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1、Page 1INSERTLOGO第七章第七章第七章第七章免疫球蛋白与抗体免疫球蛋白与抗体免疫球蛋白与抗体免疫球蛋白与抗体 Immunoglobulin and Immunoglobulin and Immunoglobulin and Immunoglobulin and Antibody Ig Antibody Ig Antibody Ig Antibody Ig and Aband Aband Aband Ab第二篇 免疫学基础【知识目标知识目标知识目标知识目标】1.掌握免疫球蛋白、抗体、单克隆抗体的概念掌握免疫球蛋白、抗体、单克隆抗体的概念2.熟悉各类免疫球蛋白的特性及生物学功能熟悉各类
2、免疫球蛋白的特性及生物学功能3.熟悉免疫球蛋白的结构、人工制备的抗体熟悉免疫球蛋白的结构、人工制备的抗体【技能目标技能目标技能目标技能目标】具有分析各种抗体特征、结构与功能的能力具有分析各种抗体特征、结构与功能的能力【素质目标素质目标素质目标素质目标】具备认真严谨的工作态度具备认真严谨的工作态度学习目标学习目标1.1.抗体抗体(antibody,Ab):(antibody,Ab):B B细胞接受抗原刺激后增殖为浆细胞，由浆细胞合成分泌的能与相应细胞接受抗原刺激后增殖为浆细胞，由浆细胞合成分泌的能与相应抗原特异性结合的免疫球蛋白抗原特异性结合的免疫球蛋白2.2.免疫球蛋白（免疫球蛋白（Immun
3、oglobulin,Ig):Immunoglobulin,Ig):Ig:Ig:具有抗体活性或者与抗体结构相似的球蛋白具有抗体活性或者与抗体结构相似的球蛋白 IgAb有抗体活性（抗体）有抗体活性（抗体）无抗体活性（非抗体无抗体活性（非抗体）Ig概念概念第一节第一节 免疫球蛋白的结构与类型免疫球蛋白的结构与类型一一、免疫球蛋白的基本结构、免疫球蛋白的基本结构（一）四肽链结构一）四肽链结构1 1.重链和轻链重链和轻链两条相同的重链两条相同的重链H H链链 450-550 aa450-550 aa两条相同的轻链两条相同的轻链L L链链 214 aa 214 aa Ig主要存在于主要存在于区区-球蛋或丙
4、种球蛋白球蛋或丙种球蛋白According to the differences of amino acid(aa)composition and sequence2.抗体的种类抗体的种类 Antibody Classes第一节第一节 免疫球蛋白的结构与类型免疫球蛋白的结构与类型五种免疫球蛋白五种免疫球蛋白IgG:7.0-16.0g/LIgG:7.0-16.0g/LIgA:0.7-4.0g/LIgA:0.7-4.0g/LIgM:0.4-2.3g/LIgM:0.4-2.3g/L第一节第一节 免疫球蛋白的结构与类型免疫球蛋白的结构与类型3 3.两端两区两端两区（1 1）可变区：结合抗原）可变区：结
5、合抗原 1/2L 1/2L链链 1/4or1/5 1/4or1/5 H H链链不同不同的的Ig,Ig,氨基酸的种类和排列顺序不同，高度可变氨基酸的种类和排列顺序不同，高度可变决定决定抗体的特异性抗体的特异性,与不同抗原分子特异性结合与不同抗原分子特异性结合互补互补性决定区性决定区(CDR)(CDR)，和抗原表位互补结合，和抗原表位互补结合，一，一个单体个单体IgIg分子有两分子有两个抗原结合位点个抗原结合位点，称为，称为2 2价价抗体骨架抗体骨架区区(FR)(FR)，维持，维持CDRCDR区的空间构型区的空间构型 N端端第一节第一节 免疫球蛋白的结构与类型免疫球蛋白的结构与类型（2 2）恒定区
