免疫球蛋白 中山大学 免疫学
免疫调节中山大学免疫学
➢ 免疫球蛋白样转录体（ILT） 识别HLA I类分子α3
免疫细胞的激活性受体和抑制性受体
免疫细胞 B细胞 T细胞 NK细胞 肥大细胞
激活性受体 BCR TCR、CD28 NCR、CD16 FcεRI
γδT细胞 Vγ9Vδ2TCR
免疫调节
Regulation of the Immune Response
免疫调节的概念
概念： 机体通过多方面、多层次的正负反馈机制 控制免疫应答的强度和时限，以维持机体 生理功能的平衡和稳定。
作用：
1.提高机体免疫力，清除外来抗原； 2.减少对自身组织的损伤，终止免疫应答。
免疫调节是免疫系统 本身具有的能力
抑制性受体 FcγRII-B、CD22、CD72 CTLA-4、PD-1、KIR KIR、CD94 / NKG2A FcγRII-B、gp49B1 CD94 / NKG2A
调节性T细胞参与的免疫调节
调节性T细胞在反馈性调节中居核心地位 自然调节T细胞 适应性调节T细胞
发挥调节作用的T细胞
1.自然调节T细胞
独特型网络调节
➢针对CDR的抗独特型抗体为Ab2β；针对 CDR外V区域的称Ab2α.
➢Ab2β与抗原表位相似，与抗原竞争Ab1 为体内的抗原内影像(internal image)
➢Ab2α和Ab2β都为负反馈因素，抑制 Ab1的分泌
招募PTK
招募PTP
启动激活信号转导 抑制激活信号转导
二、各种免疫细胞的抑制性受体
➢1.T细胞表面的CTLA-4和PD-1 ➢2.B细胞表面的FcRⅡ-B ➢3.杀伤细胞表面的KIR和CD94 / NKG2A ➢4.其他免疫细胞
免疫球蛋白及其编码基因
三、附属结构
ADDITIONAL STRUCTURE
J链（joining chain）
浆细胞合成的富含半胱氨酸的肽链， 可连接单体成多聚体。
分泌片(secretory piece, SP)
粘膜上皮细胞合成的非共价结合于IgA 并起转运保护作用的含糖肽链。
四、水解片段
PROTEOLYTIC STRCUTURE
Figure 3-6
Figure 3-7
Figure 3-8
一、基本结构
2.可变区和恒定区
恒定区(constant region, C区） u轻链和重链的近C端的氨基酸变化比较小，
称为恒定区，CH和CL u不同类Ig的恒定区长度不同，如CH1-3（4） u同种的同类Ig的恒定区比较固定，故有相同
u其中有的区域特别易变化，称为高变区 (hypervariable region，HVR1-3),其它部分叫骨架区
(framework fegion,FR1-4).
u高变区是抗原的结合部位，与抗原决定基形 成一个互补的表面，称互补决定区 (complementarity determining region,CDR1-3).
酶
u木瓜蛋白酶（papain) u胃蛋白酶(pepsin)
片段
u抗原结合片段(fragment antigen binding, Fab) u可结晶片段(fragment crystallizable, Fc)
四、水解片段
1. 木瓜蛋白酶（papain）的水解片段 u部位：重链铰链区二硫键连接的近N端 u片段：两个Fab段，一个Fc u功能：Fab能结合抗原，但不凝集或沉淀
免疫球蛋白的结构
STRUCTURE OF ANTIBODIES
免疫球蛋白(专业知识值得参考借鉴)
免疫球蛋白(专业知识值得参考借鉴)一概述免疫球蛋白（Ig）指具有抗体（Ab）活性或化学结构，与抗体分子相似的球蛋白。
免疫球蛋白是由两条相同的轻链和两条相同的重链通过链间二硫键连接而成的四肽链结构。
免疫球蛋白分为五类，即免疫球蛋白G（IgG）、免疫球蛋白A（IgA）、免疫球蛋白M（IgM）、免疫球蛋白D（IgD）和免疫球蛋白E（IgE）。
免疫系统由免疫组织、器官、免疫细胞及免疫活性分子等组成。
免疫球蛋白是免疫活性分子中的一类，而免疫活性分子包括免疫细胞膜分子，如抗原识别受体、分化抗原、主要组织相容性分子以及一些其他受体分子等；也包括由免疫细胞和非免疫细胞合成和分泌的分子，如免疫球蛋白分子、补体分子以及细胞因子等。
免疫球蛋白是化学结构上的概念。
所有抗体的化学基础都是免疫球蛋白，但免疫球蛋白并不都具有抗体活性。
