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Immunology baihuiling

Immunology baihuiling. 复习. 决定抗原的条件 抗原的概念 抗原的两个基本属性，完全抗原和半抗原 抗原的特异性，抗原决定基（表位） 抗原分类 超抗原概念. immunoglobulin, Ig. 教学大纲要求 1 掌握免疫球蛋白、抗体的概念 2 了解抗体的发现过程及其特性 3 掌握免疫球蛋白分子的结构与功能 4 熟悉免疫球蛋白分子的抗原性 5 了解免疫球蛋白分子超家族的概念 6 熟悉各类免疫球蛋白的生物活性 和抗体的制备. 概 念. 抗体 antibody : 是抗原刺激 B 细胞， B 细

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Presentation Transcript

  1. Immunology baihuiling

  2. 复习 • 决定抗原的条件 • 抗原的概念 • 抗原的两个基本属性，完全抗原和半抗原 • 抗原的特异性，抗原决定基（表位） • 抗原分类 • 超抗原概念

  3. immunoglobulin, Ig

  4. 教学大纲要求 • 1 掌握免疫球蛋白、抗体的概念 • 2 了解抗体的发现过程及其特性 • 3 掌握免疫球蛋白分子的结构与功能 • 4 熟悉免疫球蛋白分子的抗原性 • 5 了解免疫球蛋白分子超家族的概念 • 6 熟悉各类免疫球蛋白的生物活性 • 和抗体的制备

  5. 概 念 抗体 antibody:是抗原刺激B细胞，B细 胞增殖分化为浆细胞产生的能够和抗原特异 性结合的一种蛋白质。 免疫球蛋白immunoglobulin:将 具有抗体活性或与抗体结构相似的球蛋白统一命 名为免疫球蛋白 抗体是免疫球蛋白，但免疫球蛋白并不 都是抗体。

  6. 一、免疫球蛋白的结构 • 免疫球蛋白的基本结构 • 免疫球蛋白的功能区及功能 • 免疫球蛋白的水解片段

  7. （一）免疫球蛋白的基本结构

  8. 基本结构组成 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）通过二硫键连接 而成的四肽链结构。形成“Y”形结构， 为Ig分子的单体，是构成免疫球蛋白分 子的基本单位。

  9. 免疫球蛋白分类 IgG、IgM、IgA、IgD、IgE

  10. 可变区、恒定区 • 可变区（variable region)：重链和轻链靠近N端的110个氨基酸的序列变化很大，称可变区。重链和轻链的V区分别称VH和VL。 • 重链和轻链靠近C端的氨基酸序列相对稳定，称为恒定区（ constant region,C区)。轻链恒定区用CL表示，重链恒定区用CH表示，不同种类Ig重链CH长度不一样，IgG、IgA、IgD包括CH1、CH2、CH3；IgM、IgE包括CH1、CH2、CH3、CH4。

  11. 高 变 区 • 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称高变区。分别有HVR1、HVR2、HVR3表示。 • 可变区为抗原结合部位。L链有三个超变区，分别位于28~35，49~56，91~98位aa。H链有3个超变区，分别位于29~31，49~58，95~102。 VH和VL的三个高变区共同组成Ig的抗原结合部位（antigen-binding site)，该部位形成一个与抗原决定基互补的表面，故高变区又称为互补性决定区（complementarity-determining region,CDR)分别用CDR1、CDR2、CDR3表示。

  12. 骨架区 • 骨架区（framework region,FR),可变区中的高变区之外区域的氨基酸组成和排列顺序相对不易变化称骨架区。VH、VL各有四个骨架区，分别用FR1、FR2、FR3、FR4表示。

  13. 铰链区 (a) γ, δ, α (a) Heavy and light chains are folded into domains, each containing about 110 amino acid residues and an intrachain disulfide bond that forms a loop of 60 amino acids. The aminoterminal domains, corresponding to the V regions, bind to antigen; effector functions are mediated by the other domains. (b) The and heavy chains contain an additional domain that replaces the hinge region.