6、：结合抗原）恒定区：结合抗原 1/2L 1/2L链链 3/4or4/5 3/4or4/5 H H 链链氨基酸氨基酸的种类和排列顺序相对稳定的种类和排列顺序相对稳定C端端第一节第一节 免疫球蛋白的结构与类型免疫球蛋白的结构与类型免疫球蛋白分子结构（免疫球蛋白分子结构（IgG）1.1.连接链连接链(J(J链链)单体单体:IgG,IgD,IgE:IgG,IgD,IgE，血清型，血清型IgIg，膜型，膜型 IgMIgM。双体双体dimer:dimer:分泌型分泌型IgA(secretory,SIgA)IgA(secretory,SIgA)五聚体五聚体pentamer:IgMpentamer:IgM（二
7、）免疫球蛋白的其他结构（二）免疫球蛋白的其他结构Ig Ig 存在存在形式形式（1 1）膜型（膜型（membrane immunoglobulin,mIgmembrane immunoglobulin,mIg）BCRBCR（B B细胞抗原受体细胞抗原受体)：以跨膜蛋白形式于：以跨膜蛋白形式于B B细胞膜表面，与相应抗原结合细胞膜表面，与相应抗原结合-IgD-IgD 和单体和单体IgMIgM（2 2）分泌型分泌型（secretion immunoglobulin,sIgsecretion immunoglobulin,sIg）：以可溶性蛋白形）：以可溶性蛋白形式存在于体液中式存在于体液中 第一节第
8、一节 免疫球蛋白的结构与类型免疫球蛋白的结构与类型2 2.分泌片（分泌片（SPSP）(1)1)介导介导SIgASIgA向粘膜外转运向粘膜外转运（2 2）保护）保护SIgASIgA免受蛋白酶水解免受蛋白酶水解第一节第一节 免疫球蛋白的结构与类型免疫球蛋白的结构与类型Origin of Secretory Component of sIgAOrigin of Secretory Component of sIgA多聚Ig受体polymeric IgR粘膜上皮细胞PIgR分泌片 1.四个功能区：四个功能区：Ig的多肽链分子可折叠成几个由链内二硫键连接的球形结构。每个球形的多肽链分子可折叠成几个由链内
9、二硫键连接的球形结构。每个球形结构约由结构约由110个氨基酸组成，具有一定的功能，称为个氨基酸组成，具有一定的功能，称为Ig功能区。功能区。VH和和VL：是结合抗原的部位：是结合抗原的部位CH1和和CL：具有部分同种异型的遗传标志；：具有部分同种异型的遗传标志；CH2(IgG)和和CH3(IgM)是结合补体部位；是结合补体部位；母体的母体的IgG可借助可借助CH2通过胎盘；通过胎盘；IgG的的CH3结合吞噬细胞、结合吞噬细胞、B细胞、细胞、NK细胞；细胞；IgE的的CH2和和CH3介导介导型超敏反应型超敏反应二、免疫球蛋白的功能区二、免疫球蛋白的功能区第一节第一节 免疫球蛋白的结构与类型免疫球
10、蛋白的结构与类型免疫球蛋白功能区免疫球蛋白功能区(function domains)第一节第一节 免疫球蛋白的结构与类型免疫球蛋白的结构与类型Ag BindingComplement Binding SitePlacental TransferBinding to Fc ReceptorsVL，VH:与抗原特异性结合CH1,CL:决定同种异型CH2与补体结合CH3:与细胞FC受体结合Hinge region:flexible and suitable for CDR of Ig bound to AD2.2.铰链区铰链区(hinge region):between CH1 and CH2(hi
11、nge region):between CH1 and CH2富含脯富含脯fufu氨酸氨酸,有弹性有弹性flexibilityflexibility第一节第一节 免疫球蛋白的结构与类型免疫球蛋白的结构与类型利于抗体捕捉抗原：利于抗体与不同距离抗原分子结合利于抗体捕捉抗原：利于抗体与不同距离抗原分子结合利于启动补体激活：利于启动补体激活：AgAg和和AbAb结合后，铰链区发生结构改化结合后，铰链区发生结构改化,Ab,Ab从从”T”T”字型变成字型变成”Y”Y”字型，补体结合位点字型，补体结合位点CH2CH2暴露（变构效应）暴露（变构效应）第一节第一节 免疫球蛋白的结构与类型免疫球蛋白的结构与类型
