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。)
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(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

No activation
Activation
IgA
➢ 有两型:血清IgA(单体)和分泌型IgA(二聚体)。
➢分泌型IgA:①由两个IgA单体与J 链和 分泌片结合而成二聚体结构;②是人体外 分泌液中的主要抗体; ③由黏膜相关淋巴 组织(MALT)产生,对防御病原微生物入 侵起重要作用,又称为局部防御性抗体。 在局部抗感染中发挥重要作用。
第四章 免疫球蛋白
免疫球蛋白(Immunoglobulin,Ig)是 指具有抗体活性或化学结构与抗体相似的球蛋 白。
抗体(antibody,Ab)是B细胞识别抗原后 增殖分化为桨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。
第一节 免疫球蛋白的结构
抗体(antibody,Ab)——能与相应抗原特异性结合, 并具有多种免疫学和生物学活性的蛋白质,也称为免疫球蛋 白(Immunoglobulin,Ig)。包括膜型Ig和分泌型Ig。
HVR1
50
FR1
FR2
FR3
0
25
50
75
Amino acid residue
框架区(Framework,FR)
FR4 100
决定簇互补区
(complementarity-determinant region, CDR )
抗体与抗原决定簇结合 的位置,又称为决定簇 互补区(CDR),也是 抗体分子的独特型决定 簇(Idiotypes of antibody molecules,Id) 的主要存 在部位。
180
0
3
和
2 或 2
190
0
0.05
3
2
0
0
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(IgG)CH2+CH3 (IgE)CH2+CH3
介导IgG通过胎盘 结合FcR (肥大细胞,嗜碱性粒细胞)
二、J链和分泌片
1、连接链(joining
(1)化学本质: 浆细胞分泌的多肽链 (2)存在: IgM(五聚体) sIgA(双体) (3)作用: 连接单体,稳定多聚体
chain,J链)
2、分泌片(Secretory
2)含量及分布:占血清Ig的6%,主要分布于血管内
3)产生:是个体发育过程中出现最早的抗体,胚胎晚期已
能合成。(可作为胎儿宫内感染的证据)
4)半衰期:5d 5)意义:是高效价的抗体,抗微生物的作用比IgG高500~ 600倍;在抗感染过程中出现早,维持短,作为早期感染 急性感染的依据。
3、IgA
温故而知新 1、免疫?
2、免疫功能?
3、免疫类型? 4、抗原?基本特性?
免疫
是机体的免疫系统识别自身物质和
“非己”物质,经过一系列的免疫
应答,产生生物学效应的生理过程。
免疫的功能
1、免疫防御 2、免疫稳定 3、免疫监视
功能 免疫防御
正常表现(有利) 抗病原微生物 的侵袭
异常表现(有害)
产生IgE 致敏肥大细胞或 嗜碱性粒细胞 脱颗粒 临床症状
变应原
平滑肌细胞 小血管
APC
Th2
Fce R
IL-4
BCR
肥大细 胞或嗜 碱性粒 细胞
释 放 介 质
肥大细 胞或嗜碱
粘膜下腺
血小板
性粒细胞
IgE
四、穿过胎盘和黏膜
在人类IgG是唯一可通过胎盘从母体进入胚胎的抗体。 胎盘母体一侧的滋养层细胞表达一种特异性IgG输送蛋 白,称为FcRn。
三、抗体多样性产生的机制
包括组合多样性、连接多样性和体细胞高频突变。
四、抗体类别转换 抗体可变区不变(即结合抗原的特异性相 同),但其重链类别(恒定区)发生改变。B 细胞接受抗原刺激后,表达的抗体分子可以从 IgM类别转换为IgG、IgA、IgE等其他类别或亚 类的Ig。
第五节 人工制备的抗体
一、多克隆抗体 由多个克隆细胞产生的多种抗体的混合物即多 克隆抗体,也称第一代人工抗体。
①位置:CH1与CH2之间 ②结构特点: 富含脯氨酸,易伸展弯曲。
③功能: (1)容易变构,暴露CH2 (2)容易被蛋白酶水解
Ig分子结合抗原前后的构象变化
结合抗原之前 结合抗原之后
Fc
补体结 合位点 被屏障
暴露的 补体结 合位点两重链 连以二硫键 羧基端恒定(C区) 氨基端可变(V区)
第四节 免疫球蛋白基因及抗体的多样性
一、免疫球蛋白胚系基因结构 人Ig重链基因位于第14号染色体长臂,跨度
约1100kb,由V、D、J、C四种基因片段组成。
人Ig轻链基因位于第22号染色体长臂和第2 号染色体断臂,由κ、λ基因组成。
二、免疫球蛋白基因重排 在B细胞分化发育过程中,一部分基因片段 相互接近、重新排列,形成功能性的免疫球蛋白 的基因单位,这一过程称为基因重排。
有抗体活性的血清蛋白都是γ球蛋白,但不是所 有的丙种球蛋白都是抗体。
免疫球蛋白(immunoglobulin,Ig): 将抗体或化学结构与抗体相似的球蛋 白统称为免疫球蛋白。
免疫球蛋白是化学结构的概念
Ig与Ab的关系
Ab
Ig
Ab都是Ig,而Ig并不都是Ab。
免疫球蛋白可分为膜型和分泌型
血清型:IgA单体,约占血清Ig10%
1)分类
