抗体的基本结构

抗体的基本结构
抗体的基本结构

免疫球蛋白目录

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具有活性的蛋白称为,又称为抗体。是由机体的在的下分化、分裂而成的一组特殊球蛋白。人和动物的中的免疫球蛋白极不均一,其组成、、大小、电荷、活性等都有很大差异,约占机体全部血的20~25%。目前已在人、小鼠等血清中先后分纯得到5类免疫球蛋白,1968年,统一命名为免疫()、()、免疫球蛋白A()、()、()。

Porter等对血清IgG抗体的研究证明,单体分子的基本结构是由四条肽链组成的。即由二条相同的分子量较小的肽链称为轻链和二条相同的分子量较大的肽链称为重链组成的。轻链与重链是由二硫键连接形成一个四肽链分子称为Ig分子的,是构成免疫球蛋白分子的基本结构。Ig单体中四条肽链两端游离的或的方向是一致的,分别命名为氨基端(N端)和羧基端(C端)。

图2-3 免疫球蛋白分子的基本结构示意图

轻链和重链

由于蛋白(M蛋白)是均一性球蛋白分子,并证明本周蛋白(BJ)是Ig分子的L链,很容易从患者和中纯化这种蛋白,并可对来自不同患者的进行,从而为Ig分子序列分析提供了良好的材料。

1.轻链(lightchain,L)轻链大约由214个氨基酸残基组成,通常不含碳水,分子量约为24kD。每条轻链含有两个链内二硫键所组成的环肽。L链共有两型:kappa(κ)与lambda(λ),同一个天然Ig分子上L链的型总是相同的。正常人血清中的κ:λ约为2:1。

2.重链(heavychain,H链)重链大小约为轻链的2倍,含450~550个氨基酸残基,分子量约为55或75kD。每条H链含有4~5个链内二硫键所组成的环肽。不同的H链由于氨基酸的排列顺序、二硫键的数目和们置、含糖的种类和数量不同,其抗原性也不相同,根据H链抗原性的差异可将其分为5类:μ链、γ链、α链、δ链和ε链,不同H链与L链(κ或λ链)组成完整Ig的分子分别称之为IgM、IgG、IgA、IgD和IgE。γ、α和δ链有4个环肽,μ和ε链含有5个环肽。重链(heavy chain,H 链)由450~570个氨基酸残基组成,分子量约为50~70kD。不同的H链因氨基酸的排列顺序、二硫键的数目和位置、含糖的种类和数量不同,其抗原性也不相同,可将其分为μ链、γ链、α链、δ链、ε链五类,这些H链与L链(κ链或λ链)组成的完整Ig分子分别称为IgM(μ)、IgG(γ)、IgA(α)、IgD(δ)和IgE(ε

可变区和恒定区

通过对不同骨髓蛋白或本周蛋白H链或L链的氨基酸序列比较分析,发现其氨基端(N-末端)氨基酸序列变化很大,称此区为可变区(V),而羧基末端(C-末端)则相对,变化很小,称此区为恒定区(C区)。

1.可变区(variableregion,V区)位于L链靠近N端的1/2(约含108~111个氨基酸残基)和H链靠近N端的1/5或1/4(约含118个氨基酸残基)。每个V区中均有一个由链内二硫键连接形成的肽环,每个肽环约含67~75个氨基酸残基。V区氨基酸的组成和排列随抗体结合抗原的特异性不同有较大的。由于V区中氨基酸的种类、排列顺序千变万化,故可形成许多种具有不同结合抗原特异性的抗体。

L链和H链的V区分别称为VL和VH。在VL和VH中某些局部区域的氨基酸组成和排列顺序具有更高的变休程度,这些区域称为高变区(hypervariable region,HVR)。在V区中非HVR部位的氨基酸组面和排列相对比较保守,称为骨架区(framework region)。VL中的高变区有三个,通常分别位于第24~34、50~65、95~102位氨基酸。VL和VH的这三个HVR分别称为HVR1、HVR2和HVR3。经X线衍射的研究分析证明,高变区确实为抗体与抗原结合的位置,因而称为决定簇互补区(complementarity-determining region,CDR)。VL和VH的HVR1、HVR2和HVR3又可分别称为CDR1、CDR2和CDR3,一般的CDR3具有更高的高变程度。高变区也是Ig分子独特型决定簇(idiotypic determinants)主要存在的部位。在大多数情况下H链在与抗原结合中起更重要的。

图2-4 与抗原表位结合高变区(HVR)示意图(G表示相对保守的)2.恒定区(constantregion,C区)位于L链靠近C端的1/2(约含105个氨基酸残基)和H链靠近C端的3/4区域或4/5区域(约从119位氨基酸至C末端)。H链每个区约含110多个氨基酸残基,含有一个由二

锍键连接的50~60个氨基酸残基组成的肽环。这个区域氨基酸的组成和排列在同一种属动物Ig同型L链和同一类H链比较恒定,如人抗IgG与人抗外的IgG,它们的V区不相同,只能与相应的抗原特异性的结合,但其C区的结构是相同的,即具有相同的抗原性,应用马抗人IgG第二体(或称)均能与这两种抗不同外毒素的抗体(IgG)发生结合。这是制备第二抗体,应用、酶、同位毒等标记抗体的重要基础。

功能区

Ig分子的H链与L链可通过链内二硫键折叠成若干球形功能区,每一功能区(domain)约由110个氨基酸组成。在功能区中氨基酸序列有高度性。

1.L链功能区分为L链可变区(VL)和L链恒定区()两功能区。

2.H链功能区IgG、IgA和IgD的H链各有一个可变区(VH)和三个恒定区(CH1、CH2和CH3)共四个功能区。IgM和IgE的H链各有一个可变区(VH)和四个恒定区(CH1、CH2、CH3和CH4)共五个功能区。如要表示某一类免疫蛋白H链恒定区,可在C(表示恒定区)后加上相应重链名称(希腊字母)和恒定区的位置(阿拉伯数字),例如IgG重链CH1、CH2和CH3可分别用Cγ1、Cγ2和Cγ3来表示。

IgL链和H链中V区或C区每个功能区各形成一个免疫球蛋白折叠(immunoglobulin fold,Ig fold),每个Ig折叠含有两个大致平行、由二硫连接的β片层结构(betapleated sheets),每个β片层结构由3

至5股反平行的链组成。可变区中的高变区在Ig折叠的一侧形成高变区环(hypervariable loops),是与抗原结合的位置。

3.功能区的作用

(1)VL和VH是与抗原结合的部位,其中HVR(CDR)是V区中与(或表位)互补结合的部位。VH和VL通过非共价,组成一个FV区。单位Ig 分子具有2个抗原结合位点(antigen-bindingsite),二聚体分泌型IgA 具有4个抗原结合位点,五聚体IgM可有10个抗原结合位点。

