第三章免疫球蛋白
第三章免疫球蛋白
【学习建议】
本章内容介绍了免疫球蛋白和抗体的基本概念、结构、血清型、基因表达、生物学活性及各类免疫球蛋白的特点及功能。学习本章内容需掌握免疫球蛋白和抗体的基本概念及区别；免疫球蛋白的结构、功能区及酶解片段；以及免疫球蛋白的生物学活性。熟悉各类免疫球蛋白的特点及功能；单克隆抗体的概念。了解免疫球蛋白的血清型、免疫球蛋白的异常与疾病。
【
【内容提要】
一、免疫球蛋白和抗体的概念
二、免疫球蛋白的结构
（一）基本结构：二条重链和二条轻链组成的四肽链：单体、双体和五聚体。
（二）功能区：可变区（V区）和恒定区（C区）。
（三）免疫球蛋白的其他成分：连接链（J链）和分泌片（SP）。
（四）免疫球蛋白的酶解片段：木瓜蛋白酶：2个Fab 和1个Fc片段；胃蛋白酶：1个F（ab’）2和pFc’片段。
三、免疫球蛋白的生物学活性及各类免疫球蛋白的特点及功能
四、单克隆抗体的基本概念
五、免疫球蛋白的异常与临床疾病
【概念简释】
1．免疫球蛋白(Ig)：指具有抗体活性或化学结构与抗体相似的球蛋白。这类球蛋白过去也称为γ球蛋白，主要存在于血液和其他分泌液中，也可作为抗原识别受体存在于B细胞膜上。
2．抗体：是机体免疫细胞被抗原激活后，由分化成熟的终末B细胞――浆细胞合成并分泌的一类能与相应抗原特异性结合、具有免疫功能的球蛋白。抗体是重要的免疫分子，主要存在于血液、体液和粘膜分泌液中。
3．四肽链结构：免疫球蛋白分子是由两条相同的重链和两条相同的轻链通过链间二硫键连接而成的对称四肽链结构。每条重链和轻链都分为氨基端（N端）和羧基端（C端），排列形似“Y”分子，称为Ig分子的单体，是构成Ig分子的基本单位。
4．重链（H链）：组成免疫球蛋白四条对称肽链中的二条相同长链，称为重链，约有440个氨基酸组成。根据重链恒定区氨基酸排列顺序的不同，构成五种不同类别的重链：γ、μ、α、δ和ε。将具有相应类别重链的免疫球蛋白分为五类，分别称为IgG（γ链）、IgM（μ链）、IgA（α链）、IgD（δ链）和IgE（ε链）。
5．轻链（L链）：组成免疫球蛋白四条对称肽链中的二条相同短链，称为轻链，约有214个氨基酸组成，以二硫键连接于H链的上端外侧。根据轻链恒定区氨基酸组成的差异可分为两种型：κ型和λ型。每种Ig只含一种型别的轻链。
6．可变区（V区）：在Ig四条肽链的N端（上端），L链的1/2和H链的1/4区，氨基酸种类、排列顺序和构型随抗体特异性的不同而变化较大，称为可变区（V区）。V区包括V L区（轻链可变区）和V H 区（重链可变区）。V区是抗体结合抗原的部位。
7．超变区：Ig在V L区和V H区内各有三个区域的氨基酸组成、排列和构型更易变化，称为超变区。超变区是免疫球蛋白结合特异性抗原的具体部位，在构型上与抗原互补，因此又称为互补决定区（CDR）。8．骨架区：在免疫球蛋白的可变区内，超变区之外的区域，氨基酸改变频率较低，称为骨架区。
9．稳定区（C区）：在Ig四条肽链的C端（下端），L链的1/2和H链的3/4区，氨基酸种类、排列顺序和构型相对稳定，称为稳定区（C区）。C区包括C L区（轻链稳定区）和C H区（重链稳定区）。10．免疫球蛋白的功能区：Ig分子的多肽链因链内二硫键连接而将肽链折叠成几个球形结构，并与相应功能有关，故称为免疫球蛋白的功能区。每条L链有二个功能区：可变区（V L区）和稳定区（C L区）。IgG、IgA和IgD的每条H链有四个功能区：一个可变区（V H区）和三个稳定区（C H1、2、3区）。IgM 和IgE多一个恒定区C H4。
11．J链：即连接链，由合成IgA或IgM的浆细胞产生的一种糖蛋白。J链以二硫键的形式将每个单体IgA或IgM的H链连接在一起，形成双体IgA和五聚体IgM分子。
12．分泌片（SP）：由粘膜上皮细胞合成的一条多肽链，与双体IgA结合，形成分泌型IgA。分泌片的功能是保护S IgA不受环境中蛋白酶的裂解破坏。
13．铰链区：Ig二条重链之间二硫键连接处附近的重链恒定区，即在C H1和C H2之间，有一个可转动的区域，称为铰链区。当Ig与抗原结合时，铰链区可发生转动，一方面利于抗原和抗体之间构型的更好匹配，另一方面使Ig变构、暴露出补体结合位点。
14.免疫球蛋白的酶解片段：免疫球蛋白用木瓜蛋白酶水解，可将其从铰链区二硫键的N端部位切断，得到三个片段：二个相同的可与抗原结合的片段称为Fab 片段；一个可结晶的片段称为Fc片段。用胃蛋白酶水解，可从铰链区二硫键的近C端部位切断免疫球蛋白，得到一个大分子的双体Fab 片段称为F（ab’）2；以及数个小分子无生物学活性的Fc碎片称为pFc’片段。
15．免疫球蛋白的血清型：免疫球蛋白本身具有免疫原性，每个免疫球蛋白分子上带有多种抗原决定簇，用于免疫异种动物、同种异体动物或自身均可引起免疫应答，产生相应抗体，并用血清学方法检测，故称为免疫球蛋白的血清型。免疫球蛋白主要有三种血清型：同种型、同种异型和独特型。
16．Ig同种型：指同一物种所有个体Ig分子所共有的抗原特异性。同种型抗原决定簇存在于Ig的恒定区。根据重链同种型抗原特异性的不同将Ig分为五类。根据轻链同种型抗原的不同可将轻链分为两型。17．Ig同种异型：指同一物种不同个体之间的同类Ig分子所具有的不同抗原特异性。同种异型抗原决定簇由重链或轻链恒定区的一个或数个氨基酸决定，因其具有个体特异性，因此可作为遗传标记。
18．Ig的独特型（Id）：指同一个体内不同B细胞克隆所产生的免疫球蛋白分子V区所具有的抗原特异性。独特型抗原决定簇由Ig超变区特有的氨基酸序列和构型决定。独特型抗体刺激异种、同种异体甚至自身均可产生相应抗体，即抗独特型抗体（AId）。由独特型抗体和抗独特型抗体组成的网络（Id-AId 网络）在免疫应答的调节中具有重要作用。
19．细胞克隆：由单一细胞增殖形成的细胞群体。
20．多克隆抗体：由多个B细胞克隆所产生的针对多种不同抗原决定簇的抗体。
21．单克隆抗体（McAb）：由同一B细胞克隆所产生的、具有单一特异性的均一抗体。
22．杂交瘤细胞：采用细胞融合技术，将可产生特异性抗体的单个B细胞与可在体外无限增殖的骨髓瘤细胞融合，形成杂交瘤细胞。杂交瘤细胞既保持了产生特异性抗体的性能，又可在体外无限增殖。由于是单个B细胞增殖形成的细胞纯系，因此产生的抗体具有高度的专一性（只针对一个抗原决定簇）和均一性（其血清型完全一致）。
23．多发性骨髓瘤：是一种浆细胞恶性增生性疾病，因可发生在多处骨髓而得名。患者体内除某种恶性增生的浆细胞和血中某一类型免疫球蛋白异常增多外，其他各种浆细胞和血中各类免疫球蛋白几乎完全缺乏，因此易患各种感染。
24．本周蛋白（Bence-Jones蛋白）：半数以上骨髓瘤患者尿中可检测到一种凝溶蛋白，因Bence-Jones 首先发现而命名。该蛋白加热至50～60℃时沉淀，加热至沸点时重新溶解。该蛋白实为随尿液排出的免疫球蛋白游离的轻链。
【重点难点】
一、免疫球蛋白和抗体的基本概念：
免疫球蛋白(Ig)指具有抗体活性或化学结构与抗体相似的球蛋白。抗体是重要的免疫分子，是机体免疫细胞被抗原激活后，由浆细胞合成并分泌的一类能与相应抗原特异性结合、具有免疫功能的球蛋白。抗体包括在免疫球蛋白内，而免疫球蛋白并不都是抗体。抗体是生物学概念，免疫球蛋白是化学结构概念。
二、免疫球蛋白的结构：
(一)基本结构：由二条相同的重链和轻链构成的对称四肽链（链接：图1免疫球蛋白）。X射线晶体结
构分析发现，IgG分子由三个相同大小的节段组成，位于上端（N端）的两个臂，各含一条轻链和一条重链的1/2，由易弯曲的铰链区连接到主干上（两条重链的各1/2），形成一个“Y”形分子，称为Ig分子的单体，是构成Ig分子的基本单位。在二条H链间、H链和L链间、以及四条肽链内部都有二硫键相连，形成多个球形结构，构成不同的功能区。
(二)单体、双体、五聚体：
1．单体：即由二条相同的重链和轻链构成的对称四肽链。IgG、IgE、IgD和血清型IgA以单体形式存在。一个Ig分子的单体为双价，可结合两个抗原表位。
2．双体：两个单体分子由J链连接在一起，并含有分泌片。分泌型IgA (SIgA) 以双体形式存在于分泌液中。
3．五聚体：五个单体分子由J链连接在一起形成五聚体。只有IgM以五聚体的形式存在于血液中。
因为分子量大，称为巨球蛋白，也因此不能通过胎盘和穿过血管壁。理论上IgM的抗原结合价为十价，但实际上受空间位阻的限制只能达到五价。
