第五章 免疫球蛋白

　　一、 重点与难点提示：

　　本章重点掌握抗体和免疫球蛋白的概念、免疫球蛋白的基本结构、功能区及其功能、抗体的生物学活性、单克隆抗体的概念;熟悉免疫球蛋白的水解片段及其功能五类免疫球蛋白的特点与功能。

　　二、基本概念及要点：

　　掌握以下基本概念：

　　1、抗体(Ab)：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。

　　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)。

　　3、超变区：V区内氨基酸组成及排列顺序的变化程度并不均一，其中变化最为剧烈的特定部位称为超变区(hypervariable region，HVR)。

　　4、互补决定区：VL与VH均有3个HVR，它们共同组成Ig的抗原结合部位(antigen-binding site),该部位因在空间结构上可与抗原决定簇形成精密的互补，故超变区又称互补性决定区(complementarity determining region，CDR)。

　　5、单克隆抗体：由单一克隆B细胞或者杂交瘤细胞产生的、只作用于某一种抗原表位的高度特异性抗体称为单克隆抗体(monoclonal antibody，mAb)。

　　掌握以下要点：

　　一、免疫球蛋白的结构

　　(一)、基本结构(以IgG为例)

　　1、四肽链结构

　　由两条相同的长链和两条相同的短链通过二硫键连接而成的四肽链分子。

　　2、两种链(重链与轻链)

　　重链(heavy chain, H链)：由450-550个氨基酸残基组成。

　　轻链(light china, L链)：由大约214个氨基酸残基组成。

　　3、每种链：两端，即氨基端(N端)、羧基端(C)

　　4、每种链：两区(可变区与恒定区)

　　①可变区(variable region, V区)

　　* Ig分子N端，在轻链1/2和重链1/4处，氨基酸组成和排列有较大差异 。

　　V区又可分为高变区(或互补决定区)和骨架区。

　　* 高变区(hypervariable region, HVR)：在VL和VH中某些局部区域的氨基酸组成与排列变异极大，此为HVR。VH和VL各有3个HVR。

　　* 互补性决定区(complementarity-determining region)：高变区乃抗体与抗原(决定簇)特异性结合的位置，该部位因在空间结构上可与抗原决定簇形成精密的互补，故HVR又称为CDR。

　　* 骨架区(framework region, FR)：V区中非HVR部位的氨基酸组成和排列相对保守，此为FR。VH和VL各有4个骨架区。

　　②恒定区(constant region, C区)

　　* Ig分子C端，在轻链1/2和重链1/4(IgG、IgA、IgD)或1/5(IgM、IgE)处，氨基酸的组成和排列比较恒定。* C区虽不直接与抗原表位结合，但Ig的多种生物学活性是由C区介导的。

　　(二)、功能区

　　1、定义：Ig的多肽链分子可折叠成若干个链内由二硫键连接的球形结构。每个球形结构约由110个氨基酸组成，具有一定的功能，故称功能区。

　　2、各类Ig功能区

　　L链：VL、CL H链：VH、CH1、CH2、CH3、CH4(IgM、IgE)

　　3、功能区功能(以IgG为例)

　　1) VH和VL：与抗原特异性结合的部位;

　　2) CL和CH1：某些同种异型(allotype)遗传标记;

　　3) IgG的CH2、IgM的CH3：补体C1q结合点(激活补体经典途径);

　　4) IgG的CH3：结合单核/巨噬细胞表面FcR(介导不同生物学效应);

　　5)铰链区(hinge region)

　　* 位于CH1与CH2之间，含有丰富的脯氨酸，对蛋白酶敏感;不含α螺旋，故易伸展弯曲，有利于IgV区与抗原互补性结合;有利于暴露补体结合点。

　　(三)、水解片段

　　1、木瓜蛋白酶(papain)水解片段

　　IgG在木瓜蛋白酶作用下

　　→Fab段(抗原结合段)×2 + Fc段(可结晶段)

　　2、胃蛋白酶(pepsin)水解片段

　　IgG在胃蛋白酶作用下

　　→F(ab’)2 + pFc’(无活性)

　　意义：研究抗体的化学结构;用于临床，如用胃蛋白酶水解抗体保留了免疫原性，而pFc’又避免了Fc段因亲细胞性而引起的副作用。

　　(四)、J链和分泌片

　　1、J链(joining chain)

　　2、分泌片(secretory piece, sp)又称分泌成分(secretory comonent, sc)

　　二、免疫球蛋白质的类型

　　(1)类：根据重链恒定区(CH)氨基酸组成和排列不同，有γ、μ、α、δ、ε五种重链，分别组成IgG、IgM、IgA、IgD和IgE五类Ig;

　　亚类：同一类Ig根据绞链区氨基酸组成、重链二硫键数目和位置的差别，可分为亚类(IgG1-IgG4;IgA1-2)。

　　(2)型：根据轻链恒定区(CL)氨基酸组成和排列不同不同，分为κ型(kappa)和λ型(lambda)。

　　亚型：根据入链恒定区个别氨基酸的差异，分为λ1-4亚型。

　　三、免疫球蛋白的功能

　　(一)、V区的功能

　　V区的基本功能是与相应的抗原表位特异性地结合;

　　* 体液中的抗体与相应抗原结合：(A)发挥中和毒素和病毒作用;(B)介导体液免疫效应(生理与病理);

　　* B细胞表面的Ig(BCR)特异性结合抗原表位，赋予B细胞特异性识别抗原表位的能力

　　(二)、C区的功能

　　1、激活补体

　　(1)IgM、IgG1-3与抗原结合成复合物，激活经典途径。

　　(2)凝聚的IgA或IgG4可激活补体旁路途径。

　　2、与细胞表面FcR结合

　　(1)调理作用(opsonization)

　　* 促进吞噬细胞吞噬细菌等颗粒性抗原的作用。

　　* Ig Fc段与吞噬细胞表面FcR结合 →促进吞噬作用;