4免疫球蛋白
一、多克隆抗体(pAb)
是由不同的B细胞克隆受含有多 种抗原表位的抗原刺激产生的混合 抗体
缺点:特异性差,易发生交叉反应
多克隆抗体的制备
二、单克隆抗体(mAb)
是由单一克隆B细胞杂交瘤产 生的只识别一种抗原表位的抗体
多克隆抗体与单克隆抗体的比较
多克隆抗体 来源 动物免疫血清、恢复期病人血 清或免疫接种人群 特点 来源广泛、制备容易 单克隆抗体 多为鼠源性 纯度高、特异性强、效价高、少 或无血清交叉反应、制备成本低
二、外源因素所致的异质性-Ig的多样性 多样性抗原的存在是导致免疫球 蛋白异质性(即具有不同的抗原识别 特异性)的外源因素,是免疫球蛋白 异质性的物质基础。
三、内源因素所致的异质性-Ig的血清型
(一)同种型(isotype)
同一种属所有个体Ig共有的抗 原特异性标志。为种属型标志,存 在于Ig的C区。
CDR1、CDR2、CDR3共同组 成Ig的抗原结合部位
在V区中,CDR之外区域的氨
基酸组成和排列顺序相对不易变化, 称为骨架区(FR)
• 高变区(hypervariable region, HVR) • 互补性决定区(complementaritydetermining region, CDR) • 骨架区(framework region, FR)
IgG1
Person 1 anti-C
第 三 节
免疫球蛋白的主要功能
一、Ig V区的功能
识别并特异性结合抗原
是抗体基本功能,其中CDR区起决 定性作用;Ig结合抗原表位的个数 称为抗原结合价
• 中和毒素 • 中和病毒
• 阻止细菌黏附,阻断病原体入侵
二、Ig C区的功能
(一)激活补体
抗体与相应抗原结合后,暴露 出CH2/CH3结构域上的补体结合位点, 激活补体。IgG1-3、IgM
抗体与免疫球蛋白的概念
• 免疫球蛋白(immunoglobulin,Ig) 即抗体(antibody,Ab) 是血液和组织液中的一类糖蛋白,由B 细胞接受抗原刺激后增殖分化为浆细胞所 产生,是体液免疫的重要效应分子。 以分泌型(sIg)和膜型(mIg)存在
抗体的理化性质
1938年Tiselius 和 Kabat建立血清蛋白 电泳技术 白蛋白
•
Fab 含有1条完整的轻链和部分重 链(VH+CH1),能够与抗原结合,但 不发生凝集反应或沉淀反应。
• Fc 因它容易形成结晶,故称为可 结晶片段;相当于Ig的CH2、CH3、 CH4功能区,介导抗体的效应功能, 和细胞或效应分子起作用,如结合 补体和细胞等。
(二)胃蛋白酶水解片段
• 在铰链区的近C端将其裂解成两个片 段:一个大片段F(ab’)2和一些小碎 片pFc’。pFc’分子量小,丧失免疫原 性,最终被降解。 • F(ab’)2片段功能与Fab段相同, 具有双价,可同时结合两个抗原表位, 因而能够引起沉淀和凝集反应。
1.下列哪种物质不是抗体: A.抗毒素 B. 胎盘球蛋白 C. 淋巴细胞抗血清 D.白喉抗毒素 E. 本-周蛋白
IgM
分子量最大(巨球蛋白) 单体IgM表达于B细胞表面,构成B细胞抗原受体 (BCR) 有很强的抗原结合、补体激活能力>IgG; 天然的血型抗体为IgM 个体发育过程中(20W)及初次应答中出现最早的 抗体,是抗感染的“先头部队”:脐带血IgM升高, 提示胎儿有宫内感染;血清中有IgM,有新近感染
VL,VH:CDR CL,CH1 与抗原特异性结合部位 同种异型的遗传标记
CH2,CH3(IgG, IgM) IgG CH2
IgG CH3
补体C1q结合点,激活补体
通过胎盘 与单核细胞、巨噬细胞、中性 粒细胞、NK细胞、B细胞表面的 FcR结合
二、免疫球蛋白的其它成分
(一) J 链(joining chain):
2.恒定区(constant region, C区
• CH 和 CL
• 不同类Ig CH的长度不一 • 在同一种属中,所产生的同一类Ig, 其C区氨基酸组成和排列顺序较恒定, 即免疫原性相同,但V区不同
(三)铰链区(hinge region)
•位于CH1和CH2之间,含有丰富的脯
氨酸。易伸展、弯曲,有利于同时结 合两个不同的抗原表位 •易被木瓜蛋白酶、胃蛋白酶水解 •IgM和IgE无铰链区
血 清 蛋 白
α1球蛋白 α2球蛋白 β 球蛋白
γ 球蛋白
第 一 节 免疫球蛋白的结构 (construction)
一、免疫球蛋白基本结构
N端
由两条相同的 重链和轻链通 过链间二硫键 连接而成的四 肽链结构
C端
1.重链(heavy chain,H 链)
• 组成:450-550个氨基酸残基 • 分子量:50-75kD • 五类(class): IgM、IgG、IgA、
