2.免疫球蛋白.ppt

免疫球蛋白免疫球蛋白抗体（抗体（antibody,antibody,AbAb）:是由是由B B细胞接受抗原刺激后增殖分化为浆细胞所产细胞接受抗原刺激后增殖分化为浆细胞所产生的一类糖蛋白，主要存在于血液和组织液中，为体生的一类糖蛋白，主要存在于血液和组织液中，为体液免疫的重要效应分子。液免疫的重要效应分子。怎么来的？怎么来的？BAgAb特异性结合特异性结合（AbAb活性）活性）免疫球蛋白（免疫球蛋白（immunoglobulin,immunoglobulin,IgIg）:具有抗体活性或化学结构与抗体相似的球蛋白。具有抗体活性或化学结构与抗体相似的球蛋白。IgIg有两种存在形式：有两种存在形式：分泌型分泌型(secreted immunoglobulin,secreted immunoglobulin,sIgsIg)-体液体液,介导体液免疫应答；介导体液免疫应答；-骨髓瘤和巨球蛋白血症病人血清中，无骨髓瘤和巨球蛋白血症病人血清中，无AbAb活性活性膜型（膜型（membrane immunoglobulin,membrane immunoglobulin,mIgmIg）-B B细胞膜细胞膜，抗原受体抗原受体(BCRBCR)。凝胶电泳法凝胶电泳法 l 球蛋白球蛋白 =丙种球蛋白丙种球蛋白 =胎盘球蛋白胎盘球蛋白 =抗体分子抗体分子？抗体都是免疫球蛋白抗体都是免疫球蛋白并非所有的免疫球蛋白都是抗体并非所有的免疫球蛋白都是抗体AbAb与与IgIg的关系？的关系？IgIg是化学结构上的概念是化学结构上的概念AbAb是生物学功能上的概念是生物学功能上的概念 第一节第一节 免疫球蛋白的分子结构免疫球蛋白的分子结构内内 容容一、基本结构一、基本结构二、二、J J链和分泌片链和分泌片三、水解片段三、水解片段一、基本结构一、基本结构 四条肽链通过二硫键连接形成四条肽链通过二硫键连接形成”Y”Y”字形结构字形结构.1.1.重链和轻链重链和轻链 重重重重链链链链（heavy chainheavy chainheavy chainheavy chain，H H H H）2 2 2 2条条条条 轻链轻链轻链轻链（light chainlight chainlight chainlight chain，L L L L）2 2 2 2条条条条N N端端C端端2.2.可变区和恒定区可变区和恒定区可变区可变区可变区可变区(variable(variable(variable(variable region,Vregion,Vregion,Vregion,V区区区区):VH,VL):VH,VL):VH,VL):VH,VL恒定区恒定区恒定区恒定区(constant constant constant constant region,Cregion,Cregion,Cregion,C区区区区):CH,CL):CH,CL):CH,CL):CH,CL可变区可变区:N-N-末端末端1/2L1/2L链链 +1/4(+1/4(或或1/5)H1/5)H链链恒定区恒定区:C-C-末端末端1/2L1/2L链链 +3/4(+3/4(或或4/5)H4/5)H链链可变区（可变区（V V区）区）高变区高变区/互补决定区互补决定区(CDR)VH和和VL各有三个区域氨基酸各有三个区域氨基酸组成和排列顺序高度可变组成和排列顺序高度可变骨架区骨架区(FR)V区区CDR之外区域氨基酸组之外区域氨基酸组成和排列顺序相对不易变化成和排列顺序相对不易变化抗体分子与抗原分子发生特抗体分子与抗原分子发生特异性结合的部位异性结合的部位维持高变区的空间构型维持高变区的空间构型高变区：高变区：HVR互补决定区：互补决定区：CDR包括包括CDR1CDR1，CDR2CDR2，CDR3CDR3。