免疫學(xué)基礎(chǔ)：03免疫球蛋白

1、 Emil von Behring (1845-1917) antibody 是介導(dǎo)體液免疫的重要是介導(dǎo)體液免疫的重要 效應(yīng)分子，是效應(yīng)分子，是B細(xì)胞接細(xì)胞接 受抗原刺激后增殖分化受抗原刺激后增殖分化 為漿細(xì)胞所產(chǎn)生的糖蛋為漿細(xì)胞所產(chǎn)生的糖蛋 白。白。 概念概念 具有抗體活性或化學(xué)結(jié)構(gòu)與抗體類似的球蛋白。具有抗體活性或化學(xué)結(jié)構(gòu)與抗體類似的球蛋白。 類型類型 分泌型（分泌型（secreted Ig, sIg） 膜膜 型（型（membrane Ig, mIg） 理化性質(zhì)理化性質(zhì) 屬球蛋白，在電泳圖譜上大部分抗體活性在屬球蛋白，在電泳圖譜上大部分抗體活性在 球蛋白，球蛋白， 具有異質(zhì)性。具有異質(zhì)性。

2、 二、二、Ig的結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)(IgG 為例為例) n 重鏈與輕鏈重鏈與輕鏈 n 可變區(qū)和恒定區(qū)可變區(qū)和恒定區(qū) n 鉸鏈區(qū)鉸鏈區(qū) n 功能區(qū)功能區(qū) n 其它成分其它成分 n 水解片段水解片段 n基本結(jié)構(gòu)基本結(jié)構(gòu) * 由兩條相同的重鏈和兩條相同的輕鏈通過二硫鍵連接而成的四肽鏈分子。由兩條相同的重鏈和兩條相同的輕鏈通過二硫鍵連接而成的四肽鏈分子。 n重鏈與輕鏈重鏈與輕鏈 * 重鏈（重鏈（heavy chain, H鏈）鏈） 約約450-550氨基酸氨基酸 1）根據(jù)重鏈恒定區(qū)抗原特異性不同，可將重鏈分為）根據(jù)重鏈恒定區(qū)抗原特異性不同，可將重鏈分為5種：種： 、 、 、 、 。 其相應(yīng)其相應(yīng)Ig為為IgG

3、、IgM、IgA、IgD、IgE， * 輕鏈（輕鏈（light chain, L鏈）鏈） 約約210個(gè)氨基酸個(gè)氨基酸 1）根據(jù)輕鏈恒定區(qū)抗原性不同，分為）根據(jù)輕鏈恒定區(qū)抗原性不同，分為 和和 兩種。兩種。 2）在不同種屬的動(dòng)物）在不同種屬的動(dòng)物 與與 鏈的比例不同：鏈的比例不同： 人：人： 2：1 小鼠：小鼠：20：1 n可變區(qū)和恒定區(qū)可變區(qū)和恒定區(qū) 1.可變區(qū)可變區(qū)（variable region，V區(qū)區(qū)）：位于）：位于Ig分子分子N端，占輕鏈端，占輕鏈1/2和和 重鏈重鏈1/4或或1/5；不同抗體其；不同抗體其IgV區(qū)氨基酸組成和排列有較大差異，并區(qū)氨基酸組成和排列有較大差異，并 決定抗體

4、與抗原結(jié)合的特異性；決定抗體與抗原結(jié)合的特異性； * 超變區(qū)超變區(qū)（hypervariable region, HVR）：在）：在VL和和VH中，某些特定中，某些特定 位置的氨基酸殘基的排列順序高度可變，此為位置的氨基酸殘基的排列順序高度可變，此為HVR。輕、重鏈各有。輕、重鏈各有3 個(gè)個(gè)HVR。 *互補(bǔ)決定區(qū)互補(bǔ)決定區(qū)（complementarity-determining region, CDR）：超）：超 變區(qū)乃抗體與抗原（表位）特異性結(jié)合的位置，此為變區(qū)乃抗體與抗原（表位）特異性結(jié)合的位置，此為CDR。 * 骨架區(qū)骨架區(qū)（framework region, FR）：）：V區(qū)中非區(qū)中非H

