免疫球蛋白-劉丕菊課件

免疫球蛋白酶聯(lián)組------劉丕菊2012年1月免疫球蛋白一、免疫球蛋白的概念二、免疫球蛋白的分類三、免疫球蛋白的空間結(jié)構(gòu)四、各類免疫球蛋白的特性與功能五、基因六、疾病一、概念免疫球蛋白（Immunoglobulin，Ig）是機(jī)體受抗原刺激后，由淋巴細(xì)胞特別是漿細(xì)胞合成的一類具有抗體活性或化學(xué)結(jié)構(gòu)與抗體相似的球蛋白。主要存在于血清、血漿和外分泌液中，也見(jiàn)于組織和其他體液中。二、免疫球蛋白分類人類免疫球蛋白Ig根據(jù)其重鏈穩(wěn)定區(qū)的分子結(jié)構(gòu)和抗原特異性的不同，分為五類：IgG、IgA、IgM、IgD、IgE，其重鏈分別為：γ、α、μ、δ、ε輕鏈可分為兩型：κ、λ型IgG，IgD，IgE均為單體，分泌液中IgA（SIgA）是雙體，IgM是五聚體。Ig分子的基本結(jié)構(gòu)—四鏈結(jié)構(gòu)單位各種Ig都含有4條肽鏈組成的基本結(jié)構(gòu)單位，即2條相同而分子量較大的重鏈（heavychain,H鏈）和2條相同而分子量較小的輕鏈（lightchain,L鏈）。重鏈和輕鏈之間以及重鏈和重鏈之間均借鏈間二硫鍵共價(jià)結(jié)合，加上分子內(nèi)的非共價(jià)鍵維系整個(gè)穩(wěn)定的Ig分子結(jié)構(gòu)。三、免疫球蛋白的結(jié)構(gòu)Fc區(qū)有4個(gè)結(jié)構(gòu)域，每個(gè)結(jié)構(gòu)域也由兩層βheet組成。有糖鏈結(jié)合部位，各肽段間由氫鍵維系3.2、Fc區(qū)的空間結(jié)構(gòu)3.3、抗原結(jié)合部位構(gòu)造VH與VL中氨基酸序列變化有一定規(guī)律性。輕鏈:有3個(gè)特殊易變部位，在第30位(L1)、第50位(L2)和第100位(L3)氨基酸殘基附近；重鏈:有4個(gè)特殊易變部位，在第30(H1)、50(H2)、80(H3)和第100位(H4)氨基酸殘基附近。這些部位稱為超變區(qū)或互補(bǔ)決定區(qū)（complementarity-determingregion,CDR），分別以L1、L2、L3、H1、H2、H3和H4表示。這些超變區(qū)直接參與了抗原結(jié)合部位組成.可變區(qū)根據(jù)氨基酸排列順序的不同分為可變區(qū)（V）和恒定區(qū)（C）。比較不同抗體V區(qū)的氨基酸序列，發(fā)現(xiàn)VH和VL各有3個(gè)區(qū)域的氨基酸組成和排列順序特別易變化，這些區(qū)域稱為高變區(qū)。三個(gè)高變區(qū)共同組成Ig的抗原結(jié)合部位，該部位也稱為互補(bǔ)性決定區(qū)。恒定區(qū)重鏈和輕鏈的C區(qū)分別稱為CH和CL，不同類Ig的重鏈CH長(zhǎng)度不一，同一種屬動(dòng)物中，同一類別Ig分子C區(qū)氨基酸的組成和排列順序比較恒定。鉸鏈區(qū)因位于CH1與CH2之間，含有豐富的脯氨酸此易伸展彎曲，而且易被木瓜蛋白酶、胃蛋白酶等水解。蛋白酶的酶解木瓜蛋白酶(papain)：兩個(gè)Fab、一個(gè)Fc胃蛋白酶(pepsin)：一個(gè)具雙活性的F(ab’)2

、若干pFc’碎片四、免疫球蛋白的功能免疫球蛋白的功能與其分子結(jié)構(gòu)密切相關(guān)。Ig具有雙重功能：?識(shí)別抗原并與抗原發(fā)生特異性結(jié)合；?效應(yīng)功能，即激活補(bǔ)體C1q和親細(xì)胞性；因此，Ig分子像一個(gè)“轉(zhuǎn)換器”，當(dāng)它和抗原結(jié)合后能激發(fā)Ig分子構(gòu)象發(fā)生變化，鉸鏈區(qū)部分發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)，使Ig分子上被掩蓋的功能區(qū)暴露出來(lái)，導(dǎo)致一系列的生物學(xué)效應(yīng)。每個(gè)功能區(qū)約由110個(gè)氨基酸組成，其氨基酸的序列具有相似形或同源性。其二級(jí)結(jié)構(gòu)是反向平行的β片層。Fab區(qū)含有四個(gè)結(jié)構(gòu)域，即兩個(gè)V區(qū)（VH，VL）、兩個(gè)C區(qū)（CH1，CL）;Fc區(qū)有2個(gè)結(jié)構(gòu)域，即每條重鏈的恒定區(qū)各一個(gè)CH1、CH2。下面是各區(qū)的功能：BACK五類免疫球蛋白的特性與功能1）IgG

