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抗体第三讲第1页，本讲稿共35页主要内容主要内容一一 抗体与免疫球蛋白概念抗体与免疫球蛋白概念二二 免疫球蛋白单体分子结构与功能免疫球蛋白单体分子结构与功能三三 免疫球蛋的种类与抗原性免疫球蛋的种类与抗原性四四 各类抗体的基本特性各类抗体的基本特性五五 抗体的人工制备抗体的人工制备第2页，本讲稿共35页一、相关概念一、相关概念 1 1 1 1、抗体（、抗体（、抗体（、抗体（Antibody,AbAntibody,AbAntibody,AbAntibody,Ab）指能和相应抗原特异性结）指能和相应抗原特异性结）指能和相应抗原特异性结）指能和相应抗原特异性结合的具有免疫功能的球蛋白，是合的具有免疫功能的球蛋白，是合的具有免疫功能的球蛋白，是合的具有免疫功能的球蛋白，是B B B B淋巴细胞识别抗淋巴细胞识别抗淋巴细胞识别抗淋巴细胞识别抗原后增殖分化为桨细胞所产生的，主要存在于血原后增殖分化为桨细胞所产生的，主要存在于血原后增殖分化为桨细胞所产生的，主要存在于血原后增殖分化为桨细胞所产生的，主要存在于血液、组织液及其它外分泌液中。液、组织液及其它外分泌液中。液、组织液及其它外分泌液中。液、组织液及其它外分泌液中。第3页，本讲稿共35页一、相关概念一、相关概念 2 2 2 2、免疫球蛋（、免疫球蛋（、免疫球蛋（、免疫球蛋（Immunoglobulin,IgImmunoglobulin,IgImmunoglobulin,IgImmunoglobulin,Ig）:是指具有是指具有是指具有是指具有抗体活性的或化学结构与抗体相似的球蛋白。抗体活性的或化学结构与抗体相似的球蛋白。抗体活性的或化学结构与抗体相似的球蛋白。抗体活性的或化学结构与抗体相似的球蛋白。抗体和免疫球蛋白的关系：抗体是免疫球蛋白，抗体和免疫球蛋白的关系：抗体是免疫球蛋白，抗体和免疫球蛋白的关系：抗体是免疫球蛋白，抗体和免疫球蛋白的关系：抗体是免疫球蛋白，并非所有的免疫球蛋白都具有抗体活性。并非所有的免疫球蛋白都具有抗体活性。并非所有的免疫球蛋白都具有抗体活性。并非所有的免疫球蛋白都具有抗体活性。第4页，本讲稿共35页一、相关概念一、相关概念 1964196419641964年，年，年，年，WHO WHO WHO WHO 将具有抗体活性以及与抗体相关的球蛋白统称为将具有抗体活性以及与抗体相关的球蛋白统称为将具有抗体活性以及与抗体相关的球蛋白统称为将具有抗体活性以及与抗体相关的球蛋白统称为IgIgIgIg。即。即。即。即免疫球蛋白超家族免疫球蛋白超家族免疫球蛋白超家族免疫球蛋白超家族(Ig supperfamily,IGSF)(Ig supperfamily,IGSF)(Ig supperfamily,IGSF)(Ig supperfamily,IGSF)，相似的，相似的，相似的，相似的结构结构结构结构共同基因祖先共同基因祖先共同基因祖先共同基因祖先同一家族。主要包括：同一家族。主要包括：同一家族。主要包括：同一家族。主要包括：MHCMHCMHCMHC，Ab,TCRAb,TCRAb,TCRAb,TCR受受受受体等。体等。体等。体等。第5页，本讲稿共35页二、免疫球蛋白基本结构二、免疫球蛋白基本结构第6页，本讲稿共35页第7页，本讲稿共35页二、免疫球蛋白基本结构与功能二、免疫球蛋白基本结构与功能由两条重链（H）与两条轻链（L），共4条肽链组成的“Y”字形结构，当不与抗原发生结合时，一般呈“T”字形。每条H和L分有氨基端和羧基端。第8页，本讲稿共35页二、免疫球蛋白基本结构与功能二、免疫球蛋白基本结构与功能(一)免疫球蛋白单体分子结构1、重链：由420460个氨基酸组成，两条重链之间由一对或一对以上的二硫键连接。重链从氨基端（N）最初的110个氨基酸称为可变区（VH）,其余为恒定区（CH）。