1、1医学免疫学：免疫球蛋白分子的结构与功能医学免疫学第二节 免疫球蛋白分子的结构与功能一、免疫球蛋白分子的基本结构Porter 等对血清 IgG 抗体的研究证明，Ig 分子的基本结构是由四肽链组成的。即由二条相同的分子量较小的肽链称为轻链和二条相同的分子量较大的肽链称为重链组成的。轻链与重链是由二硫键连接形成一个四肽链分子称为 Ig 分子的单体，是构成免疫球蛋白分子的基本结构。Ig 单体中四条肽链两端游离的氨基或羧基的方向是一致的，分别命名为氨基端（N 端）和羧基端（C 端） 。图 2-3 免疫球蛋白分子的基本结构示意图（一）轻链和重链由于骨髓瘤蛋白（M 蛋白）是均一性球蛋白分子，并证明本周蛋白
2、（BJ）是 Ig 分子的 L 链，很容易从患者血液和2尿液中分离纯化这种蛋白，并可对来自不同患者的标本进行比较分析，从而为 Ig 分子氨基酸序列分析提供了良好的材料。1轻链（light chain,L） 轻链大约由 214 个氨基酸残基组成，通常不含碳水化合物，分子量约为 24kD。每条轻链含有两个由链内二硫键内二硫所组成的环肽。L 链共有两型：kappa()与 lambda()，同一个天然 Ig 分子上 L 链的型总是相同的。正常人血清中的 ： 约为 2：1。2重链（heavy chain,H 链） 重链大小约为轻链的 2 倍，含 450550 个氨基酸残基，分子量约为 55 或 75kD。
3、每条H 链含有 45 个链内二硫键所组成的环肽。不同的 H 链由于氨基酸组成的排列顺序、二硫键的数目和们置、含的种类和数量不同，其抗原性也不相同，根据 H 链抗原性的差异可将其分为 5 类： 链、 链、 链、 链和 链，不同 H 链与 L 链（ 或 链）组成完整 Ig 的分子分别称之为 IgM、IgG、IgA、IgD 和IgE。 、 和 链上含有 4 个肽， 和 链含有 5 个环肽。（二）可变区和恒定区通过对不同骨髓蛋白或本周蛋白 H 链或 L 链的氨基酸序列比较分析，发现其氨基端（N-末端）氨基酸序列变化很大，称此区为可变区（V） ，而羧基末端（C-末端）则相对稳定，变化很小，称此区为恒定区
4、。31可变区（variable region,V 区） 位于 L 链靠近 N 端的 1/2（约含 108111 个氨基酸残基）和 H 链靠近 N 端的1/5 或 1/4（约含 118 个氨基酸残基） 。每个 V 区中均有一个由链内二硫键连接形成的肽环，每个肽环约含 6775 个氨基酸残基。V 区氨基酸的组成和排列随抗体结合抗原的特异性不同有较大的变异。由于 V 区中氨基酸的种类为排列顺序千变万化，故可形成许多种具有不同结合抗原特异性的抗体。L 链和 H 链的 V 区分别称为 VL 和 VH。在 VL 和 VH 中某些局部区域的氨基酸组成和排列顺序具有更高的变休程度，这些区域称为高变区（hype
5、rvariable region,HVR） 。在V 区中非 HVR 部位的氨基酸组面和排列相对比较保守，称为骨架区（fuamework rugion） 。VL 中的高变区有三个，通常分别位于第 2434、5065、95102 位氨基酸。VL和 VH 的这三个 HVR 分别称为 HVR1、HVR2 和 HVR3。经 X 线结晶衍射的研究分析证明，高变区确实为抗体与抗原结合的位置，因而称为决定簇互补区（complementarity-determining regi-on,CDR） 。VL 和VH 的 HVR1、HVR2 和 HVR3 又可分别称为CDR1、CDR2 和 CDR3，一般的 CDR3
6、 具有更高的高变程度。高变区也是 Ig 分子独特型决定簇（idiotypic determinants）主要存在的部位。在大多数情况下 H 链在与4抗原结合中起更重要的作用。图 2-4 与表位结合高变区示意图（G 表示相对保守的甘氨酸）2恒定区（constant region,C 区） 位于 L 链靠近 C 端的 1/2（约含 105 个氨基酸残基）和 H 链靠近 C 端的 3/4 区域或 4/5 区域（约从 119 位氨基酸至 C 末端） 。H 链每个功能区约含 110 多个氨基酸残基，含有一个由二锍键连接的 5060 个氨基酸残基组成的肽环。这个区域氨基酸的组成和排列在同一种属动物Ig 同
7、型 L 链和同一类 H 链中都比较恒定，如人抗白喉外毒素 IgG 与人抗破伤风外毒素的抗毒素 IgG，它们的 V 区不相同，只能与相应的抗原发生特异性的结合，但其 C 区的结构是相同的，即具有相同的抗原性，应用马抗人 IgG 第二体（或称抗抗体）均能与这两种抗不同外毒素的抗体（IgG）发生结合反应。这是制备第二抗体，应用荧光、酶、同位毒等标记抗体的重要基础。（三）功能区Ig 分子的 H 链与 L 链可通过链内二硫键折叠成若干球形功能区，每一功能区（domain）约由 110 个氨基酸组成。在功能区中氨基酸序列有高度同源性。1L 链功能区 分为 L 链可变区（VL）和 L 链恒定区5（CL ）两