分泌型(SIgA):IgA双体 2)结构:2IgA+J链+分泌片 3)分布:各种粘膜、初乳、唾液和泪液等。 4)意义:是机体局部粘膜免疫的重要抗体。
4、IgE:
血清中含量最低,但在超敏反应性疾病和某些寄 生虫感染者血清中特异性IgE显著提高。
分泌型(secreted immunoglobulin,sIg):
存在于体液(血清、组织液、 外分泌液)中。
膜型(membrane immunoglobulin,mIg) : 存在于B细胞膜表面, 即BCR。比sIg多一个跨膜 区和一个胞浆区。
第一节
免疫球蛋白的分子结构
一、免疫球蛋白的基本结构单体
IgG可选择性地与FcRn结合,从而转移到滋养层细胞内, 并主动进入胎儿血循环中。
是一种重要的自然被动免疫机制,对于新生儿抗感染 有重要作用。
二、五类免疫球蛋白的特性与功能
1、IgG
1)结构: Ig单体,分子量最小。
2)含量和分布:
a.在血清中含量最多,约占血清Ig的75% ; b.血清和组织液中分布各半。 c.是唯一可透过胎盘的Ig。 3)产生:出生后3个月开始合成,3~5岁近成人水平
高变区( hypervariable region,HVR)
VH和VL各有3个区域的氨基酸组成和排列顺序特 别易变化,这些区域称为高变区(HVR))。超变区 亦称为互补决定区(complimentarity determining region,CDR):三个高变区CDR1、CDR2、CDR3共 同组成Ig的抗原结合部位。
意义: ⑴ ⑵ 用于研究免疫球蛋白的结构和功能; 避免超敏反应。
第二节
免疫球蛋白的异质性
概念:不同抗原甚至同一抗原刺激B细胞产生的免疫球 蛋白,在其特异性以及类型等诸方面均不同,呈现出明 显异质性(heterogeneity)。 外源因素所致的异质性——是由于多样性抗原的存在, 这些抗原可刺激机体产生的抗体总数是巨大的(Ig多样 性),包含针对各种抗原表位的许多不同抗原特异性的 抗体,以及针对同一抗原表位的不同类型的抗体。 内源性因素所至的异质性——Ig分子本身也包含有多种 不同的抗原表位,呈现不同免疫原性(血清型),由此 Ig具有三种血清型:同种型、同种异型、独特型。
----IgC区功能
(1)调理作用 (2)抗体依赖的细胞介导的细胞毒作用 (3)介导Ⅰ型超敏反应
(1)免疫球蛋白调理吞噬作用
抗
原
抗体 Fc受体
抗体的免疫 调理作用
吞噬细胞
(2)抗体依赖的细胞介导的细胞毒作用(ADCC)
IgE
FcR I
变应原
肥大细胞
过敏介质
3、介导Ⅰ型超敏反应
介导Ⅰ型超敏反应
3、独特型:同一个体内不同B细胞克隆产生的免 疫球蛋白分子所特有的抗原特异性标志。
由超变区决定
第三节
免疫球蛋白的生物学功能
一、与Ag特异性结合 二、激活补体
三、结合细胞表面的Fc受体 四、透过胎盘
五、参与免疫调节
1、识别并特异性结合抗原----IgV区功能
结合病毒 结合毒素 结合细菌 抗病毒感染
超变区/互补决定区
A g
互补决定区与抗原决定簇的互补
(2)恒定区(constant region,C区)
①位置:(近C端)1/2L链+3/4H链 ②结构特点:氨基酸序列恒定
③功能: CL+CH1:遗传标记所在段
CH2:补体(C1q)结合点 CH3:结合细胞(FcR)
(3)铰链区
Ig的分类
H链 分子大小 类 450-550个aa L链 214个aa
、 、 、 、 (IgG、IgA、IgM、IgD、IgE)
如:1、2、3、4等 、 如:1~44 等
亚类
型
亚型
免疫球蛋白的功能区
能行使特定功能的 球性单位,称为
Ig的结构域或功
能区(domain)。
4)半衰期:20~23d
5)意义:是人体体液免疫的主要抗体;产生晚,维 持长,是再次免疫应答的主要抗体。
特性:又称为胎盘球蛋白
激活补体 结合细胞
– IgG1~3(经典),IgG4(替代) – 吞噬细胞-调理作用 NK细胞,吞噬细胞-介导ADCC
2、IgM
1)结构: Ig五聚体, 5个Ig+J链,分子量最大。
1、同种型:同一种属所有
VH CH1 CL VL
个体都具有的免疫球蛋白的 抗原特异性。
CH2
由C区决定
CH3
CH4
2、同种异型:同一种属不同个体间免疫球蛋白分子 所具有的不同的抗原特异性标志。
VH
CH1 CL VL
Fab
由C区决定,主要 反映在Ig分子的CH 和CL上的一个或数
C
Fc
个氨基酸的差异, 又称为遗传标志。
再次应答的主要抗体
与SPA结合
抗感染的主要抗体
唯一能通过胎盘
半衰期最长(21~23天)
五类免疫球蛋白的特性与功能:
IgE:
血清中含量最低 (占Ig的0.002%)
IgA:
分泌性和血清型 初乳中含sIgA
IgD:
B细胞成熟的 标志
介导I型超敏反应 占血清Ig含量的5~15% 占血清Ig含 量的1% 在抗蠕虫感染中 粘膜局部抗感染免疫 半衰期 3天 发挥重要作用 半衰期 6天 半衰期3天;
最不稳定 与肥大细胞和嗜碱性粒细胞表面的FcR受体结合 合成时间最晚
5、IgD
IgD分子的结构
在膜表面的表达是B细
胞成熟的主要标志。
确切功能尚不清楚。
五类免疫球蛋白的特性与功能:
IgG: 血清中含量最高, IgM: 五聚体 最早出现的Ig 近期感染的指标 mIgM是BCR 无铰链区 半衰期 5天
能启动机体的免疫应答,且能与 其免疫应答产物特异性结合,并发生 一系列生物学效应的物质。
抗原的两种基本特性