免疫球蛋白
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免疫球蛋白的结构与功能
恒定区（C区）
重链的恒定区为CH，IgG,IgA,IgD各有三个C区，Ch1,Ch2,Ch3。IgM和IgE有四个C区，Ch1,Ch2,Ch3,Ch4。轻链的恒定区为CL。
免疫球蛋白的血清型
同种型：存在于同一物种的Ig所具有的抗原表位，是同一种属内所有健康个体共有的抗原性标志，主要集中在轻链和重链的C区。用于区分类和亚类。同种型抗体：羊抗兔抗体。
同种异型：存在于同一种属不同个体之间的抗原表位，是同一种属不同个体的遗传标志，主要集中在C区。抗同种异型抗体：抗人类白细胞抗原的抗体。
独特型：集中在V区。不同个体甚至同一个体自身能对这些独特的抗原表位发生应答，产生的抗体称之为抗独特型抗体（抗抗体）。
010203来自小组成员：高领 杨杰 张颖
2021
2023
一、抗体与免疫球蛋白
抗体（Ab），是由B细胞活化后分化成的浆细胞产生的，具有特殊折叠方式的球蛋白，且为体液免疫应答的重要效应分子。 免疫球蛋白（Ig），是指具有抗体活性或化学结构上与抗体相似的球蛋白。免疫蛋白有膜型和分泌型两种形式。膜型Ig就是B细胞抗原受体（BCR）。
Ig
（二）可变区和恒定区
可变区（V区） 免疫球蛋白轻链和重链中靠近N端氨基酸序列变化较大的区域，分别占重链和轻链的1/4和1/2。
可变区包括了高变区（又称互补决定区）以及支架区两个部分。
高变区是Ig与抗原表位特异性识别的结构基础，至关重要。分为CDR1，CDR2，CDR3三个区域。
支架区分为FR1，FR2，FR3，FR4这四个部分。
重链的恒定区为CH，IgG,IgA,IgD各有三个C区，Ch1,Ch2,Ch3。IgM和IgE有四个C区，Ch1,Ch2,Ch3,Ch4。轻链的恒定区为CL。
免疫球蛋白的血清型
同种型：存在于同一物种的Ig所具有的抗原表位，是同一种属内所有健康个体共有的抗原性标志，主要集中在轻链和重链的C区。用于区分类和亚类。同种型抗体：羊抗兔抗体。
同种异型：存在于同一种属不同个体之间的抗原表位，是同一种属不同个体的遗传标志，主要集中在C区。抗同种异型抗体：抗人类白细胞抗原的抗体。
独特型：集中在V区。不同个体甚至同一个体自身能对这些独特的抗原表位发生应答，产生的抗体称之为抗独特型抗体（抗抗体）。
010203来自小组成员：高领 杨杰 张颖
2021
2023
一、抗体与免疫球蛋白
抗体（Ab），是由B细胞活化后分化成的浆细胞产生的，具有特殊折叠方式的球蛋白，且为体液免疫应答的重要效应分子。 免疫球蛋白（Ig），是指具有抗体活性或化学结构上与抗体相似的球蛋白。免疫蛋白有膜型和分泌型两种形式。膜型Ig就是B细胞抗原受体（BCR）。
Ig
（二）可变区和恒定区
可变区（V区） 免疫球蛋白轻链和重链中靠近N端氨基酸序列变化较大的区域，分别占重链和轻链的1/4和1/2。
可变区包括了高变区（又称互补决定区）以及支架区两个部分。
高变区是Ig与抗原表位特异性识别的结构基础，至关重要。分为CDR1，CDR2，CDR3三个区域。
支架区分为FR1，FR2，FR3，FR4这四个部分。
免疫球蛋白
第五节 各类免疫球蛋白的特性和功能