IgE与肥大细胞和嗜碱性粒细胞结 合,使其致敏,当相同变应原再次 进入机体即可刺激致敏靶细胞脱颗 粒,释放生物活性介质,引起I型 超敏反应。
(三) 穿过胎盘和黏膜
• IgG是唯一可通过胎盘的Ig。是重要
的自然被动免疫,对于新生儿的抗 感染有重要意义 • sIgA可通过呼吸道和消化道黏膜, 是黏膜局部免疫的主要因素
1.人-鼠嵌合抗体
2.改型抗体
3.小分子抗体
4.人源抗体
人B记忆细胞---提取DNA,得到人源抗体的编 码基因+质粒---转染真核细胞或原核细胞---细胞表 达人源性抗体
小
结构
四肽 链Y型 结构
结
重链 可变区、 恒定区 轻链
不同的 酶可从 不同的 位臵进 行水解
免 疫 球 蛋 白
Fab段的功能 功能 Fc段的功能 基本概念:Ab、Ig
(二)结合Fc受体(IgG和IgE)
1.调理作用 抗体通过Fc段与吞噬细胞表面 Fc受体结合从而增强吞噬细胞的吞 噬作用,这种现象称为调理作用
2. 抗体依赖的细胞介导的细胞 毒作用(ADCC):
具有杀伤活性的细胞通过其表 面表达的Fc受体识别结合于靶抗原 上的抗体Fc段,直接杀伤靶抗原
3.介导I型超敏反应
(四) 免疫球蛋白的结构域 (domain)
通过链内二硫键折叠成的球形结构域或功 能区,约由110个氨基酸组成。 • 轻链:两个结构域(VL,CL); • 重链:4个或5个结构域
IgG、IgA、IgD:VH、CH1、CH2、CH3 IgM、IgE:VH、CH1、CH2、CH3、CH4
免疫球蛋白结构域及其功能
据Ig重链C区抗原特异性不同分为五类。
重链类型:
↓
a
↓
d
↓
↓
e
↓
(链)
组成的Ig: IgG IgA
IgD IgM IgE
2.亚类:同一类Ig根据绞链区氨基 酸组成、重链二硫键数目和位臵的 差别可分为亚类。 IgG1~4、IgA1-2
(二)型及亚型
1.型(type):根据轻链恒定区免疫原性 不同分为和型 2.亚型:根据链个别氨基酸的差异, 同一型Ig又可分为1~4亚型。
IgA
分两型:血清型IgA(单体)和分泌型 IgA(SIgA) SIgA主要存在于胃肠道和支气管分泌 液、初乳、泪液、唾液等外分泌液中 阻止病原微生物对黏膜上皮细胞的黏附, 是黏膜局部抗感染的抗体 初乳中的SIgA可发挥自然被动免疫作用
IgD
• 血清Ig总量的0.2%,血清IgD的生 物学作用尚不清楚 • 膜结合型IgD构成BCR,是B细胞发 育成熟的标志
组成 针对不同抗原表位的抗体的混 合物
应用 疾病的被动免疫治疗
针对单一表位,结构和组成高度 均一,抗原特异性及同种型一致
广泛用于疾病诊断、特异性抗原 或蛋白的检测和鉴定、疾病的被 动免疫治疗和生物导向药物制备
缺点 特异性不高、易发生交叉反应, 人体应用后可导致人鼠抗体反应 不易大量制备
三、基因工程抗体
是一条富含半胱氨酸的多肽链,能
将单体Ig分子连接为多聚体。 IgA二聚体与IgM五聚体均含J 链
(二)分泌片(secretory piece,sp) • 是分泌型IgA上的一个辅助成分 • 功能:协助IgA分泌至粘膜表面; 保护分泌型IgA的铰链区免遭蛋白 水解酶降解
三、水解片段
(一)木瓜蛋白酶水解片段 在铰链区的近N端将其裂解成2个抗 原结合片段 (fragment of antigen binding,Fab)和1个可结晶片段 (fragment crystallizable,Fc)片段。
(二)可变区和恒定区
免疫球蛋白分子中靠近N端的约110个 氨基酸的序列变化较大,称为可变区 ( variable region, V区 ) 其余靠近C端的氨基酸序列相对稳定, 称为恒定区(constant region,C区)
1.可变区(variable region,V区)
• VH和VL •VH和VL各有3个区域的氨基酸组 成和排列顺序高度可变,称为高变 区( HVR)或互补决定区(CDR)
第 二 节
免疫球蛋白的异质性
免疫球蛋白异质性指免疫球蛋白 在结构和功能上差异的总和。不同 抗原表位刺激所产生的抗体分子,
其识别抗原的特异性不同。
一、免疫球蛋白的分类
V C V
轻链C区N端氨基 酸的差异分亚型 轻链C区分型
铰链区氨基酸组成和 重链二硫键分亚类
C
重链C区分类
(一) 类和亚类
1.类(class):同一种属所有个体内,根
参与II、III型超敏反应
IgM 五个单体由J链连接成五聚体,最早、可诊 断宫内及近期感染,天然血型抗体 IgA 血清型(单体)和分泌型(双体),初乳中 高浓度sIgA,参与Ⅲ型超敏反应
IgD
IgE
含量低、B细胞成熟标志
含量最低、亲细胞、超敏反应/寄生虫免疫