抗体的生物功能
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抗体生物知识点总结高中一、抗体的结构抗体是由四个亚单位组成的Y型蛋白质,每个亚单位由两个轻链和两个重链组成。
重链和轻链之间通过二硫键相连,形成抗体的框架结构。
抗体的变区域(Variable region,简称V区)位于抗体的两端,决定了抗体的特异性。
V区包括抗原结合位点,可以与抗原结合并形成抗原-抗体复合物。
抗体的C区域(Constant region,简称C区)位于抗体的中央,决定了抗体的功能。
C区域可以与免疫细胞或其他免疫蛋白相互作用,从而激活免疫系统。
二、抗体的功能1. 中和病毒:抗体可以与病毒表面蛋白结合,从而阻止病毒进入宿主细胞,起到中和病毒的作用。
这种抗体通常被称为中和抗体,是疫苗设计的关键因素之一。
2. 凝集细菌:抗体可以与细菌表面抗原结合,形成抗原-抗体复合物,从而凝集细菌并增强其被吞噬的能力。
这种抗体通常被称为沉淀抗体,是人体抵抗细菌感染的重要防御手段。
3. 激活补体系统:抗体可以激活补体系统,引起细胞溶解和炎症反应,起到清除病原体或异物的作用。
这种抗体通常被称为激活抗体,对于免疫系统的正常功能和疾病的治疗具有重要意义。
4. 促进病原体被吞噬:抗体可以与病原体表面结合,增强病原体被巨噬细胞吞噬的能力。
这种抗体通常被称为吞噬抗体,对于清除细胞内病原体或异物具有重要作用。
三、抗体的生成抗体的生成经历了体液免疫和细胞免疫两个阶段。
在体液免疫阶段,B细胞受到激活,分化为浆细胞,并产生特异性抗体。
在细胞免疫阶段,T细胞发挥作用,调节和促进抗体的生成。
1. B细胞的激活和分化当抗原进入机体后,会被抗原递呈细胞吞噬并加工,然后呈现在B细胞表面的MHC II分子上。
这样的抗原递呈诱导了B细胞与T细胞相互作用,刺激B细胞开始分化并产生抗体。
B细胞分化成浆细胞后,就可以大量产生特异性抗体,这是体液免疫的重要过程。
2. 抗体的类别根据C区域的不同,抗体可以分为IgM、IgG、IgA、IgE和IgD五个类别。
抗体Fc段的8个生物学功能抗体是人体适应性免疫的重要效应分子,在抗感染和抗肿瘤领域起重要作用。
截至目前,全球已经批准超过120种抗体类药物(文末附抗体药物列表),2021年前20大畅销抗体药物的合计销售额约1280亿美金。
抗体药物通过Fab段的CDR区结合抗原,从而发现作用目标,并可能产生激动或者抑制功能;抗体药物通过Fc段结合不同效应细胞上的FcR,介导不同的效应功能。
本文主要梳理抗体药物通过Fc段结合FcR发挥的主要生物学功能及常用的生物学活性表征方法。
01抗体Fc与FcR在健康人群中,大约70%循环免疫球蛋白(Ig)是IgG,20%是IgA,其余10%是IgM、IgD和IgE。
IgG和IgA分别被进一步划分为IgG1-4和IgA1-2亚型。
每一类Ig都对应结合不同的FcR,比如IgG 结合FcγRs,IgA结合FcαRI,IgM结合FcμR,Fcμ/αRI可结合IgA和IgM,IgE结合FcεRI。
除FcγRI外,大多数FcRs已经进化到与其配体低亲和力结合,只有在与多价免疫复合物(immune complexes,ICs)相互作用时才被激活,细胞对免疫复合物的反应在很大程度上取决于细胞类型及其所表达的FcRs(具体见下图)。
反过来,FcR的表达也会受到细胞因子环境和特定细胞的组织生态位的影响。
目前抗体药物选用的抗体亚型主要为IgG1和IgG4,因而FcR主要为FcγR。
