食品免疫学4免疫球蛋白.pdf

第四章 免疫球蛋白(第四章 免疫球蛋白(Immunoglobulin)Generated by Foxit PDF Creator Foxit Softwarehttp:/ For evaluation only.概述概述免疫球蛋白的结构免疫球蛋白的结构免疫球蛋白的功能免疫球蛋白的功能免疫球蛋白的异质性免疫球蛋白的异质性五类免疫球蛋白的特性和功能五类免疫球蛋白的特性和功能单克隆抗体单克隆抗体免疫球蛋白免疫球蛋白(Immunoglobulin,Ig)Generated by Foxit PDF Creator Foxit Softwarehttp:/ For evaluation only.17:303抗体抗体抗血清（抗血清（免疫血清免疫血清）丙种球蛋白（丙种球蛋白（球蛋白球蛋白）免疫球蛋白免疫球蛋白四个近义词四个近义词Generated by Foxit PDF Creator Foxit Softwarehttp:/ For evaluation only.正常人血清电泳分离图正常人血清电泳分离图概述+-?2白蛋白（白蛋白（Albumin）球蛋白（球蛋白（globulin）1IgGIgAIgMIgDGenerated by Foxit PDF Creator Foxit Softwarehttp:/ For evaluation only.抗体抗体(antibody，Ab):是是B细胞接受抗原刺激后增殖分化为浆细胞所产生的主要存在于血清等体液中的具有免疫功能的糖蛋白。基本概念细胞接受抗原刺激后增殖分化为浆细胞所产生的主要存在于血清等体液中的具有免疫功能的糖蛋白。基本概念:免疫球蛋白免疫球蛋白(Ig)：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。生物学和功能上的定义结构和化学上的定义生物学和功能上的定义结构和化学上的定义所有抗体都是免疫球蛋白，但免疫球蛋白不都是抗体所有抗体都是免疫球蛋白，但免疫球蛋白不都是抗体Generated by Foxit PDF Creator Foxit Softwarehttp:/ For evaluation only.概述概述免疫球蛋白按存在形式分为免疫球蛋白按存在形式分为分泌型分泌型(Secreted Ig,SIg)：分泌入体液中，介导体液免疫应答。分泌入体液中，介导体液免疫应答。膜型膜型(Membrane Ig,MIg)：构成构成B细胞膜上的抗原受体细胞膜上的抗原受体Generated by Foxit PDF Creator Foxit Softwarehttp:/ For evaluation only.第一节免疫球蛋白的结构第一节免疫球蛋白的结构Generated by Foxit PDF Creator Foxit Softwarehttp:/ For evaluation only.一、基本结构一、基本结构四肽链结构四肽链结构免疫球蛋白分子免疫球蛋白分子的基本结构是一“的基本结构是一“Y”字型的四肽链结构，由两条完全相同的字型的四肽链结构，由两条完全相同的重链重链(heavy chain,H)和两条完全相同的)和两条完全相同的轻链轻链(light chain,L)以)以二硫键二硫键连接而成。每条重链和轻链分为连接而成。每条重链和轻链分为氨基端和羧基端氨基端和羧基端。Generated by Foxit PDF Creator Foxit Softwarehttp:/ For evaluation only.A four-chain unit of IgGenerated by Foxit PDF Creator Foxit Softwarehttp:/ For evaluation only.（一）重链和轻链（一）重链和轻链1.重链（1.重链（heavy chain,H）：）：分子量分子量5075kD，450550个个Aa.据据H链链C区氨基酸的不同将区氨基酸的不同将Ig分为五类，即分为五类，即IgM，IgD，IgE，IgA，IgG同一类免疫球蛋白又可以分亚类：如同一类免疫球蛋白又可以分亚类：如IgG1-G4、IgA1-A22.轻链2.轻链（light chain,L）：）：分子量分子量25kD，214个个Aa.轻链分为和链两种，据此可将Ig分为轻链分为和链两种，据此可将Ig分为和和两型(两型(type)。根据)。根据链恒定区个别氨基酸残基的差异，又可将链恒定区个别氨基酸残基的差异，又可将分为分为1、1、2、2、3和3和4四个亚型。4四个亚型。Generated by Foxit PDF Creator Foxit Softwarehttp:/ For evaluation only.