5、VR部位的氨基酸組部位的氨基酸組 成和排列相對(duì)保守，此為成和排列相對(duì)保守，此為FR。VH和和VL各有各有4個(gè)個(gè)FR。 2.恒定區(qū)恒定區(qū)（constant region,C區(qū)區(qū))：位于：位于Ig 分子的分子的C端，占輕鏈端，占輕鏈1/2和和 重鏈重鏈3/4（IgA、IgD）或）或4/5（IgM、IgE）。在同一種屬中，同一類）。在同一種屬中，同一類 重鏈和同一類輕鏈重鏈和同一類輕鏈C區(qū)氨基酸的組成或排列比較恒定。介導(dǎo)區(qū)氨基酸的組成或排列比較恒定。介導(dǎo)Ig多種生多種生 物學(xué)功能。物學(xué)功能。 n鉸鏈區(qū)鉸鏈區(qū) 位于位于CH1和和CH2之間可轉(zhuǎn)動(dòng)的區(qū)，含豐富的脯氨之間可轉(zhuǎn)動(dòng)的區(qū)，含豐富的脯氨 酸，易伸展

6、彎曲，有利于酸，易伸展彎曲，有利于Ig V區(qū)與抗原互補(bǔ)性結(jié)合；有利區(qū)與抗原互補(bǔ)性結(jié)合；有利 于暴露補(bǔ)體結(jié)合位點(diǎn)；對(duì)蛋白酶敏感。于暴露補(bǔ)體結(jié)合位點(diǎn)；對(duì)蛋白酶敏感。 n其它成分其它成分 J鏈（鏈（joining chain） 分泌片（分泌片（secretory piece, sp） n水解片段水解片段 n功能區(qū)功能區(qū) Flexibility of immunoglobulins n鉸鏈區(qū)鉸鏈區(qū) 位于位于CH1和和CH2之間可轉(zhuǎn)動(dòng)的區(qū)，含豐富的脯氨之間可轉(zhuǎn)動(dòng)的區(qū)，含豐富的脯氨 酸，易伸展彎曲，有利于酸，易伸展彎曲，有利于Ig V區(qū)與抗原互補(bǔ)性結(jié)合；有利區(qū)與抗原互補(bǔ)性結(jié)合；有利 于暴露補(bǔ)體結(jié)合位點(diǎn)；對(duì)

7、蛋白酶敏感。于暴露補(bǔ)體結(jié)合位點(diǎn)；對(duì)蛋白酶敏感。 n其它成分其它成分 J鏈（鏈（joining chain） 分泌片（分泌片（secretory piece, sp） n水解片段水解片段 n功能區(qū)功能區(qū) 免疫球蛋白的功能區(qū)免疫球蛋白的功能區(qū) nIg的多肽鏈分子可折疊成若干個(gè)由鏈內(nèi)二硫鍵連接的球形的多肽鏈分子可折疊成若干個(gè)由鏈內(nèi)二硫鍵連接的球形 結(jié)構(gòu)。每個(gè)球形結(jié)構(gòu)約由結(jié)構(gòu)。每個(gè)球形結(jié)構(gòu)約由110個(gè)氨基酸組成，具有一定的個(gè)氨基酸組成，具有一定的 生理功能，故稱為生理功能，故稱為功能區(qū)（功能區(qū)（domain）。 nVH和和VL：與抗原特異性結(jié)合的部位；：與抗原特異性結(jié)合的部位； nCL和和CH1：某些

8、同種異型（：某些同種異型（allotype）遺傳標(biāo)記；）遺傳標(biāo)記； nIgG的的CH2、IgM的的CH3： 補(bǔ)體補(bǔ)體C1q結(jié)合點(diǎn)結(jié)合點(diǎn) 激活補(bǔ)體經(jīng)典途徑；激活補(bǔ)體經(jīng)典途徑； nIgG的的CH3： 結(jié)合單核結(jié)合單核/巨噬細(xì)胞表面巨噬細(xì)胞表面FcR 不同生物學(xué)效應(yīng)不同生物學(xué)效應(yīng) 與抗原特異性結(jié)合的部位與抗原特異性結(jié)合的部位 某些同種異型遺傳標(biāo)記某些同種異型遺傳標(biāo)記 結(jié)合補(bǔ)體結(jié)合補(bǔ)體 結(jié)合結(jié)合FcR 免疫球蛋白超家族（免疫球蛋白超家族（IgSF） 二、抗體的異質(zhì)性二、抗體的異質(zhì)性 n不同抗原表位刺激所產(chǎn)生不同的抗不同抗原表位刺激所產(chǎn)生不同的抗 體分子，其識(shí)別抗原的特異性不同體分子，其識(shí)別抗原的特異性