一.IgG 一般特性： 一般特性： 单体分子； 单体分子； 四个亚类； 四个亚类； 血清中含量最高(75%Ig) (75%Ig)； 血清中含量最高(75%Ig)； 半衰期最长(21 23天 (21～ 半衰期最长(21～23天)； 3～5岁达成人水平(8.0～17 mg/ml)； 岁达成人水平(8.0 (8.0～ mg/ml)； 可与SPA结合。 SPA结合 可与SPA结合。
三.IgA 1.两种类型： 1.两种类型： 两种类型 IgA1(主要 主要) 单体(主要) 血清型 --- IgA1(主要)，单体(主要)； IgA2(主要 主要) 二聚体(主要), 分泌型 --- IgA2(主要)，二聚体(主要), 粘膜局部浆细胞合成； 粘膜局部浆细胞合成； 分泌片由粘膜上皮细胞合成； 分泌片由粘膜上皮细胞合成； 2.半衰期 6天 半衰期: 2.半衰期: 6天； 3.占血清Ig含量的 占血清Ig含量的5 15%； 3.占血清Ig含量的5～15%； 4.粘膜局部抗感染免疫 粘膜局部抗感染免疫； 4.粘膜局部抗感染免疫； 5.聚合IgA激活补体替代途径 聚合IgA激活补体替代途径。 5.聚合IgA激活补体替代途径。
五.IgE 1.单体分子； 1.单体分子； 单体分子 2.血清中含量最低 血清中含量最低( Ig的0.002%)； 2.血清中含量最低(占Ig的0.002%)； 3.半衰期 3天 半衰期: 3.半衰期: 3天； 4.呼吸道和胃肠道浆细胞产生 呼吸道和胃肠道浆细胞产生； 4.呼吸道和胃肠道浆细胞产生； 5.介导 型超敏反应； 5.介导 I 型超敏反应； 6.过敏性疾病和某些寄生虫感染患者血清中 6.过敏性疾病和某些寄生虫感染患者血清中 特异性IgE水平增高。 IgE水平增高 特异性IgE水平增高。
免疫球蛋白测定方法
常用的免疫球蛋白测定方法，主要有免疫电泳、酶联免疫吸附试验、荧光免疫分析、免疫组织化学、放射免疫分析等。
1、免疫电泳：免疫电泳是一种用于分离和定量测定血液中各种免疫球蛋白的方法，它利用电场将血液中的免疫球蛋白按照电荷大小分离成多个带，然后用特异性抗体进行染色和检测，可以定量测定免疫球蛋白类型，如IgM、IgG、IgA等。
2、酶联免疫吸附试验：是一种常用的免疫球蛋白测定方法，通过将待测血清中的免疫球蛋白与特定抗体结合，再使用酶标记进行检测，从而能判断出检测结果。
3、荧光免疫分析：是利用荧光染料标记抗体和待测血清中的免疫球蛋白结合，然后通过荧光测定来检测和定量特定免疫球蛋白。
荧光免疫分析灵敏度高，可以检测极低浓度的免疫球蛋白。
4、免疫组织化学：一种用于检测细胞内抗原的生物学技术，通过将抗体与显色剂结合，在显微镜下观察免疫球蛋白的存在和分布。
5、放射免疫分析：放射免疫分析利用放射原理，将放射性同位素和抗原抗体反应相结合进行测量。
若进行免疫球蛋白测定后有异常情况出现，需要及时就医进行综合诊断治疗。
免疫球蛋白-最新医学免疫学
02
免疫球蛋白的生物学活性
抗体介导的免疫防御
结合并中和病原体
01
免疫球蛋白可特异性结合并中和细菌、病毒等病原体，避免感
染。
调理吞噬作用
02
免疫球蛋白与吞噬细胞结合，帮助吞噬细胞对病原体的吞噬和
清除。
介导炎症反应
03
免疫球蛋白在炎症反应中发挥重要作用，通过激活补体和激肽
系统等途径，引发炎症反应。
免疫调节与自身免疫
不同种类的Ig具有不同的Fab和Fc结构域，因此具有不同的抗 原结合特性和生物学功能。
产生与调节
