1、抗体(antibody)的魔力,什么是抗体的特异性?如何具有特异性?,免疫球蛋白的结构与功能 1、免疫球蛋白的基本结构 2、免疫球蛋白的功能区 3、免疫球蛋白的水解片段 4、免疫球蛋白的功能 5、五类免疫球蛋白的特性与功能,各种特异性的免疫球蛋白分子的种类多达几百万,但人类基因组中只有2.1万个蛋白质编码基因。如何产生数量如此庞大的免疫球蛋白?,免疫球蛋白基因 1、免疫球蛋白基因结构 2、免疫球蛋白基因重排与表达 3、免疫球蛋白基因多样性,生物化学研究手段的强有力分子生物学研究手段的强有力,免疫球蛋白的结构,1890年,Behring 和北里在德国Koch实验室从豚鼠体内发现了第一种抗体: 白
2、喉抗毒素,从而挽救了成千上 万的白喉患儿。从60%死亡率降到 26%。 获1901年的第一届诺贝尔奖,Ab 的发现,抗体与免疫球蛋白的发现(1939 Tiselius and Kabat),the application of physical methods to biochemical problems,Kabat,Immune sera,Normal sera,(白蛋白, 清蛋白),电泳图告诉我们什么?,抗体是g球蛋白,抗血清(antiserum),电 泳,白蛋白(albumin)球蛋白 球蛋白 球蛋白,抗体是g球蛋白,The rate of gamma globulin formati
3、on in similar numbers of spleen (机体细胞免疫和体液免疫的中心) cells is much higher if taken from an immunized rabbit at the height of antibody formation than that in normal spleen cells,Ag 吸附, 球蛋白恢复正常,抗体存在于球蛋中,但小部分在b球蛋白,抗血清中,抗原免疫后动物血清,1968年和1972年的两次国际会议上,将具有抗体活性或化学结构与抗体相似的球蛋白统一命名为免疫球蛋白(immunoglobulin,Ig),抗体(anti
4、body, Ab) 机体免疫细胞被抗原激活后,由分化成熟的终末B细胞-浆细胞合成、分泌的一类能与相应抗原特异性结合的具有免疫功能的球蛋白。,Ab=Ig, IgAb; Ab是功能描述,Ig是化学结构描述,免疫球蛋白超家族主要成员,免疫球蛋白抗原受体:T细胞抗原受体(TCR)、B细胞抗原受体(BCR)递增抗原的分子(MHCI类分子、MHCII类分子)免疫球蛋白受体:IgFcRIgSF中的细胞因子受体:IL-1R、IL-6R、PDGF-R,免疫球蛋白超家族成员存在形式膜型(membrane immunoglobulin, mIg) T、B细胞膜上的抗原受体分泌型(secreted immunoglo
5、bulin, sIg) 分泌进入体液, 介导体液免疫应答。主要以膜蛋白形式存在于细胞表面,免疫球蛋白的基本结构,Sculpture Angel of the West (2008) by Julian Voss-Andreae at the Scripps Research Institute Florida,Bruce Beutler, M.D., 2011 Nobel Prize in Physiology or Medicine for his discoveries concerning the activation of innate immunity.,Gerald M. Edel
6、man,1972 Nobel Prize in Physiology or Medicine, “for (his) discoveries concerning the chemical structure of antibodies”,免疫球蛋白的结构基本结构:四肽链结构 经二硫键共价结合2条重链(H链)和2条轻链(L链),-S-S-,S-S,S-S,N,C,L,L,H,H,(以 IgG 为例),In 1972, Rodney Robert Porter shared the Nobel Prize for Medicine or Physiology with Gerald M. Ede
