第三章-免疫球蛋白和抗体(a)课件

,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,一 免疫球蛋白的结构,二 免疫球蛋白的血清型,三 免疫球蛋白的生物学特性,四 多克隆抗体和单克隆抗体,五 Ig的基因结构及其重排,第三章 免疫球蛋白和抗体,一 免疫球蛋白的结构第三章 免疫球蛋白和抗体,1,抗体（antibody，Ab ）,是B细胞接受抗原刺激后，增殖分化为浆细胞所产生的一类具有免疫功能的糖蛋白。抗体主要存在于血清和体液中，是介导体液免疫的重要效应分子。,概述,抗体（antibody，Ab ） 概述,2,第三章-免疫球蛋白和抗体(a)课件,3,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。可分为分泌型(,sIg,)和膜型(,mIg,)。前者存在于体液中，即抗体；后者存在于B细胞膜上， 即BCR。,免疫球蛋白(immunoglobulin,Ig),4,第一节 免疫球蛋白的结构,第一节 免疫球蛋白的结构,5,Y型结构,由两条,相同,的重链及两条,相同,的轻链以-S-S-相连的四肽链结构。,（一）Ig的基本结构,Y型结构（一）Ig的基本结构,6,第三章-免疫球蛋白和抗体(a)课件,7,重链（H链）,50-70KD，450-550个氨基酸组成,分成五类，相应Ig也分为五类。,H：, ,Ig：,IgA IgG IgM IgD IgE,重链和轻链,重链（H链）重链和轻链,8,同一类,Ig据其,铰链区的氨基酸组成,及重链二硫键数目将Ig分为不同的亚类。,亚类,同一类Ig据其铰链区的氨基酸组成及重链二硫键数目将Ig分为不,9,轻链（L链）,25KD，214个氨基酸组成,分为、型，功能相似。,型有4个亚型,据种属不同，其：比例不一（人为2：1，小鼠为20：1）,轻链（L链）,10,可变区与恒定区,可变区,（V区）,靠近N末端L链的1/2和H链的1/4或1/5区段处的氨基酸组成和排列序列变化很大的区域。,可变区与恒定区可变区（V区）,11,恒定区（C区）,靠近C基末端的L链1/2和H链3/4或4/5处氨基酸序列相对稳定的区域。,恒定区（C区）,12,Ig,分子的每条肽链内部由二硫键相连形成球形的结构称功能区或,结构域,。,功能区,V: VH VL,C: CH1 CL,CH2,CH3,CH4,I,13,第三章-免疫球蛋白和抗体(a)课件,14,超变区（HVR）,重链和轻链的可变区中，各有三个特定的区域的氨基酸组成和排列顺序有更大的变异性，称为超变区,，分别用HVR,1,、HVR,2,、HVR,3,表示。,骨架区（FR）,可变区中超变区之外的区域，分别用FR,1,、FR,2,、 FR,3,、FR,4,表示。,超变区和骨架区,超变区（HVR）超变区和骨架区,15,互补决定区和铰链区,互补决定区（CDR),重链和轻链可变区结构域内三个超变区共同组成了Ig的抗原结合部位，该部位能与相应抗原决定基互补结合，因此超变区又称为互补决定区。分别用CDR1、2、3来表示，决定了Ig与相应抗原表位结合的特异性。,互补决定区和铰链区互补决定区（CDR),16,第三章-免疫球蛋白和抗体(a)课件,17,铰链区,位于CH1与CH2之间，含有丰富的脯氨酸，因此易伸展弯曲，而且易被木瓜蛋白酶、胃蛋白酶等水解。,铰链区,18,第三章-免疫球蛋白和抗体(a)课件,19,（二）Ig功能区的结构和主要功能,结构Ig折叠,Ig的二级结构是由几股多肽链折叠形成的两个反向平行的,片层，,两个,片层中心由链内二硫键垂直连接，形成“,桶状,”或“,三明治,”结构。这种折叠方式称为免疫球蛋白折叠。,（二）Ig功能区的结构和主要功能结构Ig折叠,20,第三章-免疫球蛋白和抗体(a)课件,21,功能区的作用,VH和VL：,结合抗原,CH和CL：,同种异型遗传标志,IgG的CH2和IgM的CH3：,激活补体,IgG的CH2：,通过胎盘,IgG的CH3和IgE的CH2和CH3：,与免疫细胞Fc受体结合,功能区的作用,22,J链,由浆细胞合成富含半胱氨酸的多肽链，主要是将单体Ig分子连接为多聚体（SIgA和血液中的IgM）,分泌片,由粘膜上皮细胞合成和分泌的一条含糖肽链，为分泌型IgA产生所必需，可保护SIgA,免受,蛋白酶的水解破坏，并介导IgA的转运。