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第3次课 授课时间: 年 月 日
课程名称 | 年级 | 06级 | 专业、层次 | 临床医学等 | ||||
授课教师 | 李成文 | 职称 | 副教授 | 课型(大、小) | 理论大课 | 学时 | 3 | |
授课题目(章、节) | 第四章 免疫球蛋白(一) | |||||||
基本教材及主要参考书 | 《医学免疫学》陈慰峰主编,第四版,人民卫生出版社 《Medical Immunology》 第十版 科学出版社 2002 《医学免疫学》何维主编 人民卫生出版社 2005.08 | |||||||
目的与要求: 1. 掌握抗体、免疫球蛋白、结构域、独特型的定义;免疫球蛋白的基本结构、水解片段、血清型。 2. 熟悉免疫球蛋白的其他成分、类型、多样性。 | ||||||||
教学内容与时间安排、教学方法: 复习上次课主要内容 ( 10分钟) 1、免疫球蛋白的概述; ( 10分钟) 2、免疫球蛋白的基本结构 ; ( 50分钟) 3、免疫球蛋白的其他成分; ( 10分钟) 4、免疫球蛋白的水解片段; ( 20分钟) 5、免疫球蛋白的异质性 ( 15分钟) 课后小结 ( 5分钟) 教学方法:CAI, 大量图片简图加深感性认识,布置一些内容自学,讲授法。 | ||||||||
教学重点、难点: 以抗体、免疫球蛋白、结构域、独特型的定义;免疫球蛋白的基本结构、水解片段为教学重点;以免疫球蛋白的异质性为教学难点。 | ||||||||
教研室审阅意见: 教研室主任签名: 年 月 日 | ||||||||
基本内容 | 教学手段 | 课堂设计和时间安排 |
复习上次课主要内容 免疫球蛋白(immunogloblin.Ig) 一、概述 抗体:是抗原刺激B细胞增殖分化为浆细胞所产生的具有免疫功能的蛋白质。主要存在于血清等体液中。每一种浆细胞克隆可以产生一种特异性抗体分子,因此血清中的抗体是多种抗体分子的混合物。用电泳方法证明抗体是球蛋白,其活性部分存在于α、β、γ球蛋白处。 免疫球蛋白概念:将具有抗体活性及化学结构与抗体相似的球蛋白统称为免疫球蛋白。 两者的关系:免疫球蛋白包括正常和异常的Ig,是化学结构的概念,抗体则是生物学功能的概念。所有的抗体都是免疫球蛋白,但免疫球蛋白不一定都是抗体(即免疫球蛋白不一定多具有抗体活性)。但某些文献称两者为同意词,可互换。 分型: 分泌型(secreted Ig, SIg)—存在于体液,大多具有抗体的功能。 膜型(membrand Ig,mIg)—存在于B细胞表面,是B细胞的抗原受体(BCR)。 分类:五类,即IgG、IgM、IgE、IgA、IgD 二、免疫球蛋白的结构: 所有的抗体都有相似结构。 (一)基本结构(以IgG为例) 单体:由两条相同的分子量较大的重链(heavy chain,H)和两条相同的分子量较小的轻链(light chain,L)通过链间二硫键连接而成的四肽链结构。每条轻链与一条重链结合,两条 重链相互联结,位于上端的两个臂由易弯曲的铰链区连接到主干上形成“Y”形分子。单体结构是构成免疫球蛋白分子的基本单位。 以下详细介绍各组成部分的结构和功能特点: 1. 重链和轻链 (1)轻链:由214个氨基酸残基组成,每条轻链有两个由链内二硫键所构成的环肽(功能区)。 分型:κ和λ型。现在还不了解分别具有两种不同轻链的抗体在功能上有何不同。λ链根据C区个别氨基酸的差异,分为λ1~λ4四个亚型。 种属特异性:*一个天然Ig分子上的两条轻链的型别总是相同的。 *每类Ig的轻链都可以有κ和λ链。 *不同种属动物体内,两型轻链的比例不同:正常人血清免疫球蛋白κ:λ约为2:1,小鼠约为20:1。轻链比例异常可反应免疫功能异常。 (2)重链:大小约为轻链的两倍。每条重链有4~5个由链内二硫键所组成的环肽。 Ig分类:根据H链恒定区结构的差异(氨基酸的组成和排列顺序不同、二硫键的数目和位置、含糖的种类和数量不同),可将重链分为μ、δ、γ、α、ε链,重链的类别决定免疫球蛋白的类型,哺乳动物的免疫球蛋白因而分为IgM、IgD、IgG、IgA、IgE五大类。 