7、lman for determining the chemical structure of an antibody.,Porter使用了什么武器(reagent)?,Using the enzyme papain, he broke the bloods immunoglobin into fragments, making them easier to study.,Edelman使用了什么武器(reagent)?,Ig 结构示意图,木瓜蛋白酶处理,在冷藏后形成结晶,木瓜蛋白酶处理,具有抗原结合活性,g-globulin was extensively reduced by treatme
8、nt with b-mercaptoethanol (a reagent that breaks disulfide bonds),(A) Reducing SDS-PAGE shows heavy chain and light chain bands at 55 and 27 kDa, respectively being equal among all expression systems.,Non-reducing SDS-PAGE IgG多大?,(B) Non-reducing SDS-PAGE indicates the presence of fully assembled an
9、tibodies composed of 2 HCs and 2 LCs at 160 kDa.,H链分子量约为5075kD,由450550个氨基酸残基组成。重链恒定区由于氨基酸的组成和排列顺不同,故其抗原性也不同。,根据恒定区Aa顺序或序列不同,可将Ig分为五类,或称为Ig同种型(isotype),即IgM、IgD、IgG、IgA和IgE,相应的重链分别为(mu)链、(delta)链、链、链和(epsilon)链。,同一类Ig根据其铰链区Aa组成和H链-S-S-数目和位置又可分为不同的亚类。IgG:IgG1IgG4;IgA:IgA1和IgA2。IgM、IgD和IgE尚未发现亚类。,L链分子量
10、约25 kD,由214个氨基酸残基构成 ,有(kappa)和(lambda)型。 一个天然Ig分子上2条L链的型别总是相同的。五类Ig中每类Ig都可以有链或链,两型轻链的功能无差异。, IgG IgG 和 IgG IgM IgM 和 IgM IgA IgA 和 IgA IgE IgE 和 IgE IgD IgD 和 IgD ,不同种属中,、链比例不同,正常人血清Ig : 约为2:1(60%),而在小鼠则为20:1(95%)。 :比例异常可能反映免疫系统异常,例如Ig链过多,提示可能有产生链的B细胞肿瘤。 根据链恒定区个别Aa差异,又可分为1、2、3和4 四个亚型。,可变区(variable r
11、egion, V区,VL,VH) 恒定区(constant region, C区,CL,CH),-S-S-,S-S,S-S,N,N,L,H,VL,CL,VH,CH1,CH2,CH3,H链和L链靠近N端的约110个氨基酸的序列变化很大,称为可变区。,VH和VL各有三个区域的氨基酸组成和排列顺序特别易变化,称高变区(hyper-variable region,HVR),HVR13,HVR3变化程度更高。 VL的三个HVR分别位于2835、4956和9198位Aa;VH的则分别位于2931、4958和95102位。 高变区之外区域的Aa组成和排列顺序相对不易变化,骨架区(framework regi
12、on,FR),VH或VL各有四个骨架区,FR14 。,VH、VL的3个HVR共同组成Ig的抗原结合部位(antigen-binding site),其形成一与抗原决定簇互补的表面,故高变区又称为互补决定区(complementarity- determining region,CDR),CDR13。不同Ab的CDR序列不相同,并因此决定抗体的特异性。,V区,FR1 CDR1 FR2 CDR2 FR3 CDR3 FR4,恒定区(Constant region),-S-S-,S-S,S-S,N,N,C,L,H,CL,VH,CH1,CH2,CH3,靠近C端的其余氨基酸序列和排列及含糖量方面相对稳定,
