免疫球蛋白

1、第二講 免疫球蛋白,內(nèi)容提要,概述免疫球蛋白的結(jié)構(gòu)免疫球蛋白的生物學(xué)特性各類免疫球蛋白的特性與功能,Emil von Behring (1845-1917),antibody,歷 史,概 念,抗體（antibody，Ab）是介導(dǎo)體液免疫的重要效應(yīng)分子，是B細(xì)胞接受抗原刺激活化增殖分化為漿細(xì)胞所產(chǎn)生，能特異性識別，結(jié)合和清除相應(yīng)抗原的，具有免疫功能的球蛋白。具有抗體活性或化學(xué)結(jié)構(gòu)與抗體相似的球蛋白統(tǒng)稱為免疫球蛋白（immu

2、noglobulin，Ig）。,,免疫球蛋白的類型分泌型（secreted Ig，sIg）膜型（membrane Ig，mIg）：BCR,Tiselius, 1937電泳分離,第一節(jié)免疫球蛋白的結(jié)構(gòu),（一）Ig的基本結(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。,,重鏈約450個氨基酸，根據(jù)其結(jié)構(gòu)和免疫原性的差異而分為五類： γ、α、μ、δ、ε，相應(yīng)Ig：IgG、IgA、IgM、IgD、IgE輕鏈

3、約210個氨基酸，根據(jù)輕鏈恒定區(qū)抗原性不同，分為?和?兩型。一個天然Ig分子兩條輕鏈的型別是相同的。在不同種屬的動物?與?鏈的比例不同： 　人： 2：1，　小鼠：20：1,,可變區(qū)（variable region，v）重鏈和輕鏈近N端約110個氨基酸序列的變化很大，其組成和排列有較大差異，并決定抗體與抗原結(jié)合的特異性。高變區(qū)（hypervariable region，HVR），在V區(qū)中，某些特定位置的氨基酸殘

4、基的組成和排列順序高度可變，此為HVR/CDR。 骨架區(qū)（framework region，F(xiàn)R）V區(qū)中非HVR部位的氨基酸組成和排列相對保守，此為FR。,,恒定區(qū)（constant region，C）恒定區(qū)，C端，在同一種屬中其氨基酸的組成或排列比較恒定。,,結(jié)構(gòu)域（domain）/功能區(qū)免疫球蛋白的多肽鏈分子可折疊成若干個由鏈內(nèi)二硫鍵連接的球狀形結(jié)構(gòu)。每個球狀形結(jié)構(gòu)約由110個氨基酸組成，具有一定的生理功能，又叫功能區(qū)。,,輕

5、鏈：VL、CL重鏈：VH，CH1、CH2、CH3 (IgG、A、D) VH，CH1、CH2、CH3、CH4 (IgM、E),,鉸鏈區(qū) （hinge region）位于CH1和CH2之間可轉(zhuǎn)動的區(qū)，含豐富的脯氨酸，因此易伸展彎曲，有利于Ig V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)；對蛋白酶敏感。 IgG1，IgG2，IgG4和IgA的鉸鏈區(qū)較短，而IgG3和IgD的鉸鏈區(qū)較長；IgM和IgE無鉸鏈

6、區(qū)。,（二）其他結(jié)構(gòu)與有關(guān)功能,J鏈?zhǔn)歉缓腚装彼岬亩嚯逆?，由漿細(xì)胞合成，主要功能是將單體Ig分子連接為多聚體。,,分泌片含糖肽鏈，是多聚免疫球蛋白受體的胞外段，由黏膜上皮細(xì)胞合成和分泌。功能保護(hù)sIgA鉸鏈區(qū)不被蛋白水解酶降解。介導(dǎo)sIgA從黏膜下通過黏膜細(xì)胞轉(zhuǎn)運(yùn)到黏膜表面。,（三）Ig水解片段,木瓜蛋白酶(papain)胃蛋白酶(pepsin),,木瓜蛋白酶水解水解部位在重鏈鏈間二硫鍵的近N端。水解為2個抗原結(jié)合片段

7、（fragment of antigen binding，F(xiàn)ab，單價）和1個可結(jié)晶片段（fragment crystallizable，F(xiàn)c）。,,胃蛋白酶水解部位在重鏈鏈間二硫鍵的近C端。水解為1個具有雙價活性的抗原結(jié)合片段F(ab’)2和多個沒有功能的片段（pFc’）。,第三節(jié) 免疫球蛋白的生物學(xué)特性,V區(qū)的功能特異性識別和結(jié)合抗原：中和毒素，阻斷病原體入侵；進(jìn)而通過其C區(qū)而發(fā)揮作用。,中和毒素,中和病毒,中和細(xì)菌,,C

8、區(qū)的功能1.激活補(bǔ)體,,2.調(diào)理作用：IgG，吞噬,3.ADCC: IgG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IgG FcR與靶細(xì)胞表面IgG的Fc段結(jié)合，從而殺傷靶細(xì)胞,動畫演示ADCC作用,4.介導(dǎo)Ⅰ型超敏反應(yīng),,5.穿過胎盤：IgG選擇性與FcRn（特異性IgG輸送蛋白）結(jié)合，轉(zhuǎn)移到滋養(yǎng)層細(xì)胞內(nèi)，進(jìn)入胎兒血液。6.參與黏膜免疫：sIgA,第四節(jié) 各類免疫球蛋白的特性和功能,I

9、gG,血清中的主要抗體成分（75-80%）；半衰期長（20-23天）；出生后3個月開始合成，3-5歲接近成人水平；多數(shù)抗菌、抗病毒、抗毒素抗體均屬IgG類是唯一能通過胎盤的Ig，發(fā)揮自然被動免疫功能；具有活化補(bǔ)體經(jīng)典途徑的能力（IgG3>IgG1>IgG2）；具有調(diào)理作用、ADCC作用和結(jié)合SPA等；參與Ⅱ型、Ⅲ型超敏反應(yīng)，某些自身免疫病的抗體也屬IgG。,IgM,為五聚體，分子量最大，稱為巨球蛋白（macrog

10、lobulin）；個體發(fā)育中最先出現(xiàn)的Ig，胚胎晚期即能產(chǎn)生，臍帶血IgM增高提示胎內(nèi)感染（如風(fēng)疹病毒、巨細(xì)胞病毒感染等）；抗原初次刺激機(jī)體時，是體內(nèi)最先產(chǎn)生的Ig；血清IgM升高說明有近期感染；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；天然血型抗體是IgM；未成熟B細(xì)胞表達(dá)mIgM。,IgA,分為單體的血清型和二聚體的分泌型IgA；分泌型IgA 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

11、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。初乳中的sIgA可對嬰幼兒發(fā)揮自然被動免疫作用調(diào)理吞噬、中和毒素,,IgD,血清中含量低（0.2%），血清型IgD生物學(xué)作用尚不清楚mIgD可作為B細(xì)胞分化成熟標(biāo)記，成熟B細(xì)胞同時表達(dá)mIgM和mIgD,mIgM,mIgD,,,成熟B細(xì)胞,活化B細(xì)胞,未成熟B細(xì)胞,IgE,是血清中含量最低的Ig主要由呼吸道、胃腸道粘膜固有層的漿細(xì)胞產(chǎn)生屬嗜