生物学Ch04 免疫球蛋白和抗体

单击以编辑母版标题样式,单击以编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击以编辑母版标题样式,单击以编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击以编辑母版标题样式,单击以编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击以编辑母版标题样式,单击以编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击以编辑母版标题样式,单击以编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击以编辑母版标题样式,单击以编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击以编辑母版标题样式,单击以编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击以编辑母版标题样式,单击以编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击以编辑母版标题样式,单击以编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击以编辑母版标题样式,单击以编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击以编辑母版标题样式,单击以编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击以编辑母版标题样式,单击以编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击以编辑母版标题样式,单击以编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击以编辑母版标题样式,单击以编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击以编辑母版标题样式,单击以编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,Medical Immunology),免疫学教研室,安徽感染与免疫重点实验室,讲师：,*,医学免疫学,第四章 免疫球蛋白和抗体,Immunoglobulin,Ig and Antibody,Ab,要点内容：,一、Ab和Ig的根本概念,二、Ig的分子结构(教学重点),三、Ig的异质性(抗原性),四、Ab的功能(教学重点),五、各类Ig的特性与功能(教学重点),六、人工制备抗体,抗体的发现和研究历史：,1889,年：绿脓杆菌,感染,动物血清,Ab和Ig的根本概念,凝集反响,凝集素,1890,年,(Behring):,白喉类毒素,免疫,动物血清,绿脓杆菌,白喉毒素,中和毒素,(,抗毒素,),并发现在血清蛋白中主要是-球蛋白丙种球蛋白具有抗体活性。,抗体,(antibody,，,Ab),凝集素,抗毒素,溶菌素,沉淀素,1930,年发现,：,血清蛋白电泳图谱显示：,albumin,globulin,a,b,g,a,b,g,a,b,g,nonimmune serum,immunized serum,immunized serum,was,incubated with,the antigen,关于抗体和免疫球蛋白根本概念,抗体antibody,Ab:能与抗原发生特异性结合的具有免疫作用的球蛋白主要在g-球蛋白,Abs are used by the immune system to identify and neutralize foreign objects.,免疫球蛋白immunoglobulin,Ig:具有抗体活性的或化学结构与抗体相似的球蛋白。,the-globulin fraction was identified as containing serum antibodies,which were called immunoglobulins.,Ab=生物学功能上的概念，所有Ab均是Ig，,Ig=化学结构上的概念，,包括：膜型BCR；,分泌型抗体；天然Ig;某些异常Ig,9,抗体是,B,细胞接受抗原刺激后产生的,Ag,B,细胞,活化增殖分化,浆细胞,分泌,抗体,抗体分布在血液和各种组织液中,抗体介导的免疫称体液免疫,10,第一节,Ig,的分子结构,一重链和轻链：,Ig单体组成：,重链heavy chain,H链,轻链light chain,L链,二硫键 (-S-S-),N,端,C,端,一、Ig的根本结构,一重链和轻链,H,链,:,(450550aa),根据,H,链氨基酸组成及序列差异分为五种：,g a d m e,组成五类,Ig,：,IgG IgA IgD IgM IgE,亚类：,IgG1IgG4,，,IgA1,，,IgA2,L,链,:,(214aa),分为两型,:,k,型,l,型,亚型：,Kern,+,Oz,+,Kern,+,Oz,-,Kern,-,Oz,-,Kern,-,Oz,+,1.可变区,variable region,V区,H链N端(1/41/5)+L链N端(1/2),分别表示为VH、VL,N,端,C,端,二可变区和恒定区：,VL,VL,VH,2.恒定区,constant region,C区,H链C端(3/4或4/5)+L链C端(1/2),分别表示为CH和CL,N,端,C,端,CL,CL,CH,CH,二可变区和恒定区：,3.V区又分为两大局部：,1)高变区(hypervariable region,HVR),V区内某些特定位置氨基酸序列更加多变。,是直接结合抗原的位点,也称互补决定区,(complementarity-determining region，CDR,VH区/VL区均含3个，分别称：,HVR1、HVR2、HVR3或CDR1，CDR2、CDR 3,2)骨架区(framework region):V区氨基酸序列变化较少的局部。可稳定CDR空间构型。