13、恒定区。轻链恒定区CL,重链恒定区34个(CH1 4)。L链(CL)1个,有助于提高Ag的结合能力,并随Fab臂转动,其间形成的-S-S-键有连接VH、VL 的作用 CH2,CH3上有糖基,故亲水性强, IgM、IgG可通过它激活补体,发挥生物学效应,-S-S-,S-S,S-S,N,N,C,L,H,VH,CH1,CH2,CH3,位于CH1与CH2之间,1060个Aa,富含脯氨酸,因此易伸展弯曲,而且易被木瓜蛋白酶、胃蛋白酶等水解。 连接Ab的Fab段和Fc段,使 Fab段易于移动和弯曲,从而可与不同距离的抗原部位结合。 富含半胱氨酸,使2条H链通过-S-S-结合 -S-S-键的数目、位置与Ig
14、种类有关,铰链区(Hinge region),免疫球蛋白的功能区 Ig分子的每条肽链可折叠为几个球形的功能区,或称结构域,这些功能区的功能虽不同,但其结构相似。 每个功能区约由110个氨基酸组成,其氨基酸的序列具有相似性或同源性。,每个功能区的二级结构由几股多肽链折叠形成的2个反向平行的片层(CL的两个片层分别为4股与3股,VL为5股与4股)。两个片中心的两个半胱氨酸残基由一个链内二硫键垂直连接,具有稳定功能区的作用,因而形成一个“桶状( barrel)”或“三明治 ( sandwich)”的结构。 L链有VL和CL两个功能区; H链有VH、CH13 4个功能区;,功能区作用 VH和VL结合抗
15、原,其中HVR(CDR)是与抗原表位互补结合的部位; CH、CL上有部分同种异型(allotype)的遗传标志 IgG的CH2、IgM的CH3具有补体C1q结合位点,可启动补体活化经典途径。,二硫键的位置、数目是分亚类的重要依据。,VH,VH,VH,免疫球蛋白的水解片段,木瓜蛋白酶(papain)水解片段 水解IgG的部位:铰链区-S-S-连接的2条H链近N端,裂解后可得到3个片段: 2个相同的Fab段即抗原结合片段(fragment antigen binding, Fab)每个Fab段含完整L链和VH和CH1功能区。 1个Fc段(fragment crystallizable,Fc),即可
16、结晶片段。 Fc段相当于IgG 的CH2和CH3功能区,无抗原结合活性,是抗体分子与效应分子和细胞相互作用的部位。,胃蛋白酶(pepsin)水解片段,铰链区二硫键近C端水解IgG。 1个F(ab)2片段,Ig的Fc段被胃蛋白酶裂解为若干小分子片段,称为pFc,失去生物学活性。 F(ab)2片段保留了结合相应抗原活性,又避免了Fc段抗原性可能引起的副作用,因而作为生物制品有较大的实际应用价值。例如白喉抗毒素、破伤风抗毒素经胃蛋白酶消化后精制提纯的制品,因去掉Fc段而减缓发生超敏反应。,免疫球蛋白的功能 V区的功能: 识别并特异性结合抗原 抗体分子: 单体(IgG, IgE) - 2价 二聚体(分
17、泌型IgA) - 4价 五聚体(IgM) - 10价 实际意义: a.中和效应 - 中和毒素和病毒 b.与Ag结合 - 促吞噬细胞吞噬,C区的功能 1.激活补体系统 Ab(IgM、IgG) + Ag C1q 补体经典途径 IgG4、IgA和 IgE与抗原结合形成的凝聚物 补体旁路途径,2.介导免疫细胞活性 Ig能通过其Fc段与多种细胞(肥大细胞、嗜碱性粒细胞、巨噬细胞、中性粒细胞、NK细胞等)表面的Fc受体结合。不同类别的免疫球蛋白可与不同的细胞结合,导致被结合的细胞更容易被杀死。,。 (1) 免疫调理作用( opsonization) IgM、IgG的Fc段与巨噬细胞、中性粒细胞(多形核白细
18、胞)上的IgG Fc受体结合,从而增强吞噬细胞的吞噬作用,死亡之吻,(2) 抗体依赖细胞介导的细胞毒效(ADCC) IgM、IgG与靶细胞结合后,其Fc段可与具有杀伤活性的细胞如NK细胞、巨噬细胞等结合,并通过其表面表达的Fc受体识别结合于靶抗 原上的抗体Fc段,直接杀伤靶细胞,死亡之吻,介导超敏反应:型、型和型超敏反应。 由于IgFc段的结构特异性,和细胞结合的亲和性更强,可在游离条件下与有相应受体的肥大细胞、嗜碱性粒细胞、血小板等的Fc受体结合,故IgE又称为亲细胞抗体。结合了IgE分子的肥大细胞、嗜碱性粒细胞再与相应抗原结合时,可引起型超敏反应。,1.类和亚类(根据H链的抗原性不同) I
