作业帮免疫球蛋白生物学功能?
来源：学生作业帮 编辑：作业帮 分类：生物作业 时间：2024/11/06 03:38:26
免疫球蛋白生物学功能?
免疫球蛋白(英文：immunoglobulin,ig)
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）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-mediated cytotoxicity,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.
抗体依赖的细胞介导的细胞毒作用（ADCC）
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.
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）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-mediated cytotoxicity,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.
抗体依赖的细胞介导的细胞毒作用（ADCC）
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.