第三章 抗體 (2)課件

第三章抗體第三章抗體(2)內(nèi)容提要第一節(jié)免疫球蛋白的結(jié)構(gòu)與功能第二節(jié)免疫球蛋白基因第三節(jié)免疫球蛋白的合成與分泌第三章抗體(2)第二節(jié)免疫球蛋白基因第三章抗體(2)第二節(jié)免疫球蛋白基因一﹑免疫球蛋白的基因結(jié)構(gòu)二﹑免疫球蛋白基因重排及表達調(diào)控三﹑抗體多樣性的形成第三章抗體(2)一﹑免疫球蛋白的基因結(jié)構(gòu)利根川進骨髓瘤細胞(晚期)胚胎細胞（早期）證明：編碼V區(qū)和C區(qū)的基因成分離狀態(tài)，并在B細胞分化成熟過程中不斷進行重排。第三章抗體(2)一﹑免疫球蛋白的基因結(jié)構(gòu)H鏈、κ鏈和λ鏈分布在不同的染色體上基因染色體人小鼠λ鏈2216κ鏈26H鏈1412第三章抗體(2)一﹑免疫球蛋白的基因結(jié)構(gòu)1、輕鏈基因結(jié)構(gòu)（κ<卡帕>、λ鏈）⑴κ鏈的基因結(jié)構(gòu)①κ鏈基因：由V、J、C三類基因片段組成，V、J重排編碼V區(qū)，C編碼C區(qū)。第三章抗體(2)重鏈二硫鍵免疫球蛋白的結(jié)構(gòu)（IgG為例）輕鏈第三章抗體(2)一﹑免疫球蛋白的基因結(jié)構(gòu)1、輕鏈基因結(jié)構(gòu)（κ<卡帕>

、λ鏈）⑴κ鏈的基因結(jié)構(gòu)②每個Vκ基因上游都有一個L基因——編碼22個氨基酸的κ鏈先導(dǎo)序列（信號肽）第三章抗體(2)一﹑免疫球蛋白的基因結(jié)構(gòu)1、輕鏈基因結(jié)構(gòu)（κ<卡帕>

、λ鏈）⑴κ鏈的基因結(jié)構(gòu)③Vκ

基因編碼V區(qū)約96個氨基酸殘基。

Jκ

基因編碼V區(qū)約10-13個氨基酸殘基。無效基因2號染色體6號染色體第三章抗體(2)一﹑免疫球蛋白的基因結(jié)構(gòu)1、輕鏈基因結(jié)構(gòu)（κ<卡帕>

、λ鏈）⑵λ鏈的基因結(jié)構(gòu)①由Vλ、Jλ、Cλ三類基因組成。22號染色體16號染色體第三章抗體(2)一﹑免疫球蛋白的基因結(jié)構(gòu)1、輕鏈基因結(jié)構(gòu)（κ<卡帕>

、λ鏈）⑵λ鏈的基因結(jié)構(gòu)

②Vλ基因編碼V區(qū)1—97個氨基酸；Jλ基因編碼V區(qū)98—110個氨基酸；Cλ基因編碼C區(qū)111—214個氨基酸22號染色體16號染色體第三章抗體(2)一﹑免疫球蛋白的基因結(jié)構(gòu)1、輕鏈基因結(jié)構(gòu)（κ<卡帕>

、λ鏈）⑵λ鏈的基因結(jié)構(gòu)

③人類有Vλ基因約100個，Jλ基因6個，Cλ基因6個

小鼠有Vλ基因2個，Lλ基因2個，Jλ基因4個，Cλ基因4個22號染色體16號染色體第三章抗體(2)一﹑免疫球蛋白的基因結(jié)構(gòu)2、重鏈基因結(jié)構(gòu)①H鏈由V﹑D﹑J﹑C四類基因組成，前三個重排編碼V區(qū)，C基因編碼C區(qū)。14號染色體12號染色體第三章抗體(2)一﹑免疫球蛋白的基因結(jié)構(gòu)2、重鏈基因結(jié)構(gòu)