（二）可变区和恒定区（二）可变区和恒定区1.可变区（1.可变区（variable region,V）：）：110个个Aa，位于，位于Ig 的的 N 端，占轻链的端，占轻链的 1/2 和重链的和重链的1/4或或1/5。该区的。该区的Aa的组成和排列顺序有较大变异，这种变异决定了抗原与抗体结合的特异性。的组成和排列顺序有较大变异，这种变异决定了抗原与抗体结合的特异性。2.恒定区2.恒定区（constant region,C）：）：位于位于Ig分子的分子的C端，占轻链的端，占轻链的1/2和重链的和重链的3/4或或4/5。该区的。该区的Aa组成和排列在同一动物种属中比较恒定。组成和排列在同一动物种属中比较恒定。3.3.高变区高变区（hypervariable region,HVR）：）：重链和轻链重链和轻链V区（分别称为区（分别称为VH和和VL）各有）各有3个区域的氨基酸组成和排列顺序高度可变的区域。即个区域的氨基酸组成和排列顺序高度可变的区域。即Ab与与Ag特异性结合的位置。又称特异性结合的位置。又称互补决定区（互补决定区（complementarity determining region,CDR）。）。分别为分别为CDR1、CDR2和和CDR34.骨架区（4.骨架区（framework region,FR）：）：CDR以外区域的氨基酸组成和排列顺序相对不易变化的区域。以外区域的氨基酸组成和排列顺序相对不易变化的区域。Generated by Foxit PDF Creator Foxit Softwarehttp:/ For evaluation only.17:3012FR1FR2FR3FR4HVR1HVR2HVR3Variability Index257550100氨基酸残基150100500Generated by Foxit PDF Creator Foxit Softwarehttp:/ For evaluation only.免疫球蛋白免疫球蛋白V区和区和C区结构示意图区结构示意图免疫球蛋白重链和轻链折叠形成的环形功能区为结构域，免疫球蛋白重链和轻链折叠形成的环形功能区为结构域，CDR为互补决定区，为互补决定区，FR为骨架区为骨架区Generated by Foxit PDF Creator Foxit Softwarehttp:/ For evaluation only.Generated by Foxit PDF Creator Foxit Softwarehttp:/ For evaluation only.（三）铰链区（三）铰链区（hinge region）位于位于CH1与与CH2之间，含有丰富的脯氨酸，因此易伸展弯曲，而且易被木瓜蛋白酶、胃蛋白酶等水解。之间，含有丰富的脯氨酸，因此易伸展弯曲，而且易被木瓜蛋白酶、胃蛋白酶等水解。绞链区绞链区能改变两个能改变两个Y形臂之间的距离，有利于两臂同时结合两个不同的抗原表位。形臂之间的距离，有利于两臂同时结合两个不同的抗原表位。IgD、IgG、IgA有绞链区，有绞链区，IgM和和IgE则无。则无。Generated by Foxit PDF Creator Foxit Softwarehttp:/ For evaluation only.二、二、Ig的其他成分的其他成分（一）（一）J 链（链（joining chain）是一富含半胱氨酸的多肽链，由浆细胞合成，主要功能是将单体是一富含半胱氨酸的多肽链，由浆细胞合成，主要功能是将单体 Ig 分子连接为多聚体。分子连接为多聚体。IgA 二聚体和二聚体和 IgM 五聚体均含五聚体均含J链；链；IgG、IgD和和IgE常为单体，无常为单体，无J链。链。（二）分泌片（二）分泌片（secretory piece,SP）为一含糖肽链，由黏膜上皮细胞合成和分泌，以非共价形式结合于为一含糖肽链，由黏膜上皮细胞合成和分泌，以非共价形式结合于IgA二聚体上，使其成为分泌型二聚体上，使其成为分泌型IgA（SIgA）。）。SP的作用是：使的作用是：使IgA分泌到黏膜表面，发挥黏膜免疫作用；可保护分泌到黏膜表面，发挥黏膜免疫作用；可保护SIgA绞链区，使其免遭蛋白水解酶降解。绞链区，使其免遭蛋白水解酶降解。Generated by Foxit PDF Creator Foxit Softwarehttp:/ For evaluation only.二、二、Ig的其他成分的其他成分J链与分泌片链与分泌片Generated by Foxit PDF Creator Foxit Softwarehttp:/ For evaluation only.