免疫学 免疫球蛋白
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免疫学-免疫球蛋白
➢ 2、亚类：有的同一类Ig CH氨基酸数目或 顺序仍有一定的差异，借此可分为若干亚 类，如IgG1~IgG 4；IgA1和IgA2。
➢ 3、型：按轻链C区抗原性的差异分为、 两型。
➢ 4、亚型 ： λ1、λ2、λ3
（二）外源性因素所致的异质性 --Ig的多样性
➢ 外源性抗原可含有多种不同表位。故所诱 生的抗体类型和特异性各异。
第四章 免疫球蛋白
内容与要求
➢ 1、免疫球蛋白的结构（掌握） ➢ 2、抗体的异质性（熟悉） ➢ 3、免疫球蛋白的生物学特性（掌握） ➢ 4、人工制备抗体（熟悉）
与抗体有关的诺贝尔奖获得者
1901
Von Bering
血清治疗
1908 1972
Ehrlich & Metchnikoff
Edelman & Poter
多克隆抗体(polyclonal antibody, pAb)
➢ 用天然抗原免疫动物制备 的抗体（免疫血清）。
➢ 缺点：特异性不高，易出 现交叉反应。且不易大量 制备。
单克隆抗体(monoclonal antibody, mAb)
➢ 由一个克隆细胞产生、只作用于某一抗原决定基的均一 抗体。
➢ 优点：高度特异性和均一性，纯度高、效价高、无交叉 反应，易于大量制备，成本低。
➢ IgE： Em1
➢ κ： Km
（三）独特型（idiotype）
➢
一个淋巴细胞克隆独有的Ig特异性标志，存在于Ig
V区。每一V区均存在5-6个独特位。
➢ 分为独有和交叉独特型两种：private and cross idiotype
Ab2（抗独特型抗体）依其性质与功能分为α、、、 四种类型。
➢ Ab2α 识别和结合Ab1骨架上的独特型，不影响Ab1与相应 抗原的结合 ；
➢ 3、型：按轻链C区抗原性的差异分为、 两型。
➢ 4、亚型 ： λ1、λ2、λ3
（二）外源性因素所致的异质性 --Ig的多样性
➢ 外源性抗原可含有多种不同表位。故所诱 生的抗体类型和特异性各异。
第四章 免疫球蛋白
内容与要求
➢ 1、免疫球蛋白的结构（掌握） ➢ 2、抗体的异质性（熟悉） ➢ 3、免疫球蛋白的生物学特性（掌握） ➢ 4、人工制备抗体（熟悉）
与抗体有关的诺贝尔奖获得者
1901
Von Bering
血清治疗
1908 1972
Ehrlich & Metchnikoff
Edelman & Poter
多克隆抗体(polyclonal antibody, pAb)
➢ 用天然抗原免疫动物制备 的抗体（免疫血清）。
➢ 缺点：特异性不高，易出 现交叉反应。且不易大量 制备。
单克隆抗体(monoclonal antibody, mAb)
➢ 由一个克隆细胞产生、只作用于某一抗原决定基的均一 抗体。
➢ 优点：高度特异性和均一性，纯度高、效价高、无交叉 反应，易于大量制备，成本低。
➢ IgE： Em1
➢ κ： Km
（三）独特型（idiotype）
➢
一个淋巴细胞克隆独有的Ig特异性标志，存在于Ig
V区。每一V区均存在5-6个独特位。
➢ 分为独有和交叉独特型两种：private and cross idiotype
Ab2（抗独特型抗体）依其性质与功能分为α、、、 四种类型。
➢ Ab2α 识别和结合Ab1骨架上的独特型，不影响Ab1与相应 抗原的结合 ；
第四章免疫球蛋白免疫学
具有调理作用、ADCC作用等；
具 有 活 化 补 体 经 典 途 径 的 能 力 （IgG3>IgG1>IgG2）；
14
互补决定区
（complementarity-determining region, CDR）
高变区乃抗体与抗原（表位） 特异性结合的位置，此为CDR。
高变区=互补决定区
15
骨架区 （framework region, FR） V区中非HVR部位的氨基酸组成和 排列相对保守，此为FR。VH和VL 各有4个FR。
CL和CH1：某些同种异型（allotype）遗传标记；
IgG的CH2、IgM的CH3：
补体C1q结合点
激活补体经典途径；
IgG的CH3： 结合单核/巨噬细胞表面FcR
不同生物学效应
23
功能区或结构域
结合抗原
遗传标记
结合补体 结合细胞
24
25
结构域的二级结 构是“β 三明治”
Flash 3