8、功能区。2H 链功能区 IgG、IgA 和 IgD 的 H 链各有一个可变区（VH）和三个恒定区（CH1、CH2 和 CH3）共四个功能区。IgM 和 IgE 的 H 链各有一个可变区（ VH）和四个恒定区（CH1、CH2、CH3 和 CH4）共五个功能区。如要表示某一类免疫蛋白 H 链恒定区，可在 C（表示恒定区）后加上相应重链名称（希腊字母）和恒定区的位置（阿拉伯数字） ，例如 IgG 重链 CH1、CH2 和 CH3 可分别用C1、C2 和 C3 来表示。 IgL 链和 H 链中 V 区或 C 区每个功能区各形成一个免疫球蛋白折叠（immunoglobulin fold,Ig fold）
9、,每个 Ig 折叠含有两个大致平行、由二硫连接的 片层结构（betapleated sheets） ，每个 片层结构由 3至 5 股反平行的多肽链组成。可变区中的高变区在 Ig 折叠的一侧形成高变区环（hypervariable loops） ，是与抗原结合的位置。3功能区的作用（1）VL 和 VH 是与抗原结合的部位，其中HVR（CDR）是 V 区中与抗原决定簇（或表位）互补结合的部位。VH 和 VL 通过非共价相互作用，组成一个 FV 区。单位 Ig 分子具有 2 个抗原结合位点（antigen-binding site） ，二聚体分泌型 IgA 具有 4 个抗原结合位点，五聚体 IgM
10、可有 10 个抗原结合位点。6（2）CL 和 CH 上具有部分同种异型的遗传标记。（3）CH2：IgGCH 具有补体 Clq 结合点，能活化补体的经典活化途径。母体 IgG 借助 CH2 部分可通过胎盘主动传递到胎体内。（4）CH3：IgGCH3 具有结合单核细胞、巨噬细胞、粒细胞、B 细胞和 NK 细胞 Fc 段受体的功能。IgMCH3（或CH3 因部分 CH4）具有补体结合位点。IgE 的 C2 和 C3功能区与结合肥大细胞和嗜碱性粒细胞 FCRI 有关。4铰链区（hinge region ）铰链区不是一个独立的功能区，但它与其客观存在功能区有关。铰链区位于 CH1 和 CH2之间。不同
11、H 链铰链区含氨基酸数目不等，1、2、1、2 和 4 链的铰链区较短，只有 10 多个氨基酸残基；3 和 链的铰链区较长，约含 60 多个氨基酸残基，其中 3 铰链区含有 14 个半胱氨酸残基。铰链区包括 H 链间二硫键，该区富含脯氨酸，不形成 -螺旋，易发生伸展及一定程度的转动，当 VL、VH 与抗原结合时此氏发生扭曲，使抗体分子上两个抗原结合点更好地与两个抗原决定簇发生互补。由于 CH2 和 CH3 构型变化，显示出活化补体、结合组织细胞等生物学活性。铰链区对木瓜蛋白酶、胃蛋白酶敏感，当用这些蛋白酶水解免疫球蛋白分子时常此区发生裂解。IgM 和 IgE 缺乏铰链区。（四）J 链和分泌成分7
12、1J 链（joining chain） 存在于二聚体分泌型 IgA 和五聚体 IgM 中。J 链分子量约为 15kD，由于 124 个氨基酸组成的酸性糖蛋白，含有 8 个半胱氨酸残基，通过二硫键连接到 链或 链的羧基端的半胱氨酸。J 链可能在 Ig 二聚体、五聚体或多聚体的组成以及在体内转运中的具有一定的作用。2分泌成分（secretory component,SC） 又称分泌片（secretory piece）,是分泌型 IgA 上的一个辅助成分，分子量约为 75kD，糖蛋白，由上皮细胞合成，以共价形式结合到 Ig 分子，并一起被分泌到粘膜表面。SC 的存在对于抵抗外分泌液中蛋白水解酶的降解
13、具有重要作用。（五）单体、双体和五聚体1单体 由一对 L 链和一对 H 链组成的基本结构，如IgG、IgD、IgE 血清型 IgA。2双体 由 J 链连接的两个单体，如分泌型IgA（secretory IgA,SIgA)二聚体（或多聚体） IgA 结合抗原的亲合力（avidity）要比单体 IgA 高。图 2-5 分泌型 IgA 结构示意图3五聚体 由 J 链和二硫键连接五个单体，如 IgM。链 Cys414（C3）和 Cys575(C 端的尾部)对于 IgM 的多聚化极为重要。在 J 链存在下，通过两个邻近单体 IgM 链8Cys 之间以及 J 链与邻 链 Cys575 之间形成二硫键组成五
14、聚体。由粘膜下浆细胞所合成和分泌的 IgM 五聚体，与粘膜上皮细胞表面 pIgR(poly-Ig receptor,pIgR)结合，穿过粘膜上皮细胞到粘膜表面成为分泌型 IgM(secretory IgM)。（六）酶解片段1本瓜蛋白酶的水解片段 Porter 等最早用木瓜蛋白酶（papain）水解兔 IgG,从而区划获知了 Ig 四肽链的基本结构和功能。（1）裂解部位：IgG 铰链区 H 链链间二硫键近 N 端侧切断。（2）裂解片段：共裂解为三个片段：两个 Fab 段（抗原结合段，fragment of antigen binding）,每个 Fab 段由一条完整的 L 链和一条约为 1/2