(2)CL和CH上具有部分同种异型的标记。

(3)CH2:IgGCH具有Clq结合点,能活化补体的经典活化途径。IgG 借助CH2部分可通过主动到胎体内。

(4)CH3:IgGCH3具有结合、巨噬、粒细胞、和Fc段的功能。IgMCH3(或CH3因部分CH4)具有补体结合位点。IgE的Cε2和Cε3功能区与结合和FCεRI有关。

4.铰链区(hingeregion)铰链区不是一个的功能区,但它与其客观存在功能区有关。铰链区位于CH1和CH2之间。不同H铰链区含氨基酸数目不等,α1、α2、γ1、γ2和γ4链的铰链区较短,只有10多个氨基酸残基;γ3和δ链的铰链区较长,约含60多个氨基酸残基,其中γ3铰链区含有14个残基。铰链区包括H链间二硫键,该区富含,不形成,易发生伸展及一定程度的转动,当VL、VH与抗原结合时此氏发生扭曲,使抗体分子上两个抗原结合点更好地与两个抗原决定簇发生互补。由于CH2和CH3构型变化,显示出活化补体、结合细胞等生物学活性。铰链区

对、敏感,当用这些蛋白酶水解免疫球蛋白分子时常此区发生。IgM和IgE 缺乏铰链区。

J链和分泌成分

1.J链(joining chain)存在于二聚体分泌型IgA和五聚体IgM中。J链分子量约为15kD,由于124个氨基酸组成的酸性糖蛋白,含有8个半残基,通过二硫键连接到μ链或α链的羧基端的半胱氨酸。J链可能在Ig二聚体、五聚体或多聚体的组成以及在体内转运中的具有一定的作用。

2.分泌成分(secretorycomponent,SC)又称分泌片(secretory piece),是分泌型IgA上的一个辅助成分,分子量约为75kD,糖蛋白,由上皮细成,以共价形式结合到Ig分子,并一起被分泌到粘膜表面。SC的存在对于抵抗液中蛋解酶的降解具有重要作用。

单体、双体和五聚体

1.单体由一对L链和一对H链组成的基本结构,如IgG、IgD、IgE 血清型IgA。

2.双体由J链连接的两个单体,如分泌型IgA(secretory IgA,SIgA)二聚体(或多聚体)IgA结合抗原的亲合力(avidity)要比单体IgA高。

图2-5 分泌型IgA结构示意图

3.五聚体由J链和二硫键连接五个单体,如IgM。μ链Cys414(Cμ3)和Cys575(C端的尾部)对于IgM的多聚化极为重要。在J链存在下,通过

两个邻近单体IgMμ链Cys之间以及J链与邻μ链Cys575之间形成二硫键组成五聚体。由粘膜下所合成和分泌的IgM五聚体,与粘膜上皮细胞表面pIgR(poly-Ig receptor,pIgR)结合,穿过粘膜上皮细胞到粘膜表面成为分泌型IgM(secretory IgM)。

酶解片段

1.本瓜蛋白酶的水解片段Porter等最早用木瓜蛋白酶(papain)水解兔IgG,从而区划获知了Ig四肽链的基本结构和功能。

(1)裂解部位:IgG铰链区H链链间二硫键近N端侧切断。

(2)裂解片段:共裂解为三个片段:①两个Fab段(抗原结合段,fragmentof antigen binding),每个Fab段由一条完整的L链和一条约为1/2的H链组成,Fab段分子量为54kD。一个完整的Fab段可与抗原结合,表现为单价,但不能形成凝集或。Fab中约1/2H链部分称为Fd段,约含225个氨基酸残基,包括VH、CH1和部分铰链区。②一个Fc段(可结晶段,fragmentcrystallizable),由连接H链二硫键和近羧基端两条约1/2的H链所组成,分子量约50kD。Ig在异种间免疫所具有的抗原性主要存在于Fc段。

图2-6 人分泌型IgA和分泌型IgM的局部产生示意图

图2-7 IgM结构示意图

2.胃蛋白酶的水解片段Nisonoff等最早用胃蛋白酶(pepsin)裂解免疫球蛋白。

(1)裂解部位:铰链区H链链间二硫键近C端切断。

(2)裂解片段:

1)F(ab')2:包括一对完整的L链和由链间二硫键相连一对略大于Fab中Fd的H链,称为Fd',约含235个氨基酸残基,包括VH、VH1和铰链区。F(ab')2具有双价抗体活性,与抗原结合可发生凝集和沉淀反应。双价的F(ab')2与抗原结合的亲合力要大于单价的Fab。由于应用F(ab')2时了结合相应抗原的生物学活性,又减少或避免了Fc段抗原性可能引起的,因而在中有较大的实际应用价值。虽然F(ab')2与抗原结合特性方面同完整的Ig分子一样,但由于缺乏Ig中部分,因此不具备固定补体以及与表面Fc受体结合的功能。F(ab')2经还原等处理后,H链间的二硫可发生断裂而形成两个相同的Fab'片段。

2)Fc'可继续被胃蛋白酶水解成更小的片段,失去其生物学活性。

图2-8 Ig酶水解片段示意图

Ig是中发挥最主要的免疫分子,免疫球蛋白所具有的功能是由其分子中不同功能区的特点所决定的。

特异性结合抗原

Ig最显着的生物学特点是能够特异性地与相应的抗原结合,如、、、某些或侵入机体的其他异物。Ig的这种特异性结合抗原特性是由其V区(尤

其是V区中的高变区)的空间构成所决定的。Ig的抗原结合点由L链和H 链超变区组成,与相应抗原上的表位互补,借助静、以及范德华力等次级键相结合,这种结合是可逆的,并受到pH、温度和浓度的影响。在某些情况下,由于不同抗原分子上有相同的抗原决定簇,或有的抗原决定簇,一种抗体可与两种以上的抗原发生反应,此称为交叉反应(cross reaction)。

抗体分子可有单体、双体和五聚体,因此结合抗原决定簇的数目(结合价)也不相同。Fab段为单价,不能产生凝集反应和沉淀反应。F(ab')2和单体Ig(如IgG、IgD、IgE)为双价。双体分泌型IgA有4价。五聚体IgM理论上应为10价,但实际上由于立体构型的空间位阻,一般只有5个结合点可结合抗原。

B细胞表面Ig(SmIg)是特异性识别抗原的受体,B细胞主要表达SmIgM 和SmIgD,同一B细胞表达不同类SmIg其识别抗原的特异性是相同的。

活化补体

1.IgM、IgG1、IgG2和IgG3可通典途径活化补体。当抗体与相应抗原结合后,IgG的CH2和IgM的CH3暴露出结合C lq的补体结合点,开始活化补体。由于Clq6个亚单位中一般2个C端的球与补体结合点结合后才能依次活化Clr和Cls,因此IgG活化补体需要一定的浓度,以保证两个相邻的IgG单体同时与1个Clq分子的两个亚单位结合。当Clq一个C 端球部结合IgG时亲和力则很低,Kd为10-4M,当Clq两个或两个以上球部结合两个或多个IgG分时,亲合力增高Kd为10-8M。IgG与Clq结合点位于CH2功能区中最后一个β折叠股318~322位氨基酸残基