铰链区铰链区（Hinge regionHinge region）铰链区位于铰链区位于CH1CH1与与CH2CH2之间。之间。富含大量脯氨酸而易伸展弯曲，能改变两个富含大量脯氨酸而易伸展弯曲，能改变两个Y Y形臂之间的距离。形臂之间的距离。有利于两臂同时结合不同位置的抗原表位。有利于两臂同时结合不同位置的抗原表位。IgDIgD、IgGIgG、IgAIgA有铰链区，有铰链区，IgMIgM和和IgEIgE无。无。对对木瓜蛋白酶、胃蛋白酶等敏感。木瓜蛋白酶、胃蛋白酶等敏感。二、免疫球蛋白的功能区二、免疫球蛋白的功能区IgIg分子结合抗原前后的构象变化分子结合抗原前后的构象变化FabFc补体结补体结合位点合位点被屏障被屏障结合抗原之前结合抗原之前 暴露的暴露的补体结补体结合位点合位点结合抗原之后结合抗原之后4.4.结构域（功能区）结构域（功能区）IgIg两条重链和两条轻链均可两条重链和两条轻链均可折叠折叠为数个为数个球形球形结构结构域域。每个结构域约含每个结构域约含110个氨基酸残基，一般具有独特个氨基酸残基，一般具有独特的功能，故又称功能区。的功能，故又称功能区。轻链轻链轻链轻链有有有有V V V VH H和和和和C C C CL L L L两个结构域两个结构域两个结构域两个结构域重链重链重链重链有有有有V V V VH H H H，C C C CH H H H1 1 1 1，C C C CH H H H2 2 2 2，C C C CH H H H3 3 3 3(IgGIgGIgGIgG、IgAIgAIgAIgA 和和和和IgDIgDIgDIgD)多一个多一个多一个多一个C C C CH H H H4 4 4 4（IgMIgMIgMIgM和和和和IgEIgEIgEIgE）各功能区的功能各功能区的功能VH+VL结合抗原结合抗原CH+CL同种异型的遗传标记同种异型的遗传标记(IgG)CH2补体结合位点补体结合位点(IgM)CH3补体结合位点补体结合位点(IgG)CH3结合细胞表面受体结合细胞表面受体Fc R(单核单核C、巨噬、巨噬C、中性粒细胞、中性粒细胞、NK)(IgG)CH2介导介导IgG通过胎盘通过胎盘(IgE)CH2、CH3结合结合Fc R(肥大细胞，嗜碱性粒细胞肥大细胞，嗜碱性粒细胞)二、二、J链和分泌片链和分泌片1.J1.J链链由由浆细胞合成浆细胞合成，以以二硫键二硫键的形式共价结合到的形式共价结合到IgIg的重链上，的重链上，功能是将单体功能是将单体IgIg分子分子连接为多聚体连接为多聚体。如。如IgMIgM,IgAIgA。2.2.分泌片分泌片由由黏膜上皮细胞黏膜上皮细胞合成与分泌的多肽，以非共合成与分泌的多肽，以非共价键方式结合到二聚体上，价键方式结合到二聚体上，保护保护sIgAsIgA(分泌型分泌型IgAIgA)，使之不受环境中酶的破坏，并使之不受环境中酶的破坏，并介导介导sIgAsIgA的转运的转运.