医学免疫学 第四章免疫球蛋白 Lecture3Antibody 1 1 Concepts2 Structureofimmunoglobulins3 Immunogenicityofimmunoglobulins Isotypes Allotypes Idiotypes 4 Thefunctionofantibodies5 Antibodyclasses6 ArtificialAntibody Outlineofthelecture 2 EmilvonBehring 1845 1917 antibody In1890byvonBehringandKitasatodescribedanactivityinserumoftoxin immunizedanimalsthatneutralizedtoxin Transferofimmuneserumcouldprotectna veanimalsfromdiphtheriaortetanus History 3 抗体 antibody Ab 是B细胞接受抗原刺激后增殖分化为浆细胞所产生的糖蛋白 主要存在于血清等体液中 能与相应抗原特异性结合显示免疫功能 是介导体液免疫的重要效应分子 免疫球蛋白 Immunoglobulin Ig 具有抗体活性或化学结构与抗体类似的球蛋白 分泌型 secretedIg sIg Ab 膜型 membraneIg mIg BCR 4 Day02468 RestingBcell Antibodyformingcell AFC plasmacell Y Y Y Y Y Y Y Y Y Y Y Y Y Y Y Y Y Y Y Y Y Y Y Y Y Y Y Y Y Y Y Y Y 5 1 Concepts2 StructureofAntibody3 ImmunogenicityofAntibody Isotypes Allotypes Idiotypes 4 Thefunctionofantibodies5 Antibodyclasses6 ArtificialAntibody Outlineofthelecture 6 Structureofantibody BasicstructureHeavychainandLightchain 重链和轻链 VariableregionandConstantregion 可变区和恒定区 OtherstructuresHingeregion 铰链 Joiningchain J链 Secretorycomponent SC 分泌片 Domains 功能区 FragmentationofIgbyproteolyticcleavage 7 1 Basicstructure HeavychainandLightchainVariableregionandConstantregionOtherstructuresHingeregion 铰链 Joiningchain J链 Secretorycomponent SC 分泌片 8 Thebasicstructure Four polypeptidesstructureTwoidenticalheavychainandtwoidenticallightchain 2H 2L Lightchaincombinewithheavychainthroughinterchaindisulfidebonds andtwoheavychainscombinewitheachotheralsothroughinterchaindisulfidebonds 9 重链 heavychain H 约440 550个氨基酸 根据重链恒定区结构和免疫原性的差异而分为五类 相应Ig IgG IgA IgM IgD IgE轻链 lightchain L 约220个氨基酸 根据轻链恒定区免疫原性不同 分为 和 两型 一个天然Ig分子两条轻链的型别是相同的 在不同种属的动物 与 链的比例不同 人 2 1 小鼠 20 1 1 Heavychain H Lightchain L 10 Ig根据重链恒定区结构的差异分为五类 11 Accordingthedegreeofvariabilityinaminoacidsequence VregionaretheN terminalquarteroftheH chainandtheN terminalhalfoftheL chain CregionaretheC terminalthree quartersoftheH chainandtheC terminalhalfoftheL chain 2 Variableregion Vregion andconstantregion Cregion 12 Vregions VL VH arethesitewhereantigensbindspecificallytoantibodies Fab antigenbindingfragment aretheN terminalhalfoftheH chainandalloftheL chain Fc crystallizedfragment aretheC terminalhalfoftheH chainfragmentthatcrystallized Fab Fc 13 Hypervariableregions 高变区 HV SequencevariabilityinVregionsisconcentratedinseveralregions calledHypervariableregions Theyarealsocalledcomplementary determiningregions 互补决定区 CDRs Itiscomlementarytothestructureofepitope Frameworkregions 骨架区 FR theremainregionsinVregions