②VH基因編碼V區(qū)1—94位氨基酸。

DH基因編碼V區(qū)95-97位氨基酸。

JH基因編碼V區(qū)98—113位氨基酸。其中D基因編碼的氨基酸位超變區(qū)CDR3，與抗體的多樣性有密切的關(guān)系。14號染色體12號染色體第三章抗體(2)一﹑免疫球蛋白的基因結(jié)構(gòu)2、重鏈基因結(jié)構(gòu)③人類有75-250個VH、30個D、6個JH和一系列CH基因片段小鼠有300-1000個VH、20個D、4個JH和一系列CH基因片段14號染色體12號染色體第三章抗體(2)二﹑免疫球蛋白基因重排及表達調(diào)控1、輕鏈基因重排與表達⑴κ鏈基因：由于有大量的Vκ基因，且能與Jκ基因任意重排，所以可獲得大量不同組合。第三章抗體(2)二﹑免疫球蛋白基因重排及表達調(diào)控1、輕鏈基因重排與表達⑴κ鏈基因人:n=-100老鼠:n=-350第三章抗體(2)1、輕鏈基因重排與表達

⑴κ鏈基因：由于Vκ在其3’端、Jκ在其5’端各有識別序列，是一個七聚體和九聚體的序列，增加了隨機組合的數(shù)，轉(zhuǎn)錄出不同的mRNA。重組信號序列識別序列第三章抗體(2)二﹑免疫球蛋白基因重排及表達調(diào)控1、輕鏈基因重排與表達⑵λ鏈基因：λ鏈基因重排有一個很重要的特點是Vλ、Jλ、Cλ基因重排不是象κ鏈那樣隨機組合，所以最后組合數(shù)遠遠少于κ鏈。22號染色體16號染色體第三章抗體(2)二﹑免疫球蛋白基因重排及表達調(diào)控1、輕鏈基因重排與表達⑵λ鏈基因：VλJλ組合嚴格按照Lλ1Vλ1Jλ1Cλ1;Lλ1Vλ1Jλ3Cλ3;

Lλ2Vλ1Jλ1Cλ2的組合進行連接22號染色體16號染色體第三章抗體(2)二﹑免疫球蛋白基因重排及表達調(diào)控2、重鏈基因重排與表達重鏈基因通過二次重排后形成。首先是D、J基因重排得DJ，然后是V基因與DJ重排得VDJ。第三章抗體(2)DJVDJ這些基因重排隨機組合，而且VH、DH和JH之間也有識別序列，連接時的移位可改變CDR3的氨基酸序列，形成多樣性。第三章抗體(2)二﹑免疫球蛋白基因重排及表達調(diào)控3、免疫球蛋白基因轉(zhuǎn)錄的調(diào)控⑴每個VH和VL基因片段都有個啟動子（P）⑵未重排的VH和VL基因幾乎不發(fā)生轉(zhuǎn)錄第三章抗體(2)二﹑免疫球蛋白基因重排及表達調(diào)控3、免疫球蛋白基因轉(zhuǎn)錄的調(diào)控⑶重排后，因增強子（EN）作用，轉(zhuǎn)錄效率提高原因：未重排前，轉(zhuǎn)錄能力很低；發(fā)生重排，啟動子和增加子的間隔距離大大縮小，足以發(fā)揮調(diào)節(jié)作用。也有一些其它的轉(zhuǎn)錄因子，能保證免疫球蛋白基因只有在B細胞內(nèi)才能表達。第三章抗體(2)二﹑免疫球蛋白基因重排及表達調(diào)控3、免疫球蛋白基因轉(zhuǎn)錄的調(diào)控⑷H鏈增強子2個;κ鏈增強子2個;λ鏈增強子2個第三章抗體(2)免疫球蛋白基因的重排與表達第三章抗體(2)三﹑抗體多樣性的形成

1、胚胎細胞的基因隨機重排

V-J和V-D-J基因在B細胞發(fā)育過程中重排的多樣性，這是免疫球蛋白基因的多樣性的主要來源。小鼠的可能多樣性有：500V×20D×4J=4×104第三章抗體(2)三﹑抗體多樣性的形成基因重排連接變異性由于V、D、J基因上的識別序列連接的變化，可增加多樣性10倍。N區(qū)（D基因兩側(cè)）變化增加多樣性約在100倍。輕鏈和重鏈基因的組合帶來的多樣性。以上各方面造成的多樣性約為1010-1011數(shù)量級。第三章抗體(2)三﹑抗體多樣性的形成2、體細胞突變免疫球蛋白基因是在沒有抗原刺激的情況下發(fā)生重排并最終形成識別不同抗原決定簇的B細胞克隆。胚系DNA上免疫球蛋白基因片段，呈分散排列，隨著B細胞發(fā)育和成熟，這些基因片段重排后，形成完整的有功能基因。