,（三）J链和分泌片,J链（三）J链和分泌片,23,第三章-免疫球蛋白和抗体(a)课件,24,第三章-免疫球蛋白和抗体(a)课件,25,第三章-免疫球蛋白和抗体(a)课件,26,（四）免疫球蛋白的水解片段,木瓜蛋白酶水解Ig,胃蛋白酶裂解Ig,（四）免疫球蛋白的水解片段木瓜蛋白酶水解Ig,27,第三章-免疫球蛋白和抗体(a)课件,28,第三章-免疫球蛋白和抗体(a)课件,29,木瓜蛋白酶,胃蛋白酶,作用位点：,铰链区二硫键连接2条H链的近N端处,Fab2,：,L链+H链的VH和CH1，单价与Ag结合,Fc：,2条H链CH2+CH3，与免疫分子和效应细胞结合部位，同种型抗原性存在于此,作用位点：,铰链区二硫键连接2条H链的近C端处,F(ab),2,：,双价与Ag结合,pFc：,大分子片段，失去活性,木瓜蛋白酶胃蛋白酶作用位点：铰链区二硫键连接2条H链的近N端,30,第二节 免疫球蛋白的血清型,第二节 免疫球蛋白的血清型,31,将Ig作为抗原在异种、同种异体或自身体内进行免疫，均能诱导机体产生特异性免疫应答。Ig分子上有三类抗原表位。,同种型,同种异型,独特型,将Ig作为抗原在异种、同种异体或自身体内进行免疫，均,32,同种型（isotype）,指同一种属所有正常个体同一类型Ig分子所共有的抗原特异性标志，主要存在于Ig的CH和CL中。,据H链C区的不同又分为五个大类，每一类又分若干亚类；按L链C区的不同分为两型，每型又分为若干亚型。,同种型（isotype）指同一种属所有正常个体同一类型Ig分,33,第三章-免疫球蛋白和抗体(a)课件,34,同种异型（allotype）,同一种属不同个体间，同一类型的Ig分子所具有的不同的抗原特异性标志，为遗传标志，存在于重链或轻链恒定区内，表现为一个或数个氨基酸的差异。,同种异型（allotype）同一种属不同个体间，同一类型的I,35,第三章-免疫球蛋白和抗体(a)课件,36,独特型（idiotype，Id）,每个Ig分子可变区肽链所具有的抗原特异性标志Id。独特型表位又称独特位，是由Ig超变区特定序列和构象的氨基酸所组成。独特位在异种、同种异体和同一体内均有可能刺激机体产生抗独特型抗体（AId）。,独特型（idiotype，Id）每个Ig分子可变区肽链所具有,37,第三章-免疫球蛋白和抗体(a)课件,38,第三节 免疫球蛋白的生物学特性,第三节 免疫球蛋白的生物学特性,39,（一）V区的功能,体内,中和毒素,阻止细菌黏附宿主细胞,中和病毒,体外,免疫诊断,分泌型Ig,膜型Ig,BCR特异性识别结合抗原,特异性的结合抗原,（一）V区的功能体内中和毒素阻止细菌黏附宿主细胞中和病毒体外,40,二者的结合主要依靠静电引力、氢键、范德华力等，需要合适的温度、pH、离子强度，为可逆结合。,二者的结合主要依靠静电引力、氢键、范德华力等，需要,41,（二）C区的功能,激活补体,当IgG13和IgM类抗体与抗原特异性结合后，其构型发生改变，暴露出IgG的CH2和IgM的CH3功能区的补体结合位点，通过补体经典途径激活补体。IgG4、IgA的凝聚物可激活补体旁路途径。,（二）C区的功能激活补体,42,第三章-免疫球蛋白和抗体(a)课件,43,第三章-免疫球蛋白和抗体(a)课件,44,调理作用,IgG类抗体与相应细菌等颗粒性抗原特异性结合后，通过其Fc段与巨噬细胞或中性粒细胞表面相应IgG Fc受体（FcR）结合，促进吞噬细胞对颗粒性抗原吞噬的作用。,调理作用,45,第三章-免疫球蛋白和抗体(a)课件,46,抗体依赖的细胞介导的细胞毒作用,IgG类抗体与肿瘤或病毒感染细胞表面相应抗原表位特异性结合后，再通过其Fc段与NK细胞、巨噬细胞和中性粒细胞表面相应IgG Fc受体（FcR）结合，增强或触发上述效应细胞对靶细胞杀伤破坏的作用，简称为,ADCC效应,。,抗体依赖的细胞介导的细胞毒作用,47,第三章-免疫球蛋白和抗体(a)课件,48,介导I型超敏反应,IgE的Fc,的段可与肥大细胞和嗜碱性粒细胞表面的IgE Fc受体（FcR I）结合，促使这些细胞合成和释放生物活性物质，引起I超敏反应。