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1、掌握抗体和免疫球蛋白的概念;掌握免疫球蛋白的结构（基本结构、恒定区、可变区、功能区、酶解片段）及其与功能的关系;了解免疫球蛋白分子的血清型（Ig的同种型、同种异型及独特型）;掌握五类免疫球蛋白的特性和功能特点，熟悉免疫球蛋白的生物学活性;了解单克隆抗体（概念、特点、制备及意义）;了解免疫球蛋白基因表达特点及免疫球蛋白的类别转换;了解B细胞的发育过程.第1页/共94页1937年Tiselius 和Kabat用电泳方法将血清蛋白分为白蛋白及1、2、和球蛋白，抗体活性存在于 区，故抗体被称为球蛋白（丙种球蛋白）；1972年世界免疫学会决定，具有抗体活性或化学机构与抗体相似的球蛋白命名为免疫球蛋白（I
2、mmunoglobu-lin，Ig）。第2页/共94页Immune seraNormal seraFigure1ElectrophoreticseparationofserumproteinsCathodeanode第3页/共94页Differatiation Secretion（一）抗体(antibody，Ab)在抗原的刺激下，在抗原的刺激下，B B细胞增殖分化为浆细胞所产生的球蛋白细胞增殖分化为浆细胞所产生的球蛋白(糖蛋白糖蛋白)，主要主要存在于血清中，存在于血清中，能与对应抗原发生特异性结合，能与对应抗原发生特异性结合，发挥发挥体液免疫体液免疫作用。作用。Ag抗体与免疫球蛋白BPAb第4
3、页/共94页（二）免疫球蛋白（Immunoglobulin,Ig）具有抗体活性或化学结构与抗体相似的球蛋白统称为Ig。免疫球蛋白可分为分泌型(secreted Ig,SIg)和膜型(membrane Ig,mIg)，前者主要存在于血液及组织液中（又称为可溶型或血清型），具有抗体的各种免疫功能；后者是B细胞表面的抗原受体(BCR)。第6页/共94页（三）Ab与Ig关系：Ab是Ig，但Ig不一定是Ab，因为在骨髓瘤病人血清中的骨髓瘤蛋白是一种Ig，但它没有Ab活性，是瘤细胞合成并分泌的异常蛋白，其结构与Ab相似；还有一些Ig在细胞表面（称为膜分子）分别发挥不同作用。第7页/共94页Allantib
4、odiesareimmunoglobulins,butitisnotcertainthatallimmunoglobulinshaveantibodyfunction.The relationship between Ab&Ig第8页/共94页第一节第一节 免疫球蛋白的结构免疫球蛋白的结构 免疫球蛋白由四肽链分子组成,各肽链间有数量不等的链间二硫键连接;其中有重链和轻链;可变区、稳定区、铰链区;第9页/共94页(一)重链和轻链（Heavy&light chains）1.重链（Heavy chain:H链）大约450-550 a.a,糖基(+)类别（Class）:H链：,.(Ig)：IgA,Ig
5、G,IgM IgD,IgE 2.轻链（light chain:L链）大约214 a.a,糖基(-)型别（type）:,2:1 比例异常提示B细胞肿瘤第10页/共94页1.二硫键连接的四条肽链。（两条重链，两条轻链）2.Y形对称结构3.二端，NH2末端,-COOH末端4.可变区、恒定区、铰链区免疫球蛋白基本结构第11页/共94页第12页/共94页(二)可变区(V)与恒定区(C)（Variable&Constantregions）（-S-S-）第13页/共94页恒定区 C-terminal 1/2L+3/4(4/5)HVLVHCLCH1CH2CH3(CH4)可变区N-terminal 1/2L+1
6、/4(1/5)H;V区：C区：第14页/共94页高变区（hypervariable region,HVR）或互补决定区（complementa-rity determining region,CDR），分别为CDR1、CDR2和CDR3。构成抗原结合部位。第15页/共94页 互补决定区互补决定区(complimentacomplimentarityritydeterminingdeterminingregion,region,CDR):formationofformationoftheAgtheAgbindingsitebindingsite 结合抗原决定基结合抗原决定基高变区(Hyperva