(Glu-x-Lys-x-Lys)。IgM倍以上。人类天然的抗A和抗B抗体为IgM,血型不符合引韦的发生快而且严重。

2.凝聚的IgA、IgG4和IgE等可通过替代途径活化补体。

结合Fc受体

不同细胞表面具有不同Ig的Fc受体,分别用FcγR、FcεR、FcαR 等来表示。当Ig与相应抗原结合后,由于构型的改变,其Fc段可与具有相应受体的细胞结合。IgE抗体由于其Fc段结构特点,可在游离情况下与有相应受体的细胞(如嗜碱性粒细胞、肥大细胞)结合,称为亲细胞抗体(cytophilic antibody)。抗体与Fc受体结合可发挥不同的生物学作用。

1.介导I型刺激机体产生的IgE可与嗜碱性粒细胞、肥大细胞表面IgE高亲力受体细胞脱颗粒,释放,合成由细胞FcεRI结合。当相同的变应原再次进入机体时,可与已固定在细胞膜上的IgE结合,刺激细胞脱颗粒,释放组受,合成由细胞脂质来源的介质如白三烯、、等,引起。

2.调理调理作用(opsonization)是指抗体、补体C3b、C4b等(opsonin)促进吞噬细菌等抗原。由于补体对热不稳定,因此又称为热不稳定调理素(heat-labile opsonin)。抗体又称热稳定调理素(heat-stableopsonin)。补体与抗体同时发挥调理吞噬作用,称为联合调理作用。、单核细胞和巨噬细胞具有高亲和力或低亲和力的FcγRI(CD64)和FcγRⅡ(CD32),IgG尤其是人IgG1和IgG3亚类对于调理吞噬起主要作用。具有亲和力

FcγRⅡ,IgE与相应抗原结合后可促进嗜酸性粒细胞的吞噬作用。抗体的

调理机制一般认为是:①抗体在抗原颗粒和之间“”,从而加强了吞噬细胞的吞噬作用;②抗体与相应颗粒性抗原结合后,改变抗原表面电荷,降低吞噬细胞与抗原之间的静电斥力;③抗体可中和某些细菌表面的抗吞噬物质如的,使吞噬细胞易于吞噬;④吞噬细胞FcR结合抗原抗体复合物,吞噬细胞可被活化。

图2-9 抗体的调理吞噬作用

3.发挥抗体依赖的细胞介导的细胞毒作用当IgG抗体与带有相应抗原的结合后,可与有FcγR的中性粒细胞、单核细胞、巨噬细胞、NK细胞等效应细胞结合,发挥抗体依赖的细胞介导的细胞毒作用(antibodydependentcell-mediated cytotoxicity,ADCC)。目前已知。NK细胞发挥ADCC效应主要是通过其膜表面低亲和力FcγRⅢ(CD16)所介导的,IgG不仅起到连接靶细胞和效应细胞的作用,同时还刺激NK细胞合成和分泌和γ等,并释放颗粒,靶细胞。嗜酸性粒细胞发挥ADCC作用是通过其FcεRⅡ和FcαR介导的,嗜酸性粒细胞可脱颗粒释放碱性蛋白等,在杀伤虫如中发挥重要作用。

图2-10 抗体依赖的细胞介导的细胞毒作用(ADCC)

此外,人IgGFc段能非特异地与菌A蛋白(staphylococcus proteinA,SPA)结合,应用SPA可纯化IgG等抗体,或代替第二抗体用于标记技术。

通过胎盘

在人类,IgG是唯一可通过胎盘从母体给的Ig。IgG能选择性地与胎盘母体一侧的细胞结合,转移到滋养层细胞的吞饮泡内,并主动外排到胎儿血中。IgG的这种功能与IgGFc片段结构有关,如切除Fc段后所剩余的Fab并不能通过胎盘。IgG通过胎盘的作用是一种重要的,对于新生儿抗有重要作用。

Ig本身具有抗原性,将Ig作为免疫异种动物、同种异体或在自身体内可引起不同程度的。根据IgI不同抗原决定簇存在的不同部位以及在异种、同种异体或自体中产生免疫反应的差别,可把Ig的抗原性分为同种型、同种异型和独特型第三种不同抗原决定簇。

同种型

同种型(isotype)是指同一种属内所有个体共有的Ig抗原特异性的标记,要异种体内可诱导产生相应的抗体,换句话说,同种型抗原特异性因种属(specics)而异。同种型的抗原性位于CH和CLH ,同种型主要包括Ig的类、亚类,型和亚型。

1.免疫球蛋的类和亚类(classesand subclasses)

(1)类:决定Ig不同类的抗原性差异存在于H链的恒定区(CH)。根据CH抗原性的差异(即氨基酸组成、排列、构型、二硫键等不同)H链可分为μ、γ、α、δ和ε五类,不同H链与L链组成完整Ig的分子别

为IgM、IgA、IgD和IgE。在水平上,不同类的H链恒定区的是由不同的恒定区基因片段所。不同类Ig在理化性质及生物学功能上可有较大差异。

(2)亚类:同一类Ig中由于铰链区氨基酸组成和二硫键数目的差异,可分为不同的亚类,亚类间抗原性的差异要小于不同类之间的差异。目前已发现人的α重链有α1和α2两个亚类,分别与L链组成IgA1和IgA2。γ重链有4个亚类,但命名为IgG1、IgG2a、IgG2b和IgG3。IgM、IgD和IgG,目前尚未发现存在不同的亚类。Ig不同亚类也是由不同的恒定区基因片段编码。

2.免疫球蛋白的型和亚型(typesand subtypes)

(1)型:决定Ig型的抗原性差异存在于L链的恒定区(CL),根据CL抗原性的差异(氨基酸的组成、排列和构型的不同)分为κ和λ轻链之比约为2:1;而在小鼠,97%轻链为κ型,λ型只占3%左右。

(2)亚型:根据λ轻链恒定区(C2)个别氨基酸的差异又可分λ1、λ2、λ3和λ4四个亚型。λ1和λ2在λ轻链190位氨基酸的分别为和,λ3和λ4在第154氨基酸分别为某氨酸和。

同种异型

同种异型(allotype)是指同一种属不同个体间的Ig分子抗原性的不同,在同种异体间免疫可诱导免疫反应。同种异型抗原性的差别往往只有一个或几个氨基酸残基的不同,可能是由于编码Ig的结构基因发生点所