(三) Ig功能区：
1．L链功能区：V L、C L。
2．H链功能区：V H、C H1、C H2、C H3、C H4（IgM、IgE）。
3．铰链区：位于C H1与C H2之间的特殊部分。特点：富含脯氨酸，有弹性, 能伸展、折叠、转动。4．功能区数目：轻链2个；IgG、IgA、IgD重链各4个；IgM、IgE重链各5个。
（四）各功能区的主要功能：
1．V L、V H：特异性结合抗原。独特型抗原决定簇所在。
2．C H1：Ig遗传标记所在。
3．IgG的C H2、IgM的C H3：结合补体C1q，经典途径激活补体。
4．IgG的C H3、IgE的C H4：亲细胞活性。
（1）IgG通过C H3（Fc段）可与巨噬细胞、NK细胞和嗜中性粒细胞表面的Fcγ受体结合，促进这些细胞对靶细胞的吞噬和杀伤，该作用称为抗体的调理作用和ADCC效应。
（2）IgE通过C H4（Fc段）可与肥大细胞和嗜碱性粒细胞表面的Fcε受体结合，促进这些细胞脱颗粒，释放一系列生物活性物质，介导I型超敏反应。
（五）酶解片段：
1．木瓜蛋白酶水解片段：
（1）裂解部位：H链铰链区链间二硫键近N端（上端）。
（2）裂解片段：两个Fab段（抗原结合段），一个Fc段（可结晶段）。
两个Fab段相当于抗体的两个臂，每个Fab段由一条完整的轻链和1/2重链（V H和C H1）组成，只能结合一个抗原表位，为单价，不能出现可见的凝集反应和沉淀反应。一个Fc段相当于IgG的C H2和C H3功能区，不能结合抗原，是抗体分子与效应分子和细胞相互作用的部位。Ig的同种型和同种异型抗原主要位于Fc段。
2．胃蛋白酶水解片段：
（1）裂解部位：H链铰链区链间二硫键近C端（下端）。
（2）裂解片段：一个F(ab’)2，无活性的pFc’。
F（ab’）2片段是由二硫键连接着的抗体两个臂，因此为双价，可结合两个抗原表位，形成可见的凝集反应和沉淀反应。pFc’片段是Fc段被胃蛋白酶水解为若干小分子片段，失去了生物学活性。
（3）实际应用：胃蛋白酶水解IgG后得到的F（ab’）2片段，保留了结合相应抗原的生物学活性，又避免了Fc段抗原性可能引起的副作用，因此在制备生物制品时，如白喉抗毒素、破伤风抗毒素等，经胃蛋白酶消化后可获得精制提纯的制品而较少引起超敏反应。
（六）Ig的类别、型别和血清型：
1．类别：重链根据稳定区（C H）抗原性不同分成五类：μ、γ、α、δ和ε，相应的抗体分别为IgM、IgG、IgA、IgD和IgE。
2．亚类：根据C H氨基酸组成和H链间二硫键数目的差异，IgG可分为IgG1、IgG2、IgG3、IgG4 四个亚类；IgA和IgM也可分二个亚类：IgA1、IgA 2和IgM1、IgM2。
3．型别：轻链根据稳定区（C L）抗原性不同分成两型：κ型和λ型。
4．亚型：λ型轻链根据稳定区个别氨基酸的不同分为四个亚型：λ1～λ4。
5．血清型：包括同种型、同种异型、独特型。
三、免疫球蛋白的生物学活性及各类Ig的特点、功能：
（一）特异性结合抗原。在体内可表现为抗感染、中和毒素和病毒等效应。特异性抗体可以阻止细菌、病毒对敏感细胞的入侵；阻止毒素与易感细胞的结合，此即中和作用。特异性抗体结合病原体后，还可通过激活补体、结合吞噬细胞等进一步发挥抗感染作用。
（二）激活补体：IgG1、IgG 2和IgG3的C H2、IgM C H3上有补体结合位点。当这类抗体结合抗原后，通过铰链区变构，暴露出C H2或C H3上的C1q结合位点，可通过经典途径激活补体，发挥溶菌和溶病毒作用。IgA的C H上没有补体结合位点，但聚合的IgA可通过替代途径激活补体。聚合的IgG4也可通过替代途径激活补体。
（三）结合细胞：
1．调理作用：指抗体、补体促进吞噬细胞吞噬细菌等颗粒性抗原的作用。抗体IgG结合抗原后，通过其Fc段与吞噬细胞（嗜中性粒细胞、巨噬细胞）表面的IgG Fc受体结合，增强吞噬细胞的吞噬作用。单核-巨噬细胞表面和嗜中性粒细胞也有抗体IgA的Fc受体，因此血清IgA也具有调理作用。吞噬细胞表面没有IgM的Fc受体，但存在补体片段C3b、C4b受体，因此IgM的调理作用是通过结合抗原后激活补体，通过补体裂解产物C3b、C4黏附到吞噬细胞表面，促进吞噬细胞的吞噬而发挥调理作用。
2．ADCC效应（抗体依赖的细胞介导的细胞毒作用）：IgG与带有相应抗原的靶细胞结合后，可通过Fc段与效应细胞(NK细胞、巨噬细胞、中性粒细胞) 表面Fc受体结合，增强效应细胞对靶细胞的杀伤作用。IgE的Fc段可与嗜酸性粒细胞表面的Fc受体结合，参与抗寄生虫感染。
3．介导I型超敏反应：IgE的Fc段可与肥大细胞和嗜碱性粒细胞表面的高亲和力IgE Fc受体结合，促使这些细胞合成和释放生物活性物质，引起I型超敏反应。
4．穿过胎盘和粘膜：IgG是唯一能通过胎盘的抗体，在新生儿抗感染中起重要作用。SIgA的合成和分泌部位在肠道、呼吸道、乳腺、唾液腺和泪腺，因此主要存在于消化道和呼吸道分泌液、乳汁、唾液和泪液中，发挥局部抗感染作用。婴儿生后4～6个月才能合成IgA，但可从母乳中获得SIgA，对婴儿抵抗呼吸道和消化道病原菌入侵有重要意义。
5．人各类免疫球蛋白的特性和功能：
四、单克隆抗体的基本概念：
（一）多克隆抗体：通常抗原如细菌、病毒、异种血清等具有多个抗原决定簇，可刺激机体多个具有相应抗原受体的B细胞发生免疫应答，产生多种针对不同抗原决定簇的抗体。这些混合的由多种不同克隆B细胞产生的抗体称为多克隆抗体。用抗原免疫动物后获得的免疫血清均为多克隆抗体。
（二）单克隆抗体：指由一株B淋巴细胞杂交瘤增生而成的单一克隆细胞产生的高度均一（其血清型完全一致）、只针对一种抗原决定簇的抗体。
（三）单克隆抗体的制备
1．免疫小鼠：用带有多种抗原决定簇的天然抗原给小鼠注射。
2．细胞融合：小鼠脾细胞（产生抗体）＋骨髓瘤细胞（无限增殖）→杂交瘤细胞。
3．稀释筛选所需单克隆细胞。
4．单克隆抗体的临床应用：
（1）临床疾病的诊断和治疗，如肿瘤的体内定位诊断和导向治疗。
（2）增强免疫学实验的特异性和敏感性，克服交叉反应。
（3）细胞表面抗原分子分布及功能的研究。
（4）分离纯化抗原。
五、免疫球蛋白的异常与临床疾病
（一）高免疫球蛋白血症：
1．多克隆高免疫球蛋白血症：主要见于慢性传染病患者，如结核杆菌、麻风杆菌、乙型肝炎病毒、疟原虫等感染者，以及自身免疫病患者。体内多种免疫球蛋白含量增高，病愈后可渐恢复正常。2．单克隆高免疫球蛋白血症：主要见于多发性骨髓瘤和巨球蛋白血症患者。巨球蛋白血症是产生IgM 的浆细胞恶性增生，导致患者血液中出现大量均一的IgM，而其他正常免疫球蛋白显著减少，因此易发生反复感染。
（二）低（无）免疫球蛋白血症：可分为原发性和继发性。
1．原发性免疫球蛋白缺乏症：也称先天性丙种球蛋白缺乏症，为遗传性疾病，系B细胞分化障碍所致。患者细胞免疫功能正常，体液免疫功能缺陷，血清中各类免疫球蛋白含量极低，易患各种感染。
2．继发性免疫球蛋白缺乏症：主要见于某些疾病使免疫球蛋白大量损失、消耗或合成不足。如恶性肿瘤、慢性肾病、慢性肠道疾病等。
【同步练习】
一、填空题（将合适的答案填在空格内）
1．Ig的基本结构是由______条多肽链以_______方式连接构成，包括两条相同的_____和_______。2．Ig根据肽链组成氨基酸的变化多少而分为___________区和____________区。
3．Ig轻链有两个功能区，分别是___________区和____________区。
4．抗体酶解片段中，可结合抗原的是_____片段，可结合细胞的是_____片段。
5．母体给胎儿的被动免疫物质是_____，天然的血型抗体类型是_____，黏膜局部抗感染的抗体类型是_____。
6．制备精制提纯的抗毒素，通常用___________水解特异性抗体片段，可得到_______片段，具有_______________的活性，因降解了___________片段而减少了超敏反应的发生。
7．具有J链的免疫球蛋白是_____和_______。具有分泌片的免疫球蛋白是________。
8．以单体形式存在的免疫球蛋白包括________、_______和_______。以五聚体形式存在的免疫球蛋白是_________。
9．可作为抗原识别受体存在于B细胞表面的免疫球蛋白类型是______和_______。