,介导I型超敏反应,49,第三章-免疫球蛋白和抗体(a)课件,50,穿过胎盘屏障和粘膜,穿过胎盘：,IgG所独有，是胎儿获得天然被动免疫的主要原因，通过IgG的CH2与胎盘滋养层细胞表面的受体结合而进行。,穿过粘膜：,SIgA可通过呼吸道和消化道的粘膜，起粘膜局部免疫作用。,穿过胎盘屏障和粘膜,51,第三章-免疫球蛋白和抗体(a)课件,52,第三章-免疫球蛋白和抗体(a)课件,53,（三）各类Ig的主要特性和功能,（三）各类Ig的主要特性和功能,54,IgG,出生后3个月开始合成，3-5岁接近成人,分布于血清和组织液中，含量最高（75-80%）,抗感染的主要抗体,再次应答产生的主要抗体,唯一可通过胎盘的抗体,可发挥调理作用、激活补体、ADCC作用等,IgG出生后3个月开始合成，3-5岁接近成人,55,IgM,个体发育过程中最早合成和分泌的Ig,血清型存在于血清中,五聚体，是分子量最大的抗体,抗原结合价及激活补体的能力强于IgG,感染早期合成分泌的抗体,初次应答产生的主要抗体,天然的血型抗体,膜结合型为BCR之一，单体，未成熟B细胞表达,IgM个体发育过程中最早合成和分泌的Ig,56,IgA,血清型：单体，含量低（1015）,分泌型（SIgA）：二聚体，存在于胃肠道、支气管分泌液、初乳、唾液和泪液等外分泌液中，参与局部粘膜免疫。新生儿或婴儿可从母乳获得SIgA，为自然被动免疫。,IgA血清型：单体，含量低（1015）,57,IgD,半衰期最短的Ig,血清型为单体，含量少,膜结合型为BCR之一，与B细胞分化程度有关,未成熟B细胞只表达mIgM,成熟B细胞表达mIgM和mIgD,活化B细胞或记忆B细胞mIgD逐渐消失,IgD半衰期最短的Ig,58,IgE,血清中含量最少的抗体,可引起型超敏反应,与机体抗寄生虫感染有关,IgE血清中含量最少的抗体,59,第四节 多克隆抗体和单克隆抗体,第四节 多克隆抗体和单克隆抗体,60,一、多克隆抗体,（PcAb）,用含有多种抗原表位的抗原物质免疫动物，得到的由不同B细胞克隆产生的抗体的混合物。,优点,易制备，来源广泛,缺点,特异性不高，易发生交叉反应,一、多克隆抗体（PcAb）用含有多种抗原表位的抗原物质免疫动,61,二、单克隆抗体,（ McAb，mAb）,概念：,由单一克隆杂交瘤细胞产生的只识别某一特定抗原表位的同源抗体。,特点：,特异性强，效价高，少或无交叉反应，易于大量制备和纯化。,应用：,诊断、治疗,二、单克隆抗体（ McAb，mAb）概念：由单一克隆杂交瘤细,62,第三章-免疫球蛋白和抗体(a)课件,63,第五节 Ig的基因结构及其重排,第五节 Ig的基因结构及其重排,64,（一）Ig胚系基因及其定位、结构,Ig胚系基因,重链基因连锁群,编码重链,链基因连锁群,编码链,链基因连锁群,编码链,（一）Ig胚系基因及其定位、结构Ig胚系基因 重链基因连,65,V区基因,C区基因,Ig胚系基因结构,Ig,V区基因C区基因Ig胚系基因结构Ig,66,第三章-免疫球蛋白和抗体(a)课件,67,（二）Ig胚系基因的重排,Ig重链或轻链V区基因V、(D)、J基因群各选一个基因片段重排，形成V-(D)-J连接的重组基因片段,V-(D)-J与C区基因片段连接，转录，产生初级RNA转录本,剪接形成mRNA,翻译为重链或轻链,（二）Ig胚系基因的重排 Ig重链或轻链V区基因V、(D),68,Ig,重链,V,区基因重排,D,H,1-27,J,H,1-9,C,m,V,H,1-123,Ig重链V区基因重排DH1-27JH 1-9CmVH 1-1,69,第三章-免疫球蛋白和抗体(a)课件,70,Ig,轻链基因的重排,Germline,V,k,J,k,C,k,Spliced,mRNA,Rearranged,1 transcript,Ig轻链基因的重排GermlineVkJkCkSpliced,71,第三章-免疫球蛋白和抗体(a)课件,72,（三）免疫球蛋白类别转换,Ig类别转换,指一个B细胞克隆在分化过程中V-D-J功能性基因片段保持不变，而发生C基因重排的过程。通过类别转换一个B细胞克隆可产生两种不同类别的Ig，但其抗原结合特异性完全相同。,（三）免疫球蛋白类别转换Ig类别转换,73,第三章-免疫球蛋白和抗体(a)课件,74,第三章-免疫球蛋白和抗体(a)课件,75,