三、水解片段三、水解片段水解片段水解片段水解片段水解片段 木瓜蛋白酶木瓜蛋白酶木瓜蛋白酶木瓜蛋白酶（PapainPapainPapainPapain）IgGIgGIgGIgG FabFabFabFab段段段段(fragment antigenfragment antigenfragment antigenfragment antigen binding,binding,binding,binding,抗原结合片段抗原结合片段抗原结合片段抗原结合片段)FcFcFcFc段段段段（fragment fragment fragment fragment crystalizablecrystalizablecrystalizablecrystalizable,可结晶片段）可结晶片段）可结晶片段）可结晶片段）胃蛋白酶胃蛋白酶胃蛋白酶胃蛋白酶（PepsinPepsinPepsinPepsin）IgGIgGIgGIgG F F F F(abababab)2 2 2 2 pFcpFcpFcpFc 第三节第三节 免疫球蛋白的生物学功能与特性免疫球蛋白的生物学功能与特性 抗体是抗体是体液免疫应答体液免疫应答中最主要的免疫分子，其中最主要的免疫分子，其生物学作用是由分子中不同生物学作用是由分子中不同结构域结构域特点所决定的。特点所决定的。抗体与抗原抗体与抗原特异性结合特异性结合由由可变区可变区完成，与抗原结完成，与抗原结合后合后激发的效应功能激发的效应功能由由恒定区恒定区完成。完成。一、免疫球蛋白的生物学功能一、免疫球蛋白的生物学功能1.IgV1.IgV区的功能区的功能2.IgC2.IgC区的功能区的功能1.IgV1.IgV区的功能区的功能抗体抗体FabFab段的段的V V区区抗原抗体结合具有抗原抗体结合具有高度特异性高度特异性 抗原表位的立体结构抗原表位的立体结构直接中和毒素直接中和毒素促使促使FcFc段构型改变，启动段构型改变，启动FcFc段活性段活性IgG1-3,IgG1-3,IgMIgM 2.IgC2.IgC区的功能区的功能相应抗原相应抗原抗体构象改变抗体构象改变CHCH区上补体结区上补体结合位点暴露合位点暴露补体补体C1qC1q结合结合经典途径活化经典途径活化补体补体（1 1）激活补体）激活补体（2 2 2 2）细胞亲嗜性（）细胞亲嗜性（）细胞亲嗜性（）细胞亲嗜性（IgGIgG、IgEIgE）不同细胞表面具有不同细胞表面具有不同细胞表面具有不同细胞表面具有IgIgIgIg的的的的FcFcFcFc受体，当受体，当受体，当受体，当IgIgIgIg与相应抗与相应抗与相应抗与相应抗原结合后，其原结合后，其原结合后，其原结合后，其FcFcFcFc段可与具有相应受体的细胞结合。段可与具有相应受体的细胞结合。段可与具有相应受体的细胞结合。段可与具有相应受体的细胞结合。抗体与抗体与抗体与抗体与IgFcIgFcIgFcIgFc受体结合后可表现不同的生物学作受体结合后可表现不同的生物学作受体结合后可表现不同的生物学作受体结合后可表现不同的生物学作用。用。用。用。1 1 1 1）调理作用调理作用调理作用调理作用2 2 2 2）抗体依赖的细胞介导的细胞毒作用）抗体依赖的细胞介导的细胞毒作用）抗体依赖的细胞介导的细胞毒作用）抗体依赖的细胞介导的细胞毒作用(ADCCADCCADCCADCC)3 3 3 3）介导介导介导介导型型型型超敏反应超敏反应超敏反应超敏反应调理作用调理作用 Fc R 抗体依赖的细胞介导的细胞毒作用抗体依赖的细胞介导的细胞毒作用（antibody-dependent cell-mediated antibody-dependent cell-mediated cytotoxicitycytotoxicity）AbEffector cellTarget cell表达表达FcFc受体的细胞受体的细胞(NKNK、M M、中性粒细胞）中性粒细胞）通过识别抗通过识别抗体的体的FcFc段直接杀伤被抗体包被的的靶细胞。段直接杀伤被抗体包被的的靶细胞。