第9页，本讲稿共35页二、免疫球蛋白基本结构与功能二、免疫球蛋白基本结构与功能 重链有重链有、五种类型，由此决定了抗五种类型，由此决定了抗体的类型分别为体的类型分别为IgAIgA、IgMIgM、IgGIgG、IgDIgD、IgE,IgE,同一种同一种动物不同免疫球蛋白的差别就是由重链所决定的。动物不同免疫球蛋白的差别就是由重链所决定的。IgG IgG IgG IgG 的的的的H H H H链：链：链：链：链链链链 （gamma)gamma)gamma)gamma)IgA IgA IgA IgA 的的的的H H H H链：链：链：链：链链链链 (alpha)(alpha)(alpha)(alpha)IgM IgM IgM IgM 的的的的H H H H链：链：链：链：链链链链 (mu)(mu)(mu)(mu)IgD IgD IgD IgD 的的的的H H H H链：链：链：链：链链链链 (delta)(delta)(delta)(delta)IgE IgE IgE IgE 的的的的H H H H链：链：链：链：链链链链 (epsilon)(epsilon)(epsilon)(epsilon)第10页，本讲稿共35页二、免疫球蛋白基本结构与功能二、免疫球蛋白基本结构与功能2、轻链:由213216个氨基酸组成，两条重链之间由一对或一对以上的二硫键连接。轻链从氨基端(N)最初的109个氨基酸称为可变区(VL),其余为轻链恒定区(CL)。轻链分、链，但各类免疫球蛋白轻链均相同，而各类免疫球蛋白都有两型轻链分子。第11页，本讲稿共35页二、免疫球蛋白基本结构与功能二、免疫球蛋白基本结构与功能3、铰链：位于CH1与CH2之间，含有丰富的脯氨酸，因此易伸展弯曲，而且易被木瓜蛋白酶、胃蛋白酶等水解。第12页，本讲稿共35页二、免疫球蛋白基本结构与功能二、免疫球蛋白基本结构与功能(一一)免疫球蛋白的功能区免疫球蛋白的功能区IgAIgA、IgGIgG、IgDIgD有四个功能区，有四个功能区，分别为：分别为：VHVHVLVL：抗体结合部位抗体结合部位CLCLCH1CH1：遗传标志：遗传标志CH2CH2：补体结合部位：补体结合部位CH3CH3：细胞：细胞FcFc受体结合部位受体结合部位CH4CH4：IgE IgE、IgMIgM多此功能区，多此功能区，为亲细胞位点。为亲细胞位点。第13页，本讲稿共35页二、免疫球蛋白基本结构与功能二、免疫球蛋白基本结构与功能(三)水解片段与生物学活性第14页，本讲稿共35页二、免疫球蛋白结构与功能二、免疫球蛋白结构与功能(三)水解片段与生物学活性用木瓜蛋白酶可将抗体分子水解成大小相近的三个片段，其中两个相同，可与抗原发生特异性结合，为(Fab)，另一个片段可形成蛋白结晶，称Fc，抗抗体就是针对抗抗体就是针对FcFc段段的。第15页，本讲稿共35页二、免疫球蛋白基本结构与功能二、免疫球蛋白基本结构与功能(三)水解片段与生物学活性用胃蛋白酶消化可形成双价抗体活性为(Fab)2 和Fc,后者无活性。第16页，本讲稿共35页二、免疫球蛋白基本结构与功能二、免疫球蛋白基本结构与功能(四)免疫球蛋白的特殊分子结构1、连接链：即J链，是一条多肽链，富含半胱氨酸，由浆细胞合成。功能：连接单体的结构，以二硫链与免疫球蛋白的Fc段共价结合。IgM第17页，本讲稿共35页二、免疫球蛋白结构与功能二、免疫球蛋白结构与功能免疫球蛋白的特殊分子结构2、分泌成分：是分泌型IgA所特有的，它是由局部黏膜上皮细胞合成。功能：其作用为促进上皮细胞从组织中吸收分泌型IgA并将其释放于胃肠道和呼吸道内，同时可防止蛋白酶的降解。第18页，本讲稿共35页三、免疫球蛋白的种类和抗原性三、免疫球蛋白的种类和抗原性（一）免疫球蛋白的种类1、类（class）：根据重链、五种类型，分别为IgA、IgM、IgG、IgD、IgE,同一种动物不同免疫球蛋白的差别就是由重链所决定的。2、亚类（subclass）：根据重链恒定区的微细结构、二硫链的位置差异分。