第四章

免疫球蛋白

Immunoglobulin，Ig

1890年，德國Koch實驗室

Behring和Kitasato:

白喉桿菌外毒素免疫的動物血清中有一種能中和外毒素的物質，當時稱為抗毒素，即現在的抗體。

1891年Behring用抗白喉外毒素的免疫血清治療白喉患者獲得成功

1901年獲第一屆諾貝爾醫學獎EmilAdolfvonBehring1901Nobelprize(thefirst)南醫大三臨臨床檢驗診斷學教研室與抗體有關的諾貝爾獎獲得者1901vonBehring血清治療1908Ehrlich&Metchnikoff抗體生成、吞噬1972Edelman&Poter抗體分子結構1977Yalow放射免疫測定1984Koler,Milstein&Jerne單克隆抗體1987TonegawaIg基因結構南醫大三臨臨床檢驗診斷學教研室Ig電泳區帶：大部分Ig在γ區帶曾有γ球蛋白（丙種球蛋白）之稱丙種球蛋白(G-γ)

≠

抗體

≠

Ig免疫球蛋白（Immunoglobulin，Ig）指具有抗體活性或化學結構與抗體相似的球蛋白。

Ig=Ab+結構類似物抗體（antibody，Ab）

是B細胞接受抗原刺激后增殖分化為漿細胞所產生的糖蛋白，主要存在于血清等體液中，能與相應抗原特異性地結合，顯示免疫功能?？贵w（Antibody，Ab）：功能定義免疫球蛋白（Immunoglobulin，Ig）：結構定義分泌型：抗體膜型：B細胞膜上的抗原受體Ig第一節免疫球蛋白的結構南醫大三臨臨床檢驗診斷學教研室

四肽鏈結構

輕鏈

lightchainL

重鏈

heavychainH一、免疫球蛋白的基本結構南醫大三臨臨床檢驗診斷學教研室RodneyPorter1917-1985NobelPrizein1972GeraldEdelman1929--NobelPrizein1972Milestone:fourpeptideofIgmonomers南醫大三臨臨床檢驗診斷學教研室1972年獲諾貝爾獎南醫大三臨臨床檢驗診斷學教研室1.重鏈（heavychain,H鏈）:

約450～550個氨基酸根據氨基酸組成及序列差異（免疫原性）分為五類：二硫數目位置、寡糖、結構域、鉸鏈區的長度等

重鏈類型：

gadme

(鏈)

組成的Ig：IgG,IgA,IgD,IgM,IgE

亞類：同一類Ig根據絞鏈區氨基酸組成、重鏈二硫鍵數目和位置的差別，可分為亞類（IgG1～4、IgA1-2）。（一）重鏈與輕鏈2.輕鏈（lightchain,L鏈）

約214個氨基酸型：根據輕鏈恒定區免疫原性不同，分為和型。

正常人血清Igκ:λ=2:1小鼠20:1亞型：根據鏈個別氨基酸的差異，分為1～4。南醫大三臨臨床檢驗診斷學教研室1.可變區（variableregion，V區）：位于Ig分子N端，占輕鏈1/2和重鏈1/4或1/5；

高變區（hypervariableregion,HVR）互補性決定區（complementarity-determiningregion,CDR）骨架區（frameworkregion,FR）:獨特的氨基酸序列和空間構象(二)可變區和恒定區：南醫大三臨臨床檢驗診斷學教研室

可變區

(variableregion,V區）近N端

1/2L鏈（VL）

1/4（或1/5）

H鏈（VH）

氨基酸組成及序列變化大NC南醫大三臨臨床檢驗診斷學教研室V區內氨基酸的組成和排列順序變化最為劇烈的特定部位

L鏈3個,H鏈3個高變區=互補性決定區=獨特型決定簇

Ig分子中的同一結構部位高變區（HVR）（hypervaribleregion）HL29-3128-3549-5849-5695-10291-98南醫大三臨臨床檢驗診斷學教研室南醫大三臨臨床檢驗診斷學教研室

穩定CDR的空間構型以利CDR與抗原表位精細的特異性結合

VH或VL各有FR1、FR2、FR3、FR4四個骨架區骨架區（frameworkregion,FR）南醫大三臨臨床檢驗診斷學教研室

氨基酸組成在同一物種的同一類Ig中相對穩定

重鏈和輕鏈的C區分別稱為:CLCH

1、2、3、(4)NC2.恒定區（C區）南醫大三臨臨床檢驗診斷學教研室在同一種屬中，針對不同抗原的同一類別IgC區相近(氨基酸組成和排列順序比較恒定，免疫原性相同),但V區各異。南醫大三臨臨床檢驗診斷學教研室位于CH1～CH2之間富含脯氨酸易伸展彎曲，對蛋白酶敏感

