抗体及基因重排.ppt
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1、抗体及基因重排抗体及基因重排(Antibody,AbAntibody,Ab)遵义医学院遵义医学院 孙万邦孙万邦1 22024/6/17 周一抗抗体体(antibodyantibody,AbAb)是是B B淋淋巴巴细细胞胞接接受受抗抗原原刺刺激激后后增增殖殖分分化化为为浆浆细细胞胞,由由浆浆细细胞胞合合成成、分分泌泌能能与与相相应应抗原特异性结合的抗原特异性结合的免疫球蛋白免疫球蛋白(immunoglobulinimmunoglobulin,Ig Ig)。抗抗体体主主要要存存在在于于血血清清中中,也也存存在在于于各种体液中。各种体液中。3 42024/6/17 周一11.1 Ab11.1 Ab(
2、Ig Ig)的基本结构及多样性)的基本结构及多样性Ig Ig分子的基本结分子的基本结构是由两条相同构是由两条相同的重链和两条相的重链和两条相同的轻链通过二同的轻链通过二硫键连接而成的硫键连接而成的四肽链结构四肽链结构,称称为为Ig Ig的单体。的单体。52024/6/17 周一一、重链和轻链一、重链和轻链1.1.重链重链(heavy heavy chain chain,H H链)链)Ig Ig的重链由的重链由450550450550个氨基酸残基组成,个氨基酸残基组成,分子量约为分子量约为5075kD5075kD。62024/6/17 周一重链重链 根据重链免疫原性的不同,可将重链分为根据重链免
3、疫原性的不同,可将重链分为、和和五类(五类(classclass),),与轻链结合为与轻链结合为IgMIgM、IgGIgG、IgAIgA、IgDIgD和和IgEIgE。某些又可亚类。某些又可亚类。分为四个亚类(分为四个亚类(1-41-4),),分为分为2 2个亚类(个亚类(1-21-21-21-2)。)。7 2 2轻链轻链(light light chainchain,L L链)链)Ig Ig的轻链约含的轻链约含214214个氨基酸,个氨基酸,约为重链的约为重链的1/21/2,分子量约,分子量约25kD25kD。82024/6/17 周一轻链轻链轻链免疫原性的不同,分为轻链免疫原性的不同,分为
4、、两型。两型。同一个体内可存在分别带有为同一个体内可存在分别带有为和和链链的的Ig Ig分子,同一天然分子,同一天然Ig Ig分子中不可能同时分子中不可能同时有有和和链,两条轻链的型别必然相同。链,两条轻链的型别必然相同。9 二、可变区和恒定区二、可变区和恒定区1.1.可变区可变区 Ig Ig近氨近氨基端轻链的基端轻链的1/21/2和和重链的重链的1/41/4(、)或)或1/51/5(、).102024/6/17 周一可变区可变区氨基酸排列顺序氨基酸排列顺序在不同抗体分子在不同抗体分子间变化较大称为间变化较大称为可变区可变区(variable variable regionregion,V V
5、区)。区)。112024/6/17 周一2.2.恒定区恒定区Ig Ig分子近分子近C C端,轻链端,轻链的的1/21/2和重链的和重链的3/43/4(或(或4/54/5)区域)区域中氨基酸的数量、中氨基酸的数量、种类、排列顺序及种类、排列顺序及含糖量均较为恒定,含糖量均较为恒定,称为恒定区称为恒定区(constant regionconstant region,C C区)。区)。122024/6/17 周一重链和轻链的恒重链和轻链的恒定区分别称为定区分别称为CHCH和和CLCL。Ig Ig的的C C区与抗体区与抗体的生物学功能相的生物学功能相关。关。132024/6/17 周一二、铰链区二、铰
6、链区铰链区铰链区 在在CH1CH1和和CH2CH2之间,之间,即重链的链间二硫即重链的链间二硫键连接处附近,有键连接处附近,有一个可转动的铰链一个可转动的铰链区(区(hinge regionhinge region)。)。142024/6/17 周一含较多的脯氨酸残含较多的脯氨酸残基,富于柔性,可基,富于柔性,可赋予较大的自由活赋予较大的自由活动度。该区由于是动度。该区由于是一段较伸展的肽链,一段较伸展的肽链,对蛋白酶敏感,易对蛋白酶敏感,易被木瓜蛋白酶、胃被木瓜蛋白酶、胃蛋白酶水解。蛋白酶水解。152024/6/17 周一三、水解片段三、水解片段在一定条件下,可通在一定条件下,可通过蛋白酶将
7、过蛋白酶将Ig Ig消化成消化成不同的片段,从而研不同的片段,从而研究究Ig Ig的结构和功能,的结构和功能,最常用的蛋白酶是木最常用的蛋白酶是木瓜蛋白酶和胃蛋白酶。瓜蛋白酶和胃蛋白酶。162024/6/17 周一Figure 3-3172024/6/17 周一木瓜蛋白酶(木瓜蛋白酶(papainpapain)的水解部位位于的水解部位位于Ig Ig铰铰链区重链间二硫键近链区重链间二硫键近NN端处,水解后可得到端处,水解后可得到2 2个相同的抗原结合片段(个相同的抗原结合片段(fragment of fragment of antigen bindingantigen binding,FabFa