二抗体与Ig抗体是机体免疫细胞被抗原激活后，B细胞分化成熟为浆细胞后所合成、分泌的一类能与相应抗原特异性结合的具有免疫功能的球蛋白。
抗体是生物学功能上的概念，而免疫球蛋白是化学结构上的概念。
所有抗体的化学基础都是免疫球蛋白，但免疫球蛋白并不都具有抗体活性。
三 Ig的功能免疫球蛋白可分为抗体和膜免疫球蛋白。
抗体主要存在于血清中，也可见于其他体液和外分泌液，其主要功能是特异性地结合抗原。
膜免疫球蛋白是B细胞膜上的抗原受体，能特异性识别抗原分子。
在体内，抗体和抗原结合后可直接发挥效应，如抗毒素可中和外毒素，病毒的中和抗体可阻止病毒感染靶细胞，分泌型IgA可抑制细菌黏附宿主细胞等。
在体外，抗体与抗原结合后可出现凝集、沉淀等现象。
免疫球蛋白能激活补体；结合细胞表面的Fc受体，（Fc即可结晶片段。
用木瓜蛋白酶水解IgG分子，可得到两个Fab和一个Fc段。
该片段能与效应分子和效应细胞相互作用，但不能与抗原结合。
）从而表现出不同的生物学作用，如调理作用、抗体依赖性细胞介导的细胞毒作用、介导Ⅰ型超敏反应；通过胎盘和黏膜，在人类，IgG是惟一能通过胎盘的Ig类型，母体的IgG通过胎盘转移给胎儿是一种重要的自然被动免疫，对于新生儿抗感染具有重要意义。
免疫球蛋白作用
免疫球蛋白作用免疫球蛋白是一种重要的抗体，在人体免疫系统中起着重要的作用。
它主要由淋巴细胞分泌，能够识别并结合病原体，从而参与清除病原体和保护机体免受感染的过程。
下面将详细介绍免疫球蛋白的作用。
首先，免疫球蛋白具有特异性识别和结合能力。
在人体内，存在着多种类型的免疫球蛋白，如IgG、IgM、IgA、IgD和IgE 等。
每种免疫球蛋白具有特定的抗原结合位点，能够识别并结合特定的抗原。
当机体感染病原体时，免疫球蛋白能够识别病原体表面的抗原，与之结合并形成抗原-抗体复合物。
其次，免疫球蛋白可以激活免疫系统的其他组分。
一旦免疫球蛋白与病原体结合，会触发免疫系统的其他细胞和分子，如巨噬细胞、自然杀伤细胞和补体系统等的活化。
这些免疫细胞和分子能够通过吞噬、溶解或摧毁病原体，从而消除感染源。
此外，免疫球蛋白还具有中和病原体毒性的作用。
当免疫球蛋白与病原体结合后，可以阻止病原体进一步侵入宿主细胞，并中和其毒性。
例如，IgG和IgA能够通过与细菌毒素结合，阻止其对宿主细胞的伤害；IgE则能够结合在宿主细胞表面的抗原，激活组织嗜碱性粒细胞释放大量的抗菌物质，从而抵御寄生虫感染。
最后，免疫球蛋白还具有调节免疫反应的作用。
在机体遇到外界病原体侵袭时，免疫球蛋白能够调节免疫反应的程度和方向。
例如，IgM和IgG可激活细胞毒性T细胞，促进病原体的清除；IgG还可以通过与抗原结合，保护胎儿免受母体免疫系统攻击。
综上所述，免疫球蛋白在人体免疫系统中起着重要的作用。
它具有特异性识别和结合能力，能够与病原体结合形成抗原-抗体复合物。
通过激活免疫系统的其他组分、中和病原体毒性和调节免疫反应，免疫球蛋白能够保护机体免受感染，维护人体的健康。
免疫球蛋白的作用不仅对于人体的正常免疫功能至关重要，而且对于免疫疾病的治疗也具有重要意义。
因此，研究免疫球蛋白的功能机制和临床应用具有重要的意义。
免疫球蛋白和免疫学研究
免疫球蛋白和免疫学研究随着技术的不断进步，人们对于免疫学的研究也越来越深入。
免疫学是研究各种有关免疫的现象、反应和机制的科学。
而其中最为重要的研究对象之一就是免疫球蛋白。
免疫球蛋白是什么？免疫球蛋白是一种由免疫系统合成的蛋白质，通常被称为抗体。
它可以识别并结合外来的抗原，从而引导其他免疫细胞消灭入侵的病原体，从而保护身体免受感染。
免疫球蛋白的种类和功能人体合成5种主要的抗体：IgA，IgD，IgE，IgG和IgM。
每种免疫球蛋白都具有不同的结构和分布方式，并且在免疫系统中都有不同的作用。
• IgA主要存在于口腔、泪液和乳汁中，可以防止病原体入侵人体。
• IgD分布在B细胞表面，起到识别抗原的作用。
• IgE主要存在于粘膜下细胞和组织间，可以引发过敏反应。
• IgG是人体中含量最多的抗体，能够穿过胎盘进入胎儿体内，保护胎儿免受感染。
IgG还可以中和病原体并激活细胞，杀死病原体。
• IgM是第一个免疫球蛋白，可以在体内迅速反应并结合病原体，并随后激活其他组织杀灭病原体。
免疫球蛋白在疾病治疗中的作用由于抗体可以识别和结合入侵外来的病原体，因此免疫球蛋白在疾病治疗中非常重要。
