1、第四章第四章 免疫球蛋白免疫球蛋白 (immunoglobulin) 免疫學教研室免疫學教研室 監督電話監督電話 ：30299453029945本本 章章 重重 點點掌握抗體與免疫球蛋白的概念掌握抗體與免疫球蛋白的概念掌握免疫球蛋白的基本結構、結構域及其功能掌握免疫球蛋白的基本結構、結構域及其功能掌握各類免疫球蛋白的特性與功能掌握各類免疫球蛋白的特性與功能熟悉多克隆抗體、單克隆抗體及基因工程抗體的熟悉多克隆抗體、單克隆抗體及基因工程抗體的制備制備了解免疫球蛋白的異質性了解免疫球蛋白的異質性與抗體有關的諾貝爾獎獲得者與抗體有關的諾貝爾獎獲得者1901von bering血清治療血清治療1908e

2、hrlich & metchnikoff抗體生成側鏈學說抗體生成側鏈學說和體液免疫學說和體液免疫學說吞噬吞噬1972edelman & poter抗體分子結構抗體分子結構1977yalow放射免疫測定放射免疫測定1984koler,milstein & jerne單克隆抗體單克隆抗體1987tonegawaig基因結構基因結構抗毒素的發現抗毒素的發現德國學者德國學者behring和和日本學者北里于日本學者北里于1890年發現白喉抗毒素年發現白喉抗毒素 破傷風抗毒素的中和作用破傷風抗毒素的中和作用rodney porter 1917-1985nobel prize in 1972gerald e

3、delman 1929 -nobel prize in 1972抗體分子結構的發現抗體分子結構的發現susumu tonegamanobel prize 1987ig基因結構的發現基因結構的發現抗體與免疫球蛋白的概念抗體與免疫球蛋白的概念 抗體抗體（antibody，ab） 由漿細胞合成和分泌的能與由漿細胞合成和分泌的能與agag進行特異性進行特異性結合的糖蛋白，主要存在于血液及組織液結合的糖蛋白，主要存在于血液及組織液中。中。 免疫球蛋白（免疫球蛋白（immunoglobulin，ig） 具有抗體活性或化學結構與抗體相似的球具有抗體活性或化學結構與抗體相似的球蛋白。可分為分泌型（蛋白。可分為

4、分泌型（sigsig）和膜型）和膜型（migmig），構成構成b b細胞膜上的抗原受體。細胞膜上的抗原受體。免疫球蛋白概述漿細胞漿細胞第第 一一 節節 免疫球蛋白的結構免疫球蛋白的結構(construction)一、免疫球蛋白基本結構一、免疫球蛋白基本結構 由兩條相同的重鏈和輕由兩條相同的重鏈和輕鏈通過鏈間二硫鍵連接鏈通過鏈間二硫鍵連接而成的四肽鏈結構而成的四肽鏈結構n端端c端端（一）重鏈和輕鏈（一）重鏈和輕鏈1.1.重鏈重鏈（heavy chain,h鏈）鏈） 組成：組成：450-550450-550個氨基酸殘基個氨基酸殘基 分子量：分子量：50-75kd50-75kd 五類五類(class

5、)(class)： 重鏈類型：重鏈類型： g a d m eg a d m e (鏈鏈) 組成的組成的ig： igg iga igd igm ige 亞類：同一類亞類：同一類igig根據絞鏈區氨基酸組成、重鏈二根據絞鏈區氨基酸組成、重鏈二 硫鍵數目和位置的差別可分為亞類（硫鍵數目和位置的差別可分為亞類（igg1igg14 4、iga1-2iga1-2）。）。 組成：組成：214214個氨基酸殘基個氨基酸殘基 分子量：分子量：25kd25kd 型型(type)(type)：根據輕鏈恒定區免疫原性不同分為：根據輕鏈恒定區免疫原性不同分為 和和 型型 亞型亞型(type)(type)：根據：根據 鏈

6、個別氨基酸的差異，分為鏈個別氨基酸的差異，分為 1 14 42.2.輕鏈輕鏈（light chain，l鏈）鏈）（二）可變區和恒定區（二）可變區和恒定區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 dom

7、ain.1.1.可變區可變區（variable region，v區）：區）：n端重鏈端重鏈1/41/4和輕鏈和輕鏈1/2 1/2 組成，氨基酸序列變化很大。組成，氨基酸序列變化很大。 高變區（高變區（hypervariable region, hvr） 互補性決定區（互補性決定區（complementarity-determining region, cdr） 獨特型決定簇（獨特型決定簇（idiotypic determinants） 骨架區（骨架區（framework region, fr）醫學免疫學上海第二醫科大學免疫教研室 2.2.恒定區恒定區（constant region, c區區)