19、gG (gamma) IgA (alpha) IgM (mu) IgD (delta) IgE (epsilon),(1)类,(2)亚类,IgG:IgG1, IgG2, IgG3, IgG4 IgA:IgA1, IgA2IgM: IgM1, IgM2,免疫球蛋白的类别,IgD、IgE结构示意图,分泌片,J链,J链:通过二硫键与两个u链的C端连接,哪两种没有铰链区?,为什么要不同种类的IgG?,五类免疫球蛋白的特性与功能,IgM(巨球蛋白,macroglobulin),IgM为五聚体,是分子量最大的Ig,沉降系数为19S J链(joining chain)是一条多肽链,富含半胱氨酸,由浆细胞合成
20、。 J链可连接Ig 单体形成二聚体、五聚体或多聚体。两个单体IgA由J链连接形成二聚体,五个单体IgM由 -S-S-相互连接,并通过-S-S-与J链连接形成五聚体。 IgM一般不能通过血管壁,主要存在于血液中。功能 a,激活补体的能力比IgG强。 b,引起严重的溶血反应,天然的血型抗体为IgM,血型不符的输血。,c,最先产生的抗体。感染过程中血清IgM水平升高,说明有近期感染,该指标有助于早期诊断。d,IgM是个体发育过程中最早合成和分泌的抗体,在胚胎发育晚期的胎儿即能产生IgM,故脐带血IgM增高提示胎儿有宫内感染(如风疹病毒或巨细胞病毒等感染)。e,IgM在早期免疫防御中具有重要作用,是血
21、管内抗感染的主要抗体。 类风湿因子亦属IgM。 f,膜表面IgM是B细胞抗原受体(B cell receptor,BCR)的主要成分。 只表达mIgM是未成熟B细胞的标志,记忆B细胞表面的mIgM逐渐消失。,IgG 出生后3个月开始合成,35岁接近成人水平,血清中含量最高,占血清总Ig 75%80%,其中IgG1含量最多。 IgG半寿期2023天,再次免疫应答的主要抗体,通常为高亲和力抗体。 功能 a,IgG是血液和胞外液中的主要抗体成分,发挥重要免疫学效应, b,IgG1、IgG2和IgG3的CH2通过经典途径活化补体。,c,IgG是唯一能通过胎盘的抗体,在新生儿抗感染中起重要作用。 人Ig
22、G1、IgG2和IgG4的Fc段还能与葡萄球菌A蛋白(staphylococcus protein A, SPA)结合。 d,IgG是抗感染的主要抗体,大多数抗菌、抗病毒抗体和抗毒素都为IgG类 e,免疫损伤 新生儿溶血症( O型血型,存在抗A、B血型物质抗体IgG),一些自身抗体如抗甲状腺球蛋白抗体、抗核抗体也属于IgG。,IgA,分为两型:血清型IgA主要以单体形式存在。 分泌型IgA(SIgA)由J链连接的二聚体和分泌片组成。i 分泌片 分泌成分 分泌型IgA分子上的一个辅助成分,一种含糖的肽链,由粘膜上皮细胞合成和分泌,以非共价形式结合到二聚体上,并一起被分泌到粘膜表面。Ii 分泌片功
23、能 保护分泌型IgA的铰链区免受蛋白水解酶降解; 介导IgA二聚体从粘膜下通过粘膜等细胞到粘膜表面的转运 。,分泌型IgA功能,a,主要存在于胃肠道和支气管分泌液、初乳、唾液和泪液中。合成和分泌的部位在肠道、呼吸道、乳腺、唾液腺和泪腺, b,参与粘膜局部免疫的主要抗体,通过与相应病原微生物(细菌、病毒等)结合,阻止病原体粘附到细胞表面。 c,在粘膜表面也有中和毒素的作用。 d,重要的自然被动免疫。 新生儿易患呼吸道、胃肠道感染可能与IgA合成不足有关。婴儿可从母亲初乳中获得分泌型IgA。,免疫球蛋白的其它成分 1.连接链(joining chain,J链) (1)化学本质:浆细胞分泌的多肽链