Annu. Rev. Biomed. Eng. 2022. 24:249–7402Fc/FcR介导的8个生物学功能1.补体依赖的细胞毒性CDC(Complement-dependent cytotoxicity (CDC)抗体药物的Fc和补体C1q结合,会在靶细胞表面形成膜攻击复合体(membrane attack complex,MAC),造成细胞外离子大量内流,引起靶细胞裂解(包括肿瘤细胞、被感染细胞等)。
常见的抗体药物,如CD20抗体、CD38抗体、CD52抗体等。
抗体的结构与功能抗体是一种由B细胞分泌的蛋白质,也叫免疫球蛋白。
它在人体免疫系统中起着至关重要的作用,能够识别并与病原体结合,从而中和细菌、病毒等致病微生物,清除体内的感染。
抗体的结构与功能是相辅相成的,可以通过一系列特殊的结构特点来发挥其生物学功能。
抗体的结构主要由两个重链和两个轻链组成,这些链之间通过非共价键连接起来,形成抗体的Y形结构。
每个重链和轻链都有可变区和恒定区。
可变区位于抗体分子的抗原结合面上,决定了抗体与抗原结合的特异性。
恒定区则决定了抗体的生物学活性和免疫效应。
可变区的特异性是由V(可变)、D(多样性)和J(连接)基因片段重组而来的。
这种基因重组的机制,使得每个B细胞可以产生非常多的不同的可变区结构,从而能够识别不同的抗原。
当抗原进入人体后,与特异性抗体的可变区发生结合,从而启动机体的免疫应答。
抗体的功能可以分为中和作用、激活效应或调节作用。
其中,中和作用是抗体最重要的功能之一、当特定抗原与抗体结合时,抗体可以直接阻止抗原与宿主细胞的相互作用,从而中和其毒性。
这种抗体媒介的中和作用可以防止微生物侵入宿主细胞,并有助于快速清除微生物。
抗体还能够通过激活效应杀伤病原体。
当抗原与抗体结合时,抗体的恒定区可以与免疫细胞的受体结合,从而激活免疫细胞,如巨噬细胞和自然杀伤细胞,发挥细胞毒作用,清除感染源。
这种非特异性的杀伤效应被称为抗体依赖性细胞毒性(ADCC)。
此外,抗体还可以通过三种可能的机制来调节免疫应答。
一种机制是调节T细胞的活化和功能,从而影响细胞免疫应答。
另一种机制是通过结合到具有调节功能的受体上,抗体可以影响免疫细胞的活性和分化。
最后,抗体还可以通过诱导细胞的凋亡(程序性细胞死亡),来调节机体免疫应答。
总的来说,抗体的结构与功能是密不可分的。
抗体通过其特异性的可变区结合特定的抗原,从而实现中和作用、激活效应和调节作用。
抗体是机体抵抗感染的重要防线,对于疾病预防与治疗具有重要意义。
简述抗体的免疫学功能抗体是一种生物分子,是机体免疫系统中的重要组成部分。
它们通过识别和结合病原体、异物或自身抗原,发挥着重要的免疫学功能。
在本文中,将详细介绍抗体的免疫学功能。
1. 识别和结合抗原抗体最基本的免疫学功能是识别和结合抗原。
当机体感染病原体时,免疫系统会识别并产生与其相应的抗体。
抗体通过其可变区域与病原体表面的特定抗原结合,从而促进病原体的清除。
此外,抗体也能与体内的自身抗原结合,从而防止自身免疫反应。
2. 促进病原体的清除抗体通过与病原体结合后,可以促进其清除。
一方面,抗体可与病原体表面结合,从而直接中和病原体的毒性;另一方面,抗体也可以激活细胞免疫反应。
例如,抗体可与巨噬细胞的Fc受体结合,从而激活细胞吞噬和破坏病原体的功能;抗体还可与NK细胞结合,从而激活其杀伤病原体的能力。
3. 介导ADCC抗体介导的细胞依赖性细胞毒性(ADCC)是一种重要的免疫学功能。
当抗体与病原体结合后,可与NK细胞的Fc受体结合,从而激活NK细胞的杀伤病原体能力。
此外,抗体也可以与其他免疫细胞(如巨噬细胞、中性粒细胞等)结合,从而介导ADCC。