9、不同 （V區(qū)不同）區(qū)不同） n同一抗原表位誘生的不同類型的抗同一抗原表位誘生的不同類型的抗 體，其識(shí)別抗原的特異性相同（體，其識(shí)別抗原的特異性相同（C區(qū)區(qū) 不同）不同） n免疫球蛋白有不同種類免疫球蛋白有不同種類 n免疫球蛋白同時(shí)可作為抗原，其具免疫球蛋白同時(shí)可作為抗原，其具 有不同的抗原特異性有不同的抗原特異性 免疫球蛋白具有異質(zhì)性免疫球蛋白具有異質(zhì)性 Ig的類型的類型 n類（類（class）：根據(jù)：根據(jù)CH抗原特異性的不同分為五大類抗原特異性的不同分為五大類 IgG IgM IgA IgD IgE n 亞類亞類：IgG1-G4； IgA1-A2； IgM1-M2。 n型（型（type）：根

10、據(jù)：根據(jù)CL抗原性的不同分為兩個(gè)型：抗原性的不同分為兩個(gè)型：型和型和型型 n亞型亞型： 型有亞型型有亞型 Ig的血清型的血清型 n同種型（同種型（isotype） 指同一種屬所有個(gè)體的指同一種屬所有個(gè)體的Ig分子共有的抗原特異性標(biāo)志，位于分子共有的抗原特異性標(biāo)志，位于IgC區(qū)。區(qū)。 n同種異型（同種異型（allotype） 指同一種屬不同個(gè)體間指同一種屬不同個(gè)體間Ig分子所具有的不同的抗原特異性標(biāo)志。分子所具有的不同的抗原特異性標(biāo)志。 n獨(dú)特型（獨(dú)特型（idiotype） 指同一個(gè)體不同指同一個(gè)體不同B細(xì)胞克隆產(chǎn)生的細(xì)胞克隆產(chǎn)生的Ig分子所特有的抗原特異性標(biāo)志，獨(dú)特型由分子所特有的抗原特異性標(biāo)

11、志，獨(dú)特型由 若干個(gè)抗原決定簇組成，又稱為獨(dú)特位若干個(gè)抗原決定簇組成，又稱為獨(dú)特位（idiotope） ，主要存在于，主要存在于V區(qū)。區(qū)。 三、免疫球蛋白的功能三、免疫球蛋白的功能 V區(qū)的功能區(qū)的功能 n特異性結(jié)合抗原；特異性結(jié)合抗原； n抗體結(jié)合相應(yīng)抗原分子，中和作用，發(fā)揮免疫效應(yīng)（生理與抗體結(jié)合相應(yīng)抗原分子，中和作用，發(fā)揮免疫效應(yīng)（生理與 病理）；病理）； n BCR特異性識(shí)別并結(jié)合抗原分子特異性識(shí)別并結(jié)合抗原分子 ，介導(dǎo)體液免疫應(yīng)答。，介導(dǎo)體液免疫應(yīng)答。 C C區(qū)的功能區(qū)的功能 激活補(bǔ)體激活補(bǔ)體 IgM、IgG13 激活補(bǔ)體經(jīng)典途徑激活補(bǔ)體經(jīng)典途徑 凝聚的凝聚的IgAIgA或或IgG4

12、IgG4 激活補(bǔ)體旁路途徑激活補(bǔ)體旁路途徑 與細(xì)胞表面與細(xì)胞表面FcRFcR結(jié)合結(jié)合 1 1）調(diào)理作用（）調(diào)理作用（opsonizationopsonization) )； IgFcIgFc段與吞噬細(xì)胞表面段與吞噬細(xì)胞表面FcRFcR結(jié)合結(jié)合促吞噬；促吞噬； 2 2）抗體依賴的細(xì)胞介導(dǎo)的細(xì)胞毒作用）抗體依賴的細(xì)胞介導(dǎo)的細(xì)胞毒作用 （Ab-dependent cell-mediated cytotoxicity,ADCC) ) 3) 3) 介導(dǎo)介導(dǎo)I I型超敏反應(yīng)型超敏反應(yīng) 穿過胎盤和粘膜穿過胎盤和粘膜 IgGIgG通過胎盤；通過胎盤；sIgAsIgA穿過粘膜穿過粘膜CC區(qū)的功能區(qū)的功能 IgG

13、類抗體與靶細(xì)胞表面抗原特異性結(jié)合，效應(yīng)細(xì)胞類抗體與靶細(xì)胞表面抗原特異性結(jié)合，效應(yīng)細(xì)胞 （NK細(xì)胞、巨噬細(xì)胞、中性粒細(xì)胞）借助所表達(dá)的細(xì)胞、巨噬細(xì)胞、中性粒細(xì)胞）借助所表達(dá)的IgG FcR與靶細(xì)胞表面與靶細(xì)胞表面IgG的的Fc段結(jié)合，從而直接殺傷靶細(xì)胞段結(jié)合，從而直接殺傷靶細(xì)胞 五類五類Ig的特性和功能的特性和功能 nIgG nIgM nIgA nIgD nIgE IgG的特性和功能的特性和功能 n血清中的主要抗體成分（血清中的主要抗體成分（75-80%）；半壽期長(zhǎng)（）；半壽期長(zhǎng)（20-23 天）；天）； n出生后出生后3個(gè)月開始合成，個(gè)月開始合成，3-5歲接近成人水平；歲接近成人水平； n多數(shù)