24、(2)存在:IgM(五聚体), sIgA(双体). 2.分泌片(secretory piece, SP) (1) 化学本质: 多肽链(70kD) (2)来源:粘膜上皮细胞 (3)作用: a.帮助IgA穿越黏膜 b.保护s IgA抵抗蛋白酶的水解作用,IgD,正常人血清IgD浓度很低,平均约0.03mg/ml。IgD可 在个体发育的任何时间产生。5类Ig中,IgD的铰链区较长,易被蛋白酶水解,故其半寿期很短(仅3天)。 血清IgD的确切功能仍不清楚。 B细胞膜表面的mIgD可作为B细胞分化发育成熟的标志(未成熟B细胞仅表达mIgM;成熟B细胞可同时表达mIgM和mIgD,这种B细胞称为初始B细胞
25、(naive B cell),活化的B细胞或记忆B细胞的mIgD逐渐消失。,IgE(反应素),正常人血清中含量最少的Ig,约为510-5 mg/ml。 半衰期仅2.5天,含糖量高功能: 引起I型超敏反应, IgE为亲细胞抗体,其CH2和CH3功能区可与肥大细胞、嗜碱性粒细胞上的高亲和力FcRI结合。在免疫防御中的作用不清楚。,性状 IgG IgA IgM IgD IgE 常见化学式 单体 单体、二聚体等 五聚体 单体 单体化学式 22 、22 ( 22)n (2 2)n 22 22 (22)n (2 2)n 22 22含糖量( % ) 3 7 1 9 13血清中含量(mg /100mL) 12
26、50300 21050 12550 4 0.03半衰期/d 23.0 5.8 5.1 2.8 2.5生理活性 激活补体 +(IgG1IgG2IgG3) - + - -通过胎盘 + - - - - 亲细胞活性 巨噬细胞 + - - ? - 肥大细胞 - - - - + 抗菌、抗毒素和病毒 + + + ? -,以IgM为主, IgG出现较IgM迟,以IgM很少, IgG为主速度快,较少,多,首次免疫出现的抗体是什么?,免疫球蛋白基因免疫球蛋白基因结构1、重链的基因结构 Ig重链基因: V、D、J和C四种不同基因片段V variable segment,Jjioning segment Cconst
27、ant segment,Ddiversity segment H链可变区基因: VH、JH、DH 3个基因区段 小鼠 :3001000 个VH;20个DH;4个JH 人:75 300个VH;30个DH;6个JH,VH基因片段:编码V区第 194 位AaJH基因片段:编码第 98113 位AaDH基因片段:9597位 37 个Aa,位于CDR3区(互补决定区),与Ab的多样性有关。,轻链的基因结构(和链), 链的基因结构 V 、J 、C 3类基因片段组成。 小鼠: 约250个V、5个J(4个有功能)、 1个C 人: V(约100个)、 J(5个)、 C(1个) 小鼠:V 区基因上游均有一个 L(
28、Leader)基因(编码信号肽,是Ig分泌所必须的) 其编码22个氨基酸的链先导序列即信号肽,肽链通过内质网向外运输。,Vgenes:V区约96个氨基酸Jgenes:在V genes 下游,相距约 23 kb,5个基因,J3为无效基因。 编码13个氨基酸的肽段,属于V区片段,又称连接片段。Cgenes:J区下游,相距约2.5 Kb, 编码C区肽段,链的基因结构 V、J、C(J-C)每个V gene 上游也有 L gene小鼠:3个V 、4个J、4 C(1个J假基因) 人: 约31个有功能V、4个J、7个C (many pseudogenes)J C 成簇(cu)排列,L gene : N 端1
29、522个Aa的先导序列Vgenes:第199位AaJgenes:V 区 98110位AaCgenes:全部 C区,即 111214 位Aa,Mouse antibody genes,免疫球蛋白基因的重排,V variable segmentJjioning segment Cconstant segmentDdiversity segment,利根川进, 1987年,Nobel奖,纯化了抗体的mRNA,然后将其与DNA杂交并进行观察,这个实验可有效计算抗体的基因数目,结果表明远远少于抗体数目.,Southern分子杂交技术尚未发明,因此DNA杂交实验是一件非常繁重的工作。首先需要用限制性内切酶