三、三、Ig 的水解片段的水解片段（一）木瓜蛋白酶水解片段（一）木瓜蛋白酶水解片段（图图）木瓜蛋白酶木瓜蛋白酶IgG2Fab+Fc（二）胃蛋白酶水解片段（二）胃蛋白酶水解片段（图图）胃蛋白酶胃蛋白酶IgGF(ab)2+pFcGenerated by Foxit PDF Creator Foxit Softwarehttp:/ For evaluation only.FabFcPapain木瓜蛋白酶Generated by Foxit PDF Creator Foxit Softwarehttp:/ For evaluation only.pepsinF(ab)2pFcGenerated by Foxit PDF Creator Foxit Softwarehttp:/ For evaluation only.第二节 免疫球蛋白的功能第二节 免疫球蛋白的功能Generated by Foxit PDF Creator Foxit Softwarehttp:/ For evaluation only.一、一、IgV区的功能区的功能识别并特异性结合抗原识别并特异性结合抗原中和效应中和效应 中和毒素和病毒与中和毒素和病毒与Ag结合结合 促吞噬细胞吞噬实际意义促吞噬细胞吞噬实际意义Generated by Foxit PDF Creator Foxit Softwarehttp:/ For evaluation only.Generated by Foxit PDF Creator Foxit Softwarehttp:/ For evaluation only.（一）激活补体（二）结合Fc受体（一）激活补体（二）结合Fc受体 调理作用：调理作用：IgG+抗原(颗粒性)+抗原(颗粒性)FcR（单核、巨噬细胞及中性粒细胞（单核、巨噬细胞及中性粒细胞）促吞噬细胞吞噬；促吞噬细胞吞噬；抗体依赖的细胞介导的的细胞毒作用（ADCC)：抗体依赖的细胞介导的的细胞毒作用（ADCC)：IgG+抗原(靶细胞)+抗原(靶细胞)Fc R（NK 细胞）杀伤靶细胞细胞）杀伤靶细胞 介导型超敏反应：介导型超敏反应：IgE为亲细胞抗体。为亲细胞抗体。二、二、IgC区的功能区的功能（三）穿过胎盘和黏膜（三）穿过胎盘和黏膜Generated by Foxit PDF Creator Foxit Softwarehttp:/ For evaluation only.Generated by Foxit PDF Creator Foxit Softwarehttp:/ For evaluation only.抗体介导的细胞毒作用Generated by Foxit PDF Creator Foxit Softwarehttp:/ For evaluation only.Generated by Foxit PDF Creator Foxit Softwarehttp:/ For evaluation only.Generated by Foxit PDF Creator Foxit Softwarehttp:/ For evaluation only.第三节免疫球蛋白的异质性第三节免疫球蛋白的异质性免疫球蛋白的异质性表现在：免疫球蛋白的异质性表现在：1.不同抗原表位不同抗原表位刺激机体产生刺激机体产生不同类型的不同类型的Ig,其其识别抗原的特异性不同识别抗原的特异性不同，其重链类别和轻链型别也不同；，其重链类别和轻链型别也不同；2.不同抗原表位不同抗原表位诱导的诱导的同一类型的同一类型的Ig(如如IgG)，其，其识别抗原的特异性不同识别抗原的特异性不同。导致免疫球蛋白异质性的因素导致免疫球蛋白异质性的因素外源性因素内源性因素外源性因素内源性因素Generated by Foxit PDF Creator Foxit Softwarehttp:/ For evaluation only.一、一、Ig 的类型的类型（一）类（一）类（class）在同一种属的所有个体内，在同一种属的所有个体内，Ig重链重链C区所含抗原表位不同，据此将重链分为区所含抗原表位不同，据此将重链分为、链链5种，与此对应的种，与此对应的Ig为为5类：类：IgG、IgA、IgM、IgD、IgE。（二）亚类（二）亚类（subclass）依同一类依同一类Ig重链的抗原性及二硫键数目和位置不同，将重链的抗原性及二硫键数目和位置不同，将Ig分为亚类。人分为亚类。人IgG：IgG1，IgG2，IgG3，IgG4,IgA：IgA1，IgA2,IgM：IgM1，IgM2,IgD 和和IgE尚未发现亚类。尚未发现亚类。