7、rible region,HVR)第17页/共94页(complimentaritydeterminingregion,)CDRLight chain第18页/共94页theantibodymolecularsurface,withthePorAantigensuperimposed.第19页/共94页Representation of the disassociation of an antibody(top)and antigen(botton)molecule.CDREpitopeantibodyantigen第20页/共94页2.恒定区 (C-terminal 1/2L+3/4(4/5
8、)HCLCH1CH2CH3(CH4)以IgG为例：VL+VH：抗原结合部位 CL+CH1：遗传标记区 CH2：补体结合区（IgM在CH3）CH3：结合细胞.（IgE在CH4）第21页/共94页VHCH1CH2CH3CH4VLCLHingeregionCOONH3+(三)铰链区（Hinge region）特点：1)极富弹性2)富含脯氨酸功能:1)有利于 Ab 与Ag的结合2)有利于 Ab 与补体的结合木瓜蛋白酶：2Fab Fc胃蛋白酶：F(ab)2pFc 第22页/共94页第23页/共94页IgMCH3，IgGCH2为C1q结合位点FabFc结合抗原之前CH1CH2C1q 结合位点被屏障结合抗原
9、之后暴露的C1q结合位点IgG分子结合抗原前后的构象变化CH2第24页/共94页Flexibility of immunoglobulins第25页/共94页(四)结构域domains:-s-s-轻链和重连可折叠为数个球形结构域(domain)，每个结构域有相应的功能.第26页/共94页第27页/共94页第28页/共94页功能区结合结合FcFc R(R(肥大细肥大细胞，嗜碱性粒细胞胞，嗜碱性粒细胞)(IgE)CH2+CH3(IgE)CH2+CH3补体结合位点补体结合位点(IgM)CH3(IgM)CH3结合结合FcFc R(MC,MR(MC,M,B,NK),B,NK)(IgG)CH3(IgG)C
10、H3补体结合位点补体结合位点(IgG)CH2(IgG)CH2同种异型的遗传标记同种异型的遗传标记CH+CLCH+CL 抗原结合位点抗原结合位点VH+VLVH+VL第29页/共94页二、免疫球蛋白的其他结构(1)化学本质：浆细胞分泌的多肽链 (2)存在：IgM（五聚体）,sIgA（双体）.J chainIgM(一)J链（joining chain，J chain）IgASecrete pieceJoining chain第30页/共94页第31页/共94页第32页/共94页JSCIgAdimer(二)分泌片（Secrete Piece，SC)(1)化学本质:多肽链(70kD)(2)来源：上皮细胞
11、chain（3）作用：a.帮助IgA穿越黏膜 b.保护s IgA抵抗蛋白酶的水解作用 第33页/共94页第34页/共94页第35页/共94页三、免疫球蛋白的水解片段Fab：Ag-binding FragmentFc：Crystallizable Fragment 第36页/共94页 木瓜蛋白酶水解片段胃蛋白酶水解片段 2个Fab和1个Fc片段 Fab能够与抗原结合，单价，但不形成凝集反应或沉淀反应Fc能够与细胞表面 Fc受体结合 Fc分子量大，具有免疫 原性和抗原性 一个F（ab）2和 pFc片段 F（ab）2能够与抗原结合，双价，能形成凝集反应或沉淀反应 Fc 不能够与细胞表面 Fc受体 结
12、合 pFc分子量小，丧失免疫原性第37页/共94页第二节 免疫球蛋白的异质性第38页/共94页一.免疫球蛋白的类型 (一)类Classes Heavy chain ,.Ig:IgA,IgG,IgM,IgD,IgEIg重链C区所含抗原表位（决定基）不同第39页/共94页同种型（存在于同种抗体分子中的抗原表位）第40页/共94页(2)亚类 Subclasses IgG:IgG1,IgG2,IgG3,IgG4 IgA:IgA1,IgA2 IgM:IgM1,IgM2IgG1IgG4IgG3IgG2同类Ig其重链抗原性及二硫键数目和位置不同第41页/共94页lightchain(L):composed