30、对基因组DNA进行消化,然后利用大规模凝胶琼脂糖电泳进行分离,将包含特定条带的凝胶进行回收并在液相反应体系中进行DNA杂交。 由于切口平移(Nick-translation)和cDNA克隆技术均尚未发明,因此杂交探针使用的抗体轻链mRNA不得不首先从细胞中纯化,然后用放射性碘元素标计.,1976, 比较胚胎细胞(不产生抗体)和骨髓瘤细胞(产生抗体)中抗体轻链基因的分布情况时发现在胚胎期不同抗体基因的距离较远,而在骨髓瘤细胞中这些基因距离靠近,说明生殖细胞在发育成B淋巴细胞的过程中,抗体基因发生了重排现象.,利根川进抗体多样性遗传机理的阐明,预示着进入了分子免疫学时期,对免疫学的这项发现还改变了
31、人们对基因的传统看法,即一个基因编码一种蛋白,发育和细胞分化过程中不发生变化。,“不敢冒险的人,或者只会考试得分的人,是不适合科学研究的。”,“科学家的最重要的才能是要有怀疑的能力,还要有丰富的想像力。”,轻链基因(k)的重排(一次)V基因片段通过缺失、倒位的方式与相隔一定距离的J 基因片段连接,形成 V-J 片段 重排后的V-J片段再与Ck连接,形成 V-J-C 复合体mRNA的加工,形成k链的mRNAk链的mRNA翻译成蛋白质,IgM重链基因的重排(D-J,V-DJ两次) 1 D基因片段通过缺失、倒位的方式与相隔一定距离的J 基因片段连接,形成 D-J片段 2 V基因中随机选择一个与D-J
32、复合体相连, 形成 V-D-J复合体 3 初始mRNA的剪接(splicing)加工:先除掉V-D-J与最近C区基因间的内含子,形成链的mRNA 4 链的mRNA翻译成蛋白质 尚不清楚是否所有C基因都在初级转录产物上表达,可变区的启动子与增强子相隔250300kb,重排后距离为2kb。重排后VJ或VDJ的转录效率是Vk基因片段的104。 启动子有许多保守序列能被DNA结合蛋白识别。在体细胞中,即使含有重排的H链和L链基因,也不表达IgG蛋白,只有B细胞表达。,V-J连接点上核苷酸的改变引起的Ig多样性,12 核苷酸,23 核苷酸,V,J,7聚体,9聚体,9聚体,7聚体,基因,基因,V,J,7,
33、H基因,7,7 聚体和9 聚体间的不保守间隔序列由121 或231 bp 组成重排时,形成茎环结构,在内切酶和连接酶的作用下,去掉茎环结构,两个相隔远的基因被连接。连接时,两种基因的识别序列有不同程度的丢失和移位,多样性增加10倍。,L1 V1 L20 V 20 J1 J2 C,VH DH JH CH,CATTTC,CTGGGTG,7,9,9,7,V,J,CACTGGGTGCATTGGGTGCATTGGGTGCATTTGGTGCATTTGGTG,V,V,V,V,V,J,J,J,J,J,V-J连接点上核苷酸的改变引起的Ig多样性,免疫球蛋白的多样性,胚胎细胞V-J 或 V-D-J 重排重组连接和
34、插入的多样性 L链有一次V-J 一次连接,H链有D-J、V-D-J 两次 连接。 连接时,错位会造成连接点附近氨基酸变化, 均位于CDR3。 b,N区(nontemplate dependant sequence) 的变化。重排连接时,识别序列受外切酶作用,在接 头的末端减少或增加多达 15 核苷酸,其编码的氨基酸 在V区的HVR。 c,连接重组。连接时,V、D、J发生重组3)体细胞突变 只改变 VJ 或 VDJ 单个片段的个别核苷酸,轻链序列的多样性300V X 4J X 1012000重链序列的多样性500V X 20D X 4J X 10 X 10N4X107L链和H链的多样性4.8X1
35、0101/3无效重排100亿(1010)种不同抗体,B细胞克隆 IgM ,IgG,IFN-,IL-4,IgE,每个B细胞开始时一般均表达IgM,但随后可通过抗体类别转换表达和产生IgG, IgA或IgE,Ig的类别转换(class switching),一个B细胞克隆在分化过程中V-D-J功能性基因片段保持不变,而发生C基因重排,使其表达的抗体分子发生H链类的改变,称为类别转换。,Section3 免疫球蛋白的合成与分泌,1、B细胞的产生和成熟过程 2、体液免疫应答与抗体的产生 3、免疫球蛋白的表达、装配与分泌,Section 3 免疫球蛋白的合成与分泌,一、B细胞的产生和成熟过程 1、B淋巴