  14. 功能区或结构域 • 免疫球蛋白分子的两条重链和轻链都可折叠为数个环行结构域。每个结构域一般具有其独特的功能，因此又称为功能区（domain）。每一个功能区约含有110个氨基酸残基。其二级结构由几条多肽链折叠而成两个反向平行的ß片层，两个ß片层中心的两个半胱氨酸残基由一个链内二硫键垂直连接，形成“ß桶状（ ß barrel)”结构，或称ß三明治（ ß sandwich)结构。不仅免疫球蛋白，已发现许多膜型和分泌型分子含有这种独特的桶状结构，这类分子称为免疫球蛋白超家族（immunoglobulin superfamily,IgSF) ß

  15. Ribbon representation of an intact monoclonal antibody depicting the heavy chains (yellow and blue) and light chains(red). The domains of the molecule composed of pleated sheets are readily visible as is the extended conformation of the hinge re-gion.

  16. (a) Diagram of an immunoglobulin light chain depicting the immunoglobulin-fold structure of its variable and constant domains. The two pleated sheets in each domain are held together by hydrophobic interactions and the conserved disulfide bond. The strands that compose each sheet are shown in different colors. The amino acid sequences in three loops of each variable domain show considerable variation; these hypervariable regions (blue) make up the antigen-binding site. Hypervariable regions are usually called CDRs (complementarity-determining regions). Heavy-chain domains have the same characteristic structure.

  17. (b) The pleated sheets are opened out to reveal the relationship of the individual strands and joining loops. Note that the variable domain contains two more strands than the constant domain.

  18. (二)J链和分泌片 • 除轻链和重链外,某些类别Ig还含有其他辅助成分,分别是J链(jioning chain)和分泌片(secretory piece,SP) 。 • J链是一条富含半胱氨酸的多肽链，由浆细胞合成，主要功能是将单体Ig分子连接为多聚体。 • 分泌片为一含糖的肽链，由黏膜上皮细胞合成和分泌，以非共价形式结合于IgA二聚体上，使其成为分泌型IgA(SIgA)。作用：使IgA分泌到黏膜表面，发挥黏膜免疫作用；可保护IgA铰链区，使其免遭蛋白水解酶降解。

  19. J链是一条富含半胱氨酸的多肽链，由浆细胞合成，主要功能是将单体Ig分子连接为多聚体。分泌片为一含糖的肽链，由黏膜上皮细胞合成和分泌，以非共价形式结合于IgA二聚体上，使其成为分泌型IgA(SIgA)。作用：使IgA分泌到黏膜表面，发挥黏膜免疫作用；可保护IgA铰链区，使其免遭蛋白水解酶降解。J链是一条富含半胱氨酸的多肽链，由浆细胞合成，主要功能是将单体Ig分子连接为多聚体。分泌片为一含糖的肽链，由黏膜上皮细胞合成和分泌，以非共价形式结合于IgA二聚体上，使其成为分泌型IgA(SIgA)。作用：使IgA分泌到黏膜表面，发挥黏膜免疫作用；可保护IgA铰链区，使其免遭蛋白水解酶降解。

  20. Structure and formation of secretory IgA. (a) Secretory IgA consists of at least two IgA molecules, which are covalently linked to each other through a J chain and are also covalently linked with the secretory component. The secretory component contains five Ig-like domains and is linked to dimeric IgA by a disulfide bond between its fifth domain and one of the IgA heavy chains.

  21. (b) Secre-tory IgA is formed during transport through mucous membrane epithelial cells. Dimeric IgA binds to a poly-Ig receptor on the basolateral membrane of an epithelial cell and is internalized by receptorme diated endocytosis. After transport of the receptor-IgA complex to the luminal surface, the poly-Ig receptor is enzymatically cleaved, releasing the secretory component bound to the dimeric IgA.

  22. （三）免疫球蛋白的水解片段

  23. Prototype structure of IgG, showing chain structure and interchain disulfide bonds. The fragments produced by various treatments are also indicated. Light (L) chains are in gray and heavy(H) chains in blue.