4. 活化补体系统抗体还可以活化补体系统,从而促进病原体的清除。
当抗体与病原体结合后,可激活免疫球蛋白M(IgM)或IgG的经典途径,从而引发补体激活。
激活后的补体可直接破坏病原体,也可通过补体受体介导的机制促进巨噬细胞吞噬病原体。
5. 调节免疫反应抗体还可以调节免疫反应。
例如,IgM和IgG抗体可激活B细胞,从而促进其增殖和分化;一些抗体还可以与T细胞结合,从而影响其活化和功能等。
抗体是机体免疫系统中不可或缺的重要组成部分。
它们通过识别和结合抗原,促进病原体的清除,介导ADCC,活化补体系统和调节免疫反应,发挥着重要的免疫学功能。
抗体的研究不仅有助于深入了解机体的免疫反应机制,还为疾病的诊断和治疗提供了新的思路和方法。
高中生物抗体知识点归纳总结一、抗体的基本概念抗体,全称为免疫球蛋白抗体,是由B淋巴细胞分泌的一类具有免疫功能的蛋白质。
它们能够识别并结合特定的抗原(如细菌、病毒、异物等),从而发挥免疫防御作用。
抗体主要存在于血清中,但也可以在组织液和外分泌液中找到。
二、抗体的结构抗体由四条多肽链组成,包括两条重链和两条轻链。
轻链和重链通过二硫键连接形成Y字形结构。
在Y字形的两个臂端部分,存在一个可变区,称为抗原结合位点,是抗体与抗原特异性结合的部位。
抗体的另一端,即Fc区,与免疫细胞上的Fc受体结合,参与免疫反应的调节。
三、抗体的分类根据结构和功能的不同,抗体可以分为五大类:IgA、IgD、IgE、IgG 和IgM。
各类抗体在免疫反应中扮演不同的角色。
例如,IgA主要存在于粘膜表面,保护粘膜免受病原体侵害;IgE与过敏反应有关;IgG是血清中含量最高的抗体,具有广泛的免疫功能;IgM是初次免疫应答时产生的第一种抗体,具有很强的抗原结合能力。
四、抗体的产生抗体的产生是适应性免疫反应的一部分。
当病原体侵入人体时,B淋巴细胞能够识别并结合到病原体上的抗原。
通过一系列的细胞活化、增殖和分化过程,B淋巴细胞转化为浆细胞,开始大量分泌抗体。
同时,部分B细胞成为记忆B细胞,长期存在于体内,为未来可能的再次感染提供快速响应。
五、抗体的功能抗体的主要功能包括中和、凝集、沉淀、补体激活和抗体依赖性细胞介导的细胞毒性(ADCC)等。
通过这些功能,抗体能够直接或间接地清除病原体,保护机体免受感染。
六、抗体的应用在医学领域,抗体被广泛应用于疾病的诊断和治疗。
例如,单克隆抗体技术可以制备特异性强、纯度高的抗体,用于治疗癌症、自身免疫疾病等。
此外,抗体还可以作为诊断试剂,帮助检测病原体或疾病标志物。
七、抗体与免疫调节抗体不仅能够清除病原体,还能够调节免疫系统的功能。
例如,某些抗体能够通过调节T细胞的活性,影响免疫应答的强度和持续时间。
此外,抗体还能够参与免疫耐受的形成,防止免疫系统对自身组织的攻击。
高中生物课本中“抗体”知识的梳理本专题以抗体为出发点,联系了高中教材中多个章节的知识点,如免疫、遗传的物质基础、生物膜系统及细胞工程、动物代谢知识等。
以该知识点为专题进行复习,不仅可以进一步熟知教材中的相关知识点,加强对课本知识的横纵向联系,使知识更加系统化,而且对于培养分析、综合、应用等能力有一定的帮助。
一、知识体系:二、知识解析:(一)抗体的定义:●产生:抗体是机体受到抗原刺激后产生的●特性:能与该抗原发生特异性结合●功能:具有免疫功能●化学本质:球蛋白(可用双缩脲试剂进行鉴定,产生紫色反应)(二)抗体的结构:组成抗体的基本元素是C、H、O、N等,由各种化学元素组成基本单位――氨基酸,各种氨基酸通过缩合方式形成肽链,抗体是由4条肽链构成的蛋白质,4条肽链通过一定的化学键连接,再折叠、盘曲形成的空间结构就是抗体。
