免疫球蛋白
免疫球蛋白的结构与功能
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
2020/3/7
（二）免疫球蛋白的水解片段
• 木瓜蛋白酶(papain)水解IgG：在IgG铰链 区连接两条H链的二硫键的近N端，水解后 得到两条两个相同的抗原结合片段（Fab段 ）和一个可结晶的片段（Fc段。）
2020/3/7
（二）免疫球蛋白的水解片 段
• IgM是抗原刺激后出现最早的抗体，半衰期 短，故检测IgM水平可用于传染病的早期诊 断。
• mIgM是B细胞抗原受体（BCR）的主要成 分
•202也0/3/7可参与II、III型超敏反应
(三)Ig A
• 分为血清型和分泌型两种。 • 血清型IgA主要由肠系膜淋巴组织中的浆
细胞产生，为单体。而分泌型IgA（ sIgA）是由呼吸道、消化道、泌尿生殖 道等处的固有层中浆细胞产生，为双体 、三体或多体。 • sIgA主要存在于唾液、泪液、以及呼吸 道、消化道和泌尿生殖道黏膜表面的分 泌液中。
第六章 免疫球蛋白
2020/3/7
内容
• 一、基本概念 • 二、免疫球蛋白的分子结构 • 三、免疫球蛋白的特点与功能 • 四、抗体的生物学活性 • 五、免疫球蛋白的免疫原性 • 六、人工制备的抗体
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一、基本概念：
• 抗体（antibody,Ab)是B细胞识别抗原后增 殖分化为浆细胞所产生的一种蛋白质，主要 存在于血清等体液中，能与相应抗原特异性 地结合，具有免疫功能。
• 同种异型（allotype）：个体特异性标志 • 独特型（idiotope）：免疫调节网络
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同种型(isotype):同一物种内所有个 体共同具有的Ig抗原特异性结构
• 同种型Ig的抗原决定簇存在于CH、CL • 据CH的不同，Ig分类、亚类 • 据CL的不同，Ig分型、亚型
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。
免疫球蛋白的作用是什么
免疫球蛋白的作用是什么
免疫球蛋白，也称为抗体，是一种在人体免疫系统中起关键作用的蛋白质分子。
它们由免疫系统的特定细胞称为B细胞产生。
免疫球蛋白的主要作用是识别并结合到入侵人体的病原体，如细菌、病毒或其他病原微生物。
通过结合到病原体表面的特定结构，免疫球蛋白能够中和病原体，阻止其进一步感染或侵入人体细胞。
抗体还可以激活免疫系统中的其他细胞来参与清除病原体，例如通过与巨噬细胞结合促进吞噬作用，或通过与自然杀伤细胞结合促进细胞毒性作用。
此外，抗体还可以激活补体系统，引发一系列的免疫反应来破坏病原体。
除了对病原体的直接作用，免疫球蛋白还具有其他重要的功能。
例如，它们能够与病毒感染的细胞结合，标记这些细胞以被免疫系统清除。
免疫球蛋白还参与调节免疫应答，调控免疫细胞的活动，并参与到炎症反应和修复过程中。
总的来说，免疫球蛋白的作用是保护机体免受病原体的感染和损害，维持机体的免疫平衡和健康状态。
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。
免疫球蛋白的种类及其主要功能
免疫球蛋白的种类及其主要功能免疫球蛋白，这个听起来有点高大上的词，其实就是咱们身体里的超级英雄，专门对付各种坏蛋，保护咱们的健康。
免疫球蛋白分为几种，每一种都有各自的绝活，简直像是超级团队里的不同角色，个个都能打！首先得说说IgG，这家伙可是最常见的免疫球蛋白，几乎占了咱们体内免疫球蛋白的75%。
这小子可了不得，能穿透细胞壁，保护咱们免受病毒和细菌的侵害。
想象一下，IgG就像是咱们的特种兵，穿梭在各个角落，随时准备出击！它还会记住之前打过的“敌人”，下次再见时就能快速反应，简直像是有记忆的超级侦探，真是让人佩服。
再说说IgA，这位英雄主要负责咱们的黏膜，比如嘴巴、鼻子、肠道等等。