（三）型（三）型（type）根据根据Ig轻链轻链C区所含抗原表位不同将区所含抗原表位不同将Ig分为分为和和2型。型。（四）亚型（四）亚型（subtype）Generated by Foxit PDF Creator Foxit Softwarehttp:/ For evaluation only.二、外源因素所致的异质性二、外源因素所致的异质性Ig 的多样性的多样性外源性抗原数目繁多（蛋白质、多糖、脂类等），多样性抗原的存在是导致外源性抗原数目繁多（蛋白质、多糖、脂类等），多样性抗原的存在是导致Ig 异质性（即特异性）的外源因素，是异质性（即特异性）的外源因素，是Ig 异质性的物质基础。异质性的物质基础。Generated by Foxit PDF Creator Foxit Softwarehttp:/ For evaluation only.三、内源因素所致的异质性三、内源因素所致的异质性Ig 的血清型的血清型Ig分子上有三类不同的抗原表位分子上有三类不同的抗原表位 同种型（同种型（isotype）：）：种属型标志，种属型标志，Ig C区区 同种异型（同种异型（allotype）：）：个体标志，个体标志，Ig C区区 独特型（独特型（idiotype）：）：每个每个Ig分子所特有独特位（分子所特有独特位（Id)HVR/CDR/IdGenerated by Foxit PDF Creator Foxit Softwarehttp:/ For evaluation only.Generated by Foxit PDF Creator Foxit Softwarehttp:/ For evaluation only.第四节 各类免疫球蛋白的特性与功能第四节 各类免疫球蛋白的特性与功能IgGIgMIgAIgDIgEGenerated by Foxit PDF Creator Foxit Softwarehttp:/ For evaluation only.一、IgG一、IgG单体，血清和细胞外液中含量最高单体，血清和细胞外液中含量最高四个亚类:四个亚类:IgG1IgG2IgG3IgG4IgG1IgG2IgG3IgG4半衰期长，约2023天临床应用以23W重复为宜半衰期长，约2023天临床应用以23W重复为宜是治疗用丙球的主要成分（人工被动免疫）是治疗用丙球的主要成分（人工被动免疫）主要的抗感染抗体主要的抗感染抗体唯一唯一通过胎盘的抗体（自然自动免疫）通过胎盘的抗体（自然自动免疫）IgG1,IgG2 and IgG4IgG3IgG1,IgG2 and IgG4IgG1,IgG2 and IgG4IgG3IgG3Generated by Foxit PDF Creator Foxit Softwarehttp:/ For evaluation only.1.五聚体，分子量最大(900 1.五聚体，分子量最大(900 kd)，又称巨球蛋白；2.人类发育过程中最早合成的)，又称巨球蛋白；2.人类发育过程中最早合成的Ig；3.体液免疫应答最先产生的；3.体液免疫应答最先产生的 Ig 感染早期免疫；4.占血清感染早期免疫；4.占血清Ig含量的510%；5.半衰期5天含量的510%；5.半衰期5天 血清中特异性血清中特异性IgM 水平增高提示有近期感染；6.激活补体；7.水平增高提示有近期感染；6.激活补体；7.IgM 不能通过胎盘 脐带血或新生儿血清中不能通过胎盘 脐带血或新生儿血清中IgM水平升高表明胎儿有宫内感染；水平升高表明胎儿有宫内感染；8.膜表面膜表面IgM是是BCR的主要成分，也是的主要成分，也是B细胞发育成熟的标志。9.自身抗体 自身免疫病细胞发育成熟的标志。9.自身抗体 自身免疫病C4J ChainC4J Chain二、二、IgMGenerated by Foxit PDF Creator Foxit Softwarehttp:/ For evaluation only.1.两种类型2.半衰期：6天；3.占血清1.两种类型2.半衰期：6天；3.占血清Ig含量的515%；4.粘膜局部抗感染免疫；5.聚合含量的515%；4.粘膜局部抗感染免疫；5.聚合IgA激活补体替代途径。血清型：激活补体替代途径。血清型：IgA1，单体；分泌型：，单体；分泌型：IgA2，二聚体,粘膜局部浆细胞合成；分泌片由粘膜上皮细胞合成；，二聚体,粘膜局部浆细胞合成；分泌片由粘膜上皮细胞合成；J ChainSecretory PieceJ ChainSecretory Piece三、三、IgAGenerated by Foxit PDF Creator Foxit Softwarehttp:/ For evaluation only.1.单体分子2.