第19页，本讲稿共35页三、免疫球蛋白的种类和抗原性三、免疫球蛋白的种类和抗原性（一）免疫球蛋白的种类3、型（type）：根据轻链恒定区的抗原性不同，分为、型，但同型。4、亚型(subtype)：根据、型链恒定区上氨基酸排列顺序差异。第20页，本讲稿共35页三、免疫球蛋白的种类和抗原性三、免疫球蛋白的种类和抗原性(二)免疫球蛋白的抗原性1、同种型（isotype）指在同一种属动物所有个体共同具有的抗原特异性，即是在同一种动物不同个体之间同时存在不同类型的免疫球蛋白，不表现出抗原性，只是在异种动物之间才表现出抗原性。第21页，本讲稿共35页三、免疫球蛋白的种类和抗原性三、免疫球蛋白的种类和抗原性(二)免疫球蛋白的抗原性2、同种异型（allotype）指免疫球蛋白在同一种动物不同个体之间呈现出的抗原性。可用于亲子鉴定。（3）独特型（idiotype）又称个体基因型，由抗体分子的可变区呈现的抗原性。抗独特型抗体抗独特型抗体由独特型在异种、同种异体及同一个体内所产生的抗体。第22页，本讲稿共35页四、各类免疫球蛋白的特性与功能四、各类免疫球蛋白的特性与功能1、IgG：血清中含量最高；介导体液免疫；单体形式存在；惟一通过人和兔的抗体。2、IgM：免疫应答中最早产生的；由五个单体组成；分子量最大；抗感染免疫中起作用；抗菌、抗病毒、中和毒素作用。第23页，本讲稿共35页四、各类免疫球蛋白的特性与功能四、各类免疫球蛋白的特性与功能3、IgA：单体和二聚体形式存在；粘膜免疫中占主导。4、IgE：单体存在；介导一型变态反应；具有亲细胞性。5、IgD：血清中含量最低；与免疫记忆或过敏反应有关；是B细胞的重要表面标志。第24页，本讲稿共35页五、抗体的人工制备五、抗体的人工制备(一一一一)、多克隆抗体（、多克隆抗体（、多克隆抗体（、多克隆抗体（Polyclonal antibodyPolyclonal antibodyPolyclonal antibodyPolyclonal antibody，PcAb)PcAb)PcAb)PcAb)用传统的抗体制备方法用传统的抗体制备方法用传统的抗体制备方法用传统的抗体制备方法,将抗原物质注入动物体内获得将抗原物质注入动物体内获得将抗原物质注入动物体内获得将抗原物质注入动物体内获得的免疫血清的免疫血清的免疫血清的免疫血清,是机体多个是机体多个是机体多个是机体多个B B B B细胞克隆针对抗原分子上的细胞克隆针对抗原分子上的细胞克隆针对抗原分子上的细胞克隆针对抗原分子上的不同不同不同不同抗原决定簇抗原决定簇抗原决定簇抗原决定簇产生的混合抗体产生的混合抗体产生的混合抗体产生的混合抗体,这种用体内免疫法制备的这种用体内免疫法制备的这种用体内免疫法制备的这种用体内免疫法制备的免疫血清称为多克隆抗体。免疫血清称为多克隆抗体。免疫血清称为多克隆抗体。免疫血清称为多克隆抗体。缺点：缺点：缺点：缺点：特异性不高，易出现交叉反应；质量难以控制特异性不高，易出现交叉反应；质量难以控制特异性不高，易出现交叉反应；质量难以控制特异性不高，易出现交叉反应；质量难以控制 第25页，本讲稿共35页五、抗体的人工制备五、抗体的人工制备(二二二二)、单克隆抗体（、单克隆抗体（、单克隆抗体（、单克隆抗体（Monoclonal antibodyMonoclonal antibodyMonoclonal antibodyMonoclonal antibody，McAb)McAb)McAb)McAb)由单一克隆由单一克隆由单一克隆由单一克隆B B B B细胞杂交瘤产生的，只识别抗细胞杂交瘤产生的，只识别抗细胞杂交瘤产生的，只识别抗细胞杂交瘤产生的，只识别抗原分子原分子原分子原分子某一特定抗原决定簇某一特定抗原决定簇某一特定抗原决定簇某一特定抗原决定簇的具有高度特异的具有高度特异的具有高度特异的具有高度特异性和高纯度的抗体。性和高纯度的抗体。性和高纯度的抗体。性和高纯度的抗体。