13、of about 214 aa,type:(60%),(40%)(3)型 Types Ig轻链C区所含抗原表位（决定基）不同第42页/共94页二.外源因素所致的异质性-Ig多样性 自然界抗原数目繁多，每一种抗原结构复杂，含有多种抗原表位。每一种表位可诱导产生一种特异性抗体。为此，抗体数量相当庞杂，形成Ig多样性；第43页/共94页第44页/共94页三、内源因素所致的异质性-Ig免疫球蛋白的血清型（Ig免疫原性）免疫球蛋白作为抗体既可与特异性抗原结合，同时又可作为抗原，激发机体的特异性免疫应答，产生抗Ig 的抗体（抗抗体）。免疫球蛋白含多种抗原表位。免疫球蛋白分子上有三种不同的抗原表位，即同种型
14、、同种异型和独特型抗原表位。第45页/共94页Human antibodyRabbit antibody免疫球蛋白的血清型抗体的异种免疫原性第46页/共94页IsotypesAllotypesIdiotypes第47页/共94页第48页/共94页Isotypes(1)同种型IsotypesC region同一种属个体之间的共同标志(Common markers among individuals within a species)Species markers不同种属的同种抗体分子中的抗原表位即为同种型。如马血清抗毒素为强抗原（60%aa不同）第49页/共94页Allotypes(2)同种异型
15、Allotypes,chains C regions同一种属不同个体之间的差异(Different among individuals within a species)遗传标志 Genetic markers（数个aa不同，抗原性弱）同一种属但不同个体中的免疫原性第50页/共94页(3)独特型IdiotypesIsotypesAllotypesIdiotypes同一种属同一个体来源的抗体分子，其免疫原性亦不尽相同，称为独特型。V region(Different among immunolglubins within individual)抗原特异性标志 Specific markersnI
16、g的可变区、抗原结合部位、独特型决定基是在同一结构基础上。第51页/共94页（发挥免疫调节作用）第52页/共94页 第三节 免疫球蛋白的功能 (Biological functions of antibodies)1.中和作用 2.激活补体 3.调理作用 4.ADCC作用 5.通过胎盘第53页/共94页第54页/共94页一、Ig V区的功能Vregion:结合抗原(BindingAg)中和毒素和中和病毒(Neutralizingtoxin&virus)凝集细菌(Agglutinationmicrobes)阻止黏附(Preventionadhesion)第55页/共94页抗毒素的中和作用Neut
17、ralization By Antitoxin Antibodies第56页/共94页抗病毒抗体的中和作用Neutralization By Antiviral Antibodies第57页/共94页抗体的抑制黏附作用第58页/共94页Cregion:(一)激活补体(Fixationofcomplement)二、Ig 的C区功能第59页/共94页第60页/共94页 结合细胞(Binding cells)调理作用(Opsonization)ADCC 介导I型超敏反应(二)结合Fc受体第61页/共94页1.调理作用(Opsonization)(IgGFc)第62页/共94页2.ADCC第63页/共
18、94页Figure 1-24 part 2 of 33.介导I 型超敏反应(Involved in allergic reactions-hypersensitivity I)第64页/共94页 Crossing the placenta ImmunityistransferredfrommothertofetusthroughplacentaltransferofIgG.(三)穿过胎盘和黏膜第65页/共94页 第四节 各类免疫球蛋白的特性和功能第66页/共94页11interchaindisulfidebonds.一.IgG第67页/共94页一、IgG n体液中含量最高(总量7580)，半衰
19、期最长（2023天）。n亲和力高，再次免疫应答主要抗体，抗感染免疫的重要组分。n分为4个亚类，不同亚类在：新生儿抗感染 活化补体 调理吞噬作用 ADCC作用与葡萄球菌蛋白A（SPA）结合，并用于免疫学诊断；IgG引起II、III型超敏反应第68页/共94页(1)StructureSecreted IgM(sIgM):pentamerMembrane-bound IgM(mIgM):monomer J chain Ig Igb Ig Igb二、IgM第69页/共94页第70页/共94页IgM 1.单体IgM以膜结合型是BCR 2.分泌型（即血清型）在菌血症和败血症时，发 挥抗感染作用 3.IgM