ADCC作用作用ADCCADCC作用作用 NK NK 细胞介导的细胞介导的ADCCADCC作用作用 根据根据根据根据重链重链重链重链C C C C区抗原特异性区抗原特异性区抗原特异性区抗原特异性的不同，的不同，的不同，的不同，IgIgIgIg分为五类：分为五类：分为五类：分为五类：IgGIgG-(gamma)(gamma)；IgAIgA-(alpha)(alpha)IgMIgM-(mu(mu)；IgDIgD-(delta)(delta)IgEIgE -(epsilon)(epsilon)二、各类免疫球蛋白的主要特性与作用二、各类免疫球蛋白的主要特性与作用IgM J J 链链分分 泌泌 型型 IgMIgM膜膜 型型 IgMIgMmIgM Iga a Igb b Iga a Igb b1.IgM1.IgM（1 1 1 1）占血清）占血清）占血清）占血清IgIgIgIg总量的总量的总量的总量的5%-10%5%-10%5%-10%5%-10%，血清浓度约，血清浓度约，血清浓度约，血清浓度约1mg/ml1mg/ml1mg/ml1mg/ml；（2 2 2 2）单体）单体）单体）单体IgMIgMIgMIgM以以以以mIgMmIgM表达于表达于B B细胞表面，细胞表面，BCRBCR的主要的主要构成成分；构成成分；（3 3 3 3）分泌型）分泌型）分泌型）分泌型IgMIgMIgMIgM为五聚体，分子量最大，又称巨球为五聚体，分子量最大，又称巨球为五聚体，分子量最大，又称巨球为五聚体，分子量最大，又称巨球蛋白；蛋白；蛋白；蛋白；（4 4 4 4）个体发育中最早合成的抗体，在胚胎发育晚期）个体发育中最早合成的抗体，在胚胎发育晚期）个体发育中最早合成的抗体，在胚胎发育晚期）个体发育中最早合成的抗体，在胚胎发育晚期的胎儿即可产生的胎儿即可产生的胎儿即可产生的胎儿即可产生IgMIgMIgMIgM；（5 5 5 5）是初次体液免疫应答中最早出现的抗体；）是初次体液免疫应答中最早出现的抗体；）是初次体液免疫应答中最早出现的抗体；）是初次体液免疫应答中最早出现的抗体；（6 6 6 6）比）比）比）比IgGIgGIgGIgG更易激活补体（经典途径）；更易激活补体（经典途径）；更易激活补体（经典途径）；更易激活补体（经典途径）；（7 7 7 7）未成熟）未成熟）未成熟）未成熟B B B B细胞仅表达细胞仅表达细胞仅表达细胞仅表达mIgMmIgMmIgMmIgM，记忆，记忆，记忆，记忆B B B B细胞细胞细胞细胞mIgMmIgMmIgMmIgM消失；2.IgG2.IgG（1 1 1 1）血清中含量最高，约占血清）血清中含量最高，约占血清）血清中含量最高，约占血清）血清中含量最高，约占血清IgIg总量的总量的80%80%；半；半；半；半衰期最长衰期最长衰期最长衰期最长(20-23(20-23(20-23(20-23天天天天)；（2 2 2 2）有）有）有）有4 4 4 4个亚类，其血清浓度从高到低依次为个亚类，其血清浓度从高到低依次为个亚类，其血清浓度从高到低依次为个亚类，其血清浓度从高到低依次为IgG1IgG1、IgG2IgG2、IgG3IgG3、IgG4IgG4；（3 3 3 3）自出生后）自出生后）自出生后）自出生后3 3 3 3个月开始合成，个月开始合成，个月开始合成，个月开始合成，3-53-53-53-5岁接近成人水平；岁接近成人水平；岁接近成人水平；岁接近成人水平；（4 4 4 4）再次免疫应答产生的主要抗体；）再次免疫应答产生的主要抗体；）再次免疫应答产生的主要抗体；）再次免疫应答产生的主要抗体；（5 5 5 