现代医学已经利用免疫球蛋白的特性来制造各种抗体，可用于治疗感染疾病、肿瘤和自身免疫性疾病。
例如，在感染疾病的治疗中，医生可能会使用血清中富含某种特定抗体的免疫球蛋白制剂来对抗病原体。
此外，免疫球蛋白制剂还能够治疗某些自身免疫性疾病如风湿性关节炎、系统性红斑狼疮和多发性硬化等。
免疫学研究的目的和意义对于研究免疫学的人来说，他们的目的时希望了解人类免疫系统是如何应对和消灭入侵病原体的。
这种研究不仅能够帮助我们理解免疫系统的生物学机制，也可以促进疾病治疗的发展和进步。
在免疫学研究领域中，人们研究的不仅是免疫球蛋白，还包括免疫细胞、免疫反应、自身免疫等多个方面。
这些研究有助于找到新的治疗方法和药物，帮助人类更好地战胜各种疾病。
总结免疫球蛋白是人类免疫系统的关键组成部分，具有强大的抵御外界病原体的能力。
免疫球蛋白功能
免疫球蛋白功能
免疫球蛋白（Immunoglobulin）是一种重要的抗体分子，可以
分为五个不同类型：IgA、IgD、IgE、IgG和IgM。
它们在免
疫系统中起到重要的功能，对于身体的健康和免疫防御起着至关重要的作用。
首先，免疫球蛋白能够识别并中和病原体。
当病原体侵入人体时，免疫球蛋白会与病原体产生特异性的结合，从而通过中和病原体的活性，阻止其对宿主细胞的侵袭。
这种中和作用不仅限于细菌和病毒，还包括其他病原体如寄生虫等。
其次，免疫球蛋白能够激活免疫应答。
当免疫球蛋白与病原体结合后，它们可以激活其他免疫细胞，如巨噬细胞和T淋巴
细胞，进而启动免疫反应。
这些免疫细胞会释放细胞因子，增强炎症反应，吸引更多的免疫细胞来攻击和清除病原体。
此外，免疫球蛋白还参与调节免疫应答。
一种特殊类型的免疫球蛋白，即IgG，可以在体内形成记忆性免疫，保留对已经接
触过的病原体的记忆，并在再次感染时迅速产生相应的免疫应答。
这种记忆性免疫的产生是由于IgG的抗体水平可以长期
保持在体内，使得免疫系统能够更快、更有效地应对再次感染。
另外，一些免疫球蛋白具有抗炎作用。
例如，IgG和IgA能够
调节炎症反应，减轻组织炎症损伤，并促进修复过程。
这一功能对于一些自身免疫性疾病的治疗尤为重要，这些疾病常常由过度的炎症导致。
综上所述，免疫球蛋白作为抗体分子，在免疫系统中发挥着多种重要的功能，如中和病原体、激活免疫应答、调节炎症反应等。
了解和研究免疫球蛋白的功能，有助于我们更好地理解免疫反应的机制，并为疾病的治疗和预防提供新的思路和方法。
综述_抗体酶的研究进展_
中山大学研究生学刊（自然科学、医学版）第34卷第3期JOUＲNAL OF THE GＲADUATES VOL.34ɴ32013SUN YAT-SEN UNIVEＲSITY（NATUＲAL SCIENCES、MEDICINE）2013综述《抗体酶的研究进展》*陆诗淼（1．中山大学中山医学院免疫学专业）【内容提要】抗体酶又称催化性抗体，是具有催化活性的免疫球蛋白，在其可变区赋予了酶的属性，是抗体的高度选择性和酶的高效催化能力巧妙结合的产物，它可促进许多用普通化学方法很难完成，或者天然酶尚未能催化的新奇转变，特别是自然界不存在的高效催化剂，对生物学、化学和医学等多种学科有重要的理论意义和实用价值。
文章综合介绍了抗体酶研究的历史过程、催化抗体的结构、性质、催化的反应类型原理、制备、应用及研究的最新进展。
【关键词】催化抗体；抗体酶；酶学特征；应用进展抗体酶是具有催化性质的抗体。
从1883年Payen和Personz发现第一个酶以来，自从1986年Schultz和Lerner首次证实由过渡态类似物为半抗原，通过杂交瘤技术产生的抗体具有类似酶的催化活性以来，直至20世纪80年代初期，整整一个半世纪，发现的酶已经超过了4000种。
1986年，Schultz和Lerner同时在美国《Science》周刊上发表了他们各自独立领导的研究组对抗体酶的研究报告，并将之命名为Abzyme。
Abzyme本质为免疫球蛋白（Ig），只是在易变区被赋予了酶的属性，故又被称为催化抗体（Catalytic antibody）。
抗体有极高的亲和力，解离常数在10－4 10－14mol/L，这与酶相似，但无催化活力。
酶的催化机制在于它能结合底物产生过渡态，降低能垒，改变化学反应的速度。