Hypervariableregions HV CDR andframeworkregions FR 14 DomainsofIg 15 Hingeregion 铰链区 Joiningchainandsecretorycomponent SC J链和分泌片 3 Otherstructures 16 IgG IgDandIgAcontainanextendedpeptidesequencebetweenCH1andCH2domains Thisregion calledhingeregion Berichinprolinesandisflexible givingIgG IgDandIgAsegmentalflexibility IgM IgElackhingeregion buttheyhaveCH2inthisregionandhaveextraCH4 1 Hingeregion exceptforIgE IgM 17 Flexibilityofimmunoglobulins 18 Joiningchainaidtocombinemonomersintopolymers FivemoleculesofIgMusuallypolymerizeintoalargerpentamer SecretoryIgAisadimmer Secretorycomponent SC canpreventthesecretoryIgAdimmersfromdegradationofotherproteases SecretoryIgAalwaysdistributeonlumenalsurface 2 Joiningchainandsecretorycomponent SC 19 SecretoryIgAisadimmer 20 IgMpolymerizeintoapentamer 21 2 ThedomainsofIg BothH andL chainshaveintrachaindisulfidebridgesevery90aminoacidresidues whichcreatepolypeptideloops domains of110aminoacids 免疫球蛋白的功能区 22 HchainVariableregionisonedomain referredtoasVH constantregionhasthreeorfourdomains referredtoasCH1 CH2 CH3 CH4 IgG IgA IgDhasthreedomains CH1 CH2 CH3inCregion whileIgM IgEhasfourdomains CH1 CH2 CH3 CH4inCregion L chainVariableregionisonedomain referredtoasVL constantregionalsohasonlyonedomain referredtoasCL 23 DomainsofIgG IgA IgD 1 Hchain Vregion VH Cregion CH1 CH2 CH3 IgE IgMhasanotherCH4 2 Lchain Vregion VL Cregion CL 24 3 Immunoglobulinfragments Papain 木瓜蛋白酶 digestion Fabfragmentantigenbinding Fcfragment crystallizablePepsin 胃蛋白酶 digestion F ab 2 composedoftwoFab likefragments TheFcfragmentisdegradedintomanysmallfragment 25 1 Concepts2 Structureofimmunoglobulins3 Immunogenicityofimmunoglobulins Isotypes Allotypes Idiotypes 4 Thefunctionofantibodies5 Antibodyclasses6 ArtificialAntibody Outlineofthelecture 26 抗体的异质性 抗体的异质性指抗体的结构和功能上的不均一性或差异性 多种机制导致抗体的异质性 抗原的多样性 不同抗原含有不同的抗原表位 刺激产生特异性不同的抗体 V区不同 抗原表位的多样性 同一抗原往往含有多种不同的抗原表位 刺激产生多种特异性不同的抗体 V区不同 抗体类型的多样性 针对同一抗原表位产生的抗体特异性相同 V区相同 但类 型可能不同 C区不同 27 Ig的类型类 class 根据CH免疫原性的不同分为五大类 IgGIgMIgAIgDIgE亚类 subclass 同一类免疫球蛋白根据重链的免疫原性和二硫键数目 位置的不同 可分为 IgG1 G4 IgA1 A2 IgM1 M2 型 type 根据CL免疫原性的不同分为两个型 型和 型亚型 subtype 同一型免疫球蛋白可根据CL的N端氨基酸排列的差异 又可分为亚型 28 Ig具有的抗原表位同种型 isotype 指同一种属所有个体的Ig分子共有的抗原特异性标志 位于IgC区 同种异型 allotype 指同一种属不同个体间Ig分子所具有的不同的抗原特异性标志 位于IgC区 独特型 idiotype 指同一个体不同B细胞克隆产生的Ig分子所特有的抗原特异性标志 独特型由若干个抗原决定基组成 又称为独特位 主要存在于IgV区 29 isotype antigenicfeaturesofaclassofimmunoglobulin allotype varyamongindividualswithinaspeciesidiotype uniqueV regionaminoacidsequencesofthehomogeneousimmunoglob