5）IgG1IgG1、IgG3IgG3、IgG4IgG4能通过胎盘屏障；能通过胎盘屏障；能通过胎盘屏障；能通过胎盘屏障；（6 6 6 6）IgG1IgG1、IgG2IgG2、IgG4IgG4可以其可以其FcFc段与段与SPASPA结合结合；（7 7 7 7）IgG1IgG1、IgG3IgG3可高可高激活补体；激活补体；激活补体；激活补体；（8 8 8 8）调理作用调理作用调理作用调理作用（促进吞噬促进吞噬促进吞噬促进吞噬）；）；）；）；（9 9 9 9）介导）介导）介导）介导ADCCADCCADCCADCC（细胞毒作用）细胞毒作用）细胞毒作用）细胞毒作用）3.IgA3.IgA1.1.1.1.两种类型：两种类型：两种类型：两种类型：（1 1 1 1）血清型）血清型）血清型）血清型:IgA1:IgA1:IgA1:IgA1，单体；，单体；，单体；，单体；（2 2 2 2）分泌型）分泌型）分泌型）分泌型:IgA2:IgA2:IgA2:IgA2，二聚体二聚体二聚体二聚体,1 1 1 1）SIgASIgASIgASIgA由粘膜局部浆细胞合成；由粘膜局部浆细胞合成；由粘膜局部浆细胞合成；由粘膜局部浆细胞合成；2 2 2 2）分泌片由粘膜上皮细胞合成；）分泌片由粘膜上皮细胞合成；）分泌片由粘膜上皮细胞合成；）分泌片由粘膜上皮细胞合成；2.SIgA2.SIgA2.SIgA2.SIgA主要存在于乳汁、唾液、泪液和呼吸道、消主要存在于乳汁、唾液、泪液和呼吸道、消主要存在于乳汁、唾液、泪液和呼吸道、消主要存在于乳汁、唾液、泪液和呼吸道、消化道、生殖道黏膜表面，参与局部的黏膜免疫。化道、生殖道黏膜表面，参与局部的黏膜免疫。化道、生殖道黏膜表面，参与局部的黏膜免疫。化道、生殖道黏膜表面，参与局部的黏膜免疫。sIgAsIgA的分泌的分泌4.IgD4.IgD（1 1）仅占血清）仅占血清IgIg总量的总量的0.2%0.2%，血清浓度约，血清浓度约30ug/ml30ug/ml。（2 2）分为两型）分为两型 1 1）血清型）血清型:血清中，功能不清；血清中，功能不清；2 2）膜结合型（）膜结合型（mIgmIgD）:B:B细胞表面细胞表面,是是B B细胞细胞成熟的重要标志；抗原受体；活化的成熟的重要标志；抗原受体；活化的B B细胞或细胞或记忆记忆B B细胞的细胞的mIgmIgD D逐渐消失。逐渐消失。5.IgE5.IgE（1 1）单体分子；）单体分子；（2 2）血清中含量最低血清中含量最低；（3 3）种系进化过程中出现最晚）种系进化过程中出现最晚;（4 4）黏膜下淋巴组织中的浆细胞分泌；）黏膜下淋巴组织中的浆细胞分泌；（5 5）介导）介导I I型超敏反应；型超敏反应；（6 6）抗寄生虫免疫。）抗寄生虫免疫。第五节第五节 人工制备的抗体人工制备的抗体一、多克隆抗体一、多克隆抗体二、单克隆抗体二、单克隆抗体三、基因工程抗体三、基因工程抗体 抗体是一种非常重要的生物活性物质，在疾病抗体是一种非常重要的生物活性物质，在疾病的诊断、预防和治疗过程中发挥着重要的作用。的诊断、预防和治疗过程中发挥着重要的作用。一、多克隆抗体一、多克隆抗体多克隆抗体（多克隆抗体（polyclonal antibodypolyclonal antibody，PcAbPcAbPcAbPcAb）(一一一一)概念概念概念概念:将抗原注入机体后，刺激多个将抗原注入机体后，刺激多个将抗原注入机体后，刺激多个将抗原注入机体后，刺激多个B B B B细胞克隆所产生细胞克隆所产生细胞克隆所产生细胞克隆所产生的抗体是针对多种抗原表位的混合抗体，故称之为的抗体是针对多种抗原表位的混合抗体，故称之为的抗体是针对多种抗原表位的混合抗体，故称之为的抗体是针对多种抗原表位的混合抗体，故称之为多克隆抗体，其特点是来源广泛、制备方法简便。