抗体酶显示出在许多领域的潜在应用价值，包括许多困难和能量不利的有机合成反应，前药设计，临床治疗，材料科学等多个方面。
抗体酶这种兼具抗体和酶的性质的崭新物质，它集生物学、免疫学、化学于一身，它的发现打破了只有天然酶才有的分子识别和加速催化反应的传统观念，为酶工程学开创了新的领域，同时也为验证天然酶的催化机制，进行酶的人工摸拟，以及研究天然酶催化作用的起源提供了很好的帮助。
免疫球蛋白概念分类及特点
免疫球蛋白概念分类及特点1.IgG（免疫球蛋白G）：IgG是体液免疫中最常见的免疫球蛋白，约占总血浆免疫球蛋白的75%。
它具有优异的抗细菌、病毒和真菌的能力，能够通过胎盘向胎儿传递，起到婴儿被动免疫的作用。
IgG还具有调理作用，可以增强巨噬细胞、中性粒细胞和NK细胞的活性。
2.IgM（免疫球蛋白M）：IgM是外周血中第一类出现的免疫球蛋白，它构成了细菌和病毒的表面抗原的多价交联，从而有效地激活免疫系统。
由于其较大的分子量，IgM更适合在循环系统中扮演较大粒子的颗粒聚集剂，使得病原体更容易被巨噬细胞和其他免疫细胞发现。
3.IgA（免疫球蛋白A）：IgA是存在于黏膜表面的主要免疫球蛋白，它可以通过分泌方式进入胃肠道、呼吸道和尿道等体液，起到防御途径虫感染的作用。
IgA能够中和细菌和毒素，预防它们进入黏膜屏障。
4.IgE（免疫球蛋白E）：IgE主要与过敏反应相关，通过与肥大细胞和嗜碱细胞的Fc受体结合来引发过敏反应。
IgE参与对寄生虫的清除，但过度激活的IgE反应可能导致气喘、鼻炎等过敏性疾病。
5.IgD（免疫球蛋白D）：IgD的功能并不完全清楚，它在免疫应答过程中起到了辅助的作用。
IgD通过与B细胞表面的受体结合来调节B细胞的活化和增殖。
1.可变性：免疫球蛋白通过其可变的结构域与不同的抗原特异性相结合，从而实现了广泛的抗原识别能力。
2.多价性：IgM和IgA等多聚免疫球蛋白的多个单元可以同时结合到多个抗原上，从而增加了抗原的覆盖范围和结合力。
3.特异性：每种免疫球蛋白都与特定的抗原分子结合，形成抗原-抗体复合物，从而激活相应的免疫反应。
4.免疫记忆：免疫球蛋白在第一次感染后，机体对特定抗原的应答能力会得到改善，第二次感染时能够更快、更有效地发起免疫反应。
5.多功能性：免疫球蛋白不仅可以直接与抗原结合，还可以通过与免疫细胞的Fc受体结合来调节免疫细胞的活化和功能。
6.清除及调理作用：免疫球蛋白可以与细菌、病毒等病原体进行直接结合，中和或清除它们。
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Additional structure Proteolytic structure
免疫球蛋白的异质性
HETEROGENEITY OF IMMUNOGLOBULIN
免疫球蛋白的异质性表现为：
不同抗原表位刺激机体产生不同的Ig； Ig具有不同的类别和型别； 相同类型的Ig具有不同的特异性。
一、 基本结构
两条相同的重链和两条相同 的轻链连接而成连接的四肽 结构。 1.重链和轻链 2.可变区和恒定区 3.铰链区
一、基本结构
BASIC STRUCTURE
1.重链和轻链
重链 (Heavy chain,H) 分子量比较大 据恒定区氨基酸的组成和排列顺序的不同， 可分为5类(同种型) 不同的同种型有不同的特征
Summary: structure of Ab
Basic structure:
Consist of 4 polypeptide chains; Each chain has domains: C and V; HVR;CDR Hinge region: between CH1 and CH2
四、水解片段
2. 胃蛋白酶(pepsin)的水解片段
部位：重链铰链区二硫键连接的近C端 片段：一个F(ab’)2段，一个pFc’ 功能： F(ab’)2段能结合抗原，可凝集或沉淀;
pFc’无生物活性
Figure 3-3 part 2 of 2
The protease pepsin cleaves the IgG molecule in hinge region on the Cterminal side of the inter-heavy-chain disulfides to produce 2 fragments: one F(ab’) 2and one pFc’.