2）轻链（light chain, L链） 约214个氨基酸 轻链有两型：κ 及λ
但每一Ig分子的两条轻链 总是同型的。
10
2.可变区和恒定区
掌握
11
恒定区
掌握
（constant region,C区)
位于免疫球蛋白分子的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。介导免疫球 蛋白多种生物学功能。
16
恒定区
骨架区
高变区 可变区
17
高变区形状特异性
18
19
3.铰 链 区
位 于 CH1 和 CH2 之 间 ， 含 丰 富 的 脯氨酸，易伸展弯曲，有利于 免疫球蛋白V区与抗原互补性结 合；有利于暴露补体结合位点；
具 有 活 化 补 体 经 典 途 径 的 能 力 （IgG3>IgG1>IgG2）；
14
互补决定区
（complementarity-determining region, CDR）
高变区乃抗体与抗原（表位） 特异性结合的位置，此为CDR。
高变区=互补决定区
15
骨架区 （framework region, FR） V区中非HVR部位的氨基酸组成和 排列相对保守，此为FR。VH和VL 各有4个FR。
CL和CH1：某些同种异型（allotype）遗传标记；
IgG的CH2、IgM的CH3：
补体C1q结合点
激活补体经典途径；
IgG的CH3： 结合单核/巨噬细胞表面FcR
不同生物学效应
23
功能区或结构域
结合抗原
遗传标记
结合补体 结合细胞
24
25
结构域的二级结 构是“β 三明治”
Flash 3
2）轻链（light chain, L链） 约214个氨基酸 轻链有两型：κ 及λ
但每一Ig分子的两条轻链 总是同型的。
10
2.可变区和恒定区
掌握
11
恒定区
掌握
（constant region,C区)
位于免疫球蛋白分子的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。介导免疫球 蛋白多种生物学功能。
16
恒定区
骨架区
高变区 可变区
17
高变区形状特异性
18
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3.铰 链 区
位 于 CH1 和 CH2 之 间 ， 含 丰 富 的 脯氨酸，易伸展弯曲，有利于 免疫球蛋白V区与抗原互补性结 合；有利于暴露补体结合位点；
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。
4 医学免疫学 免疫球蛋白
抗体一定是免疫球蛋白； 免疫球蛋白并非都是抗体
Ig的类型（二种存在方式）： 抗体--分泌型Ig（secreted Ig, sIg） BCR（B细胞受体）---膜型Ig（membrane Ig, mIg）
B细胞特异性识别抗原后产生抗体
BCR：membrane Ig, mIg Ab：secreted Ig, sIg
1、恒定区 （C区）
2、可变区 （V区） 超变区（HVR，3个，
又称CDR 互补决定区）
骨架区: FR（4个） 3、 铰链区
二、免疫球蛋白的功能区（结构域）
Ig的多肽链分子可折叠成若干个由链内二硫键连接的球形结构。 具有一定的生理功能，也称为功能区。
功能区：是不连续，紧密折叠的区域，由重链和轻链经链内二 硫键连接而成的球状结构。该区具有特殊的功能特性。
二、Ig 上的三种不同抗原表位
1、同种型： 为种属性标志。如人—人之间无抗原性 同一种属所有个体的Ig分子共有的抗原特异性标志。 同一种属动物中，同一类别Ig分子其C区氨基酸的组成和排 列顺序比较恒定。五类；两型 需免疫其它种属才能获得其抗体， 如 人抗鼠IgG ； 羊抗人IgG
即 应用抗CH和CL 的抗体， 借助血清学方法 鉴定同种型的抗原性标志。
抗原结合部位：由20~30个氨基酸组成的囊状或裂隙状的分子构 象。Ag的构象表位与CDR的分子构象互补，二者才能结合。
骨架区
表位
骨架区
超变区
裂隙 cleft
轻、重链的超变区共同组成 Ig的抗原结合部位
超变区
骨架区
（互补决定区）
每个抗体单体具有两个 相同的抗原结合部位
CDR与表位的特异性结合
抗原可以多种方式与抗体的抗原结合槽结合
重链的命名： 、
Ig的类型（二种存在方式）： 抗体--分泌型Ig（secreted Ig, sIg） BCR（B细胞受体）---膜型Ig（membrane Ig, mIg）