12、三、免疫球蛋白的水解片段三、免疫球蛋白的水解片段第一节第一节 免疫球蛋白的结构与类型免疫球蛋白的结构与类型木瓜蛋白酶水解木瓜蛋白酶水解IgGIgG 在其重链铰链区二硫键近氨基端侧切断，使其裂解为两个相同的在其重链铰链区二硫键近氨基端侧切断，使其裂解为两个相同的FabFab段段和一个和一个FcFc段。段。Fab:Fab:特异性结合抗原特异性结合抗原Fc:(1)Fc:(1)结合补体结合补体 (2)(2)穿过胎盘穿过胎盘 (3)(3)结合有结合有FCFC受受 体的细胞体的细胞 第一节第一节 免疫球蛋白的结构与类型免疫球蛋白的结构与类型 在其重链铰链区二硫键近羧基端侧切断，裂解为大小两个片段。在其重链
13、铰链区二硫键近羧基端侧切断，裂解为大小两个片段。F(ab)2F(ab)2：有双价抗体活性的片段，特异性结合抗原。有双价抗体活性的片段，特异性结合抗原。pFc pFc：继续水解，不继续水解，不 再具有任何生再具有任何生 物学活性。物学活性。胃蛋白酶水解胃蛋白酶水解IgGIgG第一节第一节 免疫球蛋白的结构与类型免疫球蛋白的结构与类型免疫球蛋白的水解片段免疫球蛋白的水解片段免疫球蛋白的水解片段免疫球蛋白的水解片段研究免疫球蛋白水解片段的意义研究免疫球蛋白水解片段的意义1.1.研究研究IgIg结构与功能的关系结构与功能的关系2.2.减轻在减轻在IgIg在临床治疗中的免疫反应在临床治疗中的免疫反应第一
14、节第一节 免疫球蛋白的结构与类型免疫球蛋白的结构与类型 （一）结合抗原（一）结合抗原 特异性结合抗原特异性结合抗原(V区）区）-中和作用中和作用抗毒素抗毒素+外毒素外毒素 中和毒素中和毒素抗病毒抗体抗病毒抗体+病毒病毒 阻止阻止病毒病毒 感染细胞感染细胞分泌型分泌型IgA+IgA+细菌细菌 抑制抑制细菌细菌 粘附粘附第二节第二节 免疫球蛋白的生物学功能免疫球蛋白的生物学功能NeutralizationNeutralization：中和毒素，中和病毒：中和毒素，中和病毒第二节第二节 免疫球蛋白的生物学功能免疫球蛋白的生物学功能2.CL,CH1:2.CL,CH1:决定抗体的同种异型决定抗体的同种异
15、型allotypeallotype根据重链氨基酸不同，将根据重链氨基酸不同，将Ig Ig 分为五类分为五类 IgM()IgM()IgM()IgM()、IgG()IgG()IgG()IgG()、IgA()IgA()IgA()IgA()、IgD()IgD()IgD()IgD()、IgE()IgE()IgE()IgE()亚类亚类subclasssubclass IgG IgG IgG IgG：IgG1,IgG2,IgG3,IgG4 IgG1,IgG2,IgG3,IgG4 IgG1,IgG2,IgG3,IgG4 IgG1,IgG2,IgG3,IgG4 IgA IgA IgA IgA：IgA1,IgA2
16、IgA1,IgA2IgA1,IgA2IgA1,IgA2 IgM:IgM1,IgM2 IgM:IgM1,IgM2 IgM:IgM1,IgM2 IgM:IgM1,IgM2第二节第二节 免疫球蛋白的生物学功能免疫球蛋白的生物学功能免疫球蛋白的血清型免疫球蛋白的血清型（二）（二）CH2:激活补体激活补体IgM,IgG13:classicalpathwayIgA,IgG4,IgE:alternativepathway第二节第二节 免疫球蛋白的生物学功能免疫球蛋白的生物学功能（三）与细胞表面的（三）与细胞表面的 Fc Fc 受体受体(CH3)(CH3)结合结合 1.1.抗体的调理作用抗体的调理作用(ops
17、onization):(opsonization):Ab促进吞噬细胞、中性粒细胞吞噬被抗体Fab段结合的细菌等颗粒性抗原 2.2.抗体依赖细胞介导的细胞毒作用抗体依赖细胞介导的细胞毒作用(antibody-dependent cell-(antibody-dependent cell-mediated cytotoxicity,ADCC)mediated cytotoxicity,ADCC):IgG的Fab段与靶细胞(如肿瘤细胞,病毒感染的细胞)结合,Fc段与带有FC受体的具有杀伤功能的细胞(如NK细胞)结合促进其杀伤作用 3.3.介导介导I I型超敏反应型超敏反应:IgEIgE的的FCFC段