(三)抗体的合成与分泌:1.抗体是分泌蛋白,其合成及分泌是在体液免疫的反应阶段进行的,合成部位是在效应B细胞内的粗面内质网上的核糖体上,与其合成及分泌相关的细胞器有核糖体、内质网、高尔基体、线粒体(注意掌握各细胞器所起的作用);其合成及分泌的途径是:核糖体→内质网→高尔基体→细胞膜→胞外,分布到血清、组织液、外分泌液(如唾液、泪、尿、乳汁等)中;该物质出细胞的方式为外排作用。
2.抗体的合成要受到相应基因的控制,控制其合成的基因为真核细胞基因,其结构包括编码区和非编码区,非编码区对编码区的表达起调控作用,编码区包括内含子和外显子。
3.基因控制抗体的合成包括转录和翻译过程。
(场所、原料、条件、过程等)1.定义:由单个B细胞经多次无性繁殖(即克隆)形成的细胞群所产生的化学性质单一、特异性强的抗体(特点)。
2.相关技术手段:动物细胞融合、动物细胞培养3.制备过程:详见本文第一部分“知识体系”注:在单克隆抗体的制备中要涉及到两次筛选,两次筛选的目的是不同的:(1)第一次筛选:B淋巴细胞在与骨髓瘤细胞融合后可得到三种类型的融合细胞,即B淋巴细胞与B淋巴细胞融合成的融合细胞、B淋巴细胞与骨髓瘤细胞融合形成的杂交瘤细胞、骨髓瘤细胞与骨髓瘤细胞融合成的融合细胞,第一步筛选的目的是从三种融合细胞中把杂交瘤细胞筛选出来。
抗体生物学功能
抗体(免疫球蛋白)是免疫系统中重要的分子,具有多种生物学功能。
以下是抗体的主要功能:
1.抗原结合:抗体能够特异性地与抗原结合,形成抗原-抗体复合物。
这种结合可以通过多种方式中和、中性化或凝集抗原,从而阻止其进一步对机体造成伤害。
2.中和病原体:抗体可以与病原体(如细菌、病毒)的表面抗原结合,阻止其进入或侵袭宿主细胞。
这种中和作用可以促进病原体的清除和抑制感染的发展。
3.引发免疫细胞介导的杀伤作用:通过与抗原结合,抗体可以激活免疫系统中的细胞,如巨噬细胞、自然杀伤细胞(NK细胞)和嗜酸性粒细胞,来杀伤被抗原标记的细胞或病原体。
4.促进炎症反应:抗体的结合可以激活免疫系统中的炎症反应,吸引和激活炎症细胞,从而增强炎症反应对病原体的清除能力。
5.激活补体系统:某些类型的抗体可以通过激活补体系统来增强免疫应答。
激活的补体成分能够直接杀伤病原体、促进炎症反应和协助免疫细胞清除病原体。
6.调节免疫应答:抗体可以与免疫细胞上的受体结合,调节免疫细胞的活化、分化和功能。
这种调节作用可以影响免疫应答的强度和方向。
总的来说,抗体在免疫应答中发挥着重要的角色,通过与抗原结合、激活免疫细胞和调节免疫应答等机制,协助机体对抗感染和疾病。
这些功能使得抗体成为疫苗、免疫治疗和诊断等领域的重要工具。
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简述免疫球蛋白的基本结构及主要生物学功能
免疫球蛋白,也称为抗体,是一种由B淋巴细胞分泌的蛋白质分子,具有多种结构和功能。
其基本结构由两个重链和两个轻链组成,每个链都包含一个可变区和一个恒定区。
免疫球蛋白的主要生物学功能包括以下几个方面:
1. 特异性识别和结合抗原:免疫球蛋白的可变区域能够与抗原特异性结合,形成免疫复合物,从而介导机体的免疫应答。
2. 中和病原微生物:免疫球蛋白能够通过结合病原微生物表面的抗原,中和病原微生物的毒力,从而保护机体免受感染。
3. 促进炎症反应:免疫球蛋白能够与炎症介质结合,促进炎症反应的发生和维持。
4. 介导细胞毒性:某些类型的免疫球蛋白能够与细胞表面的受体结合,激活细胞毒性T淋巴细胞,介导细胞毒性反应。