B细胞特异性识别抗原后产生抗体
BCR：membrane Ig, mIg Ab：secreted Ig, sIg
1、恒定区 （C区）
2、可变区 （V区） 超变区（HVR，3个，
又称CDR 互补决定区）
骨架区: FR（4个） 3、 铰链区
二、免疫球蛋白的功能区（结构域）
Ig的多肽链分子可折叠成若干个由链内二硫键连接的球形结构。 具有一定的生理功能，也称为功能区。
功能区：是不连续，紧密折叠的区域，由重链和轻链经链内二 硫键连接而成的球状结构。该区具有特殊的功能特性。
二、Ig 上的三种不同抗原表位
1、同种型： 为种属性标志。如人—人之间无抗原性 同一种属所有个体的Ig分子共有的抗原特异性标志。 同一种属动物中，同一类别Ig分子其C区氨基酸的组成和排 列顺序比较恒定。五类；两型 需免疫其它种属才能获得其抗体， 如 人抗鼠IgG ； 羊抗人IgG
即 应用抗CH和CL 的抗体， 借助血清学方法 鉴定同种型的抗原性标志。
抗原结合部位：由20~30个氨基酸组成的囊状或裂隙状的分子构 象。Ag的构象表位与CDR的分子构象互补，二者才能结合。
骨架区
表位
骨架区
超变区
裂隙 cleft
轻、重链的超变区共同组成 Ig的抗原结合部位
超变区
骨架区
（互补决定区）
每个抗体单体具有两个 相同的抗原结合部位
CDR与表位的特异性结合
抗原可以多种方式与抗体的抗原结合槽结合
重链的命名： 、
免疫学第四章 免疫球蛋白
五聚体IgM
（1）分子量最大(900 kd)，又称巨球蛋白；存于血流内，抗败血
症
J Chain
（2）合成最早，半衰期短（5天--- 血清中特异性IgM
水平增高提示有近期感染），用于早期诊断和产前诊断
（3）具有强大的调理作用，激活补体及杀菌作用
（4）占血清Ig含量的5～10%
（5）天然血型抗体主要为IgM
1.与Ag特异性结合 2.激活补体
1
3.与Fc受体结合：Ig通过Fc端与多种细胞上的Fc受体 结合，激发效应功能。
（1）调理吞噬作用：Ig可结合到吞噬细胞的Fc受体， 促进M的吞噬颗粒性抗原。
（的FcR结合后，使细胞脱颗粒，释放生物活性物 质，激发I型过敏反应。
中和作用 溶解细胞
特异性结合抗原
激活 补体 通过胎盘和粘膜
结合 FcR
ADCC作用 调理作用
联合调理作用
通过胎盘
二、 各类免疫球蛋白的特性和功能
（一）IgG（单体）150KD 产生部位：淋巴结 脾
1、分4个亚类：IgG1、IgG2、IgG3、IgG4 2、血清中含量最高（75％），分子量最小，在抗体介导的防卫
（3）半衰期: 3天
Tail Piece
（4）防止免疫耐受的发生
人各类Ig的理化和免疫学性质比较
特性 重链 主要存在形式
IgG
γ 单体
分子量(kD)
150
抗原结合价 血清含量(mg/ml) 占血清Ig总量(％) 血管内分布(％) 外分泌液中 半衰期(日) 开始合成时间 血清含量达到正常成人水平的 年龄 通过胎盘 经典途径活化补体 替代途径活化补体 结合吞噬细胞 结合嗜碱性粒细胞和肥大细胞
鼠的IgG1(品系A）
医学免疫学 免疫球蛋白护理课件
免疫球蛋白与其他生物技术的结合应用
总结词
免疫球蛋白可以与其他生物技术结合应 用，以实现更高效、个性化的疾病治疗 和预防。
VS
详细描述
例如，利用基因工程技术将免疫球蛋白基 因导入其他生物体，生产具有特定功能的 免疫球蛋白；将免疫球蛋白与纳米技术结 合，开发出具有靶向功能的纳米药物；将 免疫球蛋白与细胞疗法结合，用于治疗肿 瘤和自身免疫性疾病等。
01
02
03
安全性评估
在使用免疫球蛋白前应对 其安全性进行评估，如检 查病原微生物、毒素等指 标。
不良反应监测
密切观察患者输注后的反 应，如出现过敏反应、寒 战、高热等症状时应及时 处理。
严重不良反应处理
对于严重不良反应，如过 敏性休克、心肺功能异常 等，应立即停止输注，并 采取紧急抢救措施。
04
性关节炎、系统性红斑狼疮等自身免疫性疾病。
免疫球蛋白在肿瘤治疗中的辅助作用
要点一
总结词
要点二
详细描述
免疫球蛋白在肿瘤治疗中具有辅助作用，能够增强肿瘤细 胞的免疫原性、提高机体对肿瘤细胞的清除能力。