Ig亚类:同一类Ig根据铰链区氨基酸组成、重链二硫键的数目和位置不同,可分为不同类。IgG1~IgG4,IgA1~IgA2。 2. 可变区和恒定区 (1)可变区: 位置:指重链和轻链靠近N(氨基)端的约110个氨基酸的序列变化很大,称variable region,V区,约占轻链的1/2和重链的1/5~1/4。重链和轻链的V区分别叫VH和VL。 高变区: VH和VL各有3个区域的氨基酸组成和排列顺序特别易变化,称为hypervariable region,HVR,分别用HVR1、HVR2、HVR3表示。 互补性决定区:VH和VL的6个高变区共同组成Ig的抗原结合部位,该部位形成一个与抗原决定基互补的表面,因此,高变区也叫complementarity-determining region,CDR,分别用CDR1、CDR2、CDR3表示。CDR决定抗体对抗原结合的特异性。见 P25图3-3。 骨架区:高变区以外的可变区区域,其氨基酸组成和排列顺序相对不易变化,叫framework region,FR。 (2)恒定区: 位置:重链和轻链V区以外的氨基酸序列相对稳定,包括L链近C(羧基)端的1/2,H链近C端的3/4或4/5,叫costent region,C区。重链和轻链的C区分别称为CH和CL。不同类的Ig 其重链长度不一,分别有3~4个恒定区不等,即CH1~CH3或CH4。 特异性:同一种属动物中,同一类或同一型Ig分子其C区氨基酸的组成和排列顺序比较恒定。针对不同抗原刺激产生的人IgG抗体,它们的V区特异性不同,但其C区的抗原性是相同的,因此,制备抗人IgG抗体,均能与不同人的IgG结合。补充图示。 3. 铰链区: 位于CH1和CH2之间。富含脯氨酸,易伸展弯曲和被一些酶类水解,其作用是使抗体的两臂易于移动和弯曲,从而与不同距离的抗原表位结合,可利用多个抗原结合位点,多位点的结合将增强捕捉抗原的强度。各类或各亚类Ig 铰链区所含氨基酸数目不尽相同。 4. 免疫球蛋白的功能区(补充图示) (1)含义:Ig分子的每条肽链均可折叠为几个球形的环肽区域,叫功能区或结构域。每个功能区约由110个氨基酸组成,每个功能区形成免疫球蛋白折叠(2个β折叠小片)。 (2)数目: 轻链:VL和CL,2个。 重链:IgG、IgA、IgD有4个,即VH、CH1、CH2、CH3;IgM和IgE有五个功能区,即VH、CH1~CH4。 (3) 作用: *抗原结合部位:VH和VL,尤其是HVR(CDR),乃Ig与抗原表位互补结合的部位。 *遗传标志:CH和CL具有部分同种异型的遗传标志。 *补体C1q结合位点:IgG的CH2和IgM的CH3可结合补体C1q,从而激活补体活化的经典途径。 *通过胎盘:母体的IgG借CH2部分可通过胎盘。 *与Fc受体结合:IgG的CH3可与单核巨噬细胞、中性粒细胞、B细胞、NK细胞表面的IgGFc受体(FcγR)结合,产生调理作用或ADCC作用。 IgE的CH2和CH3可与肥大细胞和嗜碱性粒细胞的IgEFc受体(FcεR)结合,介导速发型超敏反应。 (二) 免疫球蛋白的其他成分 1. J链:joining chain。多肽链,连接Ig单体形成二、五或多聚体。IgA可形成二聚体,IgM可形成五聚体。J链在多聚体免疫球蛋白的体内转运中起一定作用。 2. 分泌片:分泌成分。是分泌型IgA分子上的一个辅助成分。其作用是保护分泌型IgA的铰链区免受蛋白水解酶降解,并介导IgA从粘膜下转移到粘膜表面,发挥局部免疫作用。 (三) 免疫球蛋白的水解片段 1. 木瓜蛋白酶(papain)水解片段 Porter等最早用木瓜蛋白酶水解兔IgG而获知Ig的四肽链结构和功能。 作用部位:铰链区二硫键连接的2条H链近N端的部位。 产物:三个片段。2个Fab和1个Fc。 *Fab:抗原结合片段(fragment antigen binding,Fab)。每个片段由一条完整L链和部分H链(VH和CH1功能区)构成。 意义:一个完整的Fab片段可与抗原结合,但此片段表现为单价(既只能与一个抗原决定基结合),与抗原结合后不能形成肉眼可见的凝集反应和沉淀反应。