多克隆抗体，其特点是来源广泛、制备方法简便。多克隆抗体，其特点是来源广泛、制备方法简便。多克隆抗体，其特点是来源广泛、制备方法简便。(二二二二)获得途径主要有动物免疫血清、恢复期病人血获得途径主要有动物免疫血清、恢复期病人血获得途径主要有动物免疫血清、恢复期病人血获得途径主要有动物免疫血清、恢复期病人血清或免疫接种人群清或免疫接种人群清或免疫接种人群清或免疫接种人群(三三三三)优势：作用全面，来源广泛，制备容易优势：作用全面，来源广泛，制备容易优势：作用全面，来源广泛，制备容易优势：作用全面，来源广泛，制备容易(三三三三)缺点：特异性不高，易发生交叉反应缺点：特异性不高，易发生交叉反应缺点：特异性不高，易发生交叉反应缺点：特异性不高，易发生交叉反应二、单克隆抗体二、单克隆抗体单克隆抗体单克隆抗体（monoclonal antibody,monoclonal antibody,monoclonal antibody,monoclonal antibody,McAbMcAbMcAbMcAb）将由将由将由将由单一单一单一单一B B B B细胞克隆细胞克隆细胞克隆细胞克隆所产生的，只作用于某一特所产生的，只作用于某一特所产生的，只作用于某一特所产生的，只作用于某一特定抗原表位的均一抗体称为单克隆抗体。定抗原表位的均一抗体称为单克隆抗体。定抗原表位的均一抗体称为单克隆抗体。定抗原表位的均一抗体称为单克隆抗体。1975197519751975年，年，年，年，KohlerKohlerKohlerKohler和和和和MilsteinMilsteinMilsteinMilstein将可产生特异性抗将可产生特异性抗将可产生特异性抗将可产生特异性抗体但在体外不能长期存活的体但在体外不能长期存活的体但在体外不能长期存活的体但在体外不能长期存活的免疫小鼠的脾细胞免疫小鼠的脾细胞免疫小鼠的脾细胞免疫小鼠的脾细胞（B B B B细细细细胞）与不能产生特异性抗体但在体外可长期存活的胞）与不能产生特异性抗体但在体外可长期存活的胞）与不能产生特异性抗体但在体外可长期存活的胞）与不能产生特异性抗体但在体外可长期存活的恶性浆细胞瘤细胞恶性浆细胞瘤细胞恶性浆细胞瘤细胞恶性浆细胞瘤细胞在体外融合，由此形成的杂交细在体外融合，由此形成的杂交细在体外融合，由此形成的杂交细在体外融合，由此形成的杂交细胞系称为胞系称为胞系称为胞系称为杂交瘤杂交瘤杂交瘤杂交瘤。制备制备:杂交瘤技术杂交瘤技术 三、基因工程抗体三、基因工程抗体 基因工程抗体又称重组抗体，它是在充分认基因工程抗体又称重组抗体，它是在充分认识识IgIg基因结构与功能的基础上，应用基因结构与功能的基础上，应用DNADNA重组和重组和蛋白质工程技术，按人们的意愿在基因水平上对蛋白质工程技术，按人们的意愿在基因水平上对IgIg分子进行切割、拼接或修饰，重新组装成的新分子进行切割、拼接或修饰，重新组装成的新型抗体分子。型抗体分子。1.1.人人-鼠嵌合抗体鼠嵌合抗体2.2.改形抗体改形抗体3.3.单链抗体单链抗体4.4.双特异性抗体双特异性抗体嵌合抗体嵌合抗体V(鼠鼠)C(人人)鼠鼠人人人人-鼠鼠改型抗体改型抗体 CDR(鼠鼠)FR,C(人人)鼠人单链抗体单链抗体(single chain variable fragment,ScFv)VH 连接链连接链 VLFvScFv双特异性抗体双特异性抗体/双功能抗体双功能抗体 CTLTumorcellanti-CD3anti-TSA