存在形式分泌型 血清中，功能不清；膜结合型 B细胞表面,3.意义（1）是B细胞成熟的重要标志；（2）抗原受体；4.占血清1.单体分子2.存在形式分泌型 血清中，功能不清；膜结合型 B细胞表面,3.意义（1）是B细胞成熟的重要标志；（2）抗原受体；4.占血清Ig含量的含量的1%；5.半衰期3天。；5.半衰期3天。Tail PieceTail Piece四、四、IgDGenerated by Foxit PDF Creator Foxit Softwarehttp:/ For evaluation only.1.单体分子；2.血清中含量最低(占Ig的0.002%)；3.半衰期：3天；4.呼吸道和胃肠道浆细胞产生；5.亲细胞抗体，介导型超敏反应；6.过敏性疾病和某些寄生虫感染患者血清中特异性IgE水平增高。1.单体分子；2.血清中含量最低(占Ig的0.002%)；3.半衰期：3天；4.呼吸道和胃肠道浆细胞产生；5.亲细胞抗体，介导型超敏反应；6.过敏性疾病和某些寄生虫感染患者血清中特异性IgE水平增高。C4C4五、五、IgEGenerated by Foxit PDF Creator Foxit Softwarehttp:/ For evaluation only.第五节人工制备抗体第五节人工制备抗体Generated by Foxit PDF Creator Foxit Softwarehttp:/ For evaluation only.体内存在千百种抗体形成细胞，每种细胞只识别特定的抗原表位，并在后者刺激下增殖分化，而来得细胞群称为克隆（clone）。一种抗原物质可具有多种不同表位，每一表位可刺激机体一种抗体形成细胞产生一种特异性抗体。体内存在千百种抗体形成细胞，每种细胞只识别特定的抗原表位，并在后者刺激下增殖分化，而来得细胞群称为克隆（clone）。一种抗原物质可具有多种不同表位，每一表位可刺激机体一种抗体形成细胞产生一种特异性抗体。多克隆抗体为第一代人工抗体，由多克隆细胞产生的多种抗体的混合物多克隆抗体为第一代人工抗体，由多克隆细胞产生的多种抗体的混合物一一、多克隆抗体（pollyclonal antibodypollyclonal antibody，pAbpAb、多克隆抗体（pollyclonal antibodypollyclonal antibody，pAbpAb）Generated by Foxit PDF Creator Foxit Softwarehttp:/ For evaluation only.二、单克隆抗体二、单克隆抗体（monoclonal antibody，McAb)第二代人工抗体；由一个B细胞克隆产生的、只作用于单一抗原表位的高度特异性抗体，称为第二代人工抗体；由一个B细胞克隆产生的、只作用于单一抗原表位的高度特异性抗体，称为单克隆抗体。单克隆抗体。Generated by Foxit PDF Creator Foxit Softwarehttp:/ For evaluation only.Generated by Foxit PDF Creator Foxit Softwarehttp:/ For evaluation only.三、三、基因工程抗体基因工程抗体三、三、基因工程抗体基因工程抗体(genetic engineering genetic engineering antibodyantibody)1.定义在DNA水平对Ig基因进行切割、拼接或修饰，导入受体细胞表达的抗体。1.定义在DNA水平对Ig基因进行切割、拼接或修饰，导入受体细胞表达的抗体。Generated by Foxit PDF Creator Foxit Softwarehttp:/ For evaluation only.本 章 小 结本 章 小 结掌握免疫球蛋白的结构(基本结构、水解片断)掌握免疫球蛋白的结构(基本结构、水解片断)掌握免疫球蛋白的功能（V、C区功能）（抗体的生物学活性）掌握免疫球蛋白的功能（V、C区功能）（抗体的生物学活性）掌握五类Ig的主要生物学活性掌握五类Ig的主要生物学活性掌握概念Ig、Ab、HVR、IgG、IgMIgD、IgA、IgE、McAb掌握概念Ig、Ab、HVR、IgG、IgMIgD、IgA、IgE、McAbGenerated by Foxit PDF Creator Foxit Softwarehttp:/ For evaluation only.Thank You!Thank You!Generated by Foxit PDF Creator Foxit Softwarehttp:/ For evaluation only.