第四章 免疫球蛋白( immunoglobulin, Ig )

　　Ab是B细胞接受Ag刺激后增殖分化为浆细胞所产生的，主要存在于血清等体液中，通过与相应Ag特异性结合发挥免疫功能的糖蛋白(球蛋白)。

　　Ig是指具有Ab活性或化学结构与Ab相似的球蛋白

　　Ig可分为：分泌型Ig(sIg )，主要存在于血清或组织液中，具有Ab的各种功能(Ab);

　　膜型Ig(mIg)，是B细胞膜上的Ag受体(BCR)。

　　第一节 Ig 的结构

　　一、Ig的基本结构

　　Ig 基本结构是一个由两条相同的重链和两条相同轻链经二硫键相连的“Y”字型四肽链结构。

　　(一 )重链和轻链

　　1.重链(H链)分子量约为50～75kD，由450～550个氨基酸残基构成。

　　(1)有5种氨基酸组成和排列顺序不同(故抗原性也不同)的H链：

　　Ig重链将Ig分为5类(同种型)：

　　IgG, IgA, IgM, IgD, IgE

　　(γ、 α、 μ、 δ、 ε)

　　(五类Ig 链内和链间二硫键的数目和位置、寡糖的数量、结构域的数目、铰链区的长短不同)。

　　(2)γ 链 有 4 种： γ1， γ2， γ3，γ4

　　将IgG分为4个亚类：IgG1, IgG2, IgG3, IgG4(根据铰链区氨基酸组成和重链二硫键的数目、位置不同分)。

　　(3)α链有 α1、α2两种，故IgA有两个亚类： IgA1、IgA2 。因此，IgG和IgA又分为若干亚类。

　　2. 轻链(L链)约为25kDa，由214个氨基酸残基构成。

　　(1)有两种： κ链和λ链

　　将Ig分为两型: κ型和λ型。各类Ig都可以有两条相同的κ链或λ链，两型Ig功能上并无差异。

　　Ig κ型/λ型，正常人约为 2∶1，小 鼠 为 20∶1。

　　(2)根据λ链恒定区个别氨基酸的差异，λ型Ig分为四个亚型 λ1、λ2、λ3、λ4

　　(二)可变区和恒定区(V区和C区)

　　1.可变区 ：由H、L链N端110个左右氨基酸残基组成。此处针对不同Ag的Ig的氨基酸序列变化很大，故称为V区，占H、L链的1/4和1/2。

　　H链和L链的V区分别称为VH和VL。而两链靠近C端的其余氨基酸序列很少变化，称为恒定区,占H、L链的3/4和1/2。

　　可变区又可分为高变区和骨架区。

　　(1)高变区(,HVRVH和VL各有3个氨基酸组成和排列顺序高度变化的区段，称为高变区。

　　因其与抗原表位呈互补结合，又称互补决定区(CDR)。

　　H链和L链各有三个CDR，分别命名为：HCDR1、HCDR2、HCDR3 、

　　LCDR1、LCDR2、LCDR3。

　　它们共同形成了Ig的“抗原结合部位”，CDR3变化程度最高，是与Ag表位结合的关键部位。

　　针对不同Ag的Ab的CDR氨基酸序列、空间构型不同，故决定了Ab结合Ag的特异性。

　　(2)骨架区 (FR)V区中CDR之外的其他区段变化较小，称为骨架区。

　　分别用FR1、FR2、FR3、FR4表示。H、L链各有4个FR。

　　2. 恒定区(C区)

　　L链的C端其余1/2、H链的C端约3/4～4/5同类Ig氨基酸数量、种类、排列顺序及含糖量都比较稳定，称为CH和CL。

　　针对不同Ag的同一类Ig的这部分是相同的(但因物种而异!)，其抗原性相同，但V区各异。

　　前面所述Ig重链有五种，主要是指恒定区有5种变化，故有5种重链，5类Ig!

　　C区不与Ag结合，主要和Ab的效应有关。

　　L链的C区用CL表示;

　　H链的C区用CH表示，且分为CH1、CH2、CH3(IgG、IgA、IgD)、CH4(IgM、IgE)。

　　总结：针对不同抗原的IgG， C区相同， V区不同 ;

　　针对同一抗原的抗体，有不同类别，如IgG、IgM、IgA，它们 V区相同， (H链)C区不同。

　　(三)铰链区

　　是Ig H 链CH1和CH2之间的区域。脯氨酸含量较多，肽链比较舒展，容易弯曲，使Ab的两个Ag结合部位能与不同距离的Ag表位结合。该区也是各种蛋白酶的敏感部位。

　　铰链区较短的Ig：IgG1、IgG2、IgG4、 IgA

　　铰链区较长的Ig：IgG3、IgD

　　无 铰 链 区 的Ig：IgM、IgE

　　(四)Ig的结构域(功能区)

　　Ig四条多肽链的V区、C区都有约110个氨基酸残基折叠的球形结构域，而每个结构域具有其相应的功能，又称功能区。

　　每个结构域都是二硫键连接的两个反向平行的β片层(β桶或β三明治)，称为Ig折叠。 有该结构的分子，被统称为“Ig超家族”(IgSF)。

　　IgG、IgA和IgD H链有4个结构域： VH、CH1、CH2、CH3。

　　IgM、IgE H链有5个域结构：VH、CH1、CH2、CH3、CH4。

　　Ig L链有2个结构域： VL、VH 。

　　二、Ig的其他成分

　　1.连接链(J 链)是由浆细胞合成的富含半胱氨酸的多肽链(含糖10%)。起连接IgM五聚体和SIgA双体的作用。

　　IgG、IgD、IgE为单体的Ig，无J链。

　　2.分泌片(SP Or SC)

　　是粘膜上皮细胞合成的60～70kD的多肽链(含糖6%)，在上皮细胞内与J链连接的IgA双体结合，组成SIgA。

　　介导SIgA的转运(通过粘膜上皮细胞)，并保护其不受蛋白酶的水解。

　　三、Ig的水解片段

　　(一)木瓜蛋白酶

　　水解为：2个Fab片段，为单价，与Ag结合后不能形成凝集反应和沉淀反应。

　　1个Fc片段，是IgG的CH2和CH3功能区，无Ag结合活性，是Ab分子与补体和细胞结合的部位。

　　(二)胃蛋白酶

　　水解为： 1个F(ab’)2片段和pFc’残片。

　　F(ab’)2仍为二价抗体，与抗原结合可发生凝集和沉淀反应，且避免了Fc段免疫原性可能引起的副作用(如过敏)。

　　pFc’残片生物学作用完全丧失。