优点：结构相同，成份均一、特异性强、纯优点：结构相同，成份均一、特异性强、纯优点：结构相同，成份均一、特异性强、纯优点：结构相同，成份均一、特异性强、纯度高、无交叉反应等。度高、无交叉反应等。度高、无交叉反应等。度高、无交叉反应等。第26页，本讲稿共35页五、抗体的人工制备五、抗体的人工制备(三三)单克隆抗体技术单克隆抗体技术-体外体外B B淋巴细胞淋巴细胞杂交廇技术杂交廇技术 由科勒（kohler）和米尔斯坦(Milstein)，在乔纳(Jerne)个体基因型网络学说的启迪下，创建成功的，于1975年8月7日，在英国的nature杂志上发表题为“分泌预定特异性抗体融合细胞的持续培养”的论文，从此宣告发单克隆抗体杂交瘤技术的正式诞生。并于1984年12月10日获得诺贝尔奖。第27页，本讲稿共35页五、抗体的人工制备五、抗体的人工制备(三三)单克隆抗体技术单克隆抗体技术-体外体外B B淋巴细胞杂交廇技术淋巴细胞杂交廇技术1 三要素：（1）B淋巴细胞克隆系（2）骨髓瘤细胞（3）细胞融合产生杂交瘤细胞第28页，本讲稿共35页骨髓瘤细胞株须的要求：不分泌瘤细胞自身的免疫球蛋白，否则会降低杂交瘤细胞分泌特异性抗体的质量。是对8-氮鸟嘌呤（8-AG）或6-巯基鸟嘌呤（6-TG）有抗药性，且缺乏次黄嘌呤鸟嘌呤磷酸转移酶（HGPRT）和胸腺嘧啶核糖转移酶（TK）的变异株。培养液的要求：含有次黄嘌呤（H）、氨基喋呤（A）和胸腺嘧啶核苷（T）的HAT选择培养基。第29页，本讲稿共35页五、抗体的人工制备五、抗体的人工制备(三三)单克隆抗体技术单克隆抗体技术-体外体外B B淋巴细胞杂交廇技术淋巴细胞杂交廇技术2、制备原理(体系中各类细胞的生存去向)：未融合的骨髓瘤细胞：由于是酶缺陷株，不能利用培养液中的外源性的嘌呤和嘧啶来合成自身核酸所需的嘌呤和嘧啶，而内源性核酸的合成途径又被培养液中的氨基喋呤所阻断，因此未融合的骨髓瘤细胞便失去合成自身必须的DNA的RNA的原材料，而不能分裂增殖，通常在融合后24周内长成珍珠样的杂交瘤，终将导致死亡；第30页，本讲稿共35页五、抗体的人工制备五、抗体的人工制备(三三)单克隆抗体技术单克隆抗体技术-体外淋巴细胞杂交廇技术体外淋巴细胞杂交廇技术2、制备原理：(体系中各类细胞的生存去向)：未融合的脾细胞：HAT培养液虽不能将脾细胞清除，但由于脾细胞本身不能在体外培养存活，在2周内必将自然死亡；第31页，本讲稿共35页五、抗体的人工制备五、抗体的人工制备(三三)单克隆抗体技术单克隆抗体技术-体外淋巴细胞杂交廇技术体外淋巴细胞杂交廇技术2、制备原理：新建立的杂交瘤细胞：其虽不能从内源性途径合成DNA，但由于具有正常脾细胞提供的HGPRT，可以利用培养液中外源性的次黄嘌呤和胸腺嘧啶，合成DNA和RNA，因而能生长繁殖，以大约2448小时每殖一代的速度增殖。第32页，本讲稿共35页制备技术路线：制备技术路线：1、动物免疫。2、细胞悬液的制备（骨髓瘤细胞、免疫小鼠脾细胞及饲养即小鼠腹腔巨噬细胞）3、细胞融合。4、抗体阳性的检测。5、杂交瘤细胞的克隆化6、阳性杂交瘤细胞株的扩大培养、冻存、复苏。7、单克隆抗体的生产、提纯与保存。8、单克隆抗体的鉴定。第33页，本讲稿共35页（四）单克隆抗体在动物医学领域中的用途（四）单克隆抗体在动物医学领域中的用途1、检验微生物鉴定抗原及抗体结构分析肿瘤抗原的检测2、治疗骨髓移植肿瘤治疗3、生物制剂提纯4、用作研究工具分析和探查抗原结构检测分析复杂生物系统中的抗原混合物分析抗原决定簇分子的功能第34页，本讲稿共35页 课堂小结一一 抗体与免疫球蛋白概念抗体与免疫球蛋白概念二二 免疫球蛋白单体分子结构与功能免疫球蛋白单体分子结构与功能三三 免疫球蛋的种类与抗原性免疫球蛋的种类与抗原性 抗独特型抗体、抗抗体的概念抗独特型抗体、抗抗体的概念四四 各类抗体的基本特性各类抗体的基本特性五五 抗体的人工制备抗体的人工制备 单克隆抗体概念及特点单克隆抗体概念及特点第35页，本讲稿共35页