致,并被稳定地遗传下来,因此Ig同种异型可作为一种遗传标记(genetic markers),这种标记主要分布在CH和CL上。

1.γ链上的同种异型γ1、γ2γ3和λ4重链上均存在有同种异型标记,目前已发现:Glma、x、f、z;G2mn;G3mgl、g5、b0、、b3、b4、b5、、c5、s、t、u、v;G4m4a、4b。共20种左右。其中G表示λ链,1、2、3或4表示亚类λ1、λ2、λ3和λ4,m代表标记(marker)。

除Glmf和z位于IgG1分子的Cγ1区外,其余的Gm均位于Fc部位。一条γ链可能同时具有一个以上的Gm标志,如白种人常常在γ1H链Cγ1区有G1mz,Fc部位有G1ma。由于人第14号编码四种IgG亚类的C区基因Cγ1、Cγ2、Cγ3和Cγ4是密切连锁的,因此IgGH链各亚类Gm标记可作为间倍体(haplotype)遗传给子代。

2.α链上的同种异型α2H链已发现有A2m1和A2m2两种。A2m1在411、428、458和467位氨酸上分别为、、亮氨酸、;A2m2则分别为苏氨酸、、和丙氨酸。α1H链上尚未发现有同种异型存在。

3.ε链上的同种异型目前只发现Em1一种同种异型。

4.κ链上的同种异型旧称为Inv,现分为Km1、2和3。Km1在153位和191位氨基酸上分别为缬氨酸和亮氨酸,Km2分别为丙氨酸和亮氨酸,Km3分别为丙氨和缬氨酸。λ轻链上尚未发现有同种异型。

独特型

注:γ1~γ4同种异型的命名中,WHO1976年建议采用阿拉数字代号,但目前许多专业实验室仍沿用小写英文字母,在本表中将γ链同种异型阿拉伯数字代号列于相应英文字母代号后的括号中

应用序列分析和X衍射分析等研究表明,许多细胞膜表面和机体某些分子,其多肽链折叠方式与Ig折叠相似,在DNA水平和氨基酸序列上与IgV区或C区有较高的同源性,它们可能从同一原始祖先基因(primodial ancestral gene)经和突变衍生而来。编码这些多肽链的基因称为免疫球蛋白基因超家族(immunoglobulin gene superfamily),这一基因超家族所编码的产物称为免疫球蛋白超家族(immunogloblin

superfamily,IGSF)。

免疫球蛋白超家族的组成

免疫球蛋白超家族的特点

1.IGSF的结构特点 IGSF的成员均含有1~7个Ig样功能区,第个Ig样功能区约含100(70~110)个氨基酸残基,功能区的二级结构是由3~5个股反平行β折叠股各自形成两个平行β片层的平面(anti-paralle β-pleated sheet),每个反平行β折叠股由5~10个氨基酸基组成,β片层内侧的疏水性氨基酸起到稳定Ig折叠的作用,大多数功能区内有一个二硫键,垂直连接两个β片层,形成二硫键的两个半胱氨酸间有55~75个氨基酸残基,使之成为一个球形结构,肽链的这种折叠方式称为免疫球蛋折叠(Ig fold)。

根据IGSF功能区中Ig折叠方式、两个半胱氨酸之间氨基酸残基的数目以及与IgV区或C区同源性的程度,IGSF功能区可分为V组、C1组和C2组。

图2-11 人Ig轻链(λ)多肽折叠示意图

(1)V组:V组功能区的两个半胱氨酸之间含65~75个氨基酸残基,有9个反平行β折叠股,如IgH链和L链V区,TCRα、β、γ、δ链V 区,CD4v区,CD8α、β链V区,Thy-1,pIgR和分泌成分(SC)N端四个功能区,CEAN端第一个功能区,PDGFR靠近胞膜的功能区等。

(2)C1组:又称C组。C1组功能区二个半胱氨酸之间约含50~60

个氨基酸残基,有7个β折叠股,如IgH链和L链C区(γ、δ和α链的CH1~CH3或μ和ε链的CH1~CH4),TCRα、β、γ、δ链C区,MHc Ⅰ类分子重链α3功能区,β2M,MHCⅡ类分子α2和β2功能区,CD1、Qa和TL靠近胞膜功能区等。

(3)C2组:又称H组。C2组功能区的氨基酸排列的顺序类似V组,但形成二硫键的两个半胱氨酸之间所含氨基酸残基数约为50~60,有7个β折叠股,这种结构介于V组和C1组之间,如CD3γ、δ和ε链,CD2和LFA-3(CD58),pIgR靠近胞膜功能区,FcγRⅠ、FcγRⅡ、FcγRⅢ、FcεRⅠα链、FcαR,ICAM-1,CEA第2至7个功能区,IL-6R、M-CSFR、G-CSFR、SCFR。PDGFR第1至4功能区,以及N-CAM、CD22、CD48分子等。

2.IGSF功能特点 IGSF的功能是以识别为基础,因此又称为识别球蛋白超家族(cognoglobulinsuperfamily)。IGSF很可能最起源于原始的具有粘功能的基因,通过复制和突变衍生形成了识别抗原、细胞因子受体、IgFc段受体、细胞间粘子以及病毒受体等不同的功能区。IGSF识别的基本方式有以下几种。

抗体的基本结构(精制甲类)

免疫球蛋白目录 1. 拼音 2. 英文参考 3. 概述 4. 免疫球蛋白分子的基本结构 1. 轻链和重链 2. 可变区和恒定区 3. 功能区 4. J链和分泌成分 5. 单体、双体和五聚体 6. 酶解片段 5. 免疫球蛋白分子的功能 1. 特异性结合抗原 2. 活化补体 3. 结合Fc受体 4. 通过胎盘 6. 免疫球蛋白分子的抗原性 1. 同种型 2. 同种异型 3. 独特型 7. 免疫球蛋白分子的超家族 1. 免疫球蛋白超家族的组成 2. 免疫球蛋白超家族的特点 8. 各类免疫球蛋白的生物学活性 1. IgG 2. IgA 3. IgM 4. IgD 5. IgE 9. 免疫球蛋白基因的结构和抗体多样性 1. Ig重链基因的结构和重排 2. Ig轻链基因的结构和重排 3. 抗体多样性的遗传学基础

10. 药理作用 11. 药品说明书 1. 适应症 2. 用量用法 12. 相关文献 具有抗体活性的血清蛋白称为免疫球蛋白,又称为抗体。是由机体的B淋巴细胞在抗原的刺激下分化、分裂而成的一组特殊球蛋白。人和动物的免疫血清中的免疫球蛋白极不均一,其组成、结构、大小、电荷、生物学活性等都有很大差异,约占机体全部血清蛋白的20~25%。目前已在人、小鼠等血清中先后分纯得到5类免疫球蛋白,1968年,世界卫生组织统一命名为免疫球蛋白G(IgG)、免疫球蛋白M(IgM)、免疫球蛋白A(IgA)、免疫球蛋白D(IgD)、免疫球蛋白E(IgE)。 免疫球蛋白分子的基本结构 Porter等对血清IgG抗体的研究证明,Ig单体分子的基本结构是由四条肽链组成的。即由二条相同的分子量较小的肽链称为轻链和二条相同的分子量较大的肽链称为重链组成的。轻链与重链是由二硫键连接形成一个四肽链分子称为Ig分子的单体,是构成免疫球蛋白分子的基本结构。Ig单体中四条肽链两端游离的氨基或羧基的方向是一致的,分别命名为氨基端(N端)和羧基端(C端)。 图2-3 免疫球蛋白分子的基本结构示意图 轻链和重链