8、b)和)和1 1个可结晶的片段个可结晶的片段(fragment crystallizablefragment crystallizable,FcFc)。)。FabFab段具有抗体活性的部分,可单价与抗原段具有抗体活性的部分,可单价与抗原结合;结合;FcFc段不能与抗原结合,保留了段不能与抗原结合,保留了Ig Ig重链的免疫重链的免疫原性及其相应功能区的生物学活性。原性及其相应功能区的生物学活性。182024/6/17 周一Figure 3-3 part 1 of 2192024/6/17 周一胃蛋白酶胃蛋白酶水解片段水解片段用胃蛋白酶(用胃蛋白酶(pepsinpepsin)可使)可使Ig Ig
9、在重链间二硫在重链间二硫键近键近C C端处断开,获得端处断开,获得1 1个仍由二硫键连接个仍由二硫键连接的的F F(abab)2 2片段和若干小分子多肽碎片片段和若干小分子多肽碎片pFcpFc。F F(abab)2 2是由两个是由两个FabFab及铰链区及铰链区组成,可同时结合两个抗原表位。组成,可同时结合两个抗原表位。pFcpFc无无生物活性。生物活性。白喉或破伤风抗毒素经胃蛋白酶消化后精白喉或破伤风抗毒素经胃蛋白酶消化后精制的制剂,由于去除了重链的制的制剂,由于去除了重链的FcFc段可减少超段可减少超敏反应的发生。敏反应的发生。202024/6/17 周一Figure 3-3 part 2
10、 of 2212024/6/17 周一四、Ig Ig的其他结构的其他结构1 1、J J链链连接链(连接链(joining chainjoining chain,J J链)是由浆细胞合链)是由浆细胞合成的一条富含半胱氨酸的多肽链,可将单成的一条富含半胱氨酸的多肽链,可将单体体Ig Ig连接为多聚体并使之稳定。如连接分泌连接为多聚体并使之稳定。如连接分泌型型IgAIgA(secretory IgAsecretory IgA,SIgASIgA)成双体,连)成双体,连接接IgMIgM成为五聚体。成为五聚体。222024/6/17 周一232024/6/17 周一2.2.分泌片分泌片分泌片(分泌片(se
11、cretory piecesecretory piece,SPSP)又称分泌成)又称分泌成分(分(secretory componnentsecretory componnent,SCSC),是由粘),是由粘膜上皮细胞合成含糖的肽链,以非共价形膜上皮细胞合成含糖的肽链,以非共价形式与式与IgAIgA二聚体结合,使其成为分泌型二聚体结合,使其成为分泌型IgAIgA(SIgASIgA)。其功能是保护)。其功能是保护SIgASIgA免受外分免受外分泌液中蛋白水解酶的水解作用,并能介导泌液中蛋白水解酶的水解作用,并能介导SIgASIgA转运,是其分泌至粘膜表面,发挥粘膜转运,是其分泌至粘膜表面,发挥粘
12、膜免疫作用。免疫作用。242024/6/17 周一五、高变区五、高变区(抗体分子立体结构)(抗体分子立体结构)重链和轻链重链和轻链V V区区(VHVH和和VLVL)中各)中各有有3 3个区域的氨基个区域的氨基酸组成和排列顺序酸组成和排列顺序变化最为明显,称变化最为明显,称为高变区或超变区为高变区或超变区(hypervariable hypervariable regionregion,HVRHVR)。)。252024/6/17 周一262024/6/17 周一六、功能区的功能六、功能区的功能1.VH1.VH、VLVL:是:是Ig Ig分子特异性识别和结合抗分子特异性识别和结合抗原的部位。原的部
13、位。由于超变区的氨基酸组成和排列随所结合由于超变区的氨基酸组成和排列随所结合的抗原特异性不同而不同,故其氨基酸的的抗原特异性不同而不同,故其氨基酸的种类和排列顺序千变万化,可形成很多能种类和排列顺序千变万化,可形成很多能与不同特异性抗原表位结合的抗体。与不同特异性抗原表位结合的抗体。272024/6/17 周一282024/6/17 周一2.CL2.CL和和CH1CH1:某些同种异某些同种异型的遗传标型的遗传标记存在于该记存在于该区。区。292024/6/17 周一3.IgG3.IgG的的CH2CH2和和IgMIgM的的CH3CH3:有补体有补体C1qC1q的结的结合位点合位点(CR1)(CR
14、1),与补体经典途与补体经典途径的激活有关。径的激活有关。IgGIgG的的CH2CH2可通可通过胎盘。过胎盘。补体结合点补体结合点302024/6/17 周一4.CH34.CH3或或CH4CH4:可与多种细胞表面:可与多种细胞表面的相应的的相应的FcFc受体结合,产生不同的受体结合,产生不同的免疫效应免疫效应。溶细胞、细菌,调理作用,溶细胞、细菌,调理作用,ADCC作用,作用,中和毒素,致超敏反应中和毒素,致超敏反应312024/6/17 周一322024/6/17 周一11.2 11.2 五类五类IgIg的特性和功能的特性和功能一、一、IgG IgG 332024/6/17 周一IgGIgG
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