18、与肥大细胞、噬碱性粒细胞表面段与肥大细胞、噬碱性粒细胞表面FCRFCR结合结合,致肥大细胞致肥大细胞,噬碱性粒细胞膜通透性增加噬碱性粒细胞膜通透性增加,释放组胺等生物活性介质释放组胺等生物活性介质,导致导致I I型超敏反应型超敏反应第二节第二节 免疫球蛋白的生物学功能免疫球蛋白的生物学功能(1)(1)OpsonizationOpsonization(IgG,IgM):(IgG,IgM):Enhance the phagocytosis of MEnhance the phagocytosis of M (2)ADCC(Antibody dependent cell mediated cytot
19、oxicity)第二节第二节 免疫球蛋白的生物学功能免疫球蛋白的生物学功能(3)Hypersensitivity(3)Hypersensitivity typetype -mast-mast cell,cell,basophil basophil(FcFc R R)FceRIdegranulation IgEallergeninflammation第二节第二节 免疫球蛋白的生物学功能免疫球蛋白的生物学功能 型超敏反应发生的过程型超敏反应发生的过程型超敏反应发生的过程型超敏反应发生的过程（1 1）穿过胎盘）穿过胎盘(IgG)(IgG)和粘膜和粘膜(SIgA):pass through place
20、nta(SIgA):pass through placenta and mucosaand mucosa1.IgG:the unique Ig that can pass through placenta1.IgG:the unique Ig that can pass through placenta2.SIgA:pass through mucosa,acting local immunity of 2.SIgA:pass through mucosa,acting local immunity of mucosamucosa第二节第二节 免疫球蛋白的生物学功能免疫球蛋白的生物学功能第二节
21、第二节 免疫球蛋白的生物学功能免疫球蛋白的生物学功能免疫球蛋白的功能免疫球蛋白的功能1 1、由淋巴结和脾脏的浆细胞产生。由淋巴结和脾脏的浆细胞产生。2 2、在血清中含量最高，占血清在血清中含量最高，占血清IgIg总量的总量的75-80%75-80%。3 3、是是血血液液循循环环中中主主要要的的防防御御性性抗抗体体，能能激激活活补补体体、中中和和病病毒毒、中中和和毒毒素、调理吞噬。素、调理吞噬。4 4、能通过胎盘，对新生儿抗感染起重要作用。、能通过胎盘，对新生儿抗感染起重要作用。5 5、再次免疫应答产生再次免疫应答产生IgGIgG，为高亲和力抗体。，为高亲和力抗体。6 6、可与葡萄球菌蛋白、可与
22、葡萄球菌蛋白A A（SPASPA）结合，用于免疫诊断。）结合，用于免疫诊断。（一）（一）IgG第三节第三节 各类各类IgIg的特征与功能的特征与功能功能功能 亚类亚类 IgG1 IgG2 IgG3 IgG4特异性结合抗原特异性结合抗原 +激活补激活补体（经典体（经典）+-通过胎盘通过胎盘 +结合结合SPA +结合结合FcrR +-/+/-占血清中占血清中Ig总量总量(%)60-70 15-20 5-10 1-7 人人IgG亚类比较亚类比较第三节第三节 各类各类IgIg的特征与功能的特征与功能 （二）（二）Ig M Ig M 1 1、分子量最大，血清、分子量最大，血清IgMIgM为为5 5聚体（