14、抗菌、抗病毒、抗毒素抗體均屬多數(shù)抗菌、抗病毒、抗毒素抗體均屬IgG類類 n是唯一能通過胎盤的是唯一能通過胎盤的Ig，發(fā)揮自然被動(dòng)免疫功能；，發(fā)揮自然被動(dòng)免疫功能； n具有活化補(bǔ)體經(jīng)典途徑的能力（具有活化補(bǔ)體經(jīng)典途徑的能力（IgG3IgG1IgG2）；）； n具有調(diào)理作用、具有調(diào)理作用、ADCC作用和結(jié)合作用和結(jié)合SPA等；等； n參與參與型、型、型超敏反應(yīng)，某些自身免疫病的抗體也屬型超敏反應(yīng)，某些自身免疫病的抗體也屬IgG IgM的特性和功能的特性和功能 n為五聚體，分子量最大，稱為巨球蛋白（為五聚體，分子量最大，稱為巨球蛋白（macroglobulin）；）； n個(gè)體發(fā)育中最先出現(xiàn)的個(gè)體發(fā)育

15、中最先出現(xiàn)的Ig，胚胎晚期即能產(chǎn)生，臍帶血，胚胎晚期即能產(chǎn)生，臍帶血IgM增增 高提示胎內(nèi)感染（如風(fēng)疹病毒、巨細(xì)胞病毒感染等）；高提示胎內(nèi)感染（如風(fēng)疹病毒、巨細(xì)胞病毒感染等）； n抗原初次刺激機(jī)體時(shí)，是體內(nèi)最先產(chǎn)生的抗原初次刺激機(jī)體時(shí)，是體內(nèi)最先產(chǎn)生的Ig；血清；血清IgM升高說升高說 明有近期感染；明有近期感染； n有強(qiáng)大激活補(bǔ)體能力和調(diào)理作用，在機(jī)體早期免疫防御中具有強(qiáng)大激活補(bǔ)體能力和調(diào)理作用，在機(jī)體早期免疫防御中具 有重要作用；有重要作用； n天然血型抗體是天然血型抗體是IgM； n未成熟未成熟B細(xì)胞僅表達(dá)細(xì)胞僅表達(dá)mIgM，記憶，記憶B細(xì)胞細(xì)胞mIgM消失。消失。 Secreted I

16、gM and membrane IgM IgA的特性和功能的特性和功能 n分為單體的血清型和二聚體的分泌型分為單體的血清型和二聚體的分泌型IgA； n分泌型分泌型IgA 主要由黏膜相關(guān)淋巴組織產(chǎn)生，存在于唾液、主要由黏膜相關(guān)淋巴組織產(chǎn)生，存在于唾液、 淚液、乳汁及呼吸道、消化道、泌尿道的分泌液中和黏膜淚液、乳汁及呼吸道、消化道、泌尿道的分泌液中和黏膜 表面，是機(jī)體黏膜局部抗感染免疫的重要因素。表面，是機(jī)體黏膜局部抗感染免疫的重要因素。 n初乳中的初乳中的sIgA可對(duì)嬰幼兒發(fā)揮自然被動(dòng)免疫作用可對(duì)嬰幼兒發(fā)揮自然被動(dòng)免疫作用 n調(diào)理吞噬、中和毒素調(diào)理吞噬、中和毒素 如果某人無分泌成分，胃腸道感染后將長(zhǎng)期腹瀉如果某人無分泌成分，胃腸道感染后將長(zhǎng)期腹瀉 IgD的特性和功能的特性和功能 n血清中含量低（血清中含量低（1%），其生物學(xué)作用尚不清楚），其生物學(xué)作用尚不清楚 nmIgD可作為可作為B細(xì)胞分化成熟標(biāo)記，成熟細(xì)胞分化成熟標(biāo)記，成熟B細(xì)胞同時(shí)表達(dá)細(xì)胞同時(shí)表達(dá) mIgM和和mIgD mIgMmIgD 成熟成熟B細(xì)胞細(xì)胞活化活化B細(xì)胞細(xì)胞未