10．免疫球蛋白分子的独特型抗原决定簇位于________区。该区同时是____________区。
二、A型选择题（选择一个最佳答案，填在题后的括号内）：
1．激活补体能力最强的抗体类型是（）
A．IgA B．IgG C．IgM D．IgD E．IgE
2．受感染后机体最早产生的抗体类型是（）
A．IgA B．IgG C．IgM D．IgD E．IgE
3．血清中含量最高的抗体类型是（）
A．IgA B．IgG C．IgM D．IgD E．IgE
4．成熟B细胞表面的抗原受体是（）
A．IgA B．IgG C．mIgM D．mIgD E．IgE
5．可与肥大细胞或嗜碱性粒细胞结合，介导I型超敏反应的抗体类型是（）
A．IgA B．IgG C．IgM D．IgD E．IgE
6．抗体与抗原结合的部位在（）
A．C H区B．C L区C．V H区D．V L区E．VL和V H区
7．能与肥大细胞结合的Ig是（）
A．IgA B．IgG C．IgM D．IgD E．IgE
8．天然血型抗体是（）
A．IgA B．IgG C．IgM D．IgD E．IgE
9．各种单体抗体分子的共性是（）
A．重链都具有四个功能区B．有两个完全相同的抗原结合部位
C．链间和链内以共价键相连D．能结合补体E．能结合吞噬细胞
10．抗体产生细胞是（）
A．T细胞B．B细胞C．浆细胞D．NK细胞E．巨噬细胞
三、名词解释
1．抗体
2．免疫球蛋白
3．可变区
4．稳定区
5．超变区
6．铰链区
7．Fab段
8．Fc段
四、问答题
1．简述抗体的种类和主要功能。
2．简述抗体的基本结构、酶解片段及实际应用。
【参考答案】
一、填空题
1．四，二硫键，重链，轻链
2．可变，稳定
3．V L，C L
4．Fab, Fc
5．IgG，IgM，SIgA
6．胃蛋白酶，F（ab’）2，中和毒素（或结合抗原），Fc（或C H）
7．IgM，SIgA，SIgA
8．IgG，血清型IgA或IgD，IgE，IgM
9．IgM ，IgD
10．超变区或V L、V H，抗原结合
二、A型选择题
1.C
2.C
3.B
4.D
5.E
6.E
7.E
8.C
9.B 10.C
三、名词解释
参见概念简释。
四、问答题
1．简述抗体的种类和主要功能。
答：抗体依据重链抗原性的不同分为五类，分别称为IgG、IgA、IgM、IgD、IgE。各类抗体主要功能有：（1）IgG：血清中含量最高，因此是最重要的抗感染分子，包括抗菌、抗病毒、抗毒素等。IgG还能激活补体，结合并增强巨噬细胞的吞噬功能（调理作用和ADCC效应），穿过胎盘，保护胎儿及新生婴儿免受感染。（2）IgA：分单体和双体两种。前者存在血清中，后者存在于黏膜表面及分泌液中，是黏膜局部抗感染的重要因素。（3）IgM：是分子量最大，体内受感染后最早产生的抗体，具有很强的激活补体和调理作用，因此是重要的抗感染因子，且常用于诊断早期感染。（4）IgD：主要存在于成熟B细胞表面，是B细胞识别抗原的受体。（5）IgE：血清中含量最少的抗体，某些过敏性体质的人血清中可检测到，参与介导I型超敏反应和抗寄生虫感染。
2．简述抗体的基本结构、主要功能区、酶解片段及实际应用。
答：（1）抗体的基本结构：由两条相同的重链和两条相同的轻链通过链间二硫键连接而成的对称四肽链结构。四条肽链排列形似“Y”分子，称为Ig分子的单体。
（2）主要功能区：轻链：有二个功能区：可变区（V L区）和稳定区（C L区）。重链：有4～5个功能区：IgG、IgA和IgD的每条H链有四个功能区，包括一个可变区（V H区）和三个稳定区（C H1、
2、3区）；IgM和IgE多一个恒定区C H4，故有五个功能区。
（3）酶解片段：①用木瓜蛋白酶水解免疫球蛋白，可得到两个Fab段（抗原结合段），一个Fc段（可
结晶段）。②用胃蛋白酶水解免疫球蛋白，可得到一个Fab片段的二聚体，称为F(ab’)2段，以及若干无活性的Fc碎片，称为pFc’。
（4）实际应用：胃蛋白酶水解IgG后得到的F（ab’）2片段，保留了结合相应抗原的生物学活性，又避免了Fc段抗原性可能引起的副作用，因此在制备生物制品时，如白喉抗毒素、破伤风抗毒素等，经胃蛋白酶消化后可获得精制提纯的制品而较少引起超敏反应。
图1 Ig的基本结构( 单体
)
图2 IgM 五聚体
图3 SIgA 二聚体
抗体的生物学活性
抗原抗体的最佳反应
第一节抗原抗体反应的原理 抗原与抗体能够特异性结合是基于抗原决定簇（表位）与抗体超变区的沟槽分子表面的结构互性与亲合性而结合的。 一、抗原抗体的结合力 抗原抗体间结合为非共价键结合，有四种分子间引力参与。 （1）静电引力：是抗原抗体分子带有相反电荷的氨基和羧基基团之间相互吸引的力。又称为库伦引力。这种引力的大小与两电荷间的距离的平方成反比。两个电荷距离越近，静电引力越强。 （2）范德华引力：是抗原与抗体两个大分子外层轨道上电子之间相互作用时，因两者电子云中的偶极摆动而产生吸引力。能促使抗原抗体相互结合，这种引力的能量小于静电引力。 （3）氢键结合力：是抗体上亲水基团与相应抗原彼此接近时，相互间可形成氢键，使抗原抗体相互结合。氢键结合力较范德华引力强。 （4）疏水作用力：是抗原表位与抗体超变区靠近时，相互间正、负极性消失，亲水层也立即失去，排斥了两者之间的水分子，使抗原抗体进一步相互吸引，促进其结合。疏水作用力是这些力中最强的，对维系抗原抗体结合作用最大。 二、抗原抗体的亲合性和亲合力 亲合性是指抗体分子上一个抗原结合点与对应的抗原表位之间相互适应而存在的引力，它是抗原抗体之间固有的结合力，可用平衡常数K来表示：K=K1/K2，K值越大，亲合性越高；亲合性越高，与抗原结合越牢。 抗体的亲合力是指抗体结合部位与抗原表位之间结合的强度，与抗体结合价直接相关，即所谓多价优势，如IgG为两价，亲合力为单价的103倍，IgM为5～10价，亲合力为单价的107倍。由于抗原抗体的结合反应是可逆的，若抗体的亲合力高，与抗原分子结合牢固，不易解离；反之即容易解离。 二、亲水胶体转化为疏水胶体 大多数抗原为蛋白质，抗体是球蛋白，它们溶解在水中皆为胶体溶液，不会发生自然沉淀。这种亲水胶体的形成机制是因蛋白质含有大量的氨基和羧基残基，在溶液中这些残基带有电荷，由于静电作用，在蛋白质分子周围出现了带相反电荷的电子云并形成了水化层，由于电荷的相斥，就避免了蛋白质分子间靠拢、凝集和沉淀。当抗原抗体结合后，使水化层表面电荷减少或消失，水化层变薄，电子云也消失，蛋白质由亲水胶体转化为疏水胶体。再加入电解质，如NaCl，则进一步使疏水胶体物相互靠拢，形成可见的抗原抗体复合物。
免疫球蛋白的结构
第一节免疫球蛋白的结构（The Structure of Immunoglobulin) B淋巴细胞在抗原刺激下增殖分化为浆细胞，产生能与相应抗原发生特异性结合的免疫蛋白，这类免疫球蛋白被称为抗体（antibody, Ab）。 1937年，Tiselius用电泳方法将血清蛋白分为白蛋白、α1、α2、β及γ球蛋白等组分，其后又证明抗体的活性部分是在γ球蛋白部分。因此，相当长一段时间内，抗体又被称为γ球蛋白（丙种球蛋白）。 实际上，抗体的活性除γ球蛋白外，还存在于α和β球蛋白处。1968年和1972年的两次国际会议上，将具有抗体活性或化学结构与抗体相似的球蛋白统一命名为免疫球蛋白（immunoglobulin，Ig）。 Ig是化学结构的概念，它包括正常的抗体球蛋白和一些未证实抗体活性的免疫球蛋白，如骨髓瘤病人血清中的M蛋白及尿中的本周氏（Bence Jones, BJ）蛋白等。 免疫球蛋白可分为分泌型（secreted Ig,SIg）和膜型（membrane Ig, mIg）。前者主要存在于血清及其他体液或外分泌液中，具有抗体的各种功能；后者是B细胞表面的抗原识别受体。 ☆☆相关素材☆☆ 图片正常人血清电泳分离图 一免疫球蛋白的基本结构 The basical structure of immunoglobulin 免疫球蛋白分子是由两条相同的重链（heavy chain，H链）和两条相同的轻链（light chain，L链）通过链间二硫键连接而成的四肽链结构。 X射线晶体结构分析发现，IgG分子由3个相同大小的节段组成，位于上端的两个臂由易弯曲的铰链区（hinge region）连接到主干上形成一个"Y"形分子，称为Ig分子的单体，是构成免疫球蛋白分子的基本单位。
免疫组化是利用抗原与抗体特异性结合的原理.