补充图示。 *Fc:可结晶片段(fragment crystallizable,Fc),此片段易于形成结晶。相当于CH2和CH3功能区。 意义:*是抗体与效应分子和效应细胞相互作用的部位,如包含CH2和CH3可与补体结合,与巨噬细胞等上的Fc受体结合; *是Ig 的同种型抗原决定基(异种间免疫具有的抗原性)存在部位。用一种动物体内产生的抗体被动免疫,即注射入另一种动物体内时,可能因此抗体Fc段的存在而诱发超敏反应。 2. 胃蛋白酶(pepsin)水解片段 Nisonoff等最早用胃蛋白酶裂解免疫球蛋白。 作用部位:铰链区H链的二硫键近C端部位。 产物: *F(ab")2:1个,包括2条L链和由链间二硫键相连的小段H链,包括铰链区。表现为中国卫生人才网双价,与抗原结合的亲和力大于单价的Fab,与抗原结合后能形成凝集反应和沉淀反应。补充图示。 *pFc":若干。无生物学活性。 意义:胃蛋白酶水解后的F(ab")2保留了抗体结合抗原的生物学活性,减少或避免了由Fc段所具有的抗原性所致的超敏反应,因而作为生物制品有较大的实用价值。但此类片段不具备固定补体以及与细胞膜表面Fc段受体结合的功能。 三、免疫球蛋白的异质性 (一)免疫球蛋白的类型 1. Ig分类:根据H链恒定区结构的差异(氨基酸的组成和排列顺序不同、二硫键的数目和位置、含糖的种类和数量不同),可将重链分为μ、δ、γ、α、ε链,重链的类别决定免疫球蛋白的类型,哺乳动物的免疫球蛋白因而分为IgM、IgD、IgG、IgA、IgE五大类。 2. Ig亚类:同一类Ig根据铰链区氨基酸组成、重链二硫键的数目和位置不同,可分为不同类。IgG1~IgG4,IgA1~IgA2。 3. Ig型:根据轻链C区所含抗原表位不同,可分为κ和λ两型。 4. Ig 亚型:根据轻链C区N端氨基酸排列的差异可分为亚型。 (二)免疫球蛋白的血清型 免疫球蛋白既可能是抗体,其本身具有抗原性。将其作为抗原免疫异种动物、同种异体或在自身体内可引起不同程度的免疫反应。根据免疫球蛋白不同抗原决定基存在的部位不同以及在异种、同种异体和自体中产生免疫反应的差别,可把免疫球蛋白的抗原性分为: 1.同种型决定基 含义:指决定同一种属内所有个体共有的免疫球蛋白抗原特异性的标记,在异种体内可诱导产生相应抗体,即同种型的抗原特异性因种属而异。是重链类和亚类以及轻链型的同义词。 分布:CH和CL 2.同种异型决定基 含义:决定同一种属不同个体间的免疫球蛋白的抗原特异性不同,在同种异体间可诱导产生相应抗体。可作为一种遗传标记。 分布:CH和CL 3.独特型(idiotype)抗原决定基 含义:决定某一特定抗体的抗原结合部位(VH、VL)的抗原特异性标记。因为每一种特异性抗体,其V区上的氨基酸序列不同,从而表现特有的抗原决定基的作用。这种特有的V区氨基酸序列就成为一种独特的抗原决定基的标记。不同抗体形成细胞克隆所产生Ig,其V区具有与其它抗体V区不同的抗原性。可以在异种、同种异体以及自身体内诱导相应抗体的产生,称为抗独特型抗体(antiidiotypic antibody,aId)。 分布:V区,尤其是HVR(CDR)。 意义:抗独特型抗体在免疫调节中的作用见免疫调节章节。 | 设问 图 图片 图 |
10分钟 10分钟 弄清楚二者的关系医学全.在线 50分钟 二者对照介绍 第一节课结束 休息10分钟 第二节课结束 休息10分钟 20分钟 作用部位 产物 特点 作用部位: 产物 特点 15分钟 设问,小结 第三节课结束 |
小 结 | 抗体、免疫球蛋白、结构域、独特型的定义; 免疫球蛋白的基本结构; 免疫球蛋白的水解片段; 免疫球蛋白的血清型。 免疫球蛋白的其他成分、类型。 |
复 习 思 考 题 、 作 业 题 | 1.抗体、免疫球蛋白、结构域、独特型的定义; 2.简述免疫球蛋白的基本结构; 3.简述免疫球蛋白被胃蛋白酶、木瓜蛋白酶水解的部位、水解片段及其作用。 |
下 次 课 预 习 要 点 | 1.免疫球蛋白有哪些生物学功能? 2.归纳各类简述免疫球蛋白的特性与功能。 3.什么是单克隆抗体?有何优、缺点? |
实 施 情 况 及 分 析 |