详细介绍抗原抗体反应.ppt
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1、详细介绍抗原抗体反应抗原的基本知识 抗原决定簇抗原-抗体相互作用2一、抗原的基本知识一、抗原的基本知识一、抗原的基本知识一、抗原的基本知识 抗原(Antigen)是指那些能够通过TCR和和BCR特异性特异性结合合而激活T或B淋巴细胞、诱导正或负免疫应答的物质。正正应答答导致抗体和效应T细胞的产生,而负应答答则引起宿主对抗原的无反应状态,即免疫耐受。“应”指抗原刺激机体产生免疫应答产物即抗体或免疫效应细胞;“答”指相应抗原与免疫应答产物结合并将其排除体外。抗原的理化性质抗原多是分子量在抗原多是分子量在4000以上的生物大分子以上的生物大分子。无机物无机物溶解于水以后以离子的形式存在,不能与抗原识
2、别受体形成足够数量的非共价键,故不能成为抗原。蛋白质、多糖、脂多糖和DNA等是常见的抗原。3外源性外源性分子大小分子大小 MW.5000-10000化学组成与复杂性化学组成与复杂性 如异聚物比同聚物免疫原性更强抗原加工和递呈的敏感性抗原加工和递呈的敏感性 如不可溶的大分子通常是比可溶性小分子免疫原性更强(不可溶的大分子易于吞噬和加工);不能被降解递呈的大分子物质免疫原性很低。41、抗原性与免疫原性、抗原性与免疫原性免疫原性免疫原性(immunogenicity),(immunogenicity),指抗原分子能够刺激机体产生免疫应答,诱导产生抗体或致敏淋巴细胞的特性。AgT TB B致敏致敏致敏
3、致敏T T T T细胞细胞细胞细胞浆细胞浆细胞浆细胞浆细胞抗体抗体5抗原性(抗原性(特异反应性),指抗原与其诱导产生的抗体或致敏淋巴细胞发生特异性结合的特性。AgT TB B致敏致敏T T T T细胞细胞细胞细胞浆细胞浆细胞浆细胞浆细胞 抗体62 2、抗原的分类、抗原的分类完全抗原(complete antigen)具有免疫原性和特异反应性的物质。半抗原又称不完全抗原(hapten,incomplete antigen)无免疫原性,只有特异反应性的物质。如青霉素,芳香族化合物、糖、核酸等。载体(carrier)赋予半抗原以免疫原性的蛋白质。半抗原+蛋白质(载体)完全抗原 常用载体:BSA(牛血
4、清蛋白)完全抗原和半抗原完全抗原和半抗原7半抗原半抗原半抗原半抗原+载体载体载体载体抗体抗体抗体抗体BTh完全抗原完全抗原完全抗原完全抗原BBBTh8将半抗原与大的将半抗原与大的载体分子(通常是蛋白体分子(通常是蛋白质)偶联在一起称为半抗原的转化作用。半抗原的转化半抗原的转化半抗原的转化半抗原的转化小分子的半抗原小分子的半抗原经过重氮化以后,再与载体蛋白上酪氨酸残基偶联,形成一个共价的偶氮蛋白,表现免疫原性。9超抗原(超抗原(superantigen,SAgsuperantigen,SAg)超抗原指一组能与某些亚型的TCR/BCR在受体外侧部位相结合的,并能直接激活T细胞或B细胞的物质。可激活
5、很高数量T细胞的分子,比普通抗原的激活效率高2000-50 000倍。普通抗原普通抗原单克隆单克隆T T细胞应答细胞应答1:101:104 4-1:10-1:105 5超抗原超抗原多克隆多克隆T T细胞应答细胞应答1:4-1:101:4-1:1010超抗原与典型抗原超抗原与典型抗原区 别 典型抗原超抗原 是否需要APC参与 是否需要APC处理 -必须与MHC类分子形成复合物+(VJVDJ)+(V)MHC限制性+-激活T细胞数 1/100001/5-1/20特异性激活+-超抗原作用示意图外源性超抗原:微生物的毒素,如金黄色葡萄球菌外源性超抗原:微生物的毒素,如金黄色葡萄球菌肠毒素。毒素。内源性超
6、抗原:次要淋巴内源性超抗原:次要淋巴细胞刺激抗原,如反胞刺激抗原,如反转录病毒基因病毒基因产物等。物等。超抗原种类超抗原种类11二、二、抗原决定簇抗原决定簇1.定义n抗原决定簇(antigenic determinant),又称表位(epitope),是决定抗原特异性的具有一定组成和特殊结构的化学基团。n它的功能是与免疫系统中淋巴细胞上的受体结合以及与相应抗体分子结合。n它是免疫原引起免疫应答以及与抗体产生特异反应的基本结构单元,是免疫应答特异性的物质基础。122.类型(1)顺序决定簇(sequential determinant),又称线性决定簇(linear determinant),序列
7、相连续的氨基酸片段构成的决定簇。(2)构象决定簇(conformational determinant),又称非线性决定簇(non-linear determinant),由不相连接的氨基酸顺序片段经多肽折叠卷曲而组合起来的功能基团,一般位于蛋白质的表面。13结构决定簇与顺序决定簇结构决定簇与顺序决定簇结构决定簇与顺序决定簇结构决定簇与顺序决定簇14两种抗体与一个连续性抗原表位及一个非连续性抗原表位的相互作用15蛋白质结构与抗原表位蛋白质结构与抗原表位3.蛋白质的结构与抗原决蛋白质的结构与抗原决定簇的关系定簇的关系(1)蛋白质的一级结构只有顺序决定簇顺序决定簇;(2)蛋白质的二级结构与抗原的反