5. 调节免疫应答:免疫球蛋白能够与细胞表面的受体结合,调节免疫应答的强度和方向。
总之,免疫球蛋白作为机体免疫系统的重要组成部分,具有多种生物学功能,对维护机体免疫平衡和保护机体免受感染具有重要作用。
简述抗体的生物学功能。
抗体是一种特殊的蛋白质分子,也被称为免疫球蛋白。
它是机体免疫系统中最重要的组成部分之一,具有多种生物学功能。
抗体通过与抗原结合来发挥作用,抗原是一种能够诱导机体免疫反应的物质,可以是病原体的表面分子、细胞内产生的异常蛋白质或外源物质等。
抗体的主要生物学功能包括:1.中和病原体:抗体可以通过与病原体的抗原结合,阻止其侵入宿主细胞并抑制其繁殖。
一旦病原体被抗体中和,它们就会失去侵入和感染细胞的能力,从而保护机体免受疾病的侵害。
2.促进病原体的吞噬和破坏:抗体与病原体结合后,可以增强巨噬细胞的吞噬功能。
巨噬细胞是一类能够吞噬和消化病原体的免疫细胞,它们通过与抗体结合的病原体来识别并摧毁它们,从而清除体内的病原体。
3.激活免疫系统:抗体通过与抗原结合,可以激活免疫系统中的其他细胞和分子。
例如,抗体可以与免疫细胞表面的Fc受体结合,从而激活这些免疫细胞。
激活后的免疫细胞会释放一系列的细胞因子,进一步增强免疫反应,从而有效地清除病原体。
4.调节免疫反应:抗体可以通过与抗原结合来调节免疫反应的幅度和方向。
在免疫应答的早期阶段,抗体可以增强免疫细胞的活性,加速病原体的清除。
而在免疫应答的后期阶段,抗体可以抑制过度的免疫反应,避免免疫系统对自身组织的损伤。
5.传递免疫记忆:抗体可以通过与抗原结合来传递免疫记忆。
一旦机体接触到特定的抗原,免疫系统会产生相应的抗体。
这些抗体可以长期存留在机体内,当再次遇到相同的抗原时,免疫系统可以迅速产生大量相应的抗体,从而更快速地清除病原体,避免再次感染。
抗体作为机体免疫系统的重要组成部分,在免疫应答中发挥着多种生物学功能。
它们通过与抗原结合来中和病原体、促进病原体的吞噬和破坏、激活免疫系统、调节免疫反应以及传递免疫记忆。
这些功能的发挥不仅对于保护机体免受疾病侵害至关重要,而且对于研究和治疗许多疾病也具有重要的意义。
未来的研究将进一步揭示抗体的生物学功能,为免疫疾病的防治提供更多的思路和方法。
抗体的生物学功能抗体是一种由机体免疫系统产生的蛋白质分子,具有广泛的生物学功能。
它主要通过识别和结合外来抗原来保护机体免受病原体的侵害。
以下将详细介绍抗体的主要生物学功能。
首先,抗体具有识别和结合抗原的功能。
抗原是激发机体免疫系统产生抗体的分子,可以是病原体(如细菌、病毒)、肿瘤细胞或其他外来物质。
抗体通过其特异性的抗原结合位点与抗原相互作用,形成稳定的抗原-抗体复合物。
这种特异性识别和结合的能力使得抗体可以区分不同种类的抗原,并调控机体免疫反应。
其次,抗体参与免疫应答的调节。
抗体可以激活多种效应器机制,调节免疫应答的强度和性质。
一方面,抗体可以通过与免疫细胞表面的Fc受体结合来激活细胞介导的免疫反应,如通过NK细胞介导的抗体依赖性细胞毒性(ADCC)和巨噬细胞介导的抗体依赖性吞噬作用(ADCP)。
另一方面,抗体还可以调节细胞因子的产生和释放,如促炎性细胞因子的产生,从而影响免疫细胞的功能和相互作用。
除了直接参与免疫应答的调节,抗体还具有清除抗原及其复合物的功能。
一旦抗体与抗原结合形成复合物,这些复合物可以通过多种机制被清除,如沉淀、中性化和巨噬细胞的吞噬。
抗体在此过程中起到桥梁的作用,促使抗原被机体清除,从而减少病毒或细菌的感染和复制。
此外,抗体还参与调控机体自身免疫反应的平衡。