,CH,1,VL,CL,CH,2,CH,3,铰链区,V区的超变区HVR,CDR1,CDR2,CDR3,CDR1,CDR2,CDR3,铰链区,三铰链区,绞链区,hinge area,：,CH1,尾部,+,链间二硫键,+CH2,头部,二硫键,CH1,VL,CL,VH,铰链区,糖基,CH2,CH3,四Ig的功能区(结构域 domain,Ig,的,H,链和,L,链，,每,110,个,aa,由链内二硫键形成具有特定功能的球形单位，为一个功能区,(,domain),。,各结构域的功能,：,VH、VL：结合抗原。,CH1、CL：Ig的遗传标记所在区,CH2：结合和活化补体:IgGIgM-CH3,穿过胎盘IgG和粘膜IgA,CH3/CH4：亲细胞性,IgG-CH3与单核细胞上FcR结合免疫调理；,IgE-CH4与肥大细胞上FcR结合I型超敏反响,二分泌片(secretory piece，SP,作用:抵抗分泌液中蛋白水解酶，保护分泌型,IgA(SIgA)。,一连接链(joining chain，J链),作用:参与Ig多聚体合成,二、,Ig,的其他成分,J链和分泌片SP,J Chain,Secretory Piece,J Chain,SIgA,IgM,木瓜蛋白酶,Fc,Fab,一木瓜蛋白酶,Fab(抗原结合片段)：,与抗原结合,Fc(可结晶片段):,与细胞结合,保存重链的其,他功能活性。,三、免疫球蛋白的水解片段,二胃蛋白酶,F(ab),2,：双价抗原,结合活性,pFc:,无生物活性,胃蛋白酶,Fc Peptides,F(ab),2,第二节 Ig的异质性抗原性,免疫球蛋白的多样性：,B细胞不同克隆针对自然界种类繁多的抗原，产生相应种类的特异性的免疫球蛋白抗体，种类极多，造成抗体的多样性异质性。,1.,外源性因素所致的异质性,-,抗原的多样性,Human Ig,antiserum,(Anti-Human Ig,antibody),兔抗人,Ig,抗体,IgM(kappa),IgG1(kappa),IgM(kappa),IgG1(kappa),Human Ig,Rabbit,2.,内源性因素所致的异质性,-,抗原的多样性,同种型,(isotype,，,种属特异性,),同种异型,(allotype,，,个体特异性，个体遗传标志,),Allotype,同种异型,IgG1 Person 3,IgG1 Person 2,IgG1,Person 1,独特型,(idiotype),IgG1,Person 1,anti-B,IgG1,Person 1,anti-C,IgG1,Person 1,anti-A,Idiotype,独特型,第三节,Ab,的生物学功能,一、结合特异性抗原V区,Combination to the antigen,Ag,二、激活补体,(CH2/CH3,区,),Activating complement,激活补体,:,IgG-CH2,，,IgM-CH3,三、亲细胞作用,1.,调理吞噬作用,(CH3/CH4,区,),opsonophagocytosis,IgG-CH3/IgM-CH4,与单核细胞,FcR,结合；,32,2,、抗体依赖细胞介导的细胞毒作用,(antibody-dependent cell-mediated cytotoxicity,ADCC),34,3、介导I型超敏反响(IgE),hypersensitivity,Ag,IgE-CH4与肥大细胞上FcR结合。,导致脱颗粒，引起 I 型超敏反响。,四、选择性传递,穿过胎盘和黏膜屏障,Y,Y,Y,Y,Y,Y,Y,Y,Y,Y,Y,Y,粘膜固有层,浆细胞,粘膜上皮细胞,IgG-CH2,穿过胎盘,IgA-CH3,穿过粘膜,第四节 各类,Ig,的特性和功能,一,.IgG,结构式：,g,2,k,2,;g,2,l,2,IgG1,IgG2 and IgG4,IgG3,一、,IgG,一含量：最多，占血清中Ig的7080%；,二结构：结构式：g2k2;g2l2,三功能：,抗感染:作用最强抗菌，抗病毒，抗毒素,迟来迟去抗感染免疫的“主力部队,2.激活补体:IgG3IgG1IgG2,IgG4无此作用,3.穿过胎盘屏障：唯一能通过胎盘的Ig,4.调理吞噬：,5.介导ADCC：,二、,IgM,(m2k2),5,J,(m2l2),5,J,CH,4,J Chain,二、,IgM,一含量及分布：占血清Ig总量的510%，合成最早胚胎后期，主要分布在血管内。新生儿脐血IgM升高提示宫内感染。,二结构：五聚体，分子量最大,三功能：,1.抗感染：早来早去抗感染免疫的“先锋部队,2.血清学反响作用强：凝集、免疫调理等,3.激活补体:作用最强,4.B细胞的外表标志BCR：单体的IgM,三、,IgA,和,SIgA,(a2k2),2,J,SP,(a2l2),2,J,SP,血清型,IgA,a2k2,a2l2,J Chain,Secretory Piece,分泌型,SIgA,三、,IgA,和,SIgA,一血清型：单体，占血清总Ig的1020%,二分泌型secreting IgA,SIgA：二聚体,分布及功能：黏膜局部抗感染抗感染免疫的“地方部队,四、,IgE:,1.正常人血清中含量最少,(寄生虫感染、变态反响时升高),2.亲细胞性抗体-与肥大细胞/嗜碱性粒细胞结合,可引起I型超敏反响,e,2,k,2,；,e,2,l,2,C,H4,五、,IgD,d2k2,；,d2l2,主要功能是表达在B细胞的外表B细胞抗原受体BCR,在血清中的功能不明确。,tail piece,第七节、人工制备抗体,1.,多克隆抗体,(,polyclonal antibody,PAb,),：,一种天然抗原通常具有多个表位，可刺激多个,B,细胞克隆发生免疫应答，产生的抗体为针对多个表位的多克隆抗体。,2.,单克隆抗体,(,monoclonal antibody,McAb,),：,由一个克隆,B,细胞产生，只作用于某一抗原决定簇的均一抗体。,46,48,Ab和Ig的概念,(the concept of Ab and Ig),Ig的根本结构轻重链、C和V区、HVR/CDR),(the basic structure of Ig(light and heavy chain,C and V zones,HVR/CDR),Ig的结构域、水解片段,(the domain and hydrolysis fragment of Ig),本章要点内容,：,(Summary of the main content),49,Ab,的功能,(the functions of Ab),各