免疫球蛋白的试题及答案

第四章免疫球蛋白 名词解释: 1.抗体(antibody) 2.Fab(fragment antigen binding) 3.Fc(fragment crytallizable) 4.免疫球蛋白(Immunoglobulin Ig) 5.超变区(hypervariable region,HVR) 6.可变区(variable region,V区) 7.单克隆抗体(Monoclonal antibody, mAb) 8.ADCC(Antibody –dependent cell-mediatedcytotoxicity) 9.调理作用(opsonization) 10.J链(joining chain) 11.分泌片(secretory piece) 12.Ig功能区(Ig domain) 13.Ig折叠(Ig folding) 14.CDR(complementary-determining region) 问答题 1.简述抗体与免疫球蛋白的区别和联系。 2.试述免疫球蛋白的主要生物学功能。 3.简述免疫球蛋白的结构、功能区及其功能。 4.简述单克隆抗体技术的基本原理。 参考答案 名词解释 1.抗体(Antibody) :是B 细胞特异性识别Ag后,增殖分化成 为浆细胞,所合成分泌的一类能与相应抗原特异性结合的、具有免疫 功能的球蛋白。 2.Fab(Fragment antigen binding):即抗原结合片段,每个Fab 段由一条完整的轻链和重链的VH和CH1功能区构成,可以与抗原表位 发生特异性结合。 3.Fc片段(fragment crytallizable):即可结晶片段,相当于IgG的CH2和CH3功能区,无抗原结合活性,是抗体分子与效应分子和 细胞相互作用的部位。 4. 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。可分为分泌型和膜型两类。 5.高变区(hypervariable region ,HVR):在Ig分子VL和VH 内,某些区域的氨基酸组成、排列顺序与构型更易变化,这些区域为 超变区。 6.可变区(V区):在Ig多肽链氨基端(N端),L链1/2与H链1/4 区域内,氨基酸的种类、排列顺序与构型变化很大,故称为可变区。 7.单克隆抗体(Monoclonal antibody ,mAb):是由识别一个抗 原决定簇的B淋巴细胞杂交瘤分裂而成的单一克隆细胞所产生的高度 均一、高度专一性的抗体。 8.ADCC(Antibody –dependent cell-mediatedcytotoxicity):即抗体依赖的细胞介导的细胞毒作用。是指表达Fc受体细胞通过识别 抗体的Fc段直接杀伤被抗体包被的靶细胞。NK细胞是介导ADCC的主要 细胞。

第四章 免疫球蛋白剖析

第四章免疫球蛋白 第一节基本概念 1、抗体:B淋巴细胞在有效的抗原刺激下分化为浆细胞,产生具有与相应抗原发生特异性结合功能的免疫球蛋白,这类免疫球蛋白称为抗体。 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。 20世纪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。肺炎球菌多糖免疫家兔后可获得高效价免疫血清。然后加入相应抗原吸收以除去抗体,将除去抗体的血清进行电泳图谱分析,发现丙种球蛋白(γ-G)组分明显减少,从而证明了抗体活性是存在于丙种球蛋白内。 2、免疫球蛋白:具有抗体活性或化学结构与抗体相似的球蛋白统称为免疫球蛋白(immunoglobulin,Ig)。 区别: 抗体都是免疫球蛋白,而免疫球蛋白并不都是抗体。如骨髓瘤蛋白,巨球蛋白血症、冷球蛋白血症等患者血清中存在的异常免疫球蛋白结构与抗体相似,但无抗体活性。 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。 第二节免疫球蛋白结构

一、免疫球蛋白的基本结构 (一)重链和轻链 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。 1. 重链 分子量约为50~75kD,由450~550个氨基酸残基组成。免疫球蛋白重链恒定区由于氨基酸的组成和排列顺序不同,故其抗原性也不同。据此,可将免疫球蛋白分为五类,即IgM、IgD、IgG、IgA和IgE,其相应的重链分别为μ链、δ链、γ链、α链和ε链。不同的同种型具有不同的特征,包括链内二硫键的数目和位置、连接寡糖的数量、功能区的数目以及铰链区的长度等。同一类Ig根据其铰链区氨基酸组成和重链二硫键的数目和位置的差别,又可分为不同的亚类。如IgG可分为IgG1~IgG4;IgA可分为IgA1和IgA2。IgM、IgD和IgE尚未发现有亚类。 2.轻链 免疫球蛋白轻链的分子量约25 kD,由214个氨基酸残基构成。轻链可分为两型,即κ(kappa)型和λ(lambda)型,一个天然Ig分子上两条轻链的型别总是相同的,两型轻链的功能无差异。不同种属中,两型轻链的比例不同,正常人血清免疫球蛋白κ:λ约为2:1,而在小鼠则为20:1。κ:λ比例的异常可能反映免疫系统的异常,例如人类免疫球蛋白λ链过多,提示可能有产生λ链的B细胞肿瘤。根据λ链恒定区个别氨基酸的差异,又可分为λ1、λ2、λ3和λ 4 四个亚型。 (二)可变区和恒定区 通过分析不同免疫球蛋白重链和轻链的氨基酸序列,发现重链和轻链靠近N端的约110个氨基酸的序列变化很大,称为可变区(variable

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。

抗体的基本结构

1.适应症 2.用量用法 12.相关文献 具有抗体活性得血清蛋白称为免疫球蛋白,又称为抗体。就是由机体得B淋巴细胞在抗原得刺激下分化、分裂而成得一组特殊球蛋白。人与动物得免疫血清中得免疫球蛋白极不均一,其组成、结构、大小、电荷、生物学活性等都有很大差异,约占机体全部血清蛋白得20~25%。目前已在人、小鼠等血清中先后分纯得到5类免疫球蛋白,1968年,世界卫生组织统一命名为免疫球蛋白G(IgG)、免疫球蛋白M(IgM)、免疫球蛋白A(IgA)、免疫球蛋白D(IgD)、免疫球蛋白E(IgE)。 免疫球蛋白分子得基本结构 Porter等对血清IgG抗体得研究证明,Ig单体分子得基本结构就是由四条肽链组成得。即由二条相同得分子量较小得肽链称为轻链与二条相同得分子量较大得肽链称为重链组成得。轻链与重链就是由二硫键连接形成一个四肽链分子称为Ig分子得单体,就是构成免疫球蛋白分子得基本结构。Ig单体中四条肽链两端游离得氨基或羧基得方向就是一致得,分别命名为氨基端(N端)与羧基端(C端)。 图2-3 免疫球蛋白分子得基本结构示意图 轻链与重链 由于骨髓瘤蛋白(M蛋白)就是均一性球蛋白分子,并证明本周蛋白(BJ)就是Ig分子得L链,很容易从患者血液与尿液中分离纯化这种蛋白,并可对来自不同患者得标本进行比较分析,从而为Ig分子氨基酸序列分析提供了良好得材料。