23、巨球蛋白）聚体（巨球蛋白）2 2、由由脾脾脏脏中中的的浆浆细细胞胞产产生生，是是个个体体发发育育过过程程中中出出现现最最早早的的抗抗体体，胚胚胎胎晚期已能合成。如新生儿血清晚期已能合成。如新生儿血清IgMIgM含量增高，则表示宫内感染。含量增高，则表示宫内感染。3 3、血血清清IgMIgM：能能激激活活补补体体，通通过过补补体体裂裂解解产产生生C C3b3b、C C4b4b发发挥挥调调理理吞吞噬噬作作用。抗全身感染的作用较强。用。抗全身感染的作用较强。4 4、在在免免疫疫应应答答的的早早期期发发生生，是是重重要要的的早早期期防防御御性性抗抗体体，对对感感染染的的早早期期诊断有意义。成人血清诊断
24、有意义。成人血清IgMIgM含量增高，则表示有近期感染。含量增高，则表示有近期感染。5 5、B B细细胞胞膜膜表表面面IgMIgM（mIgMmIgM）是是B B细细胞胞识识别别抗抗原原的的受受体体（BCRBCR），为为单单体体IgMIgM。只表达。只表达mIgMmIgM是未成熟是未成熟B B细胞的标志。细胞的标志。第三节第三节 各类各类IgIg的特征与功能的特征与功能（三）（三）（三）（三）IgAIgAIgAIgA血血清清IgAIgA：由由肠肠系系膜膜淋淋巴巴结结中中的的浆浆细细胞胞产产生生存存在在于于血血清清中中，含含量量占占血血清清IgIg总总量量的的10-20%10-20%。为为单单体体
25、。具具抗抗菌菌、抗抗毒毒、抗抗病病毒毒作作用用，对对支支原原体体和和某些真菌也有作用。某些真菌也有作用。分分泌泌性性IgAIgA（SIgASIgA）：由由粘粘膜膜固固有有层层的的浆浆细细胞胞产产生生，在在浆浆细细胞胞内内已已有有J J链链连连结结成成二二聚聚体体，通通过过粘粘膜膜上上皮皮细细胞胞时时获获得得分分泌泌片片.存存在在于于外外分分泌泌液液中中，为二聚体。为二聚体。SIgASIgA是重要的局部防御性抗体是重要的局部防御性抗体。第三节第三节 各类各类IgIg的特征与功能的特征与功能 （四）（四）Ig D Ig D 1 1、单体结构，由扁桃腺、脾脏中的浆细胞产生。、单体结构，由扁桃腺、脾脏
26、中的浆细胞产生。2 2、血清中含量甚低，只占血清、血清中含量甚低，只占血清IgIg总量的总量的0.2%0.2%。3 3、是成熟、是成熟B B细胞膜表面细胞膜表面IgD IgD 分子（分子（SmIgDSmIgD）。）。4 4、血清、血清IgDIgD分子：功能未明确。分子：功能未明确。第三节第三节 各类各类IgIg的特征与功能的特征与功能（五）（五）Ig E Ig E 1 1 1 1、由由由由鼻鼻鼻鼻咽咽咽咽部部部部、扁扁扁扁排排排排腺腺腺腺、支支支支气气气气管管管管、胃胃胃胃肠肠肠肠道道道道粘粘粘粘膜膜膜膜固固固固有有有有层层层层的的的的淋淋淋淋巴巴巴巴组组组组织织织织中中中中的的的的浆浆浆浆细
27、胞产生。细胞产生。细胞产生。细胞产生。2 2 2 2、在血清中含量最低，、在血清中含量最低，、在血清中含量最低，、在血清中含量最低，0.1-0.40.1-0.40.1-0.40.1-0.4 g/mlg/mlg/mlg/ml3 3 3 3、为单体结构。、为单体结构。、为单体结构。、为单体结构。4 4 4 4、亲细胞性：与肥大细胞和嗜碱性粒细胞膜上的、亲细胞性：与肥大细胞和嗜碱性粒细胞膜上的、亲细胞性：与肥大细胞和嗜碱性粒细胞膜上的、亲细胞性：与肥大细胞和嗜碱性粒细胞膜上的FcFcFcFc R R R R结合。结合。结合。结合。5 5 5 5、介导、介导、介导、介导型超敏反应。型超敏反应。型超敏反
28、应。型超敏反应。第三节第三节 各类各类IgIg的特征与功能的特征与功能 IgG IgG IgG IgG IgA IgA IgA IgA SIgA IgM SIgA IgM SIgA IgM SIgA IgM IgD IgD IgD IgD IgE IgE IgE IgE全身性防御抗体全身性防御抗体全身性防御抗体全身性防御抗体 +-+-+-+-+-局部性防御抗体局部性防御抗体局部性防御抗体局部性防御抗体 -+-+-+-+-早期性防御抗体早期性防御抗体早期性防御抗体早期性防御抗体 -+-+-+-+-介导介导介导介导型超敏反应型超敏反应型超敏反应型超敏反应 -+-+-+-+介导介导介导介导、型超敏反