机体免疫系统往往能够识别并清除自身异常细胞,从而维持自身免疫平衡。
然而,有时机体免疫系统会出现对自身组织的攻击,导致自身免疫性疾病的发生。
在这种情况下,抗体可以调控免疫细胞的活性,抑制自身免疫反应,从而减轻或抑制自身免疫疾病的发展。
总结起来,抗体作为免疫系统的重要组成部分,在机体的免疫应答中发挥多种生物学功能。
它们能够识别和结合特定的抗原,参与免疫应答的调节和调控,清除抗原及其复合物,并参与机体自身免疫平衡的维持。
抗体的生物学功能不仅对机体抵御病原体的感染至关重要,还对治疗免疫性疾病、促进器官移植等领域具有广泛的临床应用潜力。
抗体的生物功能教学时间:50分钟教学过程:一、免疫球蛋白分子的功能Ig是体液免疫应答中发挥免疫功能最主要的免疫分子,免疫球蛋白所具有的功能是由其分子中不同功能区的特点所决定的。
(一)抗体的异质性及其抗原决定簇(免疫球蛋白分子的抗原性)抗体的特异性是指抗体中免疫球蛋白的不均一性。
Ig本身具有抗原性,将Ig作为免疫原免疫异种动物、同种异体或在自身体内可引起不同程度的免疫性,本身又可以作为抗原激发机体产生特异性免疫应答。
根据IgI不同抗原决定簇存在的不同部位以及在异种、同种异体或自体中产生免疫反应的差别,可把Ig的抗原性分为同种型、同种异型和独特型第三种不同抗原决定簇。
a.同种型(isotype):指同一种属所有个体的Ig分子共有的抗原特异性标志,为种属性标志。
存在于Ig C区。
(比如人,都有免疫球)b.同种异型(allotype):指同一种属不同个体间Ig分子所具有的不同抗原特异性标志,为个体型标志。
存在于Ig C区和V区。
同种异型(allotype)是指同一种属不同个体间的Ig分子抗原性的不同,在同种异体间免疫可诱导免疫反应。
同种异型抗原性的差别往往只有一个或几个氨基酸残基的不同,可能是由于编码Ig的结构基因发生点突变所致,并被稳定地遗传下来,因此Ig同种异型可作为一种遗传标记(genetic markers),这种标记主要分布在CH和CL上。
1.γ链上的同种异型γ1、γ2γ3和λ4重链上均存在有同种异型标记,目前已发现:Glma、x、f、z;G2mn;G3mgl、g5、b0、b1、b3、b4、b5、c3、c5、s、t、u、v;G4m4a、4b。
共20种左右。
其中G表示λ链,1、2、3或4表示亚类λ1、λ2、λ3和λ4,m代表标记(marker)。
除Glmf和z位于IgG1分子的Cγ1区外,其余的Gm均位于Fc部位。
一条γ链可能同时具有一个以上的Gm标志,如白种人常常在γ1H链Cγ1区有G1mz,Fc部位有G1ma。
由于人第14号染色体编码四种IgG亚类的C区基因Cγ1、Cγ2、Cγ3和Cγ4是密切连锁的,因此IgGH链各亚类Gm标记可作为间倍体(haplotype)遗传给子代。
2.α链上的同种异型α2H链已发现有A2m1和A2m2两种。
A2m1在411、428、458和467位氨酸上分别为苯丙氨酸、天冬氨酸、亮氨酸、缬氨酸;A2m2则分别为苏氨酸、谷氨酸、异亮氨酸和丙氨酸。
α1H链上尚未发现有同种异型存在。
3.ε链上的同种异型目前只发现Em1一种同种异型。
4.κ链上的同种异型旧称为Inv,现分为Km1、2和3。
Km1在153位和191位氨基酸上分别为缬氨酸和亮氨酸,Km2分别为丙氨酸和亮氨酸,Km3分别为丙氨和缬氨酸。
λ轻链上尚未发现有同种异型。
c.独特型(idiotype,Id):指每个免疫球蛋白V区所特有的抗原特异性标志,其表位又称为独特位(idiotope)。
可见独特型存在于Ig的V区。