肿瘤细胞往往能够逃避免疫系统的识别和清除，而免疫球 蛋白可以通过与肿瘤细胞结合，增强其免疫原性，使肿瘤 细胞更容易被机体免疫系统识别和清除。同时，免疫球蛋 白还可以刺激机体的抗肿瘤免疫反应，提高机体对肿瘤细 胞的清除能力。在肿瘤治疗中，免疫球蛋白常与其他治疗 方法联合使用，以提高治疗效果。
医学免疫学 免疫球蛋 白理 件
• 免疫球蛋白的基本知识 • 免疫球蛋白在医学中的应用 • 免疫球蛋白的护理与注意事项 • 免疫球蛋白的未来发展与展望
01
免疫球蛋白的基本知
免疫球蛋白的定义与分类
免疫球蛋白（Ig）：指具有抗体（Ab）活性或化学结构的球蛋白，主要存在于生 物体血液、组织液、外分泌液等中，是构成体液免疫应答的主要物质。
免疫球蛋白医学免疫学完整版课件
➢ 粘膜上皮细胞分泌 ➢ 保护 sIgA不被蛋白酶降解 ➢ 介导IgA的转运
二、Ig的异质性
1. Ig的类和型 重链分5类 Ig分5类 轻链分2型
2. Ig的多样性 10X 抗原
、、、、 IgG、IgA、IgM、IgD、IgE
、
10X 抗原受体 —— 淋巴细胞克隆 10X 抗体
3. Ig的血清型 Ig = 蛋白质 = 抗原 —— 抗原表位
（一）基本结构: 单体结构
H链：VH、CH1、CH2、CH3、CH4
五类免疫球蛋白的结构：
不同类抗体所结合的抗原表位数不同
J链 joint chain
肥大细胞和嗜碱粒细胞
高亲和力的 IgE Fc受体
参与IgA、IgM多聚体的连接
绞链区
hinge region
Constant region，C区
高变区 hypervariable region，HVR
➢sIgA为二聚体
IgD:
B细胞成熟的标志
五、单克隆抗体
抗原A
表位1 表位2 表位3 表位4 表位5
免疫动物
抗体A
抗体1 抗体2 抗体3 抗体4 抗体5
一个淋巴细胞克隆 抗体A 抗体1
产生一种抗体 多克隆抗体 单克隆抗体
针对一种表位
单克隆抗体（monoclonal antibody, mAb）：
domains
110个aa 结构相似
球状结构、CL H链：VH、CH1、CH2、CH3、CH4
IgG、IgA、IgD
IgM、IgE
各有不同功能：
VH、VL
结合抗原
IgG的CH2、IgM的CH3
J链
参与 IgA (H2L2)2与 IgM (H2L2)5连接
二、Ig的异质性
1. Ig的类和型 重链分5类 Ig分5类 轻链分2型
2. Ig的多样性 10X 抗原
、、、、 IgG、IgA、IgM、IgD、IgE
、
10X 抗原受体 —— 淋巴细胞克隆 10X 抗体
3. Ig的血清型 Ig = 蛋白质 = 抗原 —— 抗原表位
（一）基本结构: 单体结构
H链：VH、CH1、CH2、CH3、CH4
五类免疫球蛋白的结构：
不同类抗体所结合的抗原表位数不同
J链 joint chain
肥大细胞和嗜碱粒细胞
高亲和力的 IgE Fc受体
参与IgA、IgM多聚体的连接
绞链区
hinge region
Constant region，C区
高变区 hypervariable region，HVR
➢sIgA为二聚体
IgD:
B细胞成熟的标志
五、单克隆抗体
抗原A
表位1 表位2 表位3 表位4 表位5
免疫动物
抗体A
抗体1 抗体2 抗体3 抗体4 抗体5
一个淋巴细胞克隆 抗体A 抗体1
产生一种抗体 多克隆抗体 单克隆抗体
针对一种表位
单克隆抗体（monoclonal antibody, mAb）：
domains
110个aa 结构相似
球状结构、CL H链：VH、CH1、CH2、CH3、CH4
IgG、IgA、IgD
IgM、IgE
各有不同功能：
VH、VL
结合抗原
IgG的CH2、IgM的CH3
J链
参与 IgA (H2L2)2与 IgM (H2L2)5连接
医学免疫学免疫球蛋白
医学免疫学免疫球蛋白大纲要求一、基本概念二、免疫球蛋白的结构三、免疫球蛋白的类型四、免疫球蛋白的功能五、各类免疫球蛋白的特性和功能六、抗体的制备一、基本概念（一）抗体（antibody, Ab）是B细胞接受抗原刺激后增殖分化为浆细胞所产生的糖蛋白，主要存在于血清等体液中，是介导体液免疫的重要效应分子。
（二）免疫球蛋白（immunoglobulin, Ig）指具有抗体活性的或化学结构与抗体相似的球蛋白。
二、免疫球蛋白（Ig）的结构（一）Ig的基本结构由两条相同的重链（H链）和两条相同的轻链（L链）借链间二硫键连接组成。