想想看，IgA就像是个忠诚的保安，守在咱们的“大门口”，阻止那些想潜入的坏蛋。
它分泌在唾液、泪水和母乳中，特别是给新生儿的母乳里，简直是个贴心的奶爸，提供最初的保护。
谁说英雄不需要温柔，IgA就做到了！然后是IgM，这个家伙虽然看上去有点笨重，但实力可不容小觑。
它是咱们体内第一个对抗新感染的免疫球蛋白，像是个急先锋，第一时间冲上去打头阵。
IgM就像是开场白，不管多复杂的局面，它总能带着大家一起打响第一枪。
它大得像个铅球，但绝对是守护者，挡住了不少危害。
接下来得提到IgE，这个小家伙可能不太受欢迎，主要跟过敏有关系，像是个让人头疼的捣蛋鬼。
它是咱们对抗寄生虫的关键角色，可是当它对正常东西也“开火”时，就容易引发过敏反应，真是让人哭笑不得。
就像那种过于紧张的朋友，总是对每件事都很敏感，结果一不小心就让大家跟着慌乱。
可是别忘了，IgE也是有用的，尤其是面对那些不速之客！最后是IgD，这个角色在免疫系统里就像个神秘的角色，虽说存在感不强，但它在B细胞的成熟和激活过程中起着不可或缺的作用。
虽然我们对它了解不多，但它就像是个幕后英雄，默默地支持着整个免疫系统。
它的神秘感让人更想探索，哎，科学真是个奇妙的世界！免疫球蛋白们各司其职，形成了一个无形的保护网。
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不同类型免疫球蛋白的比较
IgM IgD IgG1 IgG2 IgG3 IgG4 IgA IgE 血清含量
（mg/dl）
血管外分布 中和作用 调理作用 补体激活
150
4
— —
900
300
100
+++ ++ ++ ++
50
+++ ++ + —
210 0.003
++ ++ + — ++ — — —
+/— — + —
E 答案
IgM与抗原的实际结合价是
A、一价
B、 二价
C、 三价
D、 五价 E、 十价
D 答案
sIgA不具有的特性是
A、黏膜免疫中起重要作用
B、有分泌片
C、有J链
D、均为二聚体 E、均为单体
E 答案
抗体与抗原结合的部位是
A、重链的C区
B、轻链的V区
C、重链的V区
D、重链和轻链的V区 E、重链和轻链的C区
单克隆抗体
由一个识别单一抗原决定簇 （表位）的B细胞克隆所产生的 同源抗体。
抗原
克隆A 表位A 表位B 克隆B 表位C
多 克 隆 抗 体
克隆C
单克隆抗体
单克隆抗体
基因工程抗体
（genetically engineering antibody）
• 利用DNA重组技术，把 Ig编 码基因导入受体细胞表达， 而获得人源的新型抗体。 • 基因工程抗体按其修饰方法 分为：嵌合抗体、人源性抗 体、完全人源化抗体、单链 抗体和双特异性抗体等。
+++ +++ ++ +++ ++ ++ — +
++++ —
ADCC作用
—
—
— — —
++
— —
—
— —
++
— — +++
—
— — +++
—
+
— —
肥大细胞活化 — 穿越粘膜 穿越胎盘 + —
— ++++ +++ —
+++ +++
抗体的制备
一、多克隆抗体
二、单克隆抗体
三、基因工程抗体
多克隆抗体
即由针对同一抗原的多个表 位的混合抗体形成的抗血清。
重链与轻链
免疫球蛋白的类与型
1、重链的差异 类（class）、亚类（subclass）
2、轻链的差异
型（type）、亚型（subtype）
人类免疫球蛋白的类与型
重 链 轻 链
类
IgM（μ链） IgD（δ 链） IgG（γ 链）
亚类
— — IgG1 IgG2 IgG3 IgG4
型
κ λ
亚型
— OZ（+） OZ（—） Kern（+） Kern （—）
免疫球蛋白的基本结构
1、重链与轻链 2、V区与C区
3、超变区
4、结构域 5、铰链区
可变区 (V区)
N端
L链
根据轻链C区不 二硫键 同，将Ig分两 型：κ、λ型.
H链
恒定区 (C区)
根据重链C区氨基酸组成及顺 C端 序不同，将重链分为种：γ、 α、μ、δ、ε。 根据重链组成 可变区与恒定区 不同，将Ig分为五类：IgG、 IgA、IgM、IgD、IgE.