独特型表位在异种、同种异体甚至同一个体内均可刺激产生相应的抗体,即抗独特型抗体(anti-idiotype antibody, AId)。
独特型(idiotype)为每一种特异性IgV区上的抗原特异性。
不同抗体形成细胞克隆所产生的IgV区具有与其客观存在抗体V区不同的抗原性,这是由可变区中成其是超变区的氨基酸组成、排列和构型所决定的。
所以,在单一个体内所存在的独特型数量相当大,可达107以上。
独特型的抗原决定簇称为独特位(idiotope),可在异种、同种异体以及自身体内诱产生相应在的抗体,称为抗独特型抗体(antiidiotypic antibody,αI d),独特型和抗独型抗体可形成复杂的免疫调节中占有得要地位。
Ig最显著的生物学特点是能够特异性地与相应的抗原结合,如细菌、病毒、寄生虫、某些药物或侵入机体的其他异物。
Ig的这种特异性结合抗原特性是由其V区(尤其是V区中的高变区)的空间构成所决定的。
Ig的抗原结合点由L 链和H链超变区组成,与相应抗原上的表位互补,借助静电力、氢键以及范德华力等次级键相结合,这种结合是可逆的,并受到pH、温度和电解浓度的影响。
在某些情况下,由于不同抗原分子上有相同的抗原决定簇,或有相似的抗原决定簇,一种抗体可与两种以上的抗原发生反应,此称为交叉反应(cross reaction)。
抗体分子可有单体、双体和五聚体,因此结合抗原决定簇的数目(结合价)也不相同。
Fab段为单价,不能产生凝集反应和沉淀反应。
F(ab')2和单体Ig(如IgG、IgD、IgE)为双价。
双体分泌型IgA有4价。
五聚体IgM理论上应为10价,但实际上由于立体构型的空间位阻,一般只有5个结合点可结合抗原。
B细胞表面Ig(SmIg)是特异性识别抗原的受体,成熟B细胞主要表达SmIgM 和SmIgD,同一B细胞克隆表达不同类SmIg其识别抗原的特异性是相同的。
(一)特异性结合抗原Ig最显著的生物学特点是能够特异性地与相应的抗原结合,如细菌、病毒、寄生虫、某些药物或侵入机体的其他异物。
Ig的这种特异性结合抗原特性是由其V区(尤其是V区中的高变区)的空间构成所决定的。
Ig的抗原结合点由L 链和H链超变区组成,与相应抗原上的表位互补,借助静电力、氢键以及范德华力等次级键相结合,这种结合是可逆的,并受到pH、温度和电解浓度的影响。
在某些情况下,由于不同抗原分子上有相同的抗原决定簇,或有相似的抗原决定簇,一种抗体可与两种以上的抗原发生反应,此称为交叉反应(cross reaction)。
抗体分子可有单体、双体和五聚体,因此结合抗原决定簇的数目(结合价)也不相同。
Fab段为单价,不能产生凝集反应和沉淀反应。
F(ab')2和单体Ig (如IgG、IgD、IgE)为双价。
双体分泌型IgA有4价。
五聚体IgM理论上应为10价,但实际上由于立体构型的空间位阻,一般只有5个结合点可结合抗原。
B细胞表面Ig(SmIg)是特异性识别抗原的受体,成熟B细胞主要表达SmIgM 和SmIgD,同一B细胞克隆表达不同类SmIg其识别抗原的特异性是相同的。
(二)活化补体1.IgM、IgG1、IgG2和IgG3可通过经典途径活化补体。
当抗体与相应抗原结合后,IgG的CH2和IgM的CH3暴露出结合C lq的补体结合点,开始活化补体。
由于Clq6个亚单位中一般需要2个C端的球与补体结合点结合后才能依次活化Clr和Cls,因此IgG活化补体需要一定的浓度,以保证两个相邻的IgG单体同时与1个Clq分子的两个亚单位结合。
当Clq一个C端球部结合IgG时亲和力则很低,Kd为10-4M,当Clq两个或两个以上球部结合两个或多个IgG分时,亲合力增高Kd为10-8M。