可变区（V区）和恒定区（C区）可变区：H链近氨基端（N端）1/4或1/5区域内的氨基酸、L链近N端1/2区域内的氨基酸序列多变，称为V区。
超变区（HVR）：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HVR，也称为互补决定区（CDR）。
一般CDR3变化程度更高。
骨架区（FR）恒定区：H链和L链靠近C端区域的氨基酸序列相对稳定，称为C区。
免疫球蛋白的类、亚类、型、亚型根据CH不同分为五类：CH：γαμδεIg： IgG IgA IgM IgD IgE亚类：IgG1~IgG4; IgA1、IgA2。
根据CL不同分为两型：κ型、λ型亚型：λ1~λ4（二）Ig的功能区L链：VL、CL。
H链：VH、CH1、CH2、CH3（IgA、IgG、IgD）VH、CH1、CH2、CH3、CH4（IgM、IgE）铰链区：位于CH1与CH2之间，易弯曲。
各功能区主要功能：VH、VL：与抗原特异性结合部位CH和CL：遗传标志所在处IgG的CH2和IgM的CH3:激活补体IgG的CH2/CH3和IgE的CH4:结合细胞（三）Ig的其他成分J链：浆细胞合成（IgM、SIgA）。
分泌片（SP）：黏膜上皮细胞合成（存在于SIgA）。
使IgA分泌到黏膜表面，免受蛋白酶的降解。
（四）Ig的酶解片段木瓜蛋白酶水解片段2Fab（抗原结合片段）Fc（可结晶片段）胃蛋白酶水解片段F（ab’）2和pFc’既保留了双价结合抗原的活性，又避免了Fc段抗原性可能引起的副作用。
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Immunoglobulin Structure and Function
免疫球蛋白 结构与功能
北京大学医学部免疫学系
抗体的发现
•von Behring and Kitasato in 1890’s 血清能过继转移对破伤风的抗性 •寻找活性成分 抗毒素Antitoxin, 沉淀素precipitin, 凝集素agglutinin •Elvin Kabat in 1930s 所有活性均与血清g球蛋白 (g-globulin) 组分相关
抗体存在于血清g球蛋白 (g-globulin) 组分中
Immunoglobulin ：一类神奇的分子
•High specificity 高度特异性 •Unlimited diversity 无限多样性
•Bifunctionality 双功能性
antigen-binding抗原结合能力 effector function效应功能
高变区（Hypervariable region）
可变区结构解析
FR1
FR2
FR3
FR4
CDR1
CDR2
CDR3
高变区，又称互补决定区（complimentarity determining regions ，
CDRs），其间的序列相对保守，称为骨架区（framework regions ，FRs).
ADCC作用
NK细胞或其它白细胞通过Fc受体与抗体包被的细胞结合，活化 后释放胞浆中的杀伤性颗粒成分或分泌细胞因子，最终导致抗体 包被细胞，如肿瘤细胞、病毒感染细胞被杀伤。
IgG Fc受体(FcRs)
FcRs for IgG FcgRI: high affinity, phagocytes FcgRII: low affinity, widely expressed, moderating B cell activation FcgRIII: macrophage or granulocyte
ห้องสมุดไป่ตู้
IgM功能特性
• 初次免疫应答和胎儿时期产生的主要Ig ——提示新近感染或宫内感染 • 强大的补体活化能力 • 强大的促凝集作用 • 膜结合型IgM是B细胞抗原识别受体
膜型和分泌型IgM
Secreted IgM Membrane-bound IgM
J chain
Iga Igb
The membrane-bound form differs from the secreted form in C terminus. The former contains a hydrophilic spacer, a hydrophibic transmembrane sequence, and a short cytoplasmic tail.