免疫组化是利用抗原与抗体特异性结合的原理，通过化学反应使标记抗体的显色剂（荧光素、酶、金属离子、同位素）显色来确定组织细胞内抗原（多肽和蛋白质），对其进行定位、定性及定量的研究，称为免疫组织化学。 免疫组化实验所用的抗体有哪些？ 免疫组化实验中常用的抗体为单克隆抗体和多克隆抗体。单克隆抗体是一个B淋巴细胞克隆分泌的抗体，应用细胞融合杂交瘤技术免疫动物制备。多克隆抗体是将纯化后的抗原直接免疫动物后，从动物血中所获得的免疫血清，是多个B淋巴细胞克隆所产生的抗体混合物。 免疫组化实验所用的组织和细胞标本有哪些？ 实验所用主要为组织标本和细胞标本两大类，前者包括石蜡切片（病理大片和组织芯片）和冰冻切片，后者包括组织印片、细胞爬片和细胞涂片。 其中石蜡切片是制作组织标本最常用、最基本的方法，对于组织形态保存好，且能作连续切片，有利于各种染色对照观察；还能长期存档，供回顾性研究；石蜡切片制作过程对组织内抗原暴露有一定的影响，但可进行抗原修复，是免疫组化中首选的组织标本制作方法。 石蜡切片为什么要做抗原修复？有哪些方法？ 石蜡切片标本均用甲醛固定，使得细胞内抗原形成醛键、羧甲键而被封闭了部分抗原决定簇，同时蛋白之间发生交联而使抗原决定簇隐蔽。所以要求在进行IHC染色时，需要先进行抗原修复或暴露，即将固定时分子之间所形成的交联破坏，而恢复抗原的原有空间形态。 常用的抗原修复方法有微波修复法，高压加热法，酶消化法，水煮加热法等，常用的修复液是pH6.0的0.01 mol/L的柠檬酸盐缓冲液。 免疫组化常用的染色方法有哪些？ 根据标记物的不同分为免疫荧光法，免疫酶标法，亲和组织化学法，后者是以一种物质对某种组织成分具有高度亲合力为基础的检测方法。这种方法敏感性更高，有利于微量抗原（抗体）在细胞或亚细胞水平的定位，其中生物素——抗生物素染色法最常用。 抗体交叉反应的原因： 指抗体除与其相应的抗原发生特异性反应外还与其它抗原发生反应。产生的原因有以下几个方面： 1. 抗原特异性指用于免疫动物的抗原性物质中含有多种抗原分子，它引起动物产生针对多种抗原分子特异性的相应抗体。任何其它物质只要含有一种或多种与上述物质相同的抗原分子，必将与上述多特异性的抗血清发生交叉反应。 2. 共同决定簇即两种抗原分子中都含有相同的抗原决定簇。 3. 决定簇相似，两种不同的抗原决定簇，如果结构大致相同，由于空间构象关系，某一决定簇的相应抗体可以与大致相同的决定簇发生交叉反应。当然抗原一抗体之间构象相似时的结合力小于吻合时的结合力。 欢迎常到免疫版讨论区做客 我为人人，人人为我 免疫细胞化学技术 一、免疫细胞化学技术的概述
抗原抗体反应
免疫学检测 抗原抗体反应(antigen-antibody reaction)是指抗原与相应抗体所发生的特异性结合反应。 抗原抗体反应的特点 （一）特异性抗原抗体的结合本质是抗原决定簇与抗体超变区的结合。抗原决定簇与抗体超变区在一级结构和空间构型上呈互补关系，所以它们的结合具有高度特异性。抗原抗体结合力的大小，常用亲和力（affinity）或亲合力（avidity）来表示，前者指抗体分子上一个抗原结合部位与相应的抗原决定基之间的结合强度，后者指一个抗体分子与整个抗原之间的结合强度。抗原与抗体的结合为非共价的可逆结合，它们空间构象的互补程度不同，结合力强弱也不同，互补程度越高，亲和力越高。 （二）可逆性抗原抗体结合反应不是化学反应，而是非共价键的结合。4种分子间引力参与了抗原抗体间的结合，分别是静电引力、范德华力、氢键结合力和疏水作用。抗体和抗原之间的亲和力源自抗体超变区和抗原决定簇在空间构型上的互补性。抗原和抗体分子均是极性分子，反应温度、酸碱度和离子浓度对它们的极性有重要影响，从而影响着两者的空间构型和亲和力。抗原抗体结合反应是可逆反应。正向反应产物是抗原抗体复合物，复合物解离则是逆向反应。（三）抗原和抗体的浓度及合适比例 抗原和抗体的浓度及合适比例是可见现象能否出现的关键。当比例不合适时，少量的小分子抗原抗体复合物停留在反应的第一阶段，不能进一步交联和聚集，故不出现肉眼可见的现象。一般用电解质溶液来调整抗原和抗体的浓度，使两者的比例合适。 （四）抗原抗体反应的阶段性 抗原抗体反应的过程可分为两个阶段。第一阶段是抗原抗体发生特异性结合，此阶段的抗原抗体复合物量很少，分子小，肉眼看不见。当抗原抗体比例合适并且具备一定的环境因素(如电解质、pH、温度、补体)时，抗原抗体复合物进一步交联和聚集，反应也进入第二阶段，即可见反应阶段。第二阶段的抗原抗体
南开大学免疫学讲义-第三章 抗体
第三章免疫球蛋白分子—抗体 第一节抗体的发展及其特征 一、抗体的发现 血清中存在一种能特异性中和外毒素的组分称为抗毒素，使细菌发生特异性凝集的组分称之为凝集素。其后将其称为抗体（antibody，Ab），将能刺激机体产生抗体的物质称为抗原（antigen）。 二、抗体的理化性质 40年代初期Tiselius和Kabat用肺炎球菌多糖免疫家兔，证实了抗体活性与血清丙种球蛋白组分相关。 图1. 兔血清电泳分离图2.不同类免疫球蛋白的电泳分离 离心常数7Sγ(16, IgG) ; 19S,β2(β2M,90,IgM); β2A(IgA) 三、抗体的生物学活性 1．抗体与抗原的特异性结合。 2．抗体与补体的结合。 3．抗体的调理作用。
第二节免疫球蛋白的分子结构与功能 一、免疫球蛋白的基本结构 Porter对血 清IgG抗体的 研究证明，Ig 分子基本结构 是由四个肽链 组成的，二条 较小的轻链和 二条较的重 链，轻链与重 链是由二硫键 连接形成，分 为氨基端（N 端），羧基端 （C端）。 （一）轻链和重链 1．轻链（light chain，L链） 214氨基酸残基组成，通常不含碳水化合物，分子量为24KD，有两个由链内二硫键组成的环肽，可分为：Kappa（κ）与lambda（λ）2个亚型。 2．重链（heavy chain，H链） 450-550氨基酸残基组成，分子量55或75KD，含糖数量不同，4-5个链内二硫键，可分为5类，μ、γ、α、δ、ε链，不同的H链与L链（κ或λ）组成完整的Ig分子。 分别称为：IgM，IgG，IgA，IgD和IgE。
（二）可变区和恒定区 1．可变区（Variable region，V区） L链N端1/2处（V L）108-111个氨基酸残基， H链N端1/5-1/4处（V H）118个氨基酸残基， V区有一个肽环65-75个氨基酸残基。 高变区（hypervariable region, HVR） 可变区 骨架区（framework region, FR） V L的HVR在24-34，50-56，89-97氨基酸位置。 V H的HVR在31-35，50-56，95-102氨基酸位置。 分别称为V L和V H的HVR1，HVR2，HVR3。 ●高变区为抗体与抗原的结合位置，称为决定簇互补区（complementarity-determining region, CDR），V L和V H的HVR1，HVR2，HVR3又分别称为CDR1，CDR2，CDR3，其中CDR3具有更高的高变程度，H链在与抗原结合中起重要的作用。 2．恒定区（constant region，C区） L链C端1/2处，105个氨基酸， H链C端3/4-4/5处，331-431个氨基酸。 ●在同一种属动物中是比较恒定的,是制备第二抗体进行标记 的重要基础。 （三）功能区 链内二硫键折叠成球形区称为功能区（domain）约由110个氨基酸组成。氨基酸的顺序具有高度的同源性。 1．L链功能区： 2个，（V L，C L各一个） 2．H链功能区： IgG，IgA，IgD，4个（V区1个，C区3个） IgM，IgE，5个（V区1个，C区4个）
(完整word版)抗原抗体结合的影响因素