8、 )： 位于位于ig分子的分子的c端，占輕鏈端，占輕鏈1/21/2和重鏈和重鏈3/43/4（igg、iga、igd）或）或4/54/5（igm、ige）。在同）。在同一種屬中，同一類重鏈和同一類輕鏈一種屬中，同一類重鏈和同一類輕鏈c區氨基區氨基酸的組成或排列比較恒定。酸的組成或排列比較恒定。（三）（三）鉸鏈區鉸鏈區（hinge region) )： 位于位于ch1和和ch2之間，含有豐富的之間，含有豐富的脯氨酸。易伸展、彎曲，有利于同時脯氨酸。易伸展、彎曲，有利于同時結合兩個不同的抗原表位。結合兩個不同的抗原表位。 鏈內二硫鍵折疊成的球形結構域或功能區，鏈內二硫鍵折疊成的球形結構域或功能區，約

9、由約由110110個氨基酸組成。個氨基酸組成。 輕鏈：兩個結構域（輕鏈：兩個結構域（vl,cl）; ; 重鏈：重鏈：4 4個或個或5 5個結構域個結構域 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) )unfolded vl region showing 8 antiparallel b b-pleated sheets connected by loops.nh2coohs sthe immunoglobulin foldbarrel under const

10、ructiona 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 domain 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:超變區，超變區，互補決定區（互補決定區（cdr)cdr)與抗原特異性結合部位與抗原特異性結合部位cl,ch1cl,ch1同種

11、異型的遺傳標記同種異型的遺傳標記ch2,ch3ch2,ch3(igg, igm)(igg, igm)補體補體c1qc1q結合點，激活補體結合點，激活補體igg ch2igg ch2通過胎盤通過胎盤igg ch3igg ch3與單核細胞、巨噬細胞、中性與單核細胞、巨噬細胞、中性粒細胞、粒細胞、nknk細胞、細胞、b b細胞表面細胞表面的的fcfcg gr r結合結合鉸鏈區鉸鏈區適于適于v v區同抗原的結合。含大量脯氨酸，富區同抗原的結合。含大量脯氨酸，富有彈性和伸展性，能使有彈性和伸展性，能使abab與不同距離的抗原與不同距離的抗原決定簇結合，也利于暴露補體結合位點。決定簇結合，也利于暴露補體結

12、合位點。( (一一) ) j j鏈鏈（joining chain）：）：將單體將單體ig分子連接成多聚體，存在于分子連接成多聚體，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的輔助成分，保護分泌型的輔助成分，保護分泌型iga的鉸鏈區的鉸鏈區免受蛋白水解酶的降解，并介導免受蛋白水解酶的降解，并介導iga二聚體的轉運二聚體的轉運二、免疫球蛋白的其它成分：二、免疫球蛋白的其它成分：epithelialcelljccssssccssssccsssecre

13、tory 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

14、 the submucosaproduce dimeric igapolymeric ig receptors are expressed on the basolateral surface of epithelial cells to capture iga produced in the mucosa三、三、 免疫球蛋白的水解片斷免疫球蛋白的水解片斷（一）（一）木瓜蛋白酶木瓜蛋白酶（二）（二）胃蛋白酶胃蛋白酶2 2個個fab 段段結合抗原結合抗原1 1個個fc段段結合細胞結合細胞f(ab)2段段雙價抗體活性雙價抗體活性pfc段段無生物學活性無生物學活性第第 二二 節節 免疫球蛋白的異質性

15、免疫球蛋白的異質性重鏈重鏈c c區分區分類類輕鏈輕鏈c c區分區分型型鉸鏈區氨基酸組成和鉸鏈區氨基酸組成和重鏈二硫鍵分重鏈二硫鍵分亞類亞類一、免疫球蛋白的類型一、免疫球蛋白的類型ccvv輕鏈輕鏈c c區區n n端氨基端氨基酸的差異分酸的差異分亞型亞型 多樣性抗原的存在是導致免疫球多樣性抗原的存在是導致免疫球蛋白異質性（即具有不同的抗原識別蛋白異質性（即具有不同的抗原識別特異性）的外源因素，是免疫球蛋白特異性）的外源因素，是免疫球蛋白異質性的物質基礎。異質性的物質基礎。二、外源因素所致的異質性二、外源因素所致的異質性- -igg的多樣性的多樣性三、內源因素所致的異質性三、內源因素所致的異質性-