D 答案
免疫球蛋白的Fab段的效应是
A、通过胎盘
B、激活补体
C、结合抗原
D、与细胞结合 E、引起过敏反应
C 答案
补体结合的位置是 IgG 的
A、VH
B、CH1
C、CH2
D、CH3 E、CL
C 答案
分泌物中具有的免疫球蛋白是
A、 IgG
B、 sIgA
C、 IgD
D、 IgE E、 IgM
B 答案
IgM结合并激活补体
固定并激活补体系统
抗体的免疫
抗原 抗体 Fc受体
调理作用
调理作用：指抗体和补体通过
与吞噬细胞表面的FcR和补体受 体结合，从而促进吞噬细胞对 细菌等颗粒性抗原的吞噬作用。
吞噬细胞
抗体依赖的细胞介导的细胞毒作用机制
NK细胞
Fc受体
抗体
ADCC：表达FcR的杀伤细 胞可通过与Ig的Fc段相互 作用，定向杀伤结合有抗 体的靶细胞。
• 分泌型（sIgA）
存在形式：二聚体 分布：胃肠道和支气管分泌液、初乳、唾液、泪液 功能：粘膜局部免疫的抗体
IgD
血清含量低，确切功能不清楚 mIgD是B细胞成熟标志
IgE
• 含量最少 • 分布：粘膜组织、外分泌液、血液 • 特性：对肥大细胞和嗜碱性粒细胞有亲和性； 介导I型超敏反应；抗击寄生虫感染
抗原
IgE FcR I
变应原
肥大细胞
过敏介质
IgE 介导的肥大细胞激活
IgA的跨越细胞膜过程
抗原
成熟B细胞
BCR 浆细胞 FcR B细胞活化受阻
抗体的免疫调节作用
各类免疫球蛋白特点
一、IgM 二、IgG 三、IgA 四、IgE 五、IgD
特性和功能
• IgG
含量最多，占血清Ig 总量的75% 再次免疫应答的主要抗体 抗感染的主要抗体 具有激活补体、调理吞噬、ADCC 可穿透毛细血管壁，分布于全身体液中 唯一可通过胎盘的抗体
1、Fab 与 F（ab’）2 2、Fc与pFc
F（ab’）2 胃蛋白酶 pFc’
Fab 木瓜蛋白酶 Fc
免疫球蛋白的水解片段
免疫球蛋白的生物活性与效应
一、生物学活性
二、生物学效应
三、各类免疫球蛋白的功能
Fab 结合抗原 固定补体
Fc
结合细胞
B
免疫球蛋白的生物学活性
1、结合抗原（ Fab段）
免疫球蛋白
(Immunoglobulin,Ig)
1、什么是免疫球蛋白和抗体，如何产生的 2、抗体的基本结构和生物学活性和功能如 何，二者的关系 3、各类免疫球蛋白的生物学活性与特点
免疫球蛋白的基本概念
一、抗体的发现与研究
二、免疫球蛋白与抗体
抗体的发现
1890年，培林 (von Behring)和北 里(Kitasato)，用白喉毒素免疫动 物,在血清中获得能中和白喉毒素 的物质--抗毒素
IgM
• • • • • 分子量最大的Ig 高效能，高于IgG500-1000倍 个体发育中最早出现 感染早期出现—早期诊断 膜型IgM（mIgM）表达于B细胞表面，是B细 胞抗原受体（BCR），以单体形式存在。
IgA
• 血清型
肠系膜淋巴组织中的浆细胞分泌 存在形式：单体 功能：抗菌、抗毒素、抗病毒
IgA（α 链）
IgE（ε 链）
IgA1 IgA2
—
超变区
可变区
恒定区
免 疫 球 蛋 白 的 超 变 区
重链超变区
变异度
轻链超变区
变异度
100 80 60
50 40 30
40
20 0
0 20 40 60 80 100 120 0 20 40 60 80 100 120
20
10 0
轻链超变区
超变区 N
C
0 20 40 60 80 100 120
VL功能区
超变区(HVR)
Epitope
互补决定区与抗原决定簇的互补
CDR2(H)
CDR3(L)
CDR1(L)
抗原决定簇
CDR2(L)
CDR1(H)
CDR3(H)
互补决定区与抗原决定簇的互补
VL
CL
互补决定区 （CDR） VH
铰链区
CH 1 CH 2 遗传标志 补体结合部位 CH 3 FcR结合
本章小结
1、抗体与免疫球蛋白的基本概念 2、免疫球蛋白的基本结构与水解片段 3、免疫球蛋白的生物学作用 4、五类免疫球蛋白的特点
激活补体能力最强的免疫球蛋白是
A、 IgG
B、 IgA
C、 IgD
D、 IgE E、 IgM
E 答案
分子量最大的免疫球蛋白是
A、 IgG
B、 IgA
C、 IgD
D、 IgE E、 IgM
免疫球蛋白的结构域
IgG
IgG
IgA
IgD
IgM
IgE
五类免疫球蛋白的结构域
免疫球蛋白多聚体和辅助结构
1、免疫球蛋白多聚体
2、J链
3、分泌片
J链
IgM 五聚体
J链
分泌片
sIgA 二聚体
多聚Ig受体
IgA二聚体
IgA的跨越细胞膜过程（一）
分泌片 分泌型IgA
IgA的跨越细胞膜过程（二）
免疫球蛋白的水解片段
2、固定补体、结合细胞（Fc段）
BCR的生物学效应
识别抗原表位，为B细胞活化提供抗原 刺激信号
抗体的生物效应
1、中和作用
2、激活补体系统作用
3、调理作用
4、介导细胞毒作用（ADCC）
5、诱导过敏反应作用
6、跨越细胞膜作用（穿越粘膜上皮、穿越胎盘）
7、调节作用
抗体的中和作用
IgG结合并激活补体
抗体与免疫球蛋白的概念
抗体——能与抗原物质产生特异结合的 体液中的蛋白分子。 免疫球蛋白——具有抗体功能或相似 化学结构的蛋白分子。 分为：分泌型——血液、组织液——Ab 膜型——B细胞表面——BCR