CDR与抗原直接结合
CDRs from VL and VH in direct contact with antigens
抗体与抗原的结合
•氢键 •静电吸引 1/d2 •Van der Walls 1/d7 •疏水性
抗体亲和性（affinity）
单一抗原结合位点和某一抗原表位之间结合的能力
K1: forward (association) rate constant, rapidity K-1: reverse (dissociation) rate constant, tightness Ka: equilibrium constant, equal to k1/k-1, affinity
Low-affinity ka=104-5L/mol High-affnity ka=1011L/mol
抗体亲合力（avidity）
多价抗体和多价抗原结合的能力
抗原表位（epitope）
抗原中与抗体直接结合的部分，称作抗原表位
•线性表位（linear epitope）: 由一段连续的氨基酸序列构成的 表位。 •构象表位（conformational epitope）: 由一些不连续的肽段， 通过空间构象聚集在一起形成的表位。蛋白变性将导致这类表 位的丧失。
IgE Fc受体(FceRs)
FcRs for IgE FceRI: tetramer, very high affinity, mast cells and basophils 介导 I 型超敏反应 FceRII: low affinity, lymphocytes
其它Fc受体
FcRs for other Igs FcaR; FcmRII; FcdR
多克隆抗体 Polyclonal antibody
优点： 作用全面、制备快捷 缺点： 特异性低、量产困难
单克隆抗体 monoclonal antibodies
优点： 均一、特异、易于量产
缺点： 鼠原抗体应用于人体可诱导产生人抗鼠抗体 Human anti-mouse antibody， HAMA
谢谢
补体活化后效应
•形成膜攻击复合物导致细胞裂解
•调理吞噬:
Ag-Ab-C3b complex C3b receptor phagocytosis
•诱导炎症反应:
活化补体片断C3a and C5a能招募并活化免疫细胞
IgG功能特性
• • • • 血清和胞外液中含量最高的 穿越胎盘屏障 (but not IgG2) 活化补体 (but not IgG4) 结合Fc受体(but not IgG2) • Phagocytes - opsonization • NK cells - ADCC
Ig结构示意图
Ig化学降解和酶解片段
胰蛋白酶消化产物
Fab
(Fragment, antigen binding) Light chain+N terminal half of heavy chain Antigen binding
Fc
(Fragment, crystallizable) C terminal half of heavy chain Effector functions
同一物种所有个体Ig分子共有的抗原表位。Ig分子的类、亚类、 型、亚型即是由此决定的。可用作各类Ig的定量分析。
同种异型（allotype）
同一物种内部一部分个体Ig分子共有的抗原表位，包括2 种 IgA2 、3种k轻链、25种IgG，可用作骨髓移植供体细胞跟踪。
独特型（allotype）
每一个Ig分子所独有的抗原表位。可用作淋巴瘤治疗靶点。
IgM, IgD, IgG (IgG1-4), IgE, IgA (IgA1,2)
Ig分子中包含多个类似结构域
110 aa, similar folding
Ig结构域的“b桶状”结构
Each sheet contains 3 or 4 b strands Adjacent strands held together by hydrogen bonds Two sheets stabilized by hydrophobic interactions and a disulfide bond
Ig恒定区
Type：kappa (k), lambda (l) Subtype：l subtypes: l1-4
Ig轻链的型与亚型
Ig重链的类与亚类
Class：mu (m), delta (d), gamma (g), epsilon (e), alpha (a) subclass: g1-4, a1,2 Ig类别
ADCC抗体依赖的细胞 介导的细胞毒作用 lysis
Opsonization
活化补体
inflammation
调理作用