  24. 二、免疫球蛋白的生物学特性 • （一）免疫球蛋白的主要功能 • （二）各类免疫球蛋白的特性和功能

  25. （一）免疫球蛋白的主要功能 • 1、免疫球蛋白V区的功能 • 免疫球蛋白V区的功能主要是特异性识别、结合抗原。由于Ig可为单体、二聚体和五聚体，故结合抗原表位的数目也不同。Ig结合抗原表位的个数称抗原结合价。Ig单体可结合2个抗原表位为双价，SIgA为4价，IgM理论为10价，但由于空间位阻，只能结合5个抗原表位为5价。Ig的V区与抗原结合后，可通过其C区发挥作用。

  26. 2、免疫球蛋白C区的功能 • 激活补体 • 调理作用 • ADCC作用 • 介导I型超敏反应 • 穿过胎盘

  27. 激活补体：IgM、IgG与相应抗原结合后，可因构型改变而使位于CH2/CH3功能区的补体结合点暴露，从而激活补体经典途径激活补体：IgM、IgG与相应抗原结合后，可因构型改变而使位于CH2/CH3功能区的补体结合点暴露，从而激活补体经典途径

  28. 调理作用：IgG通过其Fc段与巨噬细胞和中性粒细胞表面相应的IgG Fc受体结合，促进吞噬细胞对细菌等颗粒性抗原的吞噬，即为抗体的调理吞噬作用。下图

  29. 调理作用

  30. ADCC：antibody dependent cell-mediated cytotoxicity,ADCC称抗体依赖的细胞介导的细胞毒作用，IgG与肿瘤或病毒感染的靶细胞结合，可通过其Fc段与NK细胞、巨噬细胞和中性粒细胞表面相应IgG Fc受体结合，增强NK细胞和吞噬细胞对靶细胞的杀伤作用此即为ADCC效应。

  31. 介导的细胞毒作用 抗体依赖的细胞

  32. 介导I型超敏反应：IgE为亲细胞抗体，可通过其Fc段与肥大细胞和嗜碱性粒细胞相应的IgE Fc段受体结合，而使上述细胞致敏。若相同变应原再次进入机体与致敏靶细胞表面特异性IgE结合，即可使之脱颗粒，释放组胺等生物活性介质，引起I型超敏反应。

  33. 型超敏反应 I

  34. 穿过胎盘：IgG是人类唯一能从母体转移到胎儿体内的Ig。正常胎儿只合成微量的IgG，其抗感染免疫主要依赖由母体转移来的Ig .Brambell已证实，胎盘母体一侧的滋养层细胞表达特异性的IgG输送蛋白，FcRn。可与IgG结合进入滋养层细胞内，进而通过细胞外排作用分泌到胎盘的胎儿一侧，进入胎儿血循环。

  35. （二）各类免疫球蛋白的特性和功能

  36. IgG • 1、含量高：是血清和细胞外液中主要成分，约占血清免疫球蛋白总量的80%。 • 2、以其铰链区大小和链内二硫键数目和位置不同可将人IgG分为4个亚类IgG1、IgG2、IgG3、IgG4。 • 3、出生后3个月开始合成，5岁达成人水平。 • 4、IgG是唯一能通过胎盘的Ig在新生儿抗感染免疫中起主要作用。 • 5、治疗用的丙球主要含 IgG。从正常人血清中提取的IgG可有多种抗体活性如抗甲肝、麻疹等。也就是说大多数抗菌性、抗病毒性抗体属于IgG。 • 6、某些自身抗体如抗核抗体、抗甲状腺球蛋白抗体和引起I型、II型超敏反应的抗体也属于IgG.

  37. IgM • 1、为5聚体，分子量最大又称巨球蛋白，不能通过血管壁，主要存在于血清中。 • 2、激活补体能力强。 • 3、天然血型抗体为IgM。 • 4、个体发育中最早产生的抗体，脐血IgM升高提示胎儿宫内感染；也是免疫应答中最早出现的抗体，血清中检出IgM提示新近发生感染，可用于感染的早期诊断。

  38. IgA • 1、SIgA为二聚体,由J链连接，含内皮细胞合成的SP，经分泌性上皮细胞分泌到外分泌液中。 • 2、SIgA主要存在于乳汁、唾液、泪液和呼吸道、消化道、生殖道黏膜表面，参与局部黏膜免疫。 • 3、婴儿可从母乳获得SIgA属重要的被动免疫，提倡母乳喂养。新生儿易患呼吸道、消化道感染，可能与其SIgA和其合成不足有关。

  39. (b) Secre-tory IgA is formed during transport through mucous membrane epithelial cells. Dimeric IgA binds to a poly-Ig receptor on the basolateral membrane of an epithelial cell and is internalized by receptorme diated endocytosis. After transport of the receptor-IgA complex to the luminal surface, the poly-Ig receptor is enzymatically cleaved, releasing the secretory component bound to the dimeric IgA.

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