36、细胞不同发育阶段的特征 1)前B细胞(pre-B cell) B细胞前体(pro-B)发育而成,早期pro-B细胞为骨髓干细胞产生的第一代B细胞 后期pro-B 细胞内,Ig重链开始重排 特点: a,胞质中出现链(V区、C区) b,膜上无IgM,也不能对Ag作出反应 链为结合态,与一种非免疫球蛋白的蛋白结合。 2)未成熟B细胞(幼B细胞) 特点:a,合成轻链 或,与H 链结合,组装成IgM,b,膜上有IgM,可作为Ag的特异受体,c,Ag 刺激,不能增殖、分化,产生不反应性或耐受性3)成熟B细胞(外周淋巴组织) 特点:a,膜上有IgM、IgD b,不遇Ag,其半衰期 34天 c,Ag 刺激,可
37、被激活、增殖,形成Ab分泌细 胞 (浆细胞)或记忆细胞(膜Ig)2、 淋巴B细胞亚系 B细胞Ab是否需要T细胞辅助为标准 B-1 亚系:T细胞不依赖性亚系(非常规B细胞亚系) 特点:a,免疫应答中,仅有初级应答 b,IgM抗体 c,细胞可自我更新,B-2 亚系:T细胞依赖性亚系 特点:a,有次级应答反应 b,Ab主要为IgG c,细胞发育中较B-1亚系晚3、B细胞的表面标记 1)表面标记 a,Ag(抗原)受体(膜抗体) 结构同分泌的Ab分子(缺少一疏水的肽段) b,Fc 受体 识别IgG、IgE的Fc片段 结合Ag-Ab形成的复合物(EA花结实验) c,补体受体 d,有丝分裂原(SPA)受体、
38、MHC-II抗原等,2)内部标记, 不表达于细胞表面但具有特征性的分子a,末端脱氧核苷转移酶(Terminal deoxyribonucleotidyl transferase,TDT) 催化核苷酸结合到DNA外露末端,在Ig gene 重排时插入,影响Ab 结合位的多样性b,Ig gene 增强子(enhancer) 增强Ig gene 启动子的活性c, mRNA 的差别二、免疫球蛋白的合成与分泌 Ag (抗原)作为淋巴细胞克隆的选择因子,B细胞分化、增殖1、膜结合型和分泌型 Ig的表达 mRNA的剪接方式不同,重链C端的氨基酸序列差异,分泌型:C 端有约 20 个氨基酸的亲水序列 膜结合型
39、:C 端含40 个氨基酸序列,包括亲水段、跨膜的疏水段和较短的胞内亲水段,分泌型膜结合型,胞外氨基酸,胞内氨基酸,跨膜氨基酸,2、Ig 的组装、糖基化和分泌 在不同的多聚核糖体上分别合成H链和L链,并开始组。正在装配的Ig 分子转入粗面内质网,脱下信号肽,进入光面内质网,直到高尔基体,并完成装配和糖的修饰。,“出芽”的方式形成充满Ab 的小泡,与胞膜融合,释放Ab三、体液免疫应答与抗体的产生 1、初应答与再应答 初应答特点 a,血清中,Ab产生速度慢;量少、效价低,抗体的亲 和力也低 b,Ab 以IgM 为主,IgG少 c,高峰期大约在免疫后10天左右 d,记忆B细胞能合成 mIgG,mIgE
40、和mIgA,不表达mIgD。受 到Ag 刺激后,被激活,成为分泌抗体的浆细胞,再应答特点 a,应答速度快 b,抗体主要为IgG,IgM很少,出现IgA和IgE c,Ab量大,具高亲和力2、Td 和Ti 抗原的免疫应答 蛋白质抗原在T细胞缺乏时,不诱导Ab的产生 胸腺依赖抗原(Thymus dependent antigen) Td 抗原激活B细胞,除需抗原第一信号外,还需Th细胞及其分泌的细胞因子作为第二信号 一些非蛋白抗原(多糖、脂类和核酸)不需Th细胞 非依赖性抗原( Thymus independent antigen ) Ti 抗原诱导初次免疫应答,无记忆细胞产生、无重链转换和亲和力成熟的再次应答,3、Ig 类或同型转换(class or isotype switching) 保留相同的抗原特异性而转换产生不同类型的Ig Ag 刺激后,H 链发生类型转换 Honjo 和 Kataoka(1978):类开关模式 类型转换原因:在V区 和C区之间出现DNA缺失,发生于其间的转换区(Swith region,S)序列附近 S区位于每个CH 基因的 5 端,且重复 重复序列:(GAGCT)n(GGGGT)m; 一般 n=25, 有时达17, m可达150 H链类型转换可能是对这些同源序列识别的结果 或 存在一种类转换识别蛋白,可识别不同S区,使之彼此结合而发生转换。,