抗体结合抗原后，通过其Fc段结合吞噬细胞表 面的Fc受体，进而促进对抗原的吞噬。
Ab-coating
Binding to FcR
activation
phagocytosis
killing
Ig超家族（Superfamility）
IgSF
Two b-pleated sheets arranged opposite to each other
Ig三级结构
抗体多样性的产生
免疫球蛋白V区编码基因重排
小鼠免疫球蛋白基因结构
IgL位点V-J重排
IgH位点的V(D)J重排
Ig可变区序列变异情况
交叉反应性（crossreactivity）
有一种抗原诱导的抗体有时能与另一种抗原反应，主 要是因为二者可能共享一些相近甚至相同的表位。
抗体类别转换
• Class switching – 1o - IgM
Ab Titer
Total Ab IgM Ab IgG Ab
– 2o - IgG, IgA or IgE
IgA功能特性
•血清中水平仅次于IgG •外分泌液中主要Ig类型，在黏膜局部免疫中尤为 重要 •存在于初乳中
IgD功能特性
• 膜结合型IgD构成B细胞受体 • 血清IgD功能不明
IgE功能特性
•血清含量最低的Ig •介导 I 型超敏反应 •参与抗寄生虫免疫
免疫球蛋白的血清型
同种型（isotype）
Poly Ig receptor 介导IgA和IgM分泌
Neonatal Fc receptor (FcRn) 介导IgG穿过胎盘
活化补体
IgG分子仅有一个C1q结合位点，C1q必须与两个相邻 的（30-40nm）IgG同时结合才能形成稳定复合物。
补体介导的红细胞裂解仅需要一个IgM分子,而需要多达上千个IgG分子
•Membrane-bound vs secreted forms 膜型和分泌型
何谓免疫球蛋白或抗体
免疫球蛋白是体液免疫的一种介导分子，或是作为 抗原受体表达于B细胞表面，或是由抗原活化后产生 的浆细胞分泌至胞外，执行诸如中和抗原、固定补 体、调理吞噬一类的效应功能。
免疫球蛋白 结构与功能
北京大学医学部免疫学系
抗体的发现
•von Behring and Kitasato in 1890’s 血清能过继转移对破伤风的抗性 •寻找活性成分 抗毒素Antitoxin, 沉淀素precipitin, 凝集素agglutinin •Elvin Kabat in 1930s 所有活性均与血清g球蛋白 (g-globulin) 组分相关
抗体存在于血清g球蛋白 (g-globulin) 组分中
Immunoglobulin ：一类神奇的分子
•High specificity 高度特异性 •Unlimited diversity 无限多样性
•Bifunctionality 双功能性
antigen-binding抗原结合能力 effector function效应功能
高变区（Hypervariable region）
可变区结构解析
FR1
FR2
FR3
FR4
CDR1
CDR2
CDR3
高变区，又称互补决定区（complimentarity determining regions ，
CDRs），其间的序列相对保守，称为骨架区（framework regions ，FRs).
ADCC作用
NK细胞或其它白细胞通过Fc受体与抗体包被的细胞结合，活化 后释放胞浆中的杀伤性颗粒成分或分泌细胞因子，最终导致抗体 包被细胞，如肿瘤细胞、病毒感染细胞被杀伤。
IgG Fc受体(FcRs)
FcRs for IgG FcgRI: high affinity, phagocytes FcgRII: low affinity, widely expressed, moderating B cell activation FcgRIII: macrophage or granulocyte
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IgM功能特性
• 初次免疫应答和胎儿时期产生的主要Ig ——提示新近感染或宫内感染 • 强大的补体活化能力 • 强大的促凝集作用 • 膜结合型IgM是B细胞抗原识别受体
膜型和分泌型IgM
Secreted IgM Membrane-bound IgM
J chain
Iga Igb
The membrane-bound form differs from the secreted form in C terminus. The former contains a hydrophilic spacer, a hydrophibic transmembrane sequence, and a short cytoplasmic tail.