酶
木瓜蛋白酶（papain) 胃蛋白酶(pepsin)
片段
抗原结合片段(fragment antigen binding, Fab) 可结晶片段(fragment crystallizable, Fc)
四、水解片段
1. 木瓜蛋白酶（papain）的水解片段 部位：重链铰链区二硫键连接的近N端 片段：两个Fab段，一个Fc 功能：Fab能结合抗原，但不凝集或沉淀
其中有的区域特别易变化，称为高变区 (hypervariable region，HVR1-3),其它部分叫骨架 区(framework fegion,FR1-4).
高变区是抗原的结合部位，与抗原决定基形 成一个互补的表面，称互补决定区 (complementarity determining region,CDR1-3).
Figure 3-6
Figure 3-7
Figure 3-8
一、基本结构
2.可变区和恒定区
恒定区(constant region, C区） 轻链和重链的近C端的氨基酸变化比较小，
称为恒定区，CH和CL 不同类Ig的恒定区长度不同，如CH1-3（4） 同种的同类Ig的恒定区比较固定，故有相同
免疫球蛋白亚类和亚型
根据铰链区氨基酸的组成和重链二硫键的数目 及位置的不同，Ig可分为不同亚类(subclass) IgG有四个亚类IgG1-IgG4 IgA可分为IgA1和IgA2
据链恒定区个别氨基酸的差异，可分不同亚型 (subtype)，如1-4
免疫球蛋白的类型
重链 类(class)：IgG、IgA、IgM、IgD、IgE —亚类(subclass)：IgG1-IgG4；IgA1和IgA2 轻链 型(type)：κ和λ型 —亚型(subtype)： λ1-λ4
三、附属结构
ADDITIONAL STRUCTURE
J链（joining chain）
浆细胞合成的富含半胱氨酸的连接单体 成多聚体的肽链。
分泌片(secretory piece, SP)
粘膜上皮细胞合成的非共价结合于IgA 并起转运保护作用的含糖肽链。
四、水解片段
PROTEOLYTIC STRCUTURE
Fc可与细胞上的受体结合
Figure 3-3 part 1 of 2
•The protease papain cleaves the IgG molecule in hinge region on the Nterminal side of the inter-heavy-chain disulfides to produce 3 fragments: 2 identical Fab fragments and one Fc fragment.
Yalow
Koler,Milstein & Jerne
Tonegawa
Sera therapy Ab production Ab structure radioimmunology Monoclonal Ab
Gene of AF ANTIBODIES
一、基本结构（一级结构） 二、功 能 区（二级结构） 三、附属成分（附属结构） 四、水解片段（水解结构）
一、基本结构
1.重链和轻链
轻链(light chain,L) 分子量比较小 据恒定区氨基酸的组成和排列顺序，可
分为k和链 同一Ig上的两轻链同型 同一种属的两种轻链比例是固定的
一、基本结构
2.可变区和恒定区
可变区 (variable region,V区)
Ig重链和轻链的近N端110个氨基酸变化比 较大，称为可变区,即VH 和VL 。
免疫球蛋白 中山大学 免疫学
Relationship between Ig and Ab
Ig
Ab
Nobel Prize winners for antibodies
1901 1908 1972 1977 1984 1987
von Bering
Ehrlich & Metchnikoff Edelman & Poter
的二抗。
一、基本结构
3. 铰链区(hinge region)
位于CH1和CH2之间； 富含脯氨酸，易弯曲，利于与抗原表位的
结合； 易水解（木瓜蛋白酶等）。
二、二级结构
Ig分子的肽链上折叠形成的球形的有功能 的结构域（domain）,约110个氨基酸组成 一个结构域。
折叠形成两个片层结构，中间由二硫键 垂直连接，桶状或三明治。