1
免疫球蛋白是由B细胞接受抗原刺激后增值分化 为浆细胞所产分化成为浆 细胞，合成和分泌免疫球蛋白。
3
免疫球蛋白的分泌受到多种细胞因子的调节， 例如IL-2、IL-4、IL-5、IL-6等。
新型疫苗佐剂
免疫球蛋白也可作为新型疫苗的佐剂，如流感疫苗中加入免 疫球蛋白可增强疫苗的免疫效果，提高抗体的滴度和持久性 。
06
最新研究进展与展望
免疫球蛋白基因组学研究进展
免疫球蛋白基因图谱绘制
利用基因测序技术，绘制免疫球蛋白基因图谱，揭示基因序列、结构和功能的关 系。
免疫球蛋白基因变异与疾病关联研究
研究免疫球蛋白基因变异与疾病发生、发展的关系，为疾病诊断、治疗提供依据 。
免疫球蛋白蛋白质组学研究进展
免疫球蛋白分子的结构研究
通过蛋白质组学技术，研究免疫球蛋白分子的结构特征、抗原表位和功能关 系。
免疫球蛋白分子相互作用的鉴定
研究免疫球蛋白分子与其他分子之间的相互作用，揭示其在免疫应答和调节 中的作用。
参与适应性免疫应答
T细胞活化
免疫球蛋白作为次要抗原提呈分子，与T细胞受体结合，参与 T细胞的活化和分化。
免疫球蛋白的定义
免疫球蛋白的定义
免疫球蛋白（Immunoglobulin，简称Ig）是一类具有抗体活性的蛋白质，主要存在于血液、淋巴液和组织液中。
它们是由B淋巴细胞产生的，并在机体的免疫反应中发挥着重要的作用。
免疫球蛋白的主要功能是识别并结合病原体（如细菌、病毒、真菌等）或其他抗原物质，从而启动免疫反应。
它们可以通过多种方式来消灭病原体，包括中和病原体的毒素、激活补体系统、促进吞噬细胞的吞噬作用等。
免疫球蛋白可以分为五大类，分别是IgG、IgA、IgM、IgD 和IgE。
每种免疫球蛋白都有其独特的结构和功能，它们在机体的免疫防御中发挥着不同的作用。
免疫球蛋白是一类非常重要的蛋白质，它们在机体的免疫反应中发挥着关键的作用，帮助机体抵御病原体的入侵和感染。
免疫球蛋白
七、免疫球蛋白基因
七、免疫球蛋白基因：基因重排
重组信号序列 (recombination signal sequence， RSS)是由寡核苷酸组成的七聚体(heptamer) [5‘CACAGTG3’]、九聚体(nonamer) [5‘ACAAAAACC3’]，以及两者之间较少保守 性的间隔序列(spacer)所组成。
Susumu Tonegawa（利川根进）
The Nobel Prize in Physiology or Medicine 1987
"for his discovery of the genetic principle for generation of antibody diversity"
高）、唾液、泪液中 ＊ 功能: 对机体的局部粘膜(如呼吸道、消化道粘膜)的抗
感染免疫有重要作用。 ＊ 新生儿通过母乳喂养，可获得被动免疫。
IgD
＊单体结构；
＊血清含量低，占Ig总量的0.2％；半衰期极短，仅3天 （铰链区长）
＊ B细胞表面的IgD（SmIgD）是成熟B细胞的重要表面标 志：未成熟B细胞仅表达mIgM，成熟B细胞（初始型） 表达mIgM和mIgD，活化或记忆性B细胞mIgD逐渐消失。
二、免疫球蛋白的功能区
结构域：Ig的多肽链分子中约110个氨基酸可 折叠成由链内二硫键连接的具有特定功能的球 形结构。称为免疫球蛋白的功能区或结构域 （domain）.
