2.免疫球蛋白新增

July 5, 2021, 5:50 a.m. 文档页面

【文章导读】免疫球蛋白,浙江大学免疫学研究所,陈玮琳,抗体(antibody,Ab):B细胞在Ag刺激下,产生能与相应Ag发生特异性结合的免疫球蛋白。免疫球蛋白(Immunoglobulin,Ig):具有抗体活性或化学结构与抗体相似的球蛋白。Ab和Ig具有不同之处Ab是Ig

文章介绍图片

  

【正文内容】

免疫球蛋白,浙江大学免疫学研究所,陈玮琳,抗体(antibody,Ab):B细胞在Ag刺激下,产生能与相应Ag发生特异性结合的免疫球蛋白。免疫球蛋白(Immunoglobulin,Ig):具有抗体活性或化学结构与抗体相似的球蛋白。Ab和Ig具有不同之处Ab是Ig,但Ig不一定是Ab免疫球蛋白可分为分泌型(secretedIg,SIg)和膜型(membraneIg,mIg)。Ab介导的免疫称为体液免疫。,抗体和免疫球蛋白,EmilvonBehring(18451917),1901,antitoxinsantibody,是介导体液免疫的重要效应分子,是B细胞接受抗原刺激后增殖分化为浆细胞所产生的球蛋白。

一、免疫球蛋白的基本结构,四条肽链结构Ig的基本结构是四条肽链的对称结构2H+2L=Ig单体,一、免疫球蛋白的基本结构,重链:免疫球蛋白重链分子量约为5075kDa,由450550个氨基酸残基组成,并结合有不同糖基,因此免疫球蛋白属糖蛋白。H链:、、、、IgMIgGIgAIgDIgE,不同类的免疫球蛋白,其链内和链间二硫键的数目和位置、连接寡糖的数量、结构域的数目及铰链区的长度等均不完全相同,一、免疫球蛋白的基本结构,轻链:免疫球蛋白轻链分子量约为25kDa,由214个氨基酸残基组成。根据轻链结构和抗原性的不同分为(kappa)链和(lambda)链,免疫球蛋白因此分为两型(type),即型和型。

各类免疫球蛋白轻链均有型和型,两型轻链的功能无差异。正常人血清免疫球蛋白的型:型约为2:1,在小鼠则为20:1。,一、免疫球蛋白的基本结构,可变区和恒定区可变区(VariableRegion,V区):位于Ig分子N端,占轻链1/2和重链1/4或1/5;不同抗体其IgV区氨基酸组成和排列有较大差异,并决定抗体与抗原结合的特异性;,一、免疫球蛋白的基本结构,可变区和恒定区高变区(hypervariableregion,HVR),或称互补性决定区(complementaritydeterminingregion,CDR):VH和VL可变区内各有3个区域的氨基酸组成和排列顺序变化特别大,共同组成一个与抗原决定基互补的表面。

即抗原结合部位。用HVR13或CDR13表示。独特型决定簇:与特异性抗原结合的部位。骨架区(Frameworkregion,FR),一、免疫球蛋白的基本结构,可变区和恒定区恒定区(ConstantRegion,C区):位于Ig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Ig多种生物学功能。重链和轻链的C区分别称为CH和CL,不同型免疫球蛋白的CL长度基本一致,但不同类免疫球蛋白的CH长度不尽相同,可从CH1CH3或CH1CH4。,一、免疫球蛋白的基本结构,铰链区CH1和CH2之间,由30个氨基酸组成的富含脯氨酸的结构称为铰链区。

功能:(1)利于IgCDR与Ag决定簇吻合;(2)与Ag结合后,“T”转变为“Y”型,补体结合点暴露,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:IgG的CH2和IgM的CH3:补体C1q结合点;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IgEFc受体结合。,三、免疫球蛋白的其他成分。

J链:由浆细胞合成、富含Cys的多肽链,连接Ig单体形成多聚体,如IgA二聚体和IgM五聚体的形成。分泌片(SP):由粘膜上皮细胞产生的含糖肽链,为分泌型IgA的辅助成分,可以非共价形式结合到IgA二聚体上,并一起分泌到粘膜表面。作用机理:保护铰链区的酶解,介导二聚体的跨膜转运。,SIgA参与黏膜局部免疫,四、免疫球蛋白的酶解片段,木瓜蛋白酶2Fab结合Ag1Fc可结晶,保留Ag性及相应功能区的功能胃蛋白酶1F(Ab)2结合Ag,双价pFc无活性碎片意义:免疫球蛋白酶解片段的研究不仅对阐明免疫球蛋白的结构和生物活性十分重要,而且对生物制品的应用也有重要意义。如白喉抗毒素、破伤风抗毒素经胃蛋白酶酶解后精制提纯的制品。

因去掉Fc段而减少超敏反应的发生。,四、免疫球蛋白的抗原性或异质性,免疫球蛋白异质性表现为:不同抗原表位刺激所产生的抗体分子,其结合抗原的特异性不同;同一抗原表位刺激所产生的抗体分子,其结合抗原的特异性相同;但恒定区不同。抗体可变区的异质性抗体恒定区的异质性:类、亚类、型、亚型外源因素引起的异质性Ig的多样性内源因素引起的异质性Ig的血清型同种型、同种异型、独特型,免疫球蛋白的抗原性,同种型(isotype):是同一种属所有个体的免疫球蛋白分子所共有的抗原特异性。同种异型(allotype):是同一种属的不同个体间的免疫球蛋白分子所具有的不同的抗原特异性。独特型:同一个体内的免疫球蛋白分子可变区的抗原特异性各不相同。