转载某理工大学讲义，如果有更新的研究文章更好，呵呵 第一节抗原抗体反应的原理 抗原与抗体能够特异性结合是基于抗原决定簇(表位)与抗体超变区的 沟槽分子表面的结构互性与亲合性而结合的。 一、抗原抗体的结合力 抗原抗体间结合为非共价键结合，有四种分子间引力参与。 (1)静电引力：是抗原抗体分子带有相反电荷的氨基和羧基基团之间相 互吸引的力。又称为库伦引力。这种引力的大小与两电荷间的距离的平方 成反比。两个电荷距离越近，静电引力越强。 (2)范登华引力：是抗原与抗体两个大分子外层轨道上电子之间相互作 用时，因两者电子云中的偶极摆动而产生吸引力。能促使抗原抗体相互结合，这种引力的能量小于静电引力。 (3)氢键结合力：是抗体上亲水基团与相应抗原彼此接近时，相互间可 形成氢键，使抗原抗体相互结合。氢键结合力较范登华引力强。 (4)疏水作用力：是抗原表位与抗体超变区靠近时，相互间正、负极性 消失，亲水层也立即失去，排斥了两者之间的水分子，使抗原抗体进一步 相互吸引，促进其结合。疏水作用力是这些力中最强的，对维系抗原抗体 结合作用最大。 二、抗原抗体的亲合性和亲合力 亲合性是指抗体分子上一个抗原结合点与对应的抗原表位之间相互适 应而存在的引力，它是抗原抗体之间固有的结合力，可用平衡常数K 来表示：K=K1/K2，K 值越大，亲合性越高；亲合性越高，与抗原结合越牢。 抗体的亲合力是指抗体结合部位与抗原表位之间结合的强度， 与抗体结合价直接相关，即所谓多价优势，如IgG 为两价，亲合力为单价 的103倍，IgM 为5～10 价，亲合力为单价的107倍。由于抗原抗体的结合反应是可逆的，若抗体的亲合力高，与抗原分子结合牢固，不易解离；反 之即容易解离。 三、亲水胶体转化为疏水胶体 大多数抗原为蛋白质，抗体是球蛋白，它们溶解在水中皆为胶 体溶液，不会发生自然沉淀。这种亲水胶体的形成机制是因蛋白质含有大 量的氨基和羧基残基，在溶液中这些残基带有电荷，由于静电作用，在蛋 白质分子周围出现了带相反电荷的电子云并形成了水化层，由于电荷的相斥，就避免了蛋白质分子间靠拢、凝集和沉淀。当抗原抗体结合后，使水 化层表面电荷减少或消失，水化层变薄，电子云也消失，蛋白质由亲水胶 体转化为疏水胶体。再加入电解质，如NaCl，则进一步使疏水胶体物相互 靠拢，形成可见的抗原抗体复合物。 第二节抗原抗体反应的特点 一、特异性 抗原抗体的特异性是指抗原分子上的抗原决定簇和抗体分子超变区结 合的特异性，由两者之间查问结构互补决定的。抗体分子VH 区和VL 区上各自具有的三个高变区共同组成抗原结合部位，该部位形成一个与抗原决 定簇互补的槽沟，决定了抗体的特异性。因此，在抗原抗体反应的免疫学 实验中，可以用已知的抗原或抗体来检测相应的抗体或抗原。但较大分子
抗原抗体反应原理
抗原抗体反应原理 抗原与抗体能够特异性结合是基于抗原决定簇(表位)和抗体超变区分子间的结构互补性与亲和性。这种特性是由抗原、抗体分子空间构型所决定的。除两者分子构型高度互补外，抗 原表位和抗体超变区必须密切接触，才有足够的结合力。 抗原抗体反应可分为两个阶段:第一阶段为抗原与抗体发生特异性结合的阶段，此阶段反应快，仅需几秒至几分钟，但不出现可见反应;第二阶段为可见反应阶段，这一阶段抗原抗体复合物在适当温度、pH、电解质和补体影响下，出现沉淀、凝集、细胞溶解、补体结合介导的肉眼可见的反应，此阶段反应慢，往往需要数分钟至数小时。在血清学反应中，以上两阶段往往不能严格分开，往往受反应条件(如温度、pH、电解质、抗原抗体比例等) 的影响。 (一)抗原抗体结合力 抗原抗体是一种非共价的结合，不形成共价键，需要四种分子间引力参与。 1.静电引力:又称库伦引力。是因抗原、抗体带有相反电荷的氨基与羧基基团间相互吸引的能力，这种吸引力的大小和两个电荷间的距离平方成反比。两个电荷距离越近，静电引 力越大; 2.范德华引力:这是原子与原子、分子与分子相互接近时分子极化作用发生的一种吸引力，是抗原、抗体两个大分子外层轨道上电子相互作用时，两者电子云中的偶极摆动而产生 的引力。这种引力的能量小于静电引力; 3.氢键结合力:是供氢体上的氢原子与受氢体上氢原子间的引力。其结合力较强于范德 华引力; 4.疏水作用力:水溶液中两个疏水基团相互接触，由于对水分子的排斥而趋向医学教。育网收集整，理聚集的力。当抗原表位和抗体超变区靠近时，相互间正负极性消失，周围亲水层也立即失去，从而排斥两者间的水分子，使抗原抗体进一步吸引和结合。疏水作用力是 这些结合力中最强的，因而对维系抗原抗体结合作用最大。 (二)抗原抗体的亲和性和亲和力
2免疫球蛋白与抗体
前言 上次课我们介绍了免疫学检验的绪论，了解了免疫学的发展，免疫学检验的工作研究方面，更是知道了什么是免疫、免疫功能有哪些，也介绍了免疫学基本理论中的一个重要物质：抗原。对抗原的两个特性及决定两个特性的因素进行了具体的认识，也知道了医学上有哪些种类的抗原。那么这次课，我们就来介绍一下与抗原相对应的，在消除抗原中起到重要作用的物质：免疫球蛋白(抗体) 第二章免疫球蛋白与抗体 抗体（Antibody,Ab）：是指能和相应抗原特异性结合的具有免疫功能的球蛋白。抗体主要存在血液中，也可以存在组织液和外分泌液中，1937年Tiselius用电泳的方法将血清蛋白分成白蛋白、α1 、α2 、β 、及γ 球蛋白等组分，其后证明抗体活性是在γ 球蛋白部分，因此，很长一段时间内，抗体就称为γ 球蛋白（丙种球蛋白）。实际上，抗体的活性除γ 球蛋白外，还存在α 和β 球蛋白处。 免疫球蛋白（Immunoglobulin,Ig）:是指具有抗体活性的或化学结构与抗体相似球蛋白。包括抗体球蛋白和多发性骨髓瘤患者血清中出现的尚未证明有抗体活性的异常球蛋白。 抗体和免疫球蛋白的关系：抗体是免疫球蛋白，并非所有的免疫球蛋白都具有抗体活性。 第一节免疫球蛋白的结构和功能 一、免疫球蛋白基本结构 由二硫键连接四条肽链形成的Ig单体分子。 （一）重链和轻链 1、重链（heavy chain ）：两条相同的长链称为重链,简称H链。H链约由450—550氨基酸组成，分子量约为50—75KD。Ig重链恒定区氨基酸的排列顺序不同，抗原性就不同，可将血清中的Ig分成五大类：IgG、IgA、IgM、IgD、IgE，IgG的H 链为γ 链（gamma ），IgA的H链为α 链（alpha ），IgM的H链为μ 链(mu)，IgD的H链为δ 链(delta)，IgE的H链为ε 链(epsilon)
抗原抗体反应及其应用
抗原抗体反应及其应用 摘要抗原抗体反应指抗原与相应抗体之间所发生的特异性结合反应。免疫印迹，又称蛋白质印迹（Western blotting），是根据抗原抗体的特异性结合检测复杂样品中的某种蛋白的方法。双转印法、天然电泳及western blot 分析等是最近几年出现的新型蛋白印迹技术。单克隆抗体技术是20世纪后20年内最为重要的生物高技术之一。单克隆抗体药物在肿瘤治疗、抗感染等方面具有重要的作用。关键词抗原抗体反应、Western blotting、单克隆抗体技术 一、抗原抗体反应 抗原抗体反应指抗原与相应抗体之间所发生的特异性结合反应。这种反应既可在机体内进行，也可以在机体外进行。抗原抗体反应的过程是经过一系列的化学和物理变化，包括抗原抗体特异性结合和非特异性促凝聚两个阶段，以及由亲水胶体转为疏水胶体的变化[1]。抗原是能够刺激机体产生（特异性）免疫应答，并能与免疫应答产物抗体和致敏淋巴细胞在体内外结合，发生免疫效应（特异性反应）的物质。抗原表位是抗原上与抗体结合的区域。蛋白质抗原的表位是由相邻的连续的或非连续的氨基酸序列形成的局部表面结构[2]，如图1所示。抗体是指宿主对体内存在的外来分子、微生物或其他因子的应答而产生的蛋白质。抗体主要由B淋巴细胞系的终末分化细胞-浆细胞产生，并且循环在血液和淋巴液中，在那里与抗原结合。抗体是具有4条多肽链的对称结构，其中2条较长、相对分子量较大的相同的重链(H链)；2条较短、相对分子量较小的相同的轻链(L链)。链间由二硫键和非共价键联结形成一个由4条多肽链构成的单体分子。整个抗体分子可分为恒定区和可变区两部分。抗体上与抗原表位结合的位点由重链和轻链的可变区构成[3]，如图2所示。抗原抗体复合物通过大量非共价键连接。某些免疫复合物中抗体或抗原的结构未发生改变，而另一些则出现巨大的构像改变。研究抗原抗体复合物最有说服力的的方法是抗体-抗原共结晶的X射线衍射技术。