15、的 H 链组成，Fab 段分子量为 54kD。一个完整的 Fab 段可与抗原结合，表现为单价，但不能形成凝集或沉淀反应。Fab 中约 1/2H 链部分称为 Fd段，约含 225 个氨基酸残基，包括 VH、CH1 和部分铰链区。一个 Fc 段（可结晶段，fragment crystallizable）,由连接 H 链二硫键和近羧基端两条约 1/2 的 H 链所组成，分子量约 50kD。Ig 在异种间免疫所具有的抗原性主要存在于Fc 段。图 2-6 人分泌型 IgA 和分泌型 IgM 的局部产生示意图9图 2-7 IgM 结构示意图2胃蛋白酶的水解片段 Nisonoff 等最早用胃蛋白酶（peps
16、in）裂解免疫球蛋白。（1）裂解部位：铰链区 H 链链间二硫键近 C 端切断。（2）裂解片段：1）F（ ab）2：包括一对完整的 L 链和由链间二硫键相连一对略大于 Fab 中 Fd 的 H 链，称为 Fd，约含 235 个氨基酸残基，包括 VH、VH1 和铰链区。F（ab）2 具有双价抗体活性，与抗原结合可发生凝集和沉淀反应。双价的F（ ab）2 与抗原结合的亲合力要大于单价的 Fab。由于应用 F（ ab）2 时保持了结合相应抗原的生物学活性，又减少或避免了 Fc 段抗原性可能引起的副作用，因而在生物制品中有较大的实际应用价值。虽然 F（ab）2 与抗原结合特性方面同完整的 Ig 分子一样
17、，但由于缺乏 Ig 中部分，因此不具备固定补体以及与细胞膜表面 Fc 受体结合的功能。F（ ab）2 经还原等处理后，H 链间的二硫可发生断裂而形成两个相同的 Fab片段。2）Fc可继续被胃蛋白酶水解成更小的片段，失去其生物学活性。图 2-8 Ig 酶水解片段示意图10二、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）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
18、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
19、 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 B11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1IgM、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
20、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 折叠股 318322 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
21、 Fc 受体，分别用FcR、FcR、FcR 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。12IgE 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 FcRI 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
22、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 FcRI（CD64）和 FcR（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
23、粒细胞具有亲和力 FcR，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：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；抗体与相应颗粒性抗原结合13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；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；吞噬细胞 FcR 结合抗原抗体复合物，吞噬细胞可被活化。图 2-9 抗体的调理吞噬作用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 FcR 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
24、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FcR（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 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 FcR和 FcR 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。图 2-10 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（st