＊ VL和VH: 抗原结合部位 ＊ CL和CH1:同种异型的遗传标记所在处 ＊ CH2和CH3：
① IgG的CH2和IgM的CH3: 补体C1q结合点； ② 母体的IgG借助CH2通过胎盘进入胎儿体内 ＊ CH3、CH4: 与细胞Fc受体结合的部位 IgG的CH3可结合细胞表面的FcR，IgE的CH2和CH3 可与肥大细胞和嗜碱性粒细胞的IgE Fc受体结合。
免疫球蛋白的作用PPT
02
免疫力对流感的影响
免疫力强，病毒就不得其门而入；免疫力弱，流感病毒就能轻松突破防线。
03
免疫球蛋白在抵御流感中的作用
青壮年身体机能活跃，免疫功能强，当流感病毒入侵时，能够产生大量免疫细胞和免疫 球蛋白杀死或降低病毒的活性，预防感冒。
免疫系统抵抗
免疫球蛋白与免疫功能
测定免疫球蛋白IgA、IgG、IgM可以 了解人体的免疫功能。
免疫球蛋白与疾病关系
免疫球蛋白升高常见于各种慢性感染 和癌症，减低则常见于先天性和获得 性免疫缺陷病。
免疫球蛋白在抵抗流感中的作用
青壮年身体机能活跃，免疫功能强， 能产生大量免疫细胞和免疫球蛋白杀 死或降低病毒的活性，预防感冒。
01
02
03
免疫球蛋白对健康的影响
免疫力和癌症
01
02
03
免疫球蛋白与癌症的关系
免疫球蛋白与疾病的关系
免疫球蛋白多克隆性升高常见于慢性感染、肝病等，单克隆性增高见于骨髓瘤 等；免疫球蛋白减低常见于免疫缺陷病等。
了解抵抗力
免疫球蛋白与免疫功能
免疫球蛋白测定可以帮助了解人体对各 种病毒、细菌的抵抗力和抗原入侵的识 别能力。
免疫球蛋白与疾病关系
免疫球蛋白多克隆性升高常见于慢性感染 、肝病等，单克隆性增高则可能与淋巴瘤 、类风湿性关节炎等有关。
IgG在人体中的作用
IgG是免疫球蛋白的一种，广泛分布在体内，对抗病毒、细菌等病原体的感 染起到重要作用。参考值为7.0～17.0g/L。
IgM在免疫系统中的重要性
IgM是免疫球蛋白的一种，通常在初次感染时产生，能识别并消灭病毒、细 菌等病原体。参考值为0.6～2.5g/L。
多克隆性升高
多克隆性升高原因
免疫球蛋白
是由识别一种Ag表位的B细胞杂交瘤克隆合成和 分泌的抗单一抗原表位的特异性Ab。 纯度高、特异性强、可大量生产。
mAb结构高度均一，其Ag结合部位和同种型都相同。
因此具有以下特点： ①结构均一、纯度高； ②特异性强； ③交叉反应少；
④效价高；
⑤制备成本低，可大量生产。 在疾病的预防、诊断和治疗上有广泛的用途。 缺点是①对人具有较强的免疫原性；②体外抗原抗体 结合试验不易出现可见反应。
总结：
针对不同抗原的IgG，V区不同，C区相同； 针对同一抗原的抗体，有不同类别，如 IgG、IgM、IgA，它们V区相同，H链C区不同。
（四）铰链区（hinge region） 位于H链CH1和CH2之间，由2-5个链内二硫键、CH1尾部和CH2 头部的小段肽链构成，约含30个氨基酸残基（209-240） 脯氨酸残基含量较多，不易构成氢键；富含半胱氨酸，参与 形成重链间的二硫键，重链间二硫键多集中在铰链区；这些 均妨碍螺旋结构的形成，肽链比较舒展，容易弯曲 有利于Ab的两个Ag结合部位能与不同距离的Ag表位结合 有利于Ig分子变构，暴露补体结合位点 是各种蛋白酶的敏感部位 无铰链区的Ig：IgM、IgE
（二）可变区和恒定区
1. 可变区（variable region，V区）：免疫球蛋白轻链和 重链中靠近N端氨基酸序列变化较大的区域称为可变区。
由110个左右氨基酸残基组成
分别占重链和轻链的1/4和1/2 H链和L链的V区分别称为VH和VL
γ
不同Ig的V区序列不同，决定抗体与抗原 结合的特异性
κ λ
基本结构
* 由两条相同的重链和两条相同的轻链通过二硫键连接而成 的四肽链分子。
mAb结构高度均一，其Ag结合部位和同种型都相同。