抗体和抗体的结构详解知识讲解
抗体和抗体的结构详 解
抗体和抗体的结构详解 2014-10-21 00:00 来源：丁香园点击次数： 3476 关键词：抗体结 构 抗体,也叫免疫球蛋白 (Ig),是一种能特异性结合抗原的糖蛋白,而抗原是在易感染动物体内引发抗体产生的物质。在体内,抗体是由于外源性分子的侵袭而产生的。抗体以一个或者多个Y 字形单体存在,每个 Y 字形单体由 4 条多肽链组成,包含两条相同的重链和两条相同的轻链。轻链和重链是根据它们的分子量大小来命名的。Y 字形结构的顶端是可变区,为抗原结合部位。 任何一个抗体的轻链都可以分为κ或λ型(基于小分子多肽结构上的差异),每一个抗体的重链则决定了它的类或型。 抗体结构 重链 哺乳动物 Ig 的重链一共有五种,分别用希腊字母α、δ、ε、γ和μ 来命名,相对应组成的抗体就称为 IgA、IgD、IgE、IgG 和 IgM 五种抗体。不同的重链在大小和组成上有所区别,α和
γ包含大约 450 个氨基酸,而μ 和ε则有大约 550 个氨基酸。 每个重链有两个区:恒定区和可变区。所有同一型的抗体其恒定区都是相同的,不同型的抗体之间则存在差异。重链γ、α和δ的恒定区的组成为 3 个前后串联的 Ig 结构域,并有一个铰链区增加它的灵活性;重链μ 和ε的恒定区则由 4 个 Ig 结构域组成。不同 B 细胞产生的抗体其重链的可变区不同,但同一种 B 细胞或细胞克隆产生的抗体其可变区则是相同的,每一个重链的可变区都是大约 110 个氨基酸长度,并组成一个单独的 Ig 结构域。 轻链 哺乳动物只有两种轻链:λ型和κ型,每条轻链有两个前后相连的结构域:一个恒定区和一个可变区。轻链的长度大约为 211~217 个氨基酸, 每个抗体包含的两条轻链总是相同的,对哺乳动物来说每一个抗体中的轻链只有一个型:κ或λ型。在一些低等的脊椎动物中,像软骨鱼类(软骨鱼)和硬骨鱼类体内也会发现其他型的轻链如ι(iota) 型。 Fab和Fc段 Fc 段可以直接结合酶或荧光染料来标记抗体,是在 ELISA 过程中抗体铆钉在板上的部位,也是在免疫沉淀、免疫印迹和免疫组化中识别并结合二抗的部位。抗体可以被蛋白水解酶如木瓜蛋白酶水解成 2 个 F(ab) 段和一个 Fc 段,或者被胃蛋白酶从铰链区断开,水解成一个 F(ab)2 段和一个 Fc 段。IgG 抗体片段有时是非常有用的,由于缺少 Fc 段,F(ab) 段即不会和抗原发生沉淀,也不会在活体研究中被免疫细胞捕获。因为分子片段较小,且缺乏交联功能(由于 Fc 段的缺失),Fab 段通常用于功能性研究中的放射性标记,Fc 段则主要用做组化染色中的阻断剂。 抗体同型:
第二章免疫球蛋白与抗体
第二章免疫球蛋白与抗体 一、是非题 1．抗体只存在于血清中。（） 2．抗体的化学本质为丙种球蛋白。（） 3．抗体都是免疫球蛋白。（） 4．抗体分子同时也是抗原。（） 5．SigA合成分泌障碍，易发生呼吸道，胃肠道局部感染。（） 6．IgG的杀菌作用、促吞噬作用强于IgM。（） 7．IgM缺乏易患败血症（） 8．一个抗体分子的两条轻链具有两种不同的V区序列。（） 9．分泌型IgA（SIgA）的J链由上皮细胞产生。（） 10．免疫球蛋白分子中，绞链区连接轻链和重链。（） 11．一个免疫球蛋白分子具有两个抗菌素才结合部位，可结合两种相同的抗原决定簇。（） 12．单一抗原一般刺激合成单一种类抗体。（） 13．SIgA的分泌片上由分泌IgA的浆细胞产生的。（） 14．木瓜酶本将IgG水解成2个Fab段和一个Fc段。（） 15．同一克隆B细胞合成的Ig可变区肽链的结构都相同。（） 16．同一克隆B细胞合成的Ig恒定区肽链结构均相同。（） 17．免疫球蛋白结合抗原的部位上由轻链组成。（） 18．同种型抗原决定基因种而异。（） 19．SmIg是B细胞受抗原刺激产生的。（） 20．独特型是由V区特异性抗原决定基区分的型别。（） 21．单克隆抗体（McAb）通常是用单一抗原决定基抗原免疫动物后获得。（） 22．Ig的超变区存在于IgG的CH 1 、CH 2 之间，富有弹性可使Fab自由开合。（） 24．独特型只存在于抗体分子的V区。（） 二、填空题 1 抗体主要由——————细胞产生，主要存在于——————中，由其介导的免疫称为——————。 2 Ig的基本结构是由——————连接的四条肽链构成，两条长肽链称——————，两条短肽链称——————。据Ig ——————结构不同，可将Ig分为——————、——————、——————、——————、——————五类，据——————结构差异，又将Ig分为——————、——————两型。 3 用木瓜酶水解IgG，可获得两个相同的——————段和一个——————段。前者称为——————，其主要功能是——————，后者称为——————，其主要功能是——————、——————、——————、——————等。 4 血清中含量最高的Ig是——————，能通过胎盘的是——————，机体在粘膜局部防御感染的Ig主要为——————，分子量最大的Ig为——————，在防止菌血症中起重要作用的是——————，最早合成的Ig为——————，表示近期感染的Ig为——————，血清中含量最低的Ig是——————，参与I型变态反应的Ig为——————，含J链的Ig为——————、——————，半衰期最长的Ig为——————，能与多种组织细胞结合的Ig为——————、——————，有宫内感染诊断价值的Ig为——————。 5 人血清中的抗体种类至少有——————，抗体多样性的原因主要取决于——————，即——————和——————，即——————。 6 抗体的血清型包括——————、——————、——————。产生同种型抗体需免疫
抗体结构与分类
抗体结构与分类 大多数哺乳动物的抗体基本结构是一个由四条多肽链（二硫键连接的二条重链和二条轻链）组成的糖基化蛋白，分子量约150， 000Da。轻链的分子量约25，000Da，由二个结构域组成，一个可变区VL 和一个恒定区CL。轻链有κ和λ两种类型，人的L 链中κ型占60％，λ型占40％；小鼠L 链中κ型和λ型分别为95％和5％。一个抗体分子中的L 链只有一种类型。 重链分子量约50，000Da，有恒定区和可变区组成。轻链和重链有很
多相似氨基酸序列构成的同源区。这些同源区有110 个氨基酸，称 为免疫球蛋白结构域。重链包括可变区VH 和3～4 个恒定区，CH1, CH2, CH3,和CH4（依抗体类型不同）。CH1 和CH2 之间有一个铰链区，使得Y 型抗体分子的两个Fab 臂具有灵活性，以结合固定距离 的两个抗原决定簇。 重链也决定抗体分子的功能活性。依据重链不同，抗体分子分为IgG, IgA, IgM, IgE 和 IgD，对应的重链分别为, , μ, 和。IgD, IgE, 和 IgG 通常以单体存在，IgA 有单体和二聚体两种形式，IgM 以五 聚体存在，由二硫键连接。IgG 依产生物种不同又分为四个轻微差 异的亚型，称为同型。 蛋白水解酶水解IgG 形成有特定生物特性的固定片段，有助于IgG 结构和功能的研究。胃蛋白酶作用于IgG 分子，产生F(ab')2 片段，包括铰链区连接的两个Fab 区。F(ab')2 分子是二价的，可 作用于抗原。 木瓜蛋白酶水解IgG 时作用在CH1 和CH2 之间的铰链区，产生两 个单独的Fab 片段和一个Fc 片段。Fab 有抗原结合活性，Fc 则没有。Fc 是糖基化的片段，具有很多效应功能（如结合补体、结合巨 噬细胞和单核细胞的细胞受体等），也可用于划分抗体类型。 （学习的目的是增长知识，提高能力，相信一分耕耘一分
第三章免疫球蛋白