1.轻链(lightchain,L)轻链大约由214个氨基酸残基组成,通常不含碳水化合物,分子量约为24kD。每条轻链含有两个链内二硫键所组成得环肽。L链共有两型:kappa(κ)与lambda(λ),同一个天然Ig分子上L链得型总就是相同得。正常人血清中得κ:λ约为2:1。 2.重链(heavychain,H链)重链大小约为轻链得2倍,含450~550个氨基酸残基,分子量约为55或75kD。每条H链含有4~5个链内二硫键所组成得环肽。不同得H链由于氨基酸得排列顺序、二硫键得数目与们置、含糖得种类与数量不同,其抗原性也不相同,根据H链抗原性得差异可将其分为5类:μ链、γ链、α链、δ链与ε链,不同H链与L链(κ或λ链)组成完整Ig得分子分别称之为IgM、IgG、IgA、IgD与IgE。γ、α与δ链上含有4个环肽,μ与ε链含有5个环肽。重链(heavy chain,H链)由450~570个氨基酸残基组成,分子量约为50~70kD。不同得H链因氨基酸得排列顺序、二硫键得数目与位置、含糖得种类与数量不同,其抗原性也不相同,可将其分为μ链、γ链、α链、δ链、ε链五类,这些H链与L链(κ链或λ链)组成得完整Ig分子分别称为IgM(μ)、IgG(γ)、IgA(α)、IgD(δ)与IgE(ε 可变区与恒定区 通过对不同骨髓蛋白或本周蛋白H链或L链得氨基酸序列比较分析,发现其氨基端(N-末端)氨基酸序列变化很大,称此区为可变区(V),而羧基末端(C-末端)则相对稳定,变化很小,称此区为恒定区(C区)。 1.可变区(variableregion,V区)位于L链靠近N端得1/2(约含108~111个氨基酸残基)与H链靠近N端得1/5或1/4(约含118个氨基酸残基)。每个V区中均有一个由链内二硫键连接形成得肽环,每个肽环约含67~75个氨基酸残基。V区氨基酸得组成与排列随抗体结合抗原得特异性不同有较大得变异。由于V区中氨基酸得种类、排列顺序千变万化,故可形成许多种具有不同结合抗原特异性得抗体。 L链与H链得V区分别称为VL与VH。在VL与VH中某些局部区域得氨基酸组成与排列顺序具有更高得变休程度,这些区域称为高变区(hypervariable region,HVR)。在V区中非HVR部位得氨基酸组面与排列相对比较保守,称为骨架区(framework region)。VL中得高变区有三个,通常分别位于第24~34、50~65、95~102位氨基酸。VL与VH得这三个HVR分别称为HVR1、HVR2与HVR3。经X线结晶衍射得研究分析证明,高变区确实为抗体与抗原结合得位置,因而称为决定簇互补区(plementarity-determining region,CDR)。VL 与VH得HVR1、HVR2与HVR3又可分别称为CDR1、CDR2与CDR3,一般得CDR3具有更高得高变程度。高变区也就是Ig分子独特型决定簇(idiotypic determinants)主要存在得部位。在大多数情况下H链在与抗原结合中起更重要得作用。

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( an tibody, Ab )。 1937年,Tiselius 用电泳方法将血清蛋白分为白蛋白、a 1、a 2、B及丫球蛋白等组分,其后又证明抗体的活性部分是在丫球蛋白部分。因此,相当长一段时间内,抗体又被称为丫 球蛋白(丙种球蛋白)。 实际上,抗体的活性除丫球蛋白外,还存在于a和B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(Be nee Jon es, BJ )蛋白等。 免疫球蛋白可分为分泌型(secreted lg,Slg )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 I 丨总血清 -------- igG -------- IgA --------- IgM 一电泳迁移率十 (igES极少、不能定曲表示) 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。

免疫球蛋白分子的结构与功能

一、免疫球蛋白分子的基本结构 Porter等对血清IgG抗体的研究证明,Ig分子的基本结构是由四肽链组成的。即由二条相同的分子量较小的肽链称为轻链和二条相同的分子量较大的肽链称为重链组成的。轻链与重链是由二硫键连接形成一个四肽链分子称为Ig分子的单体,是构成免疫球蛋白分子的基本结构。Ig单体中四条肽链两端游离的氨基或羧基的方向是一致的,分别命名为氨基端(N 端)和羧基端(C端)。 图2-3 免疫球蛋白分子的基本结构示意图 (一)轻链和重链 由于骨髓瘤蛋白(M蛋白)是均一性球蛋白分子,并证明本周蛋白(BJ)是Ig分子的L链,很容易从患者血液和尿液中分离纯化这种蛋白,并可对来自不同患者的标本进行比较分析,从而为Ig分子氨基酸序列分析提供了良好的材料。 1.轻链(light chain,L)轻链大约由214个氨基酸残基组成,通常不含碳水化合物,分子量约为24kD。每条轻链含有两个由链内二硫键内二硫所组成的环肽。L链共有两型:kappa(κ)与lambda(λ),同一个天然Ig分子上L链的型总是相同的。正常人血清中的κ:λ约为2:1。 2.重链(heavy chain,H链)重链大小约为轻链的2倍,含450~550个氨基酸残基,分子量约为55或75kD。每条H链含有4~5个链内二硫键所组成的环肽。不同的H链由于