CDR与抗原直接结合
CDRs from VL and VH in direct contact with antigens
抗体与抗原的结合
•氢键 •静电吸引 1/d2 •Van der Walls 1/d7 •疏水性
抗体亲和性（affinity）
单一抗原结合位点和某一抗原表位之间结合的能力
K1: forward (association) rate constant, rapidity K-1: reverse (dissociation) rate constant, tightness Ka: equilibrium constant, equal to k1/k-1, affinity
Low-affinity ka=104-5L/mol High-affnity ka=1011L/mol
抗体亲合力（avidity）
多价抗体和多价抗原结合的能力
抗原表位（epitope）
抗原中与抗体直接结合的部分，称作抗原表位
•线性表位（linear epitope）: 由一段连续的氨基酸序列构成的 表位。 •构象表位（conformational epitope）: 由一些不连续的肽段， 通过空间构象聚集在一起形成的表位。蛋白变性将导致这类表 位的丧失。
IgE Fc受体(FceRs)
FcRs for IgE FceRI: tetramer, very high affinity, mast cells and basophils 介导 I 型超敏反应 FceRII: low affinity, lymphocytes
其它Fc受体
FcRs for other Igs FcaR; FcmRII; FcdR
多克隆抗体 Polyclonal antibody
优点： 作用全面、制备快捷 缺点： 特异性低、量产困难
单克隆抗体 monoclonal antibodies
优点： 均一、特异、易于量产
缺点： 鼠原抗体应用于人体可诱导产生人抗鼠抗体 Human anti-mouse antibody， HAMA
谢谢
补体活化后效应
•形成膜攻击复合物导致细胞裂解
•调理吞噬:
Ag-Ab-C3b complex C3b receptor phagocytosis
•诱导炎症反应:
活化补体片断C3a and C5a能招募并活化免疫细胞
IgG功能特性
• • • • 血清和胞外液中含量最高的 穿越胎盘屏障 (but not IgG2) 活化补体 (but not IgG4) 结合Fc受体(but not IgG2) • Phagocytes - opsonization • NK cells - ADCC
Ig结构示意图
Ig化学降解和酶解片段
胰蛋白酶消化产物
Fab
(Fragment, antigen binding) Light chain+N terminal half of heavy chain Antigen binding
Fc
(Fragment, crystallizable) C terminal half of heavy chain Effector functions
同一物种所有个体Ig分子共有的抗原表位。Ig分子的类、亚类、 型、亚型即是由此决定的。可用作各类Ig的定量分析。
同种异型（allotype）
同一物种内部一部分个体Ig分子共有的抗原表位，包括2 种 IgA2 、3种k轻链、25种IgG，可用作骨髓移植供体细胞跟踪。
独特型（allotype）
每一个Ig分子所独有的抗原表位。可用作淋巴瘤治疗靶点。
IgM, IgD, IgG (IgG1-4), IgE, IgA (IgA1,2)
Ig分子中包含多个类似结构域
110 aa, similar folding
Ig结构域的“b桶状”结构
Each sheet contains 3 or 4 b strands Adjacent strands held together by hydrogen bonds Two sheets stabilized by hydrophobic interactions and a disulfide bond
Ig恒定区
Type：kappa (k), lambda (l) Subtype：l subtypes: l1-4
Ig轻链的型与亚型
Ig重链的类与亚类
Class：mu (m), delta (d), gamma (g), epsilon (e), alpha (a) subclass: g1-4, a1,2 Ig类别
ADCC抗体依赖的细胞 介导的细胞毒作用 lysis
Opsonization
活化补体
inflammation
调理作用
抗体结合抗原后，通过其Fc段结合吞噬细胞表 面的Fc受体，进而促进对抗原的吞噬。
Ab-coating
Binding to FcR
activation
phagocytosis
killing
Ig超家族（Superfamility）
IgSF
Two b-pleated sheets arranged opposite to each other
Ig三级结构
抗体多样性的产生
免疫球蛋白V区编码基因重排
小鼠免疫球蛋白基因结构
IgL位点V-J重排
IgH位点的V(D)J重排
Ig可变区序列变异情况
交叉反应性（crossreactivity）
有一种抗原诱导的抗体有时能与另一种抗原反应，主 要是因为二者可能共享一些相近甚至相同的表位。
抗体类别转换
• Class switching – 1o - IgM
Ab Titer
Total Ab IgM Ab IgG Ab
– 2o - IgG, IgA or IgE
IgA功能特性
•血清中水平仅次于IgG •外分泌液中主要Ig类型，在黏膜局部免疫中尤为 重要 •存在于初乳中
IgD功能特性
• 膜结合型IgD构成B细胞受体 • 血清IgD功能不明
IgE功能特性
•血清含量最低的Ig •介导 I 型超敏反应 •参与抗寄生虫免疫
免疫球蛋白的血清型
同种型（isotype）
Poly Ig receptor 介导IgA和IgM分泌
Neonatal Fc receptor (FcRn) 介导IgG穿过胎盘
活化补体
IgG分子仅有一个C1q结合位点，C1q必须与两个相邻 的（30-40nm）IgG同时结合才能形成稳定复合物。
补体介导的红细胞裂解仅需要一个IgM分子,而需要多达上千个IgG分子
•Membrane-bound vs secreted forms 膜型和分泌型
何谓免疫球蛋白或抗体
免疫球蛋白是体液免疫的一种介导分子，或是作为 抗原受体表达于B细胞表面，或是由抗原活化后产生 的浆细胞分泌至胞外，执行诸如中和抗原、固定补 体、调理吞噬一类的效应功能。