作用:使Ig分子發生構型改變

TY

利于V區與不同距離的抗原表位結合

暴露補體結合位點3.絞鏈區（hingeregion）IgG1,2,4和IgA的較短，IgG3和IgD的較長，IgM和IgE無鉸鏈區。南醫大三臨臨床檢驗診斷學教研室南醫大三臨臨床檢驗診斷學教研室“T”“Y”南醫大三臨臨床檢驗診斷學教研室可變區：variableregionV

高變區

hypervariableregion

HVR1HVR2HVR3

互補決定區

complementaritydeterminingregionCDR1CDR2CDR3

骨架區FR1FR2FR3FR4

恒定區：constantregionC

鉸鏈區：hingeregion小結：南醫大三臨臨床檢驗診斷學教研室4.結構域(功能區)

約由110個氨基酸組成。由鏈內二硫鍵連接并經β-片層折疊形成的具有特定功能的球形單位，稱為Ig的功能區或結構域。功能區的名稱

L鏈：VL、CLH鏈：VHCH1、CH2、CH3、CH4

（IgM和IgE）南醫大三臨臨床檢驗診斷學教研室功能區的作用VH和VL：與抗原特異性結合CL和CH1：某些同種異型（allotype）遺傳標記；IgG的CH2、IgM的CH3：有C1q結合點，可通過經典途徑激活補體；IgG的CH2：通過胎盤；CH3/CH4：

與不同細胞表面的FcR結合，表現不同的生物學效應。南醫大三臨臨床檢驗診斷學教研室J鏈（Joiningchain）：是一條多肽鏈，富含半胱氨酸，由漿細胞合成。主要是將單體Ig連接形成二聚體，IgG,D,E為單體，無J鏈。分泌片（Secretorypiece，SP）：由黏膜上皮細胞合成和分泌，以非共價形式結合到IgA二聚體上，并一起被分泌到黏膜表面，對IgA具有保護作用。二、Ig的其他成分南醫大三臨臨床檢驗診斷學教研室三、Ig的水解片段Papainpepsin南醫大三臨臨床檢驗診斷學教研室木瓜蛋白酶的水解作用二個相同的單價抗原結合片段

2Fab

一個可結晶片段

Fc水解IgGFab段保留了特異性結合抗原的功能Fc

段保留了重鏈的抗原性和相應功能區的活性南醫大三臨臨床檢驗診斷學教研室意義

闡明Ig的結構及生物活性有利于生物制品的生產和純化避免超敏反應的發生胃蛋白酶的水解作用水解

IgG一個與抗原雙價結合段

F（ab’）2小分子多肽碎片

pFc’

第二節免疫球蛋白的異質性

Heterogeneity南醫大三臨臨床檢驗診斷學教研室

類（class）:重鏈C區抗原的差異

γ---IgG

α---IgA

μ---IgM

δ---IgD

ε---IgE一、免疫球蛋白的類型亞類（subclass）同類中重鏈C區的差異同一類免疫球蛋白其重鏈的抗原性

及二硫鍵數目和位置不同

如：IgG有IgG1~IgG4四個亞類

IgA有IgA1~IgA2兩個亞類南醫大三臨臨床檢驗診斷學教研室型（type）:根據輕鏈C區所含抗原表位的差異

λ、κ兩型輕鏈

λ、κ兩型Ig亞型（subtype）:

同一型免疫球蛋白中,按其輕鏈C區N端氨基酸排列的差異，又可分為亞型。SusumuTonegamaIg的基因結構NobelPrize1987南醫大三臨臨床檢驗診斷學教研室

多樣性抗原多樣性抗體二、外源因素所致——Ig的多樣性南醫大三臨臨床檢驗診斷學教研室內源因素所致——Ig的血清型

Ig分子上有三類不同的抗原表位：

同種型同種異型獨特型a、同種型(isotype)

同一種屬所有個體共有的抗原特異性標志決定于H和L鏈的恒定區同一種屬個體相同，不同種屬不同1IgM(kappa)IgG1(kappa)HumanIgHumanIgantiserum(Anti-HumanIgantibody)IgM(kappa)IgG1(kappa)Rabbitb、同種異型(allotype)

同一種屬不同個體間Ig的抗原特異性標志個體遺傳標記

決定于H和L鏈的恒定區和可變區Allotype同種異型IgG1Person3IgG1Person2IgG1Person1c、獨特型(idiotype)

每一種抗體形成細胞克隆所產生的免疫球蛋白V區具有的抗原特異性標志

獨特位抗獨特型抗體1Idiotype獨特型IgG1Person1anti-AIgG1Person1anti-BIgG1Person1anti-C同種型（isotype）種屬型標志，IgC區同種異型（allotype）個體標志，IgC區獨特型（idiotype）每個Ig分子所特有獨特位（Id)HVR/CDR/Id第三節免疫球蛋白的功能

南醫大三臨臨床檢驗診斷學教研室一、V區的功能識別并特異性結合抗原：G2，A4，M5南醫大三臨臨床檢驗診斷學教研室特異性結合抗原，CDR識別和結合特異性抗原南醫大三臨臨床檢驗診斷學教研室1.激活補體

IgM、IgG1-3