免疫球蛋白的结构（图）

互联网2015-01-05

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关于Ig 结构与功能的研究，是近40 年来<a target="_blank">免疫</a>学中的一大突破。在此之前，由于存在于正常血清中的抗体有异质性，故对其结构的研究十分困难。自发现多发性骨髓瘤病人血清中含有均一的Ig （单克隆Ig）以及应用酶或还原剂消化和解离Ig 技术，已得出Ig 一般结构的结论。五大类Ig 中，以IgG 的结构和功能研究得最清楚，Ig 的基本结构和功能都是以IgG 为代表说明的。 Ig 分子巨大，含有1000 个以上的氨基酸残基。各类Ig 具有一定的结构和特点。 1963 年Porter 对IgG 的化学结构提出了一个模式图（图38 －1），后经许多学者证实，其他几类Ig具有与IgG 相似的基本结构。 一、四肽链结构 所有Ig 的基本单位都是四肽链的对称结构，其中二条为相同的重链（heavy chain ， H 链），其分子量较大，由440 个氨基酸组成，另二条为相同的轻链（light chain ，L 链）其分子量较小，只含214 个氨基酸。重链上结合有不同量的糖，故Ig 属糖蛋白。轻链根据其C 区的化学结构和抗原性的差异分为κ（Kappa）和λ（Lambda）二型。一个Ig 分子的二条轻链只能是同一个型，不是κ型就是λ型，绝无可能二型轻链共同存在于同一个Ig 分子中。每条重链和轻链分为氨基端（N 端）和羧基端（C 端）。在多肽链的N 端，轻链的1／2 与重链的1／4 ，这个区的氨基酸排列顺序随抗体特异性不同而有所变化，故称这个区为可变区（Varible region ，V 区），它赋于抗体检验地带网以特异性。多肽链的C端轻链的 其余1／2 及重链的3／4 ，这个区的氨基酸数量、种类，排列顺序及含糖量都比较稳定，故称为恒定区（Constant region ，C 区）。Ig 可变区与恒定区的分界线在114位氨基酸，即114 位以前的 N 端为可变区，115 位以后的C 端为恒定区。同一类别的Ig 其恒定区氨基酸仅有少数可被取代，增加或缺如，但不同类别Ig 恒定区的这些指标差异很大。该区不仅作为Ig 的骨架，且对激活免疫反应也有一定作用，即它具有许多重要的生物学活性。两条相同的重链借二硫键相互连接；两条相同的轻链，分别借二硫键连接在重链 N 端的两侧。因此Ig 都是对称性的大分子。 <a target="_blank"> </a>

图38 －1 　免疫球蛋白基本结构简易模式 A ：以四条多肽链表示；B ：表示 V 区和 C 区的位置 由四条多肽链和几对二硫键连接成的一个基本单位称为Ig 单体。IgG 、IgD 、IgE 及大多数血清型IgA 均为单体。分泌型IgA为双体，即两个单体IgA 由J 链相连，加上一个分泌片组成。IgM 为五聚体，即五个单体IgM 由一条J链相连而成（图表38 －2）。 <a target="_blank"> </a>

图38 －2 　J 链和分泌片（SC）的示意图 二、绞链区 在两条重链之间二硫键连接处附近的重链恒定区，即在 CH1 和C H2 之间，有一个可转动的绞链区（hinge region），由2 ～5 个链间二硫键、CH1 尾部和 CH2 头部的小段肽链构成，约含30 个氨基酸残基（其顺序约自209 ～240 个氨基酸区段）。当Ig检验地带网与抗原结合时，该区可转动，以便一方面使可变区的抗原结合点尽量与抗原配合，可与不同距离的两个抗原决定簇结合，起弹性和调节作用；另一方面使Ig 变构，暴露补体结合点 （如IgG 、IgM 的 C1q 结合点）。 三、高变区 在V 区内，重链有四处，轻链有三处氨基酸残基的组成和排列次序比可变区内其他位置上的氨基酸残基更易变化。如在轻链第26 ～32 、48 ～55 、90 ～95 三个部位，在重链第31 ～37 、51 ～58 、84 ～91 和101 ～110 四个部位的氨基酸残基变化特别剧烈，这些小区称为高变区（hypervariable region）。轻、重链上的高变区位置大致相当。可变区中其它较少变化的部分称为骨架氨基酸残基，其结构比较稳定。特异性抗原决定簇与Ig 结合的位置就在Ig 的高变区，抗体的独特型决定簇（idiotypic derterminant）也在这里。抗体的高变区、抗体的抗原结合部位和抗体的独特型决定簇三个完全不同的概念，目前已统一于一个结构基础上，即抗体分子可变区球形顶端凹陷的立体结构。由于此结构能检验地带网表现出抗体的特异性或独特型，故称为抗体的独特型标志。

四、轻链 五类I 的轻链只有两个型，即κ型和λ型。人类κ链占2／3 ，不同人种二型比例有差异，不同种属间差异更大。例如小鼠中κ链与λ链比例为97 ％∶3 ％。每条轻链由链内二硫键连接成两个球状结构，即VL 与CL 。κ链与λ链的恒定区氨基酸组成有差异，这种差异构成了轻链型别特异的抗原决定簇，是轻链分型的依据。

五、重链 五大类Ig 类别是由重链恒定区的氨基酸排列顺序不同而定的，每一Ig 分子内部的重链都相同，如IgM 五聚体的10 条重链，分泌型IgA 双聚体的4 条重链及各单体Ig 的2 条重链都是相同的。各类Ig 重链根据其恒定区氨基酸组成的较小差异及链间二硫键的数目与位置不同，又可将Ig 分为若干亚类。