氨基酸组成的排列顺序、二硫键的数目和们置、含的种类和数量不同,其抗原性也不相同,根据H链抗原性的差异可将其分为5类:μ链、γ链、α链、δ链和ε链,不同H链与L链(κ或λ链)组成完整Ig的分子分别称之为IgM、IgG、IgA、IgD和IgE。γ、α和δ链上含有4个肽,μ和ε链含有5个环肽。 (二)可变区和恒定区 通过对不同骨髓蛋白或本周蛋白H链或L链的氨基酸序列比较分析,发现其氨基端(N-末端)氨基酸序列变化很大,称此区为可变区(V),而羧基末端(C-末端)则相对稳定,变化很小,称此区为恒定区。 1.可变区(variable region,V区)位于L链靠近N端的1/2(约含108~111个氨基酸残基)和H链靠近N端的1/5或1/4(约含118个氨基酸残基)。每个V区中均有一个由链内二硫键连接形成的肽环,每个肽环约含67~75个氨基酸残基。V区氨基酸的组成和排列随抗体结合抗原的特异性不同有较大的变异。由于V区中氨基酸的种类为排列顺序千变万化,故可形成许多种具有不同结合抗原特异性的抗体。 L链和H链的V区分别称为VL和VH。在VL和VH中某些局部区域的氨基酸组成和排列顺序具有更高的变休程度,这些区域称为高变区(hypervariable region,HVR)。在V区中非HVR部位的氨基酸组面和排列相对比较保守,称为骨架区(fuamework rugion)。VL 中的高变区有三个,通常分别位于第24~34、50~65、95~102位氨基酸。VL和VH的这三个HVR分别称为HVR1、HVR2和HVR3。经X线结晶衍射的研究分析证明,高变区确实为抗体与抗原结合的位置,因而称为决定簇互补区(complementarity-determining regi-on,CDR)。VL和VH的HVR1、HVR2和HVR3又可分别称为CDR1、CDR2和CDR3,一般的CDR3具有更高的高变程度。高变区也是Ig分子独特型决定簇(idiotypic determinants)主要存在的部位。在大多数情况下H链在与抗原结合中起更重要的作用。

抗体的基本结构

抗体的基本结构

免疫球蛋白

具有抗体活性的血清蛋白称为免疫球蛋白,又称为抗体。是由机体的B淋巴细胞在抗原的刺激下分化、分裂而成的一组特殊球蛋白。人和动物的免疫血清中的免疫球蛋白极不均一,其组成、结构、大小、电荷、生物学活性等都有很大差异,约占机体全部血清蛋白的20~25%。目前已在人、小鼠等血清中先后分纯得到5类免疫球蛋白,1968年,世界卫生组织统一命名为免疫球蛋白G

(IgG)、免疫球蛋白M(IgM)、免疫球蛋白A(IgA)、免疫球蛋白D (IgD)、免疫球蛋白E(IgE)。 免疫球蛋白分子的基本结构 Porter等对血清IgG抗体的研究证明,Ig单体分子的基本结构是由四条肽链组成的。即由二条相同的分子量较小的肽链称为轻链和二条相同的分子量较大的肽链称为重链组成的。轻链与重链是由二硫键连接形成一个四肽链分子称为Ig分子的单体,是构成免疫球蛋白分子的基本结构。Ig单体中四条肽链两端游离的氨基或羧基的方向是一致的,分别命名为氨基端(N端)和羧基端(C 端)。 图2-3 免疫球蛋白分子的基本结构示意图 轻链和重链 由于骨髓瘤蛋白(M蛋白)是均一性球蛋白分子,并证明本周蛋白(BJ)是Ig分子的L链,很容易从患者血液和尿液中分离纯化这种蛋白,并可对来自

不同患者的标本进行比较分析,从而为Ig分子氨基酸序列分析提供了良好的材料。 1.轻链(lightchain,L)轻链大约由214个氨基酸残基组成,通常不含碳水化合物,分子量约为24kD。每条轻链含有两个链内二硫键所组成的环肽。L 链共有两型:kappa(κ)与lambda(λ),同一个天然Ig分子上L链的型总是相同的。正常人血清中的κ:λ约为2:1。 2.重链(heavychain,H链)重链大小约为轻链的2倍,含450~550个氨基酸残基,分子量约为55或75kD。每条H链含有4~5个链内二硫键所组成的环肽。不同的H链由于氨基酸的排列顺序、二硫键的数目和们置、含糖的种类和数量不同,其抗原性也不相同,根据H链抗原性的差异可将其分为5类:μ链、γ链、α链、δ链和ε链,不同H链与L链(κ或λ链)组成完整Ig 的分子分别称之为IgM、IgG、IgA、IgD和IgE。γ、α和δ链上含有4个环肽,μ和ε链含有5个环肽。重链(heavy chain,H链)由450~570个氨基酸残基组成,分子量约为50~70kD。不同的H链因氨基酸的排列顺序、二硫键的数目和位置、含糖的种类和数量不同,其抗原性也不相同,可将其分为μ链、γ链、α链、δ链、ε链五类,这些H链与L链(κ链或λ链)组成的完整Ig分子分别称为IgM(μ)、IgG(γ)、IgA(α)、IgD(δ)和IgE(ε 可变区和恒定区 通过对不同骨髓蛋白或本周蛋白H链或L链的氨基酸序列比较分析,发现其氨基端(N-末端)氨基酸序列变化很大,称此区为可变区(V),而羧基末端(C-末端)则相对稳定,变化很小,称此区为恒定区(C区)。

抗体的结构

抗体的结构 一、单体 Porter等对血清IgG抗体的研究证明:Ig分子的基本结构是由四肽链组成的。即:由二条相同的分子量较小的肽链(轻链)和二条相同的分子量较大的肽链(重链)组成。 轻链与重链是由二硫键连接形成一个四肽链分子称为Ig分子的单体;单体是构成所有免疫球蛋白分子的基本结构;所有抗体的单体都是四条肽链的对称结构,即:两条糖基化重链(H)和两条非糖基化轻链(L);每条重链和轻链分为氨基端(N端)和羧基端(C端)。 二、轻链和重链

1、轻链(light chain,L链) 由214个氨基酸残基组成,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,L链可分为:Kappa(κ)与 lambda(λ)2个亚型。 2、重链(heavy chain,H链) 由450-550个氨基酸残基组成,分子量55-75kD,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。

三、可变区和恒定区 通过对H链或L链的氨基酸序列比较分析,发现: 其N-末端序列变化很大,称此区为可变区(V区); C-末端氨基酸则相对稳定,变化很小,称此区为恒 定区(C区)。 1、可变区(Variable region,V区) L链N端1/2处(VL)108-111个氨基酸残基,H链N端1/5-1/4处(VH)118个氨基酸残基,V区有一个肽环65-75个氨基酸残基。

可变区可分为高变区(hypervariable region,HVR)和骨架区(framework region,FR),VL的HVR在24-34,50-56,89-97氨基酸位置。VH的HVR在31-35,50-56,95-102氨基酸位置。分别称为VL和VH的HVR1,HVR2,HVR3。