29、应型超敏反应型超敏反应型超敏反应+-+-+-+-+-B B B B细胞膜抗原受体细胞膜抗原受体细胞膜抗原受体细胞膜抗原受体 -+-（SmIgSmIgSmIgSmIg）各类免疫球蛋白的主要区别各类免疫球蛋白的主要区别各类免疫球蛋白的主要区别各类免疫球蛋白的主要区别第三节第三节 各类各类IgIg的特征与功能的特征与功能 Characteristics of the 5 Classes of IgsCharacteristics of the 5 Classes of Igs 1.1.1.1.多克隆抗体（多克隆抗体（多克隆抗体（多克隆抗体（polyclonal antibodypolyclonal
30、antibodypolyclonal antibodypolyclonal antibody）多种多种多种多种AD-AD-AD-AD-多种多种多种多种Ab Ab Ab Ab 2.2.2.2.单克隆抗体（单克隆抗体（单克隆抗体（单克隆抗体（monoclonal Ab.mAb)monoclonal Ab.mAb)monoclonal Ab.mAb)monoclonal Ab.mAb)一种一种一种一种ADADADAD一种一种一种一种Ab Ab Ab Ab 3.3.3.3.基因工程抗体（基因工程抗体（基因工程抗体（基因工程抗体（gene engineering Ab)gene engineering
31、Ab)gene engineering Ab)gene engineering Ab)Abs prepared by the method of gene recombination Abs prepared by the method of gene recombination Abs prepared by the method of gene recombination Abs prepared by the method of gene recombination 第四节第四节 人工制备抗体的类型人工制备抗体的类型学习小结学习小结 1.1.抗体、免疫球蛋白的概念抗体、免疫球蛋白的概念
32、2.2.免疫球蛋白的免疫球蛋白的5 5种类型，即种类型，即IgGIgG、IgMIgM、IgAIgA、IgDIgD、IgEIgE。3.3.免疫球蛋白结构及水解片段免疫球蛋白结构及水解片段 4.4.免疫球蛋白的功能：特异性结合抗原；激活补体；与细胞表面免疫球蛋白的功能：特异性结合抗原；激活补体；与细胞表面FcFc受体结合发挥调理作用；受体结合发挥调理作用；ADCCADCC效应及介导效应及介导I I型超敏反应等。型超敏反应等。5.5.单克隆抗体单克隆抗体1.1.解释名词解释名词:抗体抗体 免疫球蛋白免疫球蛋白 单克隆抗体单克隆抗体Explain:antibody,Ig and McAbExplain
33、:antibody,Ig and McAb2.2.试述免疫球蛋白的结构、功能区及其功能试述免疫球蛋白的结构、功能区及其功能Describe the structure,function domain and the function of IgDescribe the structure,function domain and the function of Ig3.3.简述免疫球蛋白的生物学功能简述免疫球蛋白的生物学功能Describe the biological function of IgDescribe the biological function of Ig4.4.试述各类免疫球蛋白的特性及其功能试述各类免疫球蛋白的特性及其功能Describe five types of Igs and their characteristics and functionsDescribe five types of Igs and their characteristics and functions思考题思考题