其超变区各自具备独特的抗原表位结构,称为抗体的独特型(idiotype,Id)。,四、免疫球蛋白的抗原性,抗独特型抗体:独特型可刺激异种、同种异体以及自体产生的抗体为抗独特型抗体(Antiidiotypeantibody,AId)意义:独特型抗独特型网络机体免疫调节的主要方式之一。,五、各类Ig的特点,单体结构含量高,占血清Ig总量的7580,其中IgG1含量最多半衰期约最长:2023天,再次免疫应答产生的主要抗体,其亲和力高,分布广中和毒素、调理吞噬、激活补体,是抗感染的主要抗体唯一能通过胎盘的Ig(IgG13)新生儿抗感染免疫能与葡萄球菌胞壁上的A蛋白(SPA)结合纯化抗体、免疫诊断,IgG。

IgM五聚体,单体:膜结合型构成BCR五聚体:分泌型巨球蛋白IgM分子量大,不易透出血管,对防止菌血症、败血症的发生具有强大的作用。有较多结合价,是高效能的抗体,其杀菌、溶菌、溶血、促吞噬以及凝集作用比IgG高500倍1000倍。产生最早(个体发育中最早合成,初次体液免疫应答中最早产生),半衰期较短(5天左右),故IgM既是宫内感染的指标,又是传染病早期诊断的指标。,IgA,1、血清型IgA占血清Ig总量的10152、分泌型IgA(SIgA)结构:J链连接的双体和分泌片分布:胃肠道和支气管分泌液、乳汁(初乳中含量最高)、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。,单体结构含量最低,约占Ig总量的0.002%黏膜下淋巴组织中的浆细胞产生与I型超敏反应密切相关FcRI为高亲和力受体,主要分布在肥大细胞和嗜碱性粒细胞膜上。,IgE,六、免疫球蛋白的生物学功能,特异性结合抗原激活补体结合细胞通过胎盘和黏膜具有抗原性,六、免疫球蛋白的生物学功能,V区功能,Ig通过V区识别并特异性结合抗原。

发挥免疫效应。结合抗原的效价IgG、IgE、IgD:双价IgA:4价IgM:理论上10价,实际上5价。介导免疫效应:中和毒素,阻止病原体感染、作为抗原受体识别抗原等。,C区的功能,1、激活补体IgG13、IgM经典途径IgA、IgE、IgG4聚合物旁路途径2、结合细胞表面的Fc受体(FcR)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。如IgG与巨噬细胞、中性粒细胞,发挥抗体依赖细胞介导的细胞毒作用(antibodydependentcellmdeiatedcytotoxicity,ADCC):指具有杀伤活性的细胞如NK细胞通过其表面表达的Fc受体识别结合于靶抗原(如病毒感染细胞或肿瘤细胞)上的抗体Fc段。

直接杀伤靶细胞。NK细胞是介导ADCC的主要细胞。抗体与抗原的结合是特异性的,而ADCC杀伤作用是非特异性的。介导I型超敏反应:IgE,3、穿过胎盘和粘膜:IgG是唯一能穿过人胎盘屏障的免疫球蛋白,对新生儿的免疫具有重要作用。IgG通过结合母体侧滋养层细胞表面的FcRn,主动转移到胎儿血循环。分泌型IgA与粘膜免疫,Ig基因由三组不连锁的基因群控制,即轻链基因群(2号)、轻链基因群(22号)和重链基因群(14号)基因重排(generearrangement)在B细胞发育过程中,一部分基因片段互相接近,重新排列,形成功能性的Ig基因单位的过程。,七、免疫球蛋白基因,七、免疫球蛋白基因,表:人胚系基因中Ig基因定位与片段。

注:括号中为除假基因及无效基因之外的功能基因片段数,基因重排V/D/J/C基因群中各选择一个片段,组成单个Ig的编码基因,再转录翻译成功能性Ig。Ig基因重排:胚系B细胞VH基因(DJVDJ)重排轻链基因(V/J)重排(先是k,重组失败,基因重排)VDJ或VJ基因与C基因连接,形成mRNA翻译为重链和轻链以二硫键组合成Ig,七、免疫球蛋白基因,TheNobelPrizeinPhysiologyorMedicine1987forhisdiscoveryofthegeneticprincipleforgenerationofantibodydiversity,SusumuTonegawa(利川根进)。

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(recombinationsignalsequence,RSS)是由寡核苷酸组成的七聚体(heptamer)5CACAGTG3、九聚体(nonamer)5ACAAAAACC3,以及两者之间较少保守性的间隔序列(spacer)所组成。间隔序列的碱基数为12或23,在重组酶的识别和作用下,带有12bp间隔序列的RSS基因片段只能和带有23bp间隔序列的基因片段结合,保证了基因片段的正确连接,该现象称为“1223规则”。,七、免疫球蛋白基因,Ig的基因重排信号序列,七、免疫球蛋白基因:基因重排,重组酶(recombinase)是一组参与V、(D)、J基因片段重组的酶。

重组激活基因(recombinationactivatinggene,RAG)编码重组激活酶,有RAG1和RAG2两种,形成的复合物是一种内切酶,可特异性识别并切除V、(D)、J基因片段两侧RSS的保守序列。末端脱氧核苷酸转移酶(terminaldeoxynucleotidyltransferase,TdT)表达于B细胞前体,可将数个核苷酸(N核苷酸)通过一种非模板编码(nontemplateencoded)的方式加到DNA的断端。其他还有切开发夹结构的内切酶,参与修复DNA双链断端的DNA外切酶、DNA合成酶等。,七、免疫球蛋白基因:基因重排,VDJ基因重组的结果:促进免疫球蛋白基因的转录,

教案相关推荐  
三九文库 www.999doc.com
备案图标苏ICP备2020069977号