备多克隆抗体的制备69资料仅供参考,不当之处，请联系改正。单克隆抗体的制备单克隆抗体的制备单克隆抗体的制备70资料仅供参考,不当之处，请联系改正。多克隆抗体多克隆抗体单克隆抗体单克隆抗体来源来源动物免疫血清、恢复期病人血动物免疫血清、恢复期病人血清或免疫接种人群清或免疫接种人群多为鼠源性多为鼠源性特点特点来源广泛、制备容易来源广泛、制备容易纯度高、特异性强、效价高、少纯度高、特异性强、效价高、少或无血清交叉反应、制备成本低或无血清交叉反应、制备成本低组成组成针对不同抗原表位的抗体的混针对不同抗原表位的抗体的混合物合物针对单一表位，结构和组成高度针对单一表位，结构和组成高度均一，抗原特异性及同种型一致均一，抗原特异性及同种型一致应用应用疾病的被动免疫治疗疾病的被动免疫治疗广泛用于疾病诊断、特异性抗原广泛用于疾病诊断、特异性抗原或蛋白的检测和鉴定、疾病的被或蛋白的检测和鉴定、疾病的被动免疫治疗和生物导向药物制备动免疫治疗和生物导向药物制备缺点缺点特异性不高、易发生交叉反应，特异性不高、易发生交叉反应，不易大量制备不易大量制备人体应用后可导致人鼠抗体反应人体应用后可导致人鼠抗体反应多克隆抗体与单克隆抗体的比较多克隆抗体与单克隆抗体的比较多克隆抗体单克隆抗体来源动物免疫血清、恢复期病人血清或免疫接71资料仅供参考,不当之处，请联系改正。基基因因工工程程抗抗体体种种类类基因工程抗体种类72资料仅供参考,不当之处，请联系改正。Humanization（Chimeric/Reshaped Antibody)Humanization（Chimeric/Reshape73资料仅供参考,不当之处，请联系改正。小小 结结概念概念基本结构基本结构水解片段水解片段功能区功能区生物学活性生物学活性免疫原性免疫原性人工制备的抗体人工制备的抗体小结概念74资料仅供参考,不当之处，请联系改正。思思 考考 题题1.试述免疫球蛋白的结构与功能。试述免疫球蛋白的结构与功能。2.简述免疫球蛋白的功能区及其功能。简述免疫球蛋白的功能区及其功能。思考题1.试述免疫球蛋白的结构与功能。75