25、aphylococcus proteinA,SPA)结合，应用 SPA 可纯化14IgG 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。三、免疫球蛋白分子的抗原性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
26、性。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。（一）同种型同种型（isotype）是指同一种属内所有个体共有的 Ig 抗原特异性的标记，要异种体内可诱导产生相应的抗体，换句话说，同种型抗原特异性因种属（specics）而异。同种型的抗原性位于 CH 和 CLH ，同种型主要包括 Ig 的类、亚类，型和亚型。1免疫球蛋的类和亚类（classes and subclasses）(1)类：决定 Ig 不同类的抗原性差异存在于 H 链的恒定区15（CH） 。根据 CH 抗原性的差异（即
27、氨基酸组成、排列、构型、二硫键等不同）H 链可分为 、 、 和 五类，不同 H 链与 L 链组成完整 Ig 的分子别为 IgM、IgA、IgD和 IgE。在基因水平上，不同类的 H 链恒定区的是由不同的恒定区基因片段所编码。不同类 Ig 在理化性质及生物学功能上可有较大差异。（2）亚类：同一类 Ig 中由于铰链区氨基酸组成和二硫键数目的差异，可分为不同的亚类，亚类间抗原性的差异要小于不同类之间的差异。目前已发现人的 重链有 1 和 2两个亚类，分别与 L 链组成 IgA1 和 IgA2。 重链有 4 个亚类，但命名为 IgG1、IgG2a、IgG2b 和 IgG3。IgM、IgD和 IgG，目
28、前尚未发现存在不同的亚类。Ig 不同亚类也是由不同的恒定区基因片段编码。2免疫球蛋白的型和亚型（types and subtypes）（1）型：决定 Ig 型的抗原性差异存在于 L 链的恒定区（CL ） ，根据 CL 抗原性的差异（氨基酸的组成、排列和构型的不同）分为 和 轻链之比约为 2：1；而在小鼠，97%轻链为 型， 型只占 3%左右。（2）亚型：根据 轻链恒定区（C2）个别氨基酸的差异又可分 1、2、3 和 4 四个亚型。1 和 2 在 轻链 190位氨基酸的分别为亮氨酸和精氨酸，3 和 4 在第 154 氨基酸分别为某氨酸和丝氨酸。16（二）同种异型同种异型（allotype）是指同
29、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 链上的同种异型 1、23 和 4 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 链，1、2、3 或 4 表示亚
30、类 1、2、3 和 4，m代表标记（marker） 。除 Glmf 和 z 位于 IgG1 分子的 C1 区外，其余的 Gm 均位于 Fc 部位。一条 链可能同时具有一个以上的 Gm 标志，如白种人常常在 1H 链 C1 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C1、C2、C3 和 C4 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 链上的同种异型 2H 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
31、酸、缬氨酸；A2m2 则分别为苏氨酸、17谷氨酸、异亮氨酸和丙氨酸。1H 链上尚未发现有同种异型存在。3 链上的同种异型目前只发现 Em1 一种同种异型。4 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。 轻链上尚未发现有同种异型。（三）独特型独特型（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
32、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,I 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。表 2-1 人免疫球蛋白分子上抗原决定簇的分类注：14 同种异型的命名中，WHO1976 年建议采用阿拉数字代号，但目前许多专业实验室仍沿用小写英文字母，在本表中将 链同种异型阿拉伯数字代号列于相应英文字母代号后的括号中18四、免疫球蛋白分子的超家族应用 DNA 序列分析和 X 晶体衍射分析等研究表明，许多细胞膜表
