免疫球蛋白是什么型氨基酸

第一节　免疫球蛋白的结构

一、基本结构

免疫球蛋白分子的基本结构是一“Y”字形的四肽链结构，由两条完全相同的重链（heavy chain，H）和两条完全相同的轻链（light chain，L）以二硫键连接而成，如图4-2所示。

（一）重链和轻链

免疫球蛋白重链由450～550个氨基酸残基组成，分子量约50～75 kD。重链可分为μ、δ、γ、α和ε链，据此可将免疫球蛋白分为5类（class）或5个同种型（isotype），即IgM、IgD、IgG、IgA和IgE。每类Ig根据其绞链区氨基酸残基的组成和二硫键数目、位置的不同，又可分为不同亚类（subclass）。

免疫球蛋白轻链含约210个氨基酸残基，分子量约25 kD。轻链分为κ和λ链两种，据此可将Ig分为κ和λ两型（type）。一个天然Ig分子两条轻链的型别总是相同的，但同一个体内可存在分别带有κ或λ链的抗体分子。正常人血清中κ型和λ型免疫球蛋白浓度之比约为2∶1。根据l链恒定区个别氨基酸残基的差异，又可将λ分为λ1、λ2、λ3和λ4四个亚型。

图4-2　免疫球蛋白结构示意图

（二）可变区和恒定区

比较不同Ig重链和轻链的氨基酸序列时发现，重链和轻链近N端约110个氨基酸序列的变化很大，其他部分氨基酸序列则相对恒定。免疫球蛋白轻链和重链中氨基酸序列变化较大的区域称为可变区（varia-ble region，V），分别占重链和轻链的1/4和1/2。免疫球蛋白轻链和重链中氨基酸序列较保守的区域称为恒定区（constant

region，C），其位于肽段的羧基端，分别占重链和轻链的3/4和1/2。重链和轻链V区（分别称为VH和V_L）各有3个区域的氨基酸组成和排列顺序高度可变，称为高变区（hypervari-able region，HVR）或互补决定区（complementarity determining region，CDR），分别为CDR1、CDR2和CDR3（图4-3）。CDR以外区域的氨基酸组成和排列顺序相对不易变化，称为骨架区（framework region，FR）。V_H和V_L各有FR1、FR2、FR3和FR4四个骨架区。V_H和V_L的3个CDR共同组成Ig的抗原结合部位，负责识别及结合抗原，从而发挥免疫效应。

图4-3　免疫球蛋白功能区

重链和轻链的C区分别称为C_H和C_L，不同型（κ或λ）Ig其CL的长度基本一致，但不同类Ig其C_H的长度不一，可包括C_H 1～C_H 3或C_H 1～C_H 4。同一种属的个体，所产生针对不同抗原的同一类别Ig，其C区氨基酸组成和排列顺序比较恒定，即免疫原性相同，但V区各异。Ig C区与抗体的生物学效应相关，如激活补体；穿过胎盘和黏膜屏障；结合细胞表面Fc受体从而介导调理作用；介导ADCC作用和I型超敏反应等。

（三）绞链区

绞链区位于C_H 1与C_H 2之间。该区富含脯氨酸而易伸展弯曲，能改变两个Y形臂之间的距离，有利于两臂同时结合两个不同的抗原表位。IgD、IgG、IgA有绞链区，IgM和IgE则无。

（四）功能区或结构域

免疫球蛋白分子的两条重链和两条轻链都可折叠为数个环形结构域。每个结构域一般具有其独特的功能，因此又称为功能区（domain）。每个功能区约含110个氨基酸残基，其二级结构是由几股多肽链折叠而成的两个反向平行的β片层（anti-parallel b sheet），两个β片层中心的两个半胱氨酸残基由一个链内二硫键垂直连接，形成一“β桶状（βbarrel）”结构，或称β三明治（βsandw ich）结构。不仅免疫球蛋白，已发现许多膜型和分泌型分子含有这种独特的桶状结构，这类分子被称为免疫球蛋白超家族（immunoglobulin superfamily，IgSF）。

二、其他成分

除轻链和重链外，某些类别Ig还含有其他辅助成分，分别是J链（joining chain）和分泌片（secretory piece，SP）。J链是一富含半胱氨酸的多肽链，由浆细胞合成，主要功能是将单体Ig分子连接为多聚体。IgA二聚体和IgM五聚体均含J链；IgG、IgD和IgE常为单体，无J链。SP又称分泌成分（secretory component，SC），为一含糖肽链，由黏膜上皮细胞合成和分泌，以非共价形式结合于IgA二聚体上，使其成为分泌型IgA（SIgA）。SP的作用是:使IgA分泌到黏膜表面，发挥黏膜免疫作用；可保护SIgA绞链区，使其免遭蛋白水解酶降解。

三、Ig水解片段

在一定条件下，免疫球蛋白分子肽链的某些部分易被蛋白酶水解为各种片段（图4-4）。

图4-4　免疫球蛋白水解示意图

1.木瓜蛋白酶（papain）作用于绞链区二硫键所连接的两条重链的近N端，将Ig裂解为两个完全相同的Fab段和一个Fc段。

（1）Fab即抗原结合片段（fragmentof antigen binding），由一条完整的轻链和部分重链（V_H和C_H 1）组成。一个Fab片段为单价，可与抗原结合但不形成凝集反应或沉淀反应；因V区的Aa种类、排列顺序、其空间结构具有高度可变性和复杂性，能充分适应Ag决定簇的多样性，也为Ab的多样性和特异性作出了圆满的解释（图4-5）。

（2）Fc片段即可结晶片段（fragment crystallizable），相当于IgG的C_H 2和C_H 3功能区，无抗原结合活性，是Ig与效应分子或细胞相互作用的部位，与Ig的生物学活性有关。如:激活补体，增强巨噬细胞的吞噬效果，激活K细胞的杀伤作用。

2.胃蛋白酶（pepsin）作用于绞链区二硫键所连接的两条重链的近C端，将Ig水解为一个大片段F（ab’）2和一些小片段pFc’。F（ab’）2是由两个Fab及绞链区组成，为双价，

可同时结合两个抗原表位，故能形成凝集反应或沉淀反应。pFc’最终被降解，无生物学作用。

图4-5　抗原结合片段