因此具有以下特点： ①结构均一、纯度高； ②特异性强； ③交叉反应少；
④效价高；
⑤制备成本低，可大量生产。 在疾病的预防、诊断和治疗上有广泛的用途。 缺点是①对人具有较强的免疫原性；②体外抗原抗体 结合试验不易出现可见反应。
总结：
针对不同抗原的IgG，V区不同，C区相同； 针对同一抗原的抗体，有不同类别，如 IgG、IgM、IgA，它们V区相同，H链C区不同。
（四）铰链区（hinge region） 位于H链CH1和CH2之间，由2-5个链内二硫键、CH1尾部和CH2 头部的小段肽链构成，约含30个氨基酸残基（209-240） 脯氨酸残基含量较多，不易构成氢键；富含半胱氨酸，参与 形成重链间的二硫键，重链间二硫键多集中在铰链区；这些 均妨碍螺旋结构的形成，肽链比较舒展，容易弯曲 有利于Ab的两个Ag结合部位能与不同距离的Ag表位结合 有利于Ig分子变构，暴露补体结合位点 是各种蛋白酶的敏感部位 无铰链区的Ig：IgM、IgE
（二）可变区和恒定区
1. 可变区（variable region，V区）：免疫球蛋白轻链和 重链中靠近N端氨基酸序列变化较大的区域称为可变区。
由110个左右氨基酸残基组成
分别占重链和轻链的1/4和1/2 H链和L链的V区分别称为VH和VL
γ
不同Ig的V区序列不同，决定抗体与抗原 结合的特异性
κ λ
基本结构
* 由两条相同的重链和两条相同的轻链通过二硫键连接而成 的四肽链分子。
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一、免疫球蛋白的基本结构
铰链区
CH1和CH2之间, 由30个氨基酸组成的富含脯氨 酸的结构称为铰链区。
功能：（1）利于Ig CDR与Ag决定簇吻合； （2）与Ag结合后，“T”转变为“Y”型，补体结 合点暴露．
二、免疫球蛋白的功能区
结构域：Ig的多肽链分子中约110个氨基酸可 折叠成由链内二硫键连接的具有特定功能的球 形结构。称为免疫球蛋白的功能区或结构域 （domain）。
抗体和免疫球蛋白
•抗体（antibody，Ab)：B细胞在Ag刺激下，产生 能与相应Ag发生特异性结合的免疫球蛋白。 •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。 •Ab和Ig具有不同之处
Ab是Ig，但Ig不一定是Ab •免疫球蛋白可分为分泌型(secreted Ig，SIg)和膜 型(membrane Ig，mIg)。 •Ab介导的免疫称为体液免疫。
一、免疫球蛋白的基本结构
轻链：免疫球蛋白轻链分子量约为25kDa，由 214个氨基酸残基组成。
根据轻链结构和抗原性的不同分为κ(kappa)链 和λ(lambda)链，免疫球蛋白因此分为两型 (type)，即κ型和λ型。
各类免疫球蛋白轻链均有κ型和λ型，两型轻链 的功能无差异。正常人血清免疫球蛋白的κ型: λ型约为2:1，在小鼠则为2ห้องสมุดไป่ตู้:1。
区（complementarity-determining region，CDR）: VH和 VL可变区内各有3个区域的氨基酸组成和排列顺序变化特 别大，共同组成一个与抗原决定基互补的表面，即抗原结 合部位。用HVR1-3或CDR1-3表示。 独特型决定簇：与特异性抗原结合的部位。
骨架区（Framework region, FR）
三、免疫球蛋白的其他成分
J链：由浆细胞合成、富含Cys的多肽链，连接Ig 单体形成 多聚体，如IgA二聚体和IgM五聚体的形成。
分泌片（SP）：由粘膜上皮细胞产生的含糖肽链，为分泌 型IgA的辅助成分，可以非共价形式结合到IgA二聚体上， 并一起分泌到粘膜表面。作用机理：保护铰链区的酶解， 介导二聚体的跨膜转运。
SIgA参与黏膜局部免疫
四、免疫球蛋白的酶解片段