V區(qū)基因在重排后仍可發(fā)生改變，這種改變是由體細胞突變產(chǎn)生的。重鏈和輕鏈V區(qū)基因均可發(fā)生體細胞突變。第三章抗體(2)第三節(jié)免疫球蛋白的合成與分泌第三章抗體(2)第三節(jié)免疫球蛋白的合成與分泌一﹑體液免疫應(yīng)答與抗體的產(chǎn)生二﹑免疫球蛋白的表達裝配和分泌第三章抗體(2)一﹑體液免疫應(yīng)答與抗體的產(chǎn)生

1、初應(yīng)答和再應(yīng)答◆初應(yīng)答：抗原第一次免疫后，機體血清中產(chǎn)生抗體的反應(yīng)。特點：產(chǎn)生抗體潛伏期長;抗體量少;效價低;親和力較低;消失快。IgM合成量達到高峰時IgG才出現(xiàn)。能產(chǎn)生記憶B細胞，對再次免疫應(yīng)答具有重要意義?！粼賾?yīng)答：用與初應(yīng)答相同抗原再次或多次免疫同一動物產(chǎn)生的應(yīng)答。特點：產(chǎn)生抗體潛伏期短(反應(yīng)快);抗體產(chǎn)生快且量多;維持時間長;IgM產(chǎn)生量變化不大，IgG量明顯升高，且產(chǎn)生其它類型的抗體，親和力增加第三章抗體(2)為什么會出現(xiàn)快速升高?第三章抗體(2)第三章抗體(2)一﹑體液免疫應(yīng)答與抗體的產(chǎn)生

2、兩類抗原的免疫應(yīng)答依據(jù)抗原刺激產(chǎn)生抗體是否需要T細胞分：

非胸腺依賴抗原（Ti）：Ti抗原(如多糖等抗原），它只誘導(dǎo)初次免疫應(yīng)答，且無記憶B細胞產(chǎn)生，也無重鏈類型的轉(zhuǎn)換及親和力成熟的再次免疫應(yīng)答。

胸腺依賴抗原（Td）：Td抗原(如蛋白質(zhì)抗原）刺激是機體免疫應(yīng)答的第一信號，同時還需要Th細胞（發(fā)育于胸腺）及其分泌的細胞因子作為第二信號，有初次和再次免疫應(yīng)答。第三章抗體(2)TCRAgMHC-IICoreceptor(CD4)抗體抗體不同類型抗原刺激產(chǎn)生抗體的過程不同非胸腺依賴抗原胸腺依賴抗原第三章抗體(2)二﹑免疫球蛋白的表達裝配和分泌1、免疫球蛋白mRNA

免疫球蛋白mRNA與其它mRNA無多大差異，需加帽和加poly(A)尾，并剪去一些內(nèi)含子等，成為翻譯蛋白質(zhì)的mRNA。2、膜結(jié)合型和分泌型免疫球蛋白的表達

mIg和sIg的區(qū)別在于C端(前述)，成熟B細胞表達mIg(IgM和IgD)，而漿細胞分泌sIg，這種調(diào)節(jié)主要決定于mRNA剪切和加poly(A)尾時的位點不同。第三章抗體(2)StructuresoftheTranscriptsEncodingSecretedandMembranemH-Chains信號位點1信號位點2sIgmIg第三章抗體(2)二﹑免疫球蛋白的表達裝配和分泌

3、B細胞發(fā)育與抗體形成

B細胞來源于骨髓干細胞，需經(jīng)原B細胞-前B細胞-幼B細胞等階段發(fā)育成成熟B細胞。早期B細胞并不分泌免疫球蛋白，在幼B細胞階段表達膜抗體mIgM和mIgD，從骨髓遷至外周淋巴器官-接受抗原刺激-成熟B細胞-克隆分化-漿細胞和記憶B細胞。第三章抗體(2)4、抗體在細胞中裝配轉(zhuǎn)動和分泌Synthesis,Assembly,andSecretionofImmunoglobulinMolecules高爾