IgG与Clq结合点位于CH2功能区中最后一个β折叠股318~322位氨基酸残基(Glu-x-Lys-x-Lys)。
IgM倍以上。
人类天然的抗A和抗B血型抗体为IgM,血型不符合引韦的输血反应发生快而且严重。
2.凝聚的IgA、IgG4和IgE等可通过替代途径活化补体。
(三)结合Fc受体不同细胞表面具有不同Ig的Fc受体,分别用FcγR、FcεR、FcαR等来表示。
当Ig与相应抗原结合后,由于构型的改变,其Fc段可与具有相应受体的细胞结合。
IgE抗体由于其Fc段结构特点,可在游离情况下与有相应受体的细胞(如嗜碱性粒细胞、肥大细胞)结合,称为亲细胞抗体(cytophilic antibody)。
抗体与Fc受体结合可发挥不同的生物学作用。
1.介导I型变态反应变应原刺激机体产生的IgE可与嗜碱性粒细胞、肥大细胞表面IgE高亲力受体细胞脱颗粒,释放组胺,合成由细胞FcεRI结合。
当相同的变应原再次进入机体时,可与已固定在细胞膜上的IgE结合,刺激细胞脱颗粒,释放组受,合成由细胞脂质来源的介质如白三烯、前列腺素、血小板活化因子等,引起Ⅰ型变态反应。
2.调理吞噬作用调理作用(opsonization)是指抗体、补体C3b、C4b等调理素(opsonin)促进吞噬细菌等颗粒性抗原。
由于补体对热不稳定,因此又称为热不稳定调理素(heat-labile opsonin)。
抗体又称热稳定调理素(heat-stable opsonin)。
补体与抗体同时发挥调理吞噬作用,称为联合调理作用。
中性粒细胞、单核细胞和巨噬细胞具有高亲和力或低亲和力的FcγRI (CD64)和FcγRⅡ(CD32),IgG尤其是人IgG1和IgG3亚类对于调理吞噬起主要作用。
嗜酸性粒细胞具有亲和力FcγRⅡ,IgE与相应抗原结合后可促进嗜酸性粒细胞的吞噬作用。
抗体的调理机制一般认为是:①抗体在抗原颗粒和吞噬细胞之间“搭桥”,从而加强了吞噬细胞的吞噬作用;②抗体与相应颗粒性抗原结合后,改变抗原表面电荷,降低吞噬细胞与抗原之间的静电斥力;③抗体可中和某些细菌表面的抗吞噬物质如肺炎双球菌的荚膜,使吞噬细胞易于吞噬;④吞噬细胞FcR结合抗原抗体复合物,吞噬细胞可被活化。
3.发挥抗体依赖的细胞介导的细胞毒作用当IgG抗体与带有相应抗原的靶细胞结合后,可与有FcγR的中性粒细胞、单核细胞、巨噬细胞、NK细胞等效应细胞结合,发挥抗体依赖的细胞介导的细胞毒作用(antibodydependent cell-mediatedcytotoxicity,ADCC)。
目前已知。
NK细胞发挥ADCC效应主要是通过其膜表面低亲和力FcγRⅢ(CD16)所介导的,IgG不仅起到连接靶细胞和效应细胞的作用,同时还刺激NK细胞合成和分泌肿瘤坏死因子和γ干扰素等细胞因子,并释放颗粒,溶解靶细胞。
嗜酸性粒细胞发挥ADCC作用是通过其FcεRⅡ和FcαR 介导的,嗜酸性粒细胞可脱颗粒释放碱性蛋白等,在杀伤寄生虫如蠕虫中发挥重要作用。
此外,人IgGFc段能非特异地与葡萄菌A蛋白(staphylococcus proteinA,SPA)结合,应用SPA可纯化IgG等抗体,或代替第二抗体用于标记技术。
(四)通过胎盘在人类,IgG是唯一可通过胎盘从母体转移给胎儿的Ig。
IgG能选择性地与胎盘母体一侧的滋养层细胞结合,转移到滋养层细胞的吞饮泡内,并主动外排到胎儿血循环中。
IgG的这种功能与IgGFc片段结构有关,如切除Fc段后所剩余的Fab并不能通过胎盘。
IgG通过胎盘的作用是一种重要的自然被动免疫,对于新生儿抗感染有重要作用。