1、第三章 免疫球蛋白(immunoglobulin ,Ig) 1.抗体(antibody ,Ab ) 概念: B 细胞在抗原的刺激下分化为浆细胞,产生具有与相应抗原发生特异性结合反应的免疫球蛋白,称为抗体。 2.免疫球蛋白 具有抗体活性或化学结构与抗体相似的球蛋白统称为免疫球蛋白。Ig=Ab+化学结构类似物 Ab=Ig Ig Ab 第一节? 免疫球蛋白的分子结构 由二硫键相连的四条对称的多肽链构成的单体。形成一“Y”字形结构。 重链 轻链 (二)可变区和恒定区 (三)其他结构 1.J 链(jioning chain,J 链) 由浆细胞合成。 主要作用:在 H 链的羧基端将 Ig 单体连接成双体或
2、多聚体,起稳定多聚体结构及参与体内运转的作用。 二、免疫球蛋白的功能区(结构域) 约由 110 个氨基酸组成。由链内二硫键连接并经 -片层折叠形成的具有特定功能的球形结构域,称为 Ig 的功能区或结构域。 (一)功能区的名称 L 链:VL、CL H 链:CH1、CH2、CH3、CH4(IgM 和 IgE有) 三、免疫球蛋白的水解片段 (一)木瓜蛋白酶的水解作用 (二)胃蛋白酶的水解作用 第二节 五类免疫球蛋白的特点与功能 一、IgG 1.单体。血清中含量最高。可分为四个亚类,各亚类的生物学活性有差异。 2.主要的抗感染抗体。具有抗菌、抗病毒、中和毒素、免疫调理及 ADCC 作用。 3.唯一通过
3、胎盘的抗体(有自然自动免疫作用) 。 二、IgM 1.为五聚体。又称巨球蛋白。激活补体和免疫调理作用较 IgG 强。 2.个体发育中合成最早的 Ig。 3.半衰期较短,有助于感染性疾病的早期诊断。 4.天然的血型抗体。 5.单体的 IgM 是细胞膜表面型免疫球蛋白。 三、IgA 1. 有血清型和分泌型。血清型有两个亚类。 2. 分泌型 IgA(SIgA)存在于外分泌液中,初乳中含量较高。 3. SIgA 的分子结构中有 J 链和 SP。后者是粘膜上皮细胞的多聚 Ig受体的胞外区。 4. SIgA 是皮肤和粘膜表面局部抗感染的重要因素(如免疫屏障、中和病毒及抑制病毒复制的作用) 。 第三节? 免
4、疫球蛋白的生物学活性 (三)意义 1.有利于阐明 Ig 的结构及生物活性 2.有利于生物制品的生产和纯化,避免超敏反应的发生。 胃蛋白酶 水解 一个与抗原双价结合的 F(ab )2 段 小分子多肽碎片(pFc ) (无生物学活性) IgG 4.半衰期约 1624 天,故临床应用以 23 重复为宜。治疗用的丙球的主要成分为 IgG(有人工被动免疫作用) 。 5.可结合 SPA,以纯化抗体,用于免疫诊断。6.某些自身抗体和引起型超敏反应的抗体属此类。 IgM J 链 IgM 抗 体 结 构 分 泌 型 IgM 膜 型 IgM sIgM Iga Igb Iga Igb 四、IgE 1. 血清中含量极
5、低。 2. 对肥大细胞及嗜碱性粒细胞有高度的亲和力。与型超敏反应的发生有关。 3.可能与机体抗寄生虫免疫有关。 五、IgD 1. 血清含量极低。 2. 对蛋白酶敏感,极易降解。 一、IgV 区的功能特异性结合抗原 Ig 可特异性识别、结合抗原。V 区的 CDR 在识别和结合特异性抗原中起决定性作用。 Ig 的 V 区与抗原结合后,可通过其 C 区发挥作用,V 区本身也可中和毒素或阻断病原入侵。 * * 存在部位: 血清、其他体液或外分泌液中。 将抗体介导的免疫称为体液免疫。 将含有抗体的血清称为抗血清或免疫血清。 电泳区带:大部分在 区带,故曾有 球蛋白(或丙种球蛋白)之称。一、免疫球蛋白的基
6、本结构 (一)重链与轻链 1.重链(heavy chain,H 链) 450550个氨基酸残基,分子量约 5575kD。 根据 Ig 重链抗原性的差异,Ig 可分为五类 即 IgG、IgM、IgA、IgD 、IgE, 相应 H 链为 、 、 、 及 链。 2. 轻链 轻链为重链的 1/2,约由 214 个氨基酸组成。 根据轻链的不同,分为 、 两型。 正常人血清 Ig 的 : =2 :1 天然的 Ig 单体结构中,两条重链同类,两条轻链同型。 1.可变区(variable region,V 区) 近 N 端的 1/2 L 链和 1/4(或 1/5)H 链,氨基酸的组成及序列变化较大,而得名。
7、高变区(hypervariable region, HVR) V 区内变化最为剧烈的特定部位。L 链 3 个,H 链 3 个。 因其在空间结构上可与抗原决定簇形成精密的互补,故又称互补性决定区(complementarity determing region,CDR) 不同 Ig 分子在超变区结构上各自具有独特的氨基酸排序和构型特点,也称为 Ig 分子的独特型或独特型决定簇。 超变区、互补性决定区和独特型决定簇指的是 Ig 分子中的同一结构部位,只是从不同的角度阐述而已。 骨架区(framework region,FR) Ig 分子 V 区超变区之外的部位,其氨基酸组成及排列相对保守。 作用:
8、主要是稳定 CDR 的空间构型,以利 IgCDR 与抗原表位精细的特异性结合。 2.恒定区( constant region,C 区) 近 C 端的 1/2 L 链及 3/4(或4/5) H 链。 氨基酸组成在同一物种的同一类 Ig 中相对稳定。 2.分泌片(secretory piece, SP) 由粘膜上皮细胞合成。 是分泌型 IgA(SIgA)的结构成分。 作用:保护 SIgA抵抗外分泌液中蛋白酶 的降解作用和介导多聚 IgA 向粘膜 上皮外主动输送的作用。 桶状结构或 三明治结构 (二)功能区的功能 1.VL、VH 特异性识别和结合抗原 2.CH、CL 具有同种异型遗传标记 3.IgG
9、 的 CH2 和IgM 的 CH3 具有补体 C1q 的结合点;与 IgG 通过胎盘有关。 4.CH3/CH4 具有多种细胞 Fc 受体结合的功能,不同的 Ig 在结合不同的细胞时可产生不同的免疫效应。 (三)绞链区(hinge region) 位于 CH1CH2 之间。富含脯氨酸,对蛋白酶敏感,易伸展弯曲。 作用: 1.弯曲利于 V 区与不同距离的抗原表位结合。2.使 Ig 分子发生“T ” “Y”的构型改变,暴露补体结合位点。 “T” “Y” 二个相同的单价抗原结合片段 (fragment of antigen-binding,Fab 段) 一个可结晶片段(crystalizable fragment,Fc 段) 木瓜蛋白酶 水解 IgG Fab 段保留了特异性结合抗原的功能。Fc 段保留了重链的抗原性和 Ig 相应功能区的生物学活性。 *