20、具有很强的抗原结合能力 4.更易激活补体 5.天然血型抗体为IgM 6.IgM是最早合成的抗体，是新近感染的指标，可用于感染的早期诊断。7.IgM也参与免疫损伤即参与、型超敏反应，某些自身抗体如类风湿因子属于IgM.第71页/共94页三、IgA(1)Structure第72页/共94页第73页/共94页第74页/共94页四、IgEStructure第75页/共94页特 性 1.含量最少 2.与肥大细胞和嗜碱性粒细胞表面的 FcR受体结合,参与型超敏反应.3.抗寄生虫感染第76页/共94页Involved in allergic reactions(hypersensitivity I)第77页
21、/共94页IgE-Directed Eosinophil（嗜酸性粒细胞）Attack抗寄生虫免疫-Anti-parasitic infections第78页/共94页IgD 分 子在膜表面的表达是B 细胞成熟的 主要标志膜结合型IgD 作为BCR的组成部分，发挥信号传导作用第80页/共94页Immunoglobulin Isotypes Are Distributed To Different Parts Of The BodyIgM BloodIgG TissuesIgA MucosaIgE Surfaces第81页/共94页 第五节 人工制备抗体抗体在疾病的诊断和免疫防治中的重要作用.人工
22、制备抗体的方法主要是以相应抗原免疫动物，获得抗血清。第82页/共94页一.多克隆抗血清在体外，在体外，特异性不高，常出现交叉反应特异性不高，常出现交叉反应,用于诊用于诊断可能造成误诊断可能造成误诊;但在但在治疗用的抗血清时治疗用的抗血清时,其疗其疗效较好效较好.易发生超敏反应！易发生超敏反应！在体内，在体内，中和抗原、免中和抗原、免疫调理、激活补体、疫调理、激活补体、ADCCADCC中起重要作用。中起重要作用。发挥特异性体液免疫效发挥特异性体液免疫效应的重要分子；应的重要分子；第83页/共94页多价抗原N个单克隆（致敏的B细胞）N个单克隆抗体多克隆细胞多克隆抗体第84页/共94页第一代：多克隆
23、抗血清第二代：细胞工程抗体第三代：基因工程抗体抗体技术的发展经历了三个阶段二.单克隆抗体第85页/共94页单克隆抗体(monoclonal antibody,McAb):由识别一种抗原决定基的细胞克隆所产生的均一性抗体。第86页/共94页 1975年，Kohler和Milstein建立了体外细胞融合技术，获得了免疫小鼠脾细胞与骨髓瘤细胞融合的杂交瘤细胞（细胞融合剂 PEG聚乙二醇），大规模地制备出高特异性的单克隆抗体(monoclonal antibody,McAb)。单克隆抗体具有高纯度、高特异性、高效价等特性。第87页/共94页单克隆抗体 基本原理 细胞工程抗体杂交瘤-单克隆抗体PEG第8
24、8页/共94页骨髓瘤细胞杂交瘤B细胞第89页/共94页第90页/共94页三、基因工程抗体（gentic engineering antibody，GeAb）借助借助DNADNA重组技术和蛋白质工程技术，按重组技术和蛋白质工程技术，按人们的意愿在基因水平上对人们的意愿在基因水平上对IgIg进行切割、拼进行切割、拼接或修饰，重新组装成为新型抗体分子。接或修饰，重新组装成为新型抗体分子。克隆表达克隆表达 转基因技术转基因技术如：如：嵌合抗体嵌合抗体 重构抗体重构抗体 单链抗体单链抗体 单域抗体单域抗体第91页/共94页小结1、抗体与免疫球蛋白的概念。2、抗体的特异性与多样性。3、抗体Fab和Fc各有
25、何功能。4、抗体分子有膜性与可溶性抗体之分，它们之间的主要区别：BCR和BCR-IgIg复合体在结构和功能上有何不同。5、许多细胞表达不同的Fc-R。各类Fc-R与相应IgFc结合，发生不同的效应。6、可溶性抗体的主要功能。7、各类抗体的主要特性和功能。第92页/共94页思考题名词解释Ab，Ig，Fab，Fc，CDR，ADCC，FcR，IGSF。问答题1、抗体的基本结构，CDR与抗体多样性和特异性 的关系。2、抗体的主要生物学功能有哪些？3、各类抗体的主要特性和功能。4、何谓抗体的调理作用。5、超变区的结构与功能，它与抗体多样性和特异性 的关系。6、抗体的血清型有哪些？各有何意义？第93页/共94页感谢您的观看。第94页/共94页