四個(gè)亞類，分布廣、血清含量最高、唯一能通過(guò)胎盤(pán)；2）IgM

五個(gè)單體J鏈連接，最早、可診斷宮內(nèi)及近期感染；3）IgA

單體：血清，雙體：外分泌液；4）IgD

含量低、B細(xì)胞成熟標(biāo)志；5）IgE

含量最低、親細(xì)胞、超敏反應(yīng)/寄生蟲(chóng)免疫；五、免疫球蛋白的基因每種肽鏈的編碼基因可分為編碼V區(qū)的和編碼C區(qū)的兩大部分；不同的V基因是由少數(shù)原始分隔的種系基因片段,在T、B淋巴細(xì)胞發(fā)生過(guò)程中通過(guò)重排的過(guò)程組合、拼接而成，從而產(chǎn)生識(shí)別巨大數(shù)量的特異抗原的抗體；重鏈V區(qū)基因是由三種種系基因片段：V、D、J拼接而成； 輕鏈V區(qū)基因是由V、J兩個(gè)基因片段拼接成的；V區(qū)基因的下游是編碼C區(qū)的基因；種系基因結(jié)構(gòu)中V、D、J片段各有多個(gè)，在一個(gè)淋巴細(xì)胞細(xì)胞中只有一個(gè)片段參與組成抗體V區(qū)的編碼基因；六、免疫球蛋白應(yīng)用一、Ig與變態(tài)反應(yīng)性疾病二、Ig與漿細(xì)胞疾病三、Ig與免疫缺陷性疾病一、變態(tài)反應(yīng)性疾病變態(tài)反應(yīng)的發(fā)生機(jī)制不一，臨床的癥狀表現(xiàn)也各異；IgE的主要功能是具有親細(xì)胞性。機(jī)體受抗原（過(guò)敏原）刺激后產(chǎn)生的IgE可與靶細(xì)胞（嗜堿性粒細(xì)胞或肥大細(xì)胞）上IgE的Fc受體結(jié)合，使靶細(xì)胞致敏，當(dāng)致敏的靶細(xì)胞再次受到過(guò)敏原刺激后，過(guò)敏原與相鄰兩IgE的Fab端發(fā)生橋聯(lián)，橋聯(lián)作用可激活細(xì)胞內(nèi)一系列；生化反應(yīng)：（1）釋放組胺、激肽、5-羥色胺等介質(zhì)（2）IgE-Fc受體的連接可使細(xì)胞膜磷脂發(fā)生降解，釋放花生四烯酸,并進(jìn)一步合成白三烯、前列腺素、血小板激活因子等介質(zhì)。引起微血管壁通透性增強(qiáng)、毛細(xì)血管擴(kuò)張，引起局部紅腫；使平滑肌收縮，支氣管痙攣等。速發(fā)型變態(tài)反應(yīng)出現(xiàn)過(guò)敏性鼻炎、哮喘和特應(yīng)性皮炎等。例如青霉素藥物過(guò)敏

青霉素(體內(nèi)體外)可分解成小分子青霉烯酸，95%的青霉烯酸與組織蛋白質(zhì)結(jié)合形成完全抗原，刺激機(jī)體產(chǎn)生IgE，同時(shí)也產(chǎn)生IgG，由于IgG與抗原的親和力比IgE大，因此IgE的致敏不強(qiáng)，這種IgG稱為封閉抗體。剩下的5%青霉烯酸繼續(xù)分解成青霉素酸，與組織蛋白質(zhì)結(jié)合后，刺激機(jī)體只產(chǎn)生IgE，而不產(chǎn)生IgG，因此可引起過(guò)敏反應(yīng)。二、Ig與漿細(xì)胞疾病

漿細(xì)胞是B淋巴細(xì)胞增殖分化的最終細(xì)胞，它具有分泌Ig功能。惡性的漿細(xì)胞疾病常呈現(xiàn)單細(xì)胞株增殖，產(chǎn)生一種均一性的單克隆Ig，稱為M蛋白。漿細(xì)胞疾病有多發(fā)性骨髓瘤、巨球蛋白血癥和重鏈病等；

三、免疫