抗体的结构与功能

免疫球蛋白的结构与功能 一、免疫球蛋白分子的基本结构 Porter等对血清IgG抗体的研究证明,Ig分子的基本结构是由四肽链组成的。即由二条相同的分子量较小的肽链称为轻链和二条相同的分子量较大的肽链称为重链组成的。轻链与重链是由二硫键连接形成一个四肽链分子称为Ig分子的单体,是构成免疫球蛋白分子的基本结构。Ig单体中四条肽链两端游离的氨基或羧基的方向是一致的,分别命名为氨基端(N端)和羧基端(C端)。 (一)轻链和重链 由于骨髓瘤蛋白(M蛋白)是均一性球蛋白分子,并证明本周蛋白(BJ)是Ig分子的L链,很容易从患者血液和尿液中分离纯化这种蛋白,并可对来自不同患者的标本进行比较分析,从而为Ig分子氨基酸序列分析提供了良好的材料。 1.轻链(light chain,L)轻链大约由214个氨基酸残基组成,通常不含碳水化合物,分子量约为24kD。每条轻链含有两个由链内二硫键内二硫所组成的环肽。L链共有两型:kappa(κ)与lambda(λ),同一个天然Ig分子上L链的型总是相同的。正常人血清中的κ:λ约为2:1。 2.重链(heavy chain,H链)重链大小约为轻链的2倍,含450~550个氨基酸残基,分子量约为55或75kD。每条H链含有4~5个链内二硫键所组成的环肽。不同的H链由于氨基酸组成的排列顺序、二硫键的数目和们置、含的种类和数量不同,其抗原性也不相同,根据

H链抗原性的差异可将其分为5类:μ链、γ链、α链、δ链和ε链,不同H链与L链(κ或λ链)组成完整Ig的分子分别称之为IgM、IgG、IgA、IgD和IgE。γ、α和δ链上含有4个肽,μ和ε链含有5个环肽。 (二)可变区和恒定区 通过对不同骨髓蛋白或本周蛋白H链或L链的氨基酸序列比较分析,发现其氨基端(N-末端)氨基酸序列变化很大,称此区为可变区(V),而羧基末端(C-末端)则相对稳定,变化很小,称此区为恒定区。 1.可变区(variable region,V区)位于L链靠近N端的1/2(约含108~111个氨基酸残基)和H链靠近N端的1/5或1/4(约含118个氨基酸残基)。每个V区中均有一个由链内二硫键连接形成的肽环,每个肽环约含67~75个氨基酸残基。V区氨基酸的组成和排列随抗体结合抗原的特异性不同有较大的变异。由于V区中氨基酸的种类为排列顺序千变万化,故可形成许多种具有不同结合抗原特异性的抗体。 L链和H链的V区分别称为VL和VH。在VL和VH中某些局部区域的氨基酸组成和排列顺序具有更高的变休程度,这些区域称为高变区(hypervariable region,HVR)。在V区中非HVR部位的氨基酸组面和排列相对比较保守,称为骨架区(fuamework rugion)。VL中的高变区有三个,通常分别位于第24~34、50~65、95~102位氨基酸。VL和VH的这三个HVR分别称为HVR1、HVR2和HVR3。经X线结晶衍

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。

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V和一个恒定区C。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V和3~4 个恒定区,C1, C2, C3,和C4(依抗体类型不同)。C1 和C2 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')片段,包括铰链区连接的两个Fab 区。F(ab')分子是二价的,可作用于抗原。 木瓜蛋白酶水解IgG 时作用在C1 和C2 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。

医学免疫学: 免疫球蛋白分子的结构与功能

医学免疫学 第二节免疫球蛋白分子的结构与功能 一、免疫球蛋白分子的基本结构 Porter等对血清IgG抗体的研究证明,Ig分子的基本结构是由四肽链组成的。即由二条相同的分子量较小的肽链称为轻链和二条相同的分子量较大的肽链称为重链组成的。轻链与重链是由二硫键连接形成一个四肽链分子称为Ig分子的单体,是构成免疫球蛋白分子的基本结构。Ig单体中四条肽链两端游离的氨基或羧基的方向是一致的,分别命名为氨基端(N端)和羧基端(C端)。 图2-3 免疫球蛋白分子的基本结构示意图 (一)轻链和重链 由于骨髓瘤蛋白(M蛋白)是均一性球蛋白分子,并证明本周蛋白(BJ)是Ig分子的L链,很容易从患者血液和尿液中分离纯化这种蛋白,并可对来自不同患者的标本进行比较分析,从而为Ig分子氨基酸序列分析提供了良好的材料。 1.轻链(light chain,L)轻链大约由214个氨基酸残基组成,通常不含碳水化合物,分子量约为24kD。每条轻链含有两个由链内二硫键内二硫所组成的环肽。L链共有两型:kappa(κ)与lambda(λ),同一个天然Ig分子上L链的型总是相同的。正常人血清中的κ:λ约为2:1。 2.重链(heavy chain,H链)重链大小约为轻链的2倍,含450~550个氨基酸残基,分子量约为55或75kD。每条H链含有4~5个链内二硫键所组成的环肽。不同的H链由于氨基酸组成的排列顺序、

二硫键的数目和们置、含的种类和数量不同,其抗原性也不相同,根据H链抗原性的差异可将其分为5类:μ链、γ链、α链、δ链和ε链,不同H链与L链(κ或λ链)组成完整Ig的分子分别称之为IgM、IgG、IgA、IgD和IgE。γ、α和δ链上含有4个肽,μ和ε链含有5个环肽。 (二)可变区和恒定区 通过对不同骨髓蛋白或本周蛋白H链或L链的氨基酸序列比较分析,发现其氨基端(N-末端)氨基酸序列变化很大,称此区为可变区(V),而羧基末端(C-末端)则相对稳定,变化很小,称此区为恒定区。 1.可变区(variable region,V区)位于L链靠近N端的1/2(约含108~111个氨基酸残基)和H链靠近N端的1/5或1/4(约含118个氨基酸残基)。每个V区中均有一个由链内二硫键连接形成的肽环,每个肽环约含67~75个氨基酸残基。V区氨基酸的组成和排列随抗体结合抗原的特异性不同有较大的变异。由于V区中氨基酸的种类为排列顺序千变万化,故可形成许多种具有不同结合抗原特异性的抗体。 L链和H链的V区分别称为VL和VH。在VL和VH中某些局部区域的氨基酸组成和排列顺序具有更高的变休程度,这些区域称为高变区(hypervariable region,HVR)。在V区中非HVR部位的氨基酸组面和排列相对比较保守,称为骨架区(fuamework rugion)。VL中的高变区有三个,通常分别位于第24~34、50~65、95~102位氨基酸。VL和VH的这三个HVR分别称为HVR1、HVR2和HVR3。经X线结晶衍射的研究分析证明,高变区确实为抗体与抗原结合的位置,因而称为决定簇互补区(complementarity-determining regi-on,CDR)。VL和VH的HVR1、HVR2和HVR3又可分别称为CDR1、CDR2和CDR3,一般的CDR3具有更高的高变程度。高变区也是Ig分子独特型决定簇(idiotypic determinants)主要存在的部位。在大多数情况下H链在与抗原结合中起更重要的作用。 图2-4 与表位结合高变区示意图(G表示相对保守的甘氨酸) 2.恒定区(constant region,C区)位于L链靠近C端的1/2(约含105个氨基酸残基)和H链靠近C端的3/4区域或4/5区域(约从119位氨基酸至C末端)。H链每个功能区约含110多个氨基酸

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