8、应性抗原的反应性密切有关;(3)蛋白质的三级结构与抗原构象决定簇抗原构象决定簇密切相关;(4)蛋白质四级结构与抗抗原构象决定簇原构象决定簇和免疫原价和免疫原价数数密切相关;16B细胞抗原表位的特性细胞抗原表位的特性天然蛋白的B细胞抗原表位通常由蛋白表面的亲水氨基酸组成,易于接近膜结合或自由的抗体。顺序抗原表位(Sequential Epitopes),连续抗原表位(Continuous Epitopes),蛋白质一级结构结构抗原表位(Continuous Epitopes),不连续抗原表位(Discontinuous Epitopes),蛋白质三级结构。17TCR识别靶细胞表面MHC/抗原肽复
9、合物T淋巴细胞与淋巴细胞与MHC分子分子与BCR不同,TCR不能与游离的抗原结合,而只能识别被主要组织相容性(MHC)分子递呈的短肽,因此T细胞对抗原的识别和应答具有MHC限制性。MHC分子是一类独特的跨膜糖蛋白大分子,由和链非共价结合而成。表达于细胞表面的MHC分子必须与9-17个氨基酸的短肽相结合。18特性特性T细胞表位细胞表位B细胞表位细胞表位表位分子TCRBCRMHC分子分子必需必需无需表位性质主要是线性多肽天然的多肽、多糖、脂多糖、有机化合物表位大小8-12氨基酸(CD8-TC)12-17氨基酸(CD4-TC)5-15个氨基酸,5-7个单糖或5-7个核苷酸表位类型线性表位构象、线性表
10、位表位位置抗原分子任意部位抗原分子表面 按照与抗原受体细胞结合不同,分为B细胞抗原表位和T细胞抗原表位。194.抗原-抗体反应的特异性抗原表位的性质、数目、位置、空间排列和立体构象决定着抗原-抗体反应的高度特异性。205.共同抗原表位与交叉反应1.共同表位(common epitope):指不同抗原之间含有的相同或相似的抗原表位。2.交叉反应(cross-reaction):指抗体或致敏淋巴细胞对具有相同或相似表位的不同抗原均具有的反应(交叉结合)。21 三、抗原三、抗原-抗体相互作用抗体相互作用抗原抗体反应的原理影响抗原抗体反应的因素抗原抗体反应的应用 放免测定、Elisa、Western
11、Blot22抗原抗体反应抗原抗体反应:指抗原与相应抗体之间所发生的特异性结指抗原与相应抗体之间所发生的特异性结合反应合反应。抗原抗体反应的原理体内:体液免疫应答的效应作用体内:体液免疫应答的效应作用体外:各种免疫学检测技术体外:各种免疫学检测技术包括包括231、抗原抗体的亲和力和亲合力抗原抗体的亲和力和亲合力亲和力(亲和力(affinityaffinity):是抗体分子上一个抗原结合点抗体分子上一个抗原结合点与一个相应的抗原决定簇一个相应的抗原决定簇之间的相适应而结合的强度强度,是抗原与抗体间固有的结合力抗原与抗体间固有的结合力。是指一个抗原决定簇和抗体分子上的一个是指一个抗原决定簇和抗体分子
12、上的一个AbAb结合位点之间的反应强度。结合位点之间的反应强度。亲和力=吸引力+排斥力24亲和常数(亲和常数(K K):):K K值越大值越大 抗体的亲和力越高抗体的亲和力越高 与抗原结合越牢固与抗原结合越牢固抗体与抗原结合是可逆的反应,在平衡时其抗体与抗原结合是可逆的反应,在平衡时其25亲合力(avidity):是指一个抗体分子与整个抗原表位之间结合的强度,与抗体结合价直接相关。另外也与亲和力强弱有关。抗原与抗体之间的总作用强度与很多因素有关,包括抗原价数262、抗原抗体之间的相互作用力:氢键离子离子键疏水作用力疏水作用力范德范德华力力不形成牢固的共价键,通过非共价键结合不形成牢固的共价键,
13、通过非共价键结合这种弱的结合力涉及几种分子间的作用力这种弱的结合力涉及几种分子间的作用力 271、离子键概念:抗原和抗体分子带有相反电荷的氨基和羧基基团之间相互的引力。离子键强度的大小与两个相互作用基团间的距离的平方成反比。离子键强度的大小与两个相互作用基团间的距离的平方成反比。282、范德华引力概念:抗原和抗体相互接近时,各自所携带的原子与原子、分子与分子由于分子极化作用而出现的引力。结合力的大小与两个相结合力的大小与两个相互作用基团的极化程度的互作用基团的极化程度的乘积成正比、与它们之间乘积成正比、与它们之间距离的距离的7 7次方成反比。次方成反比。作用力最小作用力最小 作用大小取决于二者
14、作用大小取决于二者分子空间构型的互补性分子空间构型的互补性293、氢键结合力概念:供氢体上的氢原子与受氢体原子间的引力。供氢体:供氢体:COOHCOOH、NHNH2 2和和OH OH 受氢体:氧、氮受氢体:氧、氮 氢键结合力与供氢体和受氢体之间距离的氢键结合力与供氢体和受氢体之间距离的6 6次方成反比。次方成反比。最具特异性(必须供氢体和受氢体互补才能实现氢键的结最具特异性(必须供氢体和受氢体互补才能实现氢键的结合)合)304、疏水作用力(疏水键)l概念:两个疏水基团在水溶液中相互接触时,由于对水分子排斥而趋向聚集的力。抗原决定簇与抗体上抗原决定簇与抗体上的结合点靠近,互相间的结合点靠近,互相
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