木瓜蛋白酶 2 Fab 结合Ag 1 Fc 可结晶，保留Ag性及相应功能区的功能
胃蛋白酶 1 F(Ab’)2 结合Ag，双价 pFc’ 无活性碎片
意义：免疫球蛋白酶解片段的研究不仅对阐明免疫 球蛋白的结构和生物活性十分重要，而且对生物制 品的应用也有重要意义。如白喉抗毒素、破伤风抗 毒素经胃蛋白酶酶解后精制提纯的制品，因去掉Fc 段而减少超敏反应的发生。
一、免疫球蛋白的基本结构
可变区和恒定区
可变区（Variable Region，V区）：位于Ig分子N端， 占轻链1/2和重链1/4或1/5；不同抗体其IgV区氨基酸组 成和排列有较大差异，并决定抗体与抗原结合的特异 性；
一、免疫球蛋白的基本结构
可变区和恒定区 高变区（hypervariable region, HVR），或称互补性决定
＊ VL和VH: 抗原结合部位 ＊ CL和CH1:同种异型的遗传标记所在处 ＊ CH2和CH3：
① IgG的CH2和IgM的CH3: 补体C1q结合点； ② 母体的IgG借助CH2通过胎盘进入胎儿体内 ＊ CH3、CH4: 与细胞Fc受体结合的部位 IgG的CH3可结合细胞表面的FcR，IgE的CH2和CH3 可与肥大细胞和嗜碱性粒细胞的IgE Fc受体结合。
一、免疫球蛋白的基本结构
可变区和恒定区
恒定区（Constant Region，C区）:位于Ig 分子的 C端，占轻链1/2和重链3/4（IgA、IgD）或4/5 （IgM、IgE）。在同一种属中，同一类重链和同 一类轻链C区氨基酸的组成或排列比较恒定。介导 Ig多种生物学功能。
重链和轻链的C区分别称为CH和CL，不同型免疫 球蛋白的CL长度基本一致，但不同类免疫球蛋白 的CH长度不尽相同，可从CH1～CH3或CH1～ CH4。
Emil von Behring (1845-1917)
1901, antitoxins
antibody 是介导体液免疫的重要 效应分子，是B细胞接 受抗原刺激后增殖分化 为浆细胞所产生的球蛋 白。
一、免疫球蛋白的基本结构
四条肽链结构 Ig的基本结构是四
条肽链的对称结构 2H+2L=Ig单体
同种型、同种异型、独特型
免疫球蛋白的抗原性
同种型(isotype)：是同一种属所有个体的免疫球蛋 白分子所共有的抗原特异性。
同种异型(allotype)：是同一种属的不同个体间的免 疫球蛋白分子所具有的不同的抗原特异性。
独特型：同一个体内的免疫球蛋白分子可变区的 抗原特异性各不相同，其超变区各自具备独特的 抗原表位结构，称为抗体的独特型(idiotype, Id)。
四、免疫球蛋白的抗原性
抗独特型抗体：独特型可刺激异种、同种 异体以及自体产生的抗体为抗独特型抗体 （Anti-idiotype antibody, AId）
意义：独特型-抗独特型网络机体免疫调 节的主要方式之一。
五、各类Ig的特点
IgG
＊单体结构 ＊ 含量高，占血清Ig总量的75-80％，其中IgG1含量最多 ＊ 半衰期约最长：20-23天，再次免疫应答产生的主要抗体，
四、免疫球蛋白的抗原性或异质性
免疫球蛋白异质性表现为：不同抗原表位刺激 所产生的抗体分子，其结合抗原的特异性不同； 同一抗原表位刺激所产生的抗体分子，其结合 抗原的特异性相同；但恒定区不同。
抗体可变区的异质性 抗体恒定区的异质性：类、亚类、型、亚型 外源因素引起的异质性——Ig的多样性 内源因素引起的异质性——Ig的血清型
一、免疫球蛋白的基本结构
重链：免疫球蛋白重链分子量约为50～75kDa，由 450～550个氨基酸残基组成，并结合有不同糖基，因 此免疫球蛋白属糖蛋白。
H链：µ、γ、α、δ、ε IgM IgG IgA IgD IgE
不同类的免疫球蛋白，其链内和链间二硫键的数目和位置、连 接寡糖的数量、结构域的数目及铰链区的长度等均不完全相同