第三章免疫球蛋白 【学习建议】 本章内容介绍了免疫球蛋白和抗体的基本概念、结构、血清型、基因表达、生物学活性及各类免疫球蛋白的特点及功能。学习本章内容需掌握免疫球蛋白和抗体的基本概念及区别；免疫球蛋白的结构、功能区及酶解片段；以及免疫球蛋白的生物学活性。熟悉各类免疫球蛋白的特点及功能；单克隆抗体的概念。了解免疫球蛋白的血清型、免疫球蛋白的异常与疾病。 【 【内容提要】 一、免疫球蛋白和抗体的概念 二、免疫球蛋白的结构 （一）基本结构：二条重链和二条轻链组成的四肽链：单体、双体和五聚体。 （二）功能区：可变区（V区）和恒定区（C区）。 （三）免疫球蛋白的其他成分：连接链（J链）和分泌片（SP）。 （四）免疫球蛋白的酶解片段：木瓜蛋白酶：2个Fab 和1个Fc片段；胃蛋白酶：1个F（ab’）2和pFc’片段。 三、免疫球蛋白的生物学活性及各类免疫球蛋白的特点及功能 四、单克隆抗体的基本概念 五、免疫球蛋白的异常与临床疾病
【概念简释】 1．免疫球蛋白(Ig)：指具有抗体活性或化学结构与抗体相似的球蛋白。这类球蛋白过去也称为γ球蛋白，主要存在于血液和其他分泌液中，也可作为抗原识别受体存在于B细胞膜上。 2．抗体：是机体免疫细胞被抗原激活后，由分化成熟的终末B细胞――浆细胞合成并分泌的一类能与相应抗原特异性结合、具有免疫功能的球蛋白。抗体是重要的免疫分子，主要存在于血液、体液和粘膜分泌液中。 3．四肽链结构：免疫球蛋白分子是由两条相同的重链和两条相同的轻链通过链间二硫键连接而成的对称四肽链结构。每条重链和轻链都分为氨基端（N端）和羧基端（C端），排列形似“Y”分子，称为Ig分子的单体，是构成Ig分子的基本单位。 4．重链（H链）：组成免疫球蛋白四条对称肽链中的二条相同长链，称为重链，约有440个氨基酸组成。根据重链恒定区氨基酸排列顺序的不同，构成五种不同类别的重链：γ、μ、α、δ和ε。将具有相应类别重链的免疫球蛋白分为五类，分别称为IgG（γ链）、IgM（μ链）、IgA（α链）、IgD（δ链）和IgE（ε链）。 5．轻链（L链）：组成免疫球蛋白四条对称肽链中的二条相同短链，称为轻链，约有214个氨基酸组成，以二硫键连接于H链的上端外侧。根据轻链恒定区氨基酸组成的差异可分为两种型：κ型和λ型。每种Ig只含一种型别的轻链。 6．可变区（V区）：在Ig四条肽链的N端（上端），L链的1/2和H链的1/4区，氨基酸种类、排列顺序和构型随抗体特异性的不同而变化较大，称为可变区（V区）。V区包括V L区（轻链可变区）和V H 区（重链可变区）。V区是抗体结合抗原的部位。 7．超变区：Ig在V L区和V H区内各有三个区域的氨基酸组成、排列和构型更易变化，称为超变区。超变区是免疫球蛋白结合特异性抗原的具体部位，在构型上与抗原互补，因此又称为互补决定区（CDR）。8．骨架区：在免疫球蛋白的可变区内，超变区之外的区域，氨基酸改变频率较低，称为骨架区。 9．稳定区（C区）：在Ig四条肽链的C端（下端），L链的1/2和H链的3/4区，氨基酸种类、排列顺序和构型相对稳定，称为稳定区（C区）。C区包括C L区（轻链稳定区）和C H区（重链稳定区）。10．免疫球蛋白的功能区：Ig分子的多肽链因链内二硫键连接而将肽链折叠成几个球形结构，并与相应功能有关，故称为免疫球蛋白的功能区。每条L链有二个功能区：可变区（V L区）和稳定区（C L区）。IgG、IgA和IgD的每条H链有四个功能区：一个可变区（V H区）和三个稳定区（C H1、2、3区）。IgM 和IgE多一个恒定区C H4。 11．J链：即连接链，由合成IgA或IgM的浆细胞产生的一种糖蛋白。J链以二硫键的形式将每个单体IgA或IgM的H链连接在一起，形成双体IgA和五聚体IgM分子。 12．分泌片（SP）：由粘膜上皮细胞合成的一条多肽链，与双体IgA结合，形成分泌型IgA。分泌片的功能是保护S IgA不受环境中蛋白酶的裂解破坏。 13．铰链区：Ig二条重链之间二硫键连接处附近的重链恒定区，即在C H1和C H2之间，有一个可转动的区域，称为铰链区。当Ig与抗原结合时，铰链区可发生转动，一方面利于抗原和抗体之间构型的更好匹配，另一方面使Ig变构、暴露出补体结合位点。 14.免疫球蛋白的酶解片段：免疫球蛋白用木瓜蛋白酶水解，可将其从铰链区二硫键的N端部位切断，得到三个片段：二个相同的可与抗原结合的片段称为Fab 片段；一个可结晶的片段称为Fc片段。用胃蛋白酶水解，可从铰链区二硫键的近C端部位切断免疫球蛋白，得到一个大分子的双体Fab 片段称为F（ab’）2；以及数个小分子无生物学活性的Fc碎片称为pFc’片段。 15．免疫球蛋白的血清型：免疫球蛋白本身具有免疫原性，每个免疫球蛋白分子上带有多种抗原决定簇，用于免疫异种动物、同种异体动物或自身均可引起免疫应答，产生相应抗体，并用血清学方法检测，故称为免疫球蛋白的血清型。免疫球蛋白主要有三种血清型：同种型、同种异型和独特型。 16．Ig同种型：指同一物种所有个体Ig分子所共有的抗原特异性。同种型抗原决定簇存在于Ig的恒定区。根据重链同种型抗原特异性的不同将Ig分为五类。根据轻链同种型抗原的不同可将轻链分为两型。17．Ig同种异型：指同一物种不同个体之间的同类Ig分子所具有的不同抗原特异性。同种异型抗原决定簇由重链或轻链恒定区的一个或数个氨基酸决定，因其具有个体特异性，因此可作为遗传标记。
免疫球蛋白的结构和类型
免疫球蛋白的结构和类型 一、免疫球蛋白的结构 1.免疫球蛋白的基本结构及其基因 天然免疫球蛋白分子均含有四条异源性多肽链，其中，分子量较大的称为重链，而分子量较小的为轻链。同一天然Ig分子中的两条H链和两条L链的氨基酸组成完全相同。 人的Ig分子是由三个不连锁的Igκ、Igλ和IgH基因所编码。Igκ、Igλ和IgH基因定位于2号、22号和14号染色体上。 2.免疫球蛋白的功能区 免疫球蛋白多肽链内的二硫键连接形成的110个氨基酸残基组成的环状结构称为免疫球蛋白的结构域或功能区。重链和轻链靠近N端的约110个氨基酸的序列变化很大，称为可变区（V区），靠近C端氨基酸序列相对稳定的区域，称为恒定区（C区）。重链和轻链的V区分别称为VH和VL。VH和VL各有3个区域的氨基酸组成和排列顺序高度可变，称为高变区（HVR）或互补决定区（CDR），一般CDR3变化程度更高。 3.免疫球蛋白的酶解片段 在一定条件下，免疫球蛋白分子肽链的某些部分易被蛋白酶水解为不同片段。木瓜蛋白酶水解IgG的部位是在铰链区二硫键连接的2条重链的近N端，可将Ig裂解为两个完全相同的Fab段和一个Fc段.一个Fab片段为单价，可与抗原结合但不形成凝集反应或沉淀反应，Fc段无抗原结合活性，是Ig与效应分子或细胞相互作用的部位。胃蛋白酶作用于铰链区二硫键所连接的两条重链的近C端，水解Ig后可获得一个F（ab'）2片段和一些小片段pFc'。F（ab'）2是可同时结合两个抗原表位，故与抗原结合可发生凝集反应和沉淀反应。pFc'最终可被降解，无生物学作用。 4.免疫球蛋白的其他成分 Ig轻链和重链除上述基本结构外，某些类别的Ig还含有其他辅助成分，分别是J链和分泌片。J链的主要功能是将单体Ig分子连接为多聚体。2个IgA单体由J链相互连接形成二聚体，5个IgM单体由二硫键相互连接，并通过二硫键与J链连接形成五聚体。IgG、IgD 和IgE常为单体，无J链。分泌片又称为分泌成分，以非共价形式结合于IgA二聚体上，使其成为分泌型IgA（SIgA）。分泌片具有保护分泌型IgA的铰链区免受蛋白水解酶降解的作用，并介导IgA二聚体从黏膜下通过黏膜等细胞到黏膜表面的转运。 二、免疫球蛋白的类型 1.免疫球蛋白的同种型：类、亚类、型和亚型 同种型：存在于同种抗体分子中的抗原表位称为同种型。
单克隆抗体和多克隆抗体的区别
