第四章免疫球蛋白解析.doc

第四章 免疫球蛋白 1、抗体：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。 1937年，Tiselius用电泳方法将血清蛋白分为白蛋白、α1、α2、β及γ球蛋白等组分，其后又证明抗体的活性部分是在γ球蛋白部分。因此，相当长一段时间内，抗体又被称为γ球蛋白（丙种球蛋白）。实际上，抗体的活性除γ球蛋白外，还存在于α和β球蛋白处。20世纪40年代初期，Tiselius和Kabat用肺炎球菌多糖免疫家兔，证实了抗体活性与血清丙种球蛋白组分相关。肺炎球菌多糖免疫家兔后可获得高效价免疫血清。然后加入相应抗原吸收以除去抗体，将除去抗体的血清进行电泳图谱分析，发现丙种球蛋白（γ-G）组分明显减少，从而证明了抗体活性是存在于丙种球蛋白内。 (immunoglobulin，Ig)。 区别：抗体都是免疫球蛋白，而免疫球蛋白并不都是抗体。如骨髓瘤蛋白，巨球蛋白血症、冷球蛋白血症等患者血清中存在的异常免疫球蛋白免疫球蛋白可分为分泌型（secreted Ig,SIg）和膜型（membrane Ig, mIg）。前者主要存在于血清及其他体液或外分泌液中，具有抗体的各种功能；后者是B细胞表面的抗原识别受体。 免疫球蛋白结构 一、免疫球蛋白的基本结构 （一）免疫球蛋白分子是由两条相同的重链（heavy chain，H链）和两条相同的轻链（light chain，L链）通过链间二硫键连接而成的四肽链结构。X射线晶体结构分析发现，IgG分子由3个相同大小的节段组成分子量约为50～75kD，由450～550个氨基酸残基组成。免疫球蛋白重链恒定区由于氨基酸的组成和排列顺序不同，故其抗原性也不同。据此，可将免疫球蛋白分为五类，即IgM、IgD、IgG、IgA和IgE，其相应的重链分别为μ链、δ链、γ链、α链和ε链。不同的同种型具有不同的特征，包括链内二硫键的数目和位置、连接寡糖的数量、功能区的数目以及铰链区的长度等。同一类Ig根据其铰链区氨基酸组成和重链二硫键的数目和位置的差别，又可分为不同的亚类。如IgG可分为IgG1～IgG4；IgA可分为IgA1和IgA2。IgM、IgD和IgE尚未发现有亚类。 免疫球蛋白轻链的分子量约25 kD，由214个氨基酸残基构成。轻链可分为两型，即κ(kappa)型和λ(lambda)型，一个天然Ig分子上两条轻链的型别总是相同的,两型轻链的功能无差异。不同种属中，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，而在小鼠则为20:1。κ:λ比例的异常可能反映免疫系统的异常，例如人类免疫球蛋白λ链过多，提示可能有产生λ链的B细胞肿瘤。根据λ链恒定区个别氨基酸的差异，又可分为λ1、λ2、λ3和λ4 四个亚型。（二）可变区和恒定区 通过分析不同免疫球蛋白重链和轻链的氨基酸序列，发现重链和轻链靠近N端的约110个氨基酸的序列变化很大，称为可变区（variable region,V区），而靠近C端的其余氨基酸序列相对稳定，称为恒定区(constant region, C区)。可变区 重链和轻链的V区分别称为VH和VL。高变区（hypervariable region，HVR）比较许多不同抗体V区的氨基酸序列，发现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，这些区域称为高变区，分别用HVR1、HVR2和HVR3表示，一般HVR3变化程度更高。VL的三个高变区分别位于28～35、49～56和91～98位氨基酸；VH的三个高变区分别位于29～31、49～58和95～102位氨基酸。骨架区（framework region,FR）高变区之外区域的氨基酸组成和排列顺序相对不易变化，称为骨架区VH或VL各有四个骨架区，分别用FR1、FR2、FR3和FR4表示。CDR结构，以利IgCDR与抗原决定簇精细特异地结合。 ③互补性决定区（complementarity-determining region，CDR）VH和VL的三个高变区共同组成Ig的抗原结合部位，该部位形成一个与抗原决定簇互补的表面，故高变区又被称为互补性决定区，分别用CDR1、CDR2和CDR3表示。不同的抗体其CDR序列不相同，并因此决定抗体的特异性。恒定区 重链和轻链的C区分别称为CH和CL。不同类Ig重链CH长度不一，有的包括CH1、CH2和CH3；有的更长，包括CH1、CH2、CH3和CH4。同一种属动物中，同一类别Ig分子其C区氨基酸的组成和排列顺序比较恒定。例如：针对不同抗原的人IgG抗体，它们的V区不相同，只能与相应的抗原发生特异性结合，但其C区的抗原性是相同的，应用抗人IgG抗体（第二抗体），均能与不同人的IgG结合。免疫球蛋白的功能区：Ig的H链、L链每隔110个氨基酸由链内二硫键