16、-igg的血清型的血清型 同一種系所有個體的同一種系所有個體的ig都含有的抗原都含有的抗原決定簇，但與其它物種的有差別，為種屬決定簇，但與其它物種的有差別，為種屬型標志，存在于型標志，存在于ig的的c區。區。(一一) )同種型同種型（isotype) :) :（種屬特異性）（種屬特異性）igm (kappa)igg1 (kappa)human ighuman igantiserum(anti-human igantibody)igm (kappa)igg1 (kappa)rabbitl同一個種屬，同類免疫球蛋白分子具有相同的免疫原性同一個種屬，同類免疫球蛋白分子具有相同的免疫原性（二）（二）同

17、種異型同種異型( (allotype）：）： ( (個體特異性，個體遺傳標志）個體特異性，個體遺傳標志） 同一個種屬，不同個體同類免疫同一個種屬，不同個體同類免疫球蛋白分子球蛋白分子chch或或clcl一個或幾個氨基酸一個或幾個氨基酸不同而表現出具有不相同的免疫原性。不同而表現出具有不相同的免疫原性。allotype同種異型同種異型igg1 person 3igg1 person 2igg1person 1（三）（三）獨特型獨特型( (idiotype) :) : （b細胞克隆特異性）細胞克隆特異性） 同一個體，不同同一個體，不同b細胞克隆產生的細胞克隆產生的抗體，在其超變區具有不同的免疫原抗

18、體，在其超變區具有不同的免疫原性，可誘導其它性，可誘導其它b細胞克隆產生抗獨特細胞克隆產生抗獨特型抗體。抗原部位存在于型抗體。抗原部位存在于igg的的v區。區。idiotype獨特型獨特型igg1 person 1anti-aigg1 person 1anti-bigg1 person 1anti-c第第 三三 節節 免疫球蛋白的功能免疫球蛋白的功能（function）一、一、ig v區區的功能的功能 識別并特異性結合抗原識別并特異性結合抗原: : 中和病毒、毒素，介導炎癥反應中和病毒、毒素，介導炎癥反應 抗體的抗原結合價：抗體的抗原結合價： 單體單體ig：兩價：兩價 siga：四價：四價 五

19、聚體五聚體igm：五價：五價 （一）（一）激活補體激活補體 igm、igg13 激活補體經典途徑激活補體經典途徑 凝聚的凝聚的iga或或igg4 激活補體替代途徑激活補體替代途徑二、ig c區的功能antibody + complement- mediated damage to e. colihealthy e. colielectron micrographs of the effect of antibodies and complement upon bacteriaelectron micrographs of antibodies and complement opsonising

20、 epstein barr virus (ebv)negatively stained ebvebv coated with a corona ofanti-ebv antibodiesebv coated with antibodies and activated complement components1.1.調理作用調理作用（opsonization）：）： ig fc段與吞噬細胞表面段與吞噬細胞表面fcr結合結合促吞噬促吞噬2.2.抗體依賴的細胞介導的細胞毒作用抗體依賴的細胞介導的細胞毒作用 （antibody-dependent cell-mediated cytotoxicity

21、, adcc) )3.3.介導介導i型超敏反應型超敏反應: : ige （二）結合（二）結合fc受體受體（三）穿過胎盤和粘膜（三）穿過胎盤和粘膜: : igg、siga 第第 四四 節節 各類免疫球蛋白的特性及功能各類免疫球蛋白的特性及功能各類抗體的特性與功能各類抗體的特性與功能igg四個亞類，分布廣、血清含量最高、唯一能四個亞類，分布廣、血清含量最高、唯一能通過胎盤通過胎盤, ,半衰期較長半衰期較長, ,主要的抗感染抗體主要的抗感染抗體, ,參與參與iiii、iiiiii型超敏反應型超敏反應igm五個單體由五個單體由j j鏈連接成五聚體，最早、可診鏈連接成五聚體，最早、可診斷宮內及近期感染，

22、天然血型抗體斷宮內及近期感染，天然血型抗體iga血清型（單體）和分泌型（雙體），初乳中血清型（單體）和分泌型（雙體），初乳中高濃度高濃度siga，參與參與型超敏反應型超敏反應igd含量低、含量低、b b細胞成熟標志細胞成熟標志ige含量最低、親細胞、超敏反應含量最低、親細胞、超敏反應/ /寄生蟲免疫寄生蟲免疫未成熟未成熟b細胞細胞 成熟成熟b細胞細胞 活化或記憶活化或記憶b細胞細胞migm migd 第第 五五 節節 人工制備抗體人工制備抗體一、一、多克隆抗體多克隆抗體（polyclonal antibody，pcab）二、二、單克隆抗體單克隆抗體（monoclonal antibody，mcab）三、三、基因工程抗體基因工程抗體（engineering antibody） 利用利用dna重組技術和基因工程手段生產的重組技術和基因工程手段生產的抗體抗體,