单克隆抗体和多克隆抗体有很多区别 首先 1.制备上的区别 经过特定抗原处理过的B淋巴细胞与骨髓瘤细胞通过细胞融合的方法得到杂交瘤细胞，经HAT培养基筛选、ELISA检测效价后就得到阳性克隆株，最后进行细胞培养或将细胞注入到动物（一般为balb/c小鼠）腹腔中用腹水培养，收集上清/腹水纯化后就能得到单克隆抗体。而制备多克隆抗体就没有单克隆抗体繁琐，只需将抗原（纯度越高越好）直接注入到动物体内进行免疫，经过3~4次免疫，ELISA测其效价合格后，收集血液离心得到上清，纯化后即能得到多克隆抗体。因此制备多抗的周期就比单抗的短，首次制备价格也比单抗要低。 2.应用上的区别 单抗和多抗都有各自鲜明的特点与优势。单克隆抗体的特异性高，一旦制备成功就可以永续的生产完全一致的抗体，因此可以对其特异性进行全面、系统地验证。但如果所识别的抗原表位被破坏，实验的结果将会受到很大的影响，这也是单抗的缺点之一。而多克隆抗体的特异性较差，即使是使用相同的抗原制备多抗，不同批次间也会存在差异，因而在特异性、一致性方面有很大的局限。所以在用多抗做免疫检测时，更容易造成背景，例如在WB中有杂带，在IHC中背景较深等等。虽然还存在着交叉反应*的问题，但由于多抗识别多个抗原表位，即使是有少数几个抗原表位被破坏或者抗原构象改变，实验的结果也不会受到影响。在相同条件下，使用多抗可以提高检测的灵敏度，对于丰度偏低的蛋白也更容易检出。 单抗与多抗的区别是什么 摘要：本文主要介绍了单克隆抗体与多克隆抗体的定义，并介绍单抗、多抗在制备流程、特点及应用上的区别。 单抗与多抗的定义 抗原上可以引起机体产生抗体的分子结构叫做抗原决定簇，也称为抗原表位。一个抗原可以有许多不同的抗原决定簇，因此，机体也可以产生多种不同的抗体。由单一B细胞克隆产生的高度均一、仅识别某一特定抗原表位的抗体，称为单克隆抗体。而由多个B淋巴细胞克隆产生的，受到多种抗原决定簇刺激并可以与多种抗原表位结合的抗体就是多克隆抗体。从某种角度而言，多抗是多种单抗的混合物。 制备上的区别 经过特定抗原处理过的B淋巴细胞与骨髓瘤细胞通过细胞融合的方法得到杂交瘤细胞，经HAT培养基筛选、ELISA检测效价后就得到阳性克隆株，最后进行细胞培养或将细胞注入到动物（一般为balb/c小鼠）腹腔中用腹水培养，收集上清/腹水纯化后就能得到单克隆抗体。而制备多克隆抗体就没有单克隆抗体繁琐，只需将抗原（纯度越高越好）直接注入到动物体内进行免疫，经过3~4次免疫，ELISA测其效价合格后，收集血液离心得到上清，纯化后即能得到多克隆抗体。因此制备多抗的周期就比单抗的短，首次制备价格也比单抗要低。 应用上的区别 单抗和多抗都有各自鲜明的特点与优势。单克隆抗体的特异性高，一旦制备成功就可以永续的生产完全一致的抗体，因此可以对其特异性进行全面、系统地验证。但如果所识别的抗原表位被破坏，实验的结果将会受到很大的影响，这也是单抗的缺点之一。而多克隆抗体的特异性较差，即使是使用相同的抗原制备多抗，不同批次间也会存在差异，因而在特异性、一致性方面有很大的局限。所以在用多抗做免疫检测时，更容易造成背景，例如在WB中有杂带，在IHC中背景较深等等。虽然还存在着交叉反应*的问题，但由于多抗识别多个抗原表位，即使是有少数几个抗原表位被破坏或者抗原构象改变，实验的结果也不会受到影响。在相同条件下，使用多抗可以提高检测的灵敏度，对于丰度偏低的蛋白也更容易检出。 如果对抗体的特异性要求高，用量较大或需要长期使用一致的抗体，制备的抗体应用要求多（WB/IP/IF/ICC等)，可以选择制备单克隆抗体。若对抗体的特异性要求不高，需要做沉淀和凝集反应的检测性实验或者只需做ELISA检测，可以选择制备多克隆抗体。
第03章免疫球蛋白和抗体
第三章免疫球蛋白一、选择题 【A型题】 1．下列五类Ig的特性哪项是错误的 A．IgG是唯一通过胎盘的免疫球蛋白 B．SIgA多为双聚体 C．IgM分子量最大 D．免疫应答过程中产生最早的是IgG E．正常血清中IgE含量最少 2．Ig分成五类的依据是 A．VL抗原特异性的不同 B．VH抗原特异性的不同 C．CL抗原特异性的不同 D．CH抗原特异性的不同 E．CL及CH抗原特异性的不同 3．结合肥大细胞和嗜碱性粒细胞的Ig是 A．IgM B．IgG C．IgE D．IgA E．IgD 4．下列哪种液体中分泌型IgA的含量最高 A．唾液 B．尿液 C．初乳 D．支气管粘液 E．肠道分泌液 5．下列哪些免疫分子的作用具有特异性 A．Ab B．IL-1 C．IL-2 D．IFN E．TNF 6．五种免疫球蛋白的分类是根据 A．H链和L链均不同 B．V区不同 C．L链不同 D．H链不同
E．连接H链的二硫键位置和数目不同 7．半衰期最长的Ig是 A．IgM B．IgE C．IgG D．IgA E．IgD 8．Ig分成各种型及亚型的依据是 A．VL抗原特异性的不同 B．VH抗原特异性的不同 C．CL抗原特异性的不同 D．CH抗原特异性的不同 E．CL及CH抗原特异性的不同 9．胎儿在宫腔内感染，脐带血或新生儿外周血中何种Ig水平升高A．IgM B．IgE C．IgG D．IgA E．IgD 10．关于Ig分泌片的特性哪项是错误的 A．由上皮细胞合成和分泌 B．能连接两个IgA分子单体 C．分泌片的功能是保护IgA D．分泌片与IgA的形成无密切关系 E．主要存在于血清中 11．免疫球蛋白的超变区位于 A.VH和CH B.VL和VH C.FC段 D.VH和CL E.CL和CH 12．在局部黏膜抗感染中发挥重要作用的Ig是 A.IgM B.IgG C.IgE D.SIgA E.IgD 13．新生儿通过自然被动免疫从母体获得的主要Ig是
第三章 免疫球蛋白作业
第3章免疫球蛋白(immunoglobulin,Ig) 一.名词解释（20分） 1.抗体（antibody, Ab） 2.免疫球蛋白(immunoglobulin,Ig) 3. ADCC 4.调理作用（opsonization） 5. 单克隆抗体(monoclonal antibody, McAb) 二．单选题（20分） 1.Ig分子中与抗原结合的部位是（） A.CH1 B.CL C.CH2 D.CH3区 E.VH与VL区 2.激活补体能力最强的Ig是（） A.IgM B.IgG C.IgA D.IgD E.IgE 3.能与肥大细胞和嗜碱性粒细胞结合的Ig是（） A.IgG B.IgM C.IgA D.IgD E.IgE 4.3～6个月婴儿易患呼吸道感染主要是因为哪类Ig不足（） A.IgG1 B.IgG4 C.IgA D.sIgA E.IgE 5.可将IgG分解成F(ab’)2和p FC ’的酶是（） A.木瓜蛋白酶 B.胰酶 C.胃蛋白酶 D.激肽原酶 E.脂氧化酶 6.合成sIgA分泌片的细胞是（） A.巨噬细胞 B.NK细胞 C.肥大细胞 D.浆细胞 E.粘膜上皮细胞 7.IgG分子能与吞噬细胞表面FCγR结合的区域是（） A.VL B. VH C. CH1 D. CH2 E.CH3 8.将人IgG给家兔免疫后可得到（） A.抗γ链抗体 B.抗κ链抗体 C.抗λ链抗体 D.抗Fc段抗体 E.以上均可 9.关于IgG的错误叙述是（） A.可分为四个亚类 B.可通过胎盘 C.抗原结合价为二价 D.CH2有补体C1q结合点 E.经木瓜蛋白酶水解后可获得一个F（ab＇）2片段 10.IgG能通过胎盘的原因是（） A.抗原结合价为2 B.由2个单体构成 C.胎盘滋养层细胞有其FcR D.可与粘膜细胞FcR结合 E.分子量大 12.关于IgG的特性，下列哪项是正确的( ) A.CL区有4个功能区 B.是胚胎晚期合成的主要抗体 C.是唯一通过胎盘的抗体 D.是天然的血型抗体 E.是分子量最大的抗体 13.合成IgA J链的细胞是（） A.单核细胞 B. 巨噬细胞 C. 粘膜固有层浆细胞 D.粘膜上皮细胞 E.NK细胞 14.人类IgD的主要分布细胞是（） A.T细胞 B.B细胞 C.单核巨噬细胞 D.DC细胞 E.肥大细胞 15.抗体（） A.都是Ig B.由浆细胞产生 C.均为糖蛋白 D.多是γ球蛋白 E.以上均对 16.单克隆抗体的产生是由B细胞与（）杂交而成： A.T淋巴细胞 B.小鼠脾细胞 C.小鼠淋巴细胞 D.小鼠骨髓瘤细胞 E.小鼠乳腺瘤细胞 17.新生儿通过自然被动免疫从母体获得的主要Ig是( ) A.IgG和IgM B. IgD和SIgA C.sIgA和IgG D. IgM和IgE E. IgE和IgD