BKq03免疫球蛋白.ppt

免疫球蛋白 免疫球蛋白的結(jié)構(gòu)與功能區(qū) 免疫球蛋白的生物學(xué)活性 免疫球蛋白的異質(zhì)性 人工制備抗體的類型,第 3 章 免疫球蛋白 免疫球蛋白(immunoglobulin, Ig) ：是指具有抗體活性或 化學(xué)結(jié)構(gòu)與抗體相似的球蛋白。Ig可分為分 泌型（sIg）和膜型（mIg）。 抗體(antibody, Ab) ： 是B細(xì)胞與抗原結(jié)合后增殖分化為漿 細(xì)胞所產(chǎn)生的一種能與相應(yīng)抗原特異性結(jié)合的球蛋白。 例如，破傷風(fēng)毒素刺激機(jī)體B細(xì)胞產(chǎn)生的抗毒素。 Ig與Ab的關(guān)系：抗體都是免疫球蛋白；免疫球蛋白不都有抗體 活性。 人類Ig有五種類型：IgG、IgM、IgA、IgE、IgD。,第一節(jié) 免疫球蛋白的結(jié)構(gòu)與功能區(qū) 一、Ig的基本結(jié)構(gòu)(單體的結(jié)構(gòu))與結(jié)構(gòu)域(功能區(qū)) 單體：由4條肽鏈組成“Y”字形結(jié)構(gòu),即由兩條輕鏈和兩條重鏈構(gòu) 成，其中靠近N端的1/4重鏈和1/2輕鏈稱為可變區(qū)（V）, 靠近C端的3/4重鏈和1/2輕鏈稱為恒定區(qū)（C），重鏈的 1/2處稱為鉸鏈區(qū)。其結(jié)構(gòu)如下圖：,雙體,單體與Ig的組成,IgG 單體,單體與單體之間的連接：借助J鏈和分泌片連接成二聚 體或多聚體（如下圖）。,五聚體,(一) 單體的肽鏈 1、重鏈 50 75 kDa, 由450 550個(gè)氨基酸組成。根據(jù)Ig的氨基 酸組 成、排列順序及其免疫原性不盡相同，可將Ig的重鏈 分為五種類型，分別稱為鏈、鏈、鏈、鏈和鏈，相 應(yīng)地將Ig分為IgM、IgD、IgG、IgA和IgE五種類型。 同一類Ig其鉸鏈區(qū)氨基酸組成和重鏈 二硫鍵的數(shù)日、位置也不同。據(jù)此又可將 同類Ig分為不同的亞類(subclass)。如人 IgG可分為IgG1 IgG4；IgA可分為IgA1 和IgA2。,2、輕鏈 25kDa，由214個(gè)氨基酸構(gòu)成。根據(jù)Ig的氨基酸組成、排列 順序及其免疫原性不盡相同，可將Ig的輕鏈分為兩種類型，分 別稱為鏈和鏈，據(jù)此可將Ig分為兩型，即型和型。 一個(gè)天然Ig分子上兩條輕鏈的型別總是相同的，但同一個(gè) 體內(nèi)可存在分別帶有鏈和鏈的抗體分子。 5類Ig中每類Ig都可以有鏈或 鏈，兩 型輕鏈的功能無差異。 : 比例的異常可能反映免疫系統(tǒng)的異 常，例如人類免疫球蛋白鏈過多，提示可 能有產(chǎn)生鏈的B細(xì)胞腫瘤。根據(jù)鏈恒定區(qū) 個(gè)別氨基酸的差異，又可分為1、2、3 和4四個(gè)亞型。,(二) 單體的結(jié)構(gòu)域（功能區(qū)） VL-VH CL-CH1 CH2 CH3/CH4(Fc),(三) 單體的水解片段 木瓜蛋白酶：2 Fab + Fc 胃蛋白酶：F(ab)2 + Pfc,二、單體結(jié)構(gòu)域的生物學(xué)活性與Ig的功能 結(jié)構(gòu)域 活 性 Ig的基本功能 VL-VH 結(jié)合抗原 1.