33、面和机体某些蛋白质分子，其多肽链折叠方式与Ig 折叠相似，在 DNA 水平和氨基酸序列上与 IgV 区或 C区有较高的同源性，它们可能从同一原始祖先基因（primodial ancestral gene）经复制和突变衍生而来。编码这些多肽链的基因称为免疫球蛋白基因超家族（immunoglobulin gene superfamily）,这一基因超家族所编码的产物称为免疫球蛋白超家族（immunogloblin superfamily,IGSF） 。（一）免疫球蛋白超家族的组成由于细胞表面标记、单克隆抗体以及基因工程研究的进展，近年来发现属于 IGSF 的成员已达近百种，主要包括T 细胞、B 细
34、胞抗原识别受体和信号传导分子，MHC 及相关分子，Ig 受体，某些细胞因子受体，神经系统功能相关分子，以及部分白细胞分化抗原（CD） （表 2-2） 。表 2-2 免疫球蛋白超家族的组成（成员举例）（二）免疫球蛋白超家族的特点1IGSF 的结构特点 IGSF 的成员均含有 17 个 Ig 样功能区，第个 Ig 样功能区约含 100（70110）个氨基酸残基，功能区的二级结构是由 35 个股反平行 折叠股各自19形成两个平行 片层的平面（anti-paralle -pleated sheet）,每个反平行 折叠股由 510 个氨基酸基组成， 片层内侧的疏水性氨基酸起到稳定 Ig 折叠的作用，大多
35、数功能区内有一个二硫键，垂直连接两个 片层，形成二硫键的两个半胱氨酸间有 5575 个氨基酸残基，使之成为一个球形结构，肽链的这种折叠方式称为免疫球蛋折叠（Ig fold） 。根据 IGSF 功能区中 Ig 折叠方式、两个半胱氨酸之间氨基酸残基的数目以及与 IgV 区或 C 区同源性的程度，IGSF功能区可分为 V 组、C1 组和 C2 组。图 2-11 人 Ig 轻链（ ）多肽折叠示意图（1）V 组：V 组功能区的两个半胱氨酸之间含 6575 个氨基酸残基，有 9 个反平行 折叠股，如 IgH 链和 L 链 V区，TCR、 链 V 区，CD4v 区，CD8、 链 V 区，Thy-1,pIgR
36、 和分泌成分（SC）N 端四个功能区，CEAN 端第一个功能区，PDGFR 靠近胞膜的功能区等。（2）C1 组：又称 C 组。C1 组功能区二个半胱氨酸之间约含 5060 个氨基酸残基，有 7 个 折叠股，如 IgH 链和L 链 C 区（ 、 和 链的 CH1CH3 或 和 链的CH1CH4） ，TCR、 、 链 C 区，MHc 类分子重链 3 功能区，2M，MHC 类分子 2 和 2 功能区， CD1、Qa 和 TL 靠20近胞膜功能区等。（3）C2 组：又称 H 组。C2 组功能区的氨基酸排列的顺序类似 V 组，但形成二硫键的两个半胱氨酸之间所含氨基酸残基数约为 5060，有 7 个 折叠
37、股，这种结构介于 V组和 C1 组之间，如 CD3、 和 链， CD2 和 LFA-3（CD58） ，pIgR 靠近胞膜功能区，FcR、FcR、FcR、FcR 链、FcR，ICAM-1，CEA 第 2 至 7 个功能区，IL-6R 、M-CSFR、G-CSFR、SCFR。PDGFR 第 1 至 4 功能区，以及 N-CAM、CD22、CD48 分子等。2IGSF 功能特点 IGSF 的功能是以识别为基础，因此又称为识别球蛋白超家族（cognoglobulin superfamily） 。IGSF 很可能最起源于原始的具有粘功能的基因，通过复制和突变衍生形成了识别抗原、细胞因子受体、IgFc 段
38、受体、细胞间粘附分子以及病毒受体等不同的功能区。IGSF 识别的基本方式有以下几种。（1）IGSF 和 IGSF 相互识别：同嗜性相互作用（heterophilic interaction）如相同神经细胞粘附分子（N-CAM）之间的相互识别，血小板内皮细胞粘附分子-1（PECAM-1，CD31）的相互识别； 异嗜性相互作用（ heterophilic interaction）,如 CD2 与 LFA-3，CD4 与MHC类分子的单态部分（2 和 2） ，CD8 与 MHC类21分子的单态部分（3） ，poly IgR 与多聚 Ig,FcR (CD64)、FcR(CD32)、FcR（CD16）与
39、 IgG Fc 段，FcR与 Ige Fc 段，FcR（CD89）与 IgA Fc 段，CD28 与B7/BB1（CD80）等之间的相互识别。图 2-12 免疫球蛋白超家族 V 组、C1 组和 C2 组结构模式图（2）IGSF 和结合素（integrin ）相互识别：如 ICAM-1（CD54） 、ICAM-2（CD102 ）与 LFA-1（CD11a/CD18） ，VCAM-1（CD106）与 VLA-4（CD49d/CD29）之间的相互作用。（3）IGSF 和其它分子的相互识别：包括 TCR 识别MHC类或 类分子与抗原复合物，细胞因子受体识细胞因子等。百度搜索“就爱阅读”,专业资料,生活学习,尽在就爱阅读网,您的在线图书馆