中和作用，阻擋、清除Ag CH2 結(jié)合補(bǔ)體 2. 激活補(bǔ)體 CH3/CH4(Fc) 結(jié)合細(xì)胞 3.免疫調(diào)理；4. 細(xì)胞毒作用 （ADCC）；5. 穿過胎盤、 粘膜，6. 介導(dǎo)I型超敏反應(yīng),總之，Ig通過結(jié)合抗原、結(jié)合補(bǔ)體、結(jié)合細(xì)胞的生物活性發(fā)揮中和作用、激活補(bǔ)體、免疫調(diào)理和細(xì)胞毒等基本功能，進(jìn)而具體表現(xiàn)為：抗菌、抗病毒、抗毒素、溶解靶細(xì)胞等作用。,抗體的功能,第二節(jié) 免疫球蛋白的免疫原性 （抗原性，異質(zhì)性） 一、免疫球蛋白的類型,同種型（isotype）：所謂Ig的同種型，指同一種屬內(nèi)所有個(gè)體間的同一類Ig上的相同抗原特異性。例如，將某人的IgG注射到小鼠體內(nèi)，小鼠會(huì)產(chǎn)生對(duì)抗所有人的IgG的抗體，表明人的所有個(gè)體的IgG上存在共同抗原表位，故被另一種屬（小鼠）的免疫系統(tǒng)識(shí)別后產(chǎn)生的抗體（抗-IgG）可與所有人的IgG結(jié)合。這些共同抗原成分存在于Ig的C區(qū)整個(gè)輕、重鏈上（見下圖），數(shù)量多，為種屬的遺傳標(biāo)志。據(jù)此，可將人類Ig分成5種類型和若干亞類、亞型。,同種異型（alltype） ：是指同一種屬內(nèi)不同個(gè)體間的同一類Ig上的不同抗原表位，存在于Ig的C區(qū)輕、重鏈任一位置上，數(shù)量少（個(gè)別氨基酸的差異），為個(gè)體的遺傳標(biāo)志。 獨(dú)特型（idiotype）：指同一個(gè)體內(nèi)抗體分子可變區(qū)（V區(qū)）上獨(dú)有的抗原表位，可刺激自身產(chǎn)生抗獨(dú)特型抗體（anti-idiotype antibody，AId或Ab2），在免疫調(diào)節(jié)中十分重要，即通過抗原內(nèi)影像形成獨(dú)特型網(wǎng)絡(luò)調(diào)節(jié)自體的免疫應(yīng)答。,二、外源性因素所致的異質(zhì)性 自然界（外源性）的抗原物質(zhì)各種各樣，數(shù)不勝數(shù)，根據(jù)抗原抗體的特異性原則，一種抗原表位刺激機(jī)體產(chǎn)生一種特異性抗體，故機(jī)體產(chǎn)生的抗體也應(yīng)該各種各樣，數(shù)不勝數(shù)，表現(xiàn)為Ig的多樣性。 三、內(nèi)源性因素所致的異質(zhì)性Ig的血清型 免疫球蛋白一方面作為抗體可特異地識(shí)別、結(jié)合抗原；另一方面，免疫球蛋白本身也是抗原，可刺激不同個(gè)體甚至同一個(gè)體的B細(xì)胞分泌抗Ig的抗體，這些抗體可用血清學(xué)方法測定和分析，故又稱為Ig的血清型，如 Ig分子上的同種型、同種異型和獨(dú)特型抗原表位刺激機(jī)體產(chǎn)生的抗同種型抗體、抗同種異型抗體和抗獨(dú)特型抗體。,第三節(jié) 五類免疫球蛋白的特性與功能 (一) IgG 單體,有IgG1-IgG4四個(gè)亞類,能通過胎盤，血清中含 量最高，具有：激活補(bǔ)體溶解細(xì)胞、細(xì)菌作用，調(diào) 理吞噬和介導(dǎo)NK細(xì)胞的殺傷作用，中和毒素、病毒 等作用。 (二) IgM 五聚體，分子量最大，一般不能通過血管壁，免疫 應(yīng)答中最早產(chǎn)生的抗體，天然血型抗體為IgM，有 很強(qiáng)的結(jié)合抗原、激活補(bǔ)體的能力，有強(qiáng)大的殺菌、 溶菌全身抗感染作用和較弱的中和毒素作用。胚胎 晚期能產(chǎn)生IgM，故臍帶血中出現(xiàn)IgM表示胎兒有宮 內(nèi)感染。,(三) IgA 分為血清型(單體)和分泌型(SIgA,雙體)，分布于粘 膜表面及各種分泌液中，包括初乳、唾液、淚液、 呼吸道和消化道黏膜，故有黏膜抗體之稱，發(fā)揮調(diào) 理吞噬、中和毒素、抗細(xì)菌、抗病毒等作用。 (四) IgD 分為血清型和膜結(jié)合型，后者為B細(xì)胞的抗原受 體，成熟B細(xì)胞上有mIgM、mIgD，活化的B細(xì)胞 mIgD可消失，血清型IgD功能不清楚。 (五) IgE 可與肥大細(xì)胞、嗜堿性細(xì)胞結(jié)合，與I型超敏反應(yīng)、 寄生蟲免疫有關(guān)。,第四節(jié) 人工制備抗體 一、 多克隆抗體 指動(dòng)物免疫血清、人免疫血清、恢復(fù)期病人血清中 含有的多種抗體（圖）?？寺∈侵敢恢?一個(gè))細(xì)胞增殖 而來的細(xì)胞群，又稱細(xì)胞系。 二、 單克隆抗體(McAb) 體外培養(yǎng)過程中一個(gè)“B細(xì)胞-骨髓瘤細(xì)胞”雜交細(xì)胞 系(一個(gè)克隆)產(chǎn)生的抗體稱單克隆抗體（圖）。單克隆 抗體只針對(duì)某一抗原決定基。,多表位的抗原 多個(gè)B細(xì)胞克隆 多克隆抗體,Ag1,Ag2,Ag3,B1,B2,B3,激活,分泌,單一表位的抗原 1個(gè)B細(xì)胞克隆 單克隆抗體,McAb的制備示意,三、基因工程抗體 （一）人-鼠嵌合抗體 Ig可變區(qū)部分嵌合了小鼠抗體成分，穩(wěn)定區(qū)部分來自人Ig的抗體，特點(diǎn)是保持小鼠單克隆抗體和抗原結(jié)合的能力（即親和力），但抗體仍有25鼠源性部分，用于人體仍可產(chǎn)生抗小鼠單克隆抗體的免疫應(yīng)答。 （二）人源化抗體 只保留小鼠單克隆抗體與抗原表位特異結(jié)合的互補(bǔ)成分，抗體其余部分來自人Ig的抗體。 （三）完全人源抗體 利用小鼠分泌人的Ig的基因工程抗體。方法是將小鼠B細(xì)胞Ig基因庫敲除（gene knock out），然后將人Ig基因庫注入，替換敲除的小鼠Ig基因，小鼠分泌產(chǎn)生的抗體完全是人Ig。,（四）小分子抗體片段 為減小抗體的分子大小，將需要的抗體片段保留，而去掉在特定應(yīng)用中不需要的抗體部分結(jié)構(gòu)，從而使抗體作用更有效。例如：Fab、ScFv（single chain fragment variable）等?？捎糜卺槍?duì)腫瘤抗原的ScFv來運(yùn)載毒素或藥物的免疫治療，它穿透實(shí)體瘤的能力比完整抗體的能力大數(shù)倍。 （五）雙特異性（功能性）抗體 通過連接短肽，如亮氨酸拉鏈連接的針對(duì)兩個(gè)不同抗原表位的兩組Fab組成，在腫瘤治療上是用得較多的基因工程抗體之一。嚴(yán)格來說雙特異性（功能性）抗體屬于小分子抗體片段的一種形式。 第五節(jié) 抗原抗體在體外的反應(yīng) （此處略，參見19章）,