免疫球蛋白分子地結(jié)構(gòu)與功能

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1、一、免疫球蛋白分子的基本結(jié)構(gòu)　　Porter等對(duì)血清IgG抗體的研究證明，Ig分子的基本結(jié)構(gòu)是由四肽鏈組成的。即由二條相同的分子量較小的肽鏈稱為輕鏈和二條相同的分子量較大的肽鏈稱為重鏈組成的。輕鏈與重鏈?zhǔn)怯啥蜴I連接形成一個(gè)四肽鏈分子稱為Ig分子的單體，是構(gòu)成免疫球蛋白分子的基本結(jié)構(gòu)。Ig單體中四條肽鏈兩端游離的氨基或羧基的方向是一致的，分別命名為氨基端（N端）和羧基端（C端）。圖2-3免疫球蛋白分子的基本結(jié)構(gòu)示意圖　?。ㄒ唬┹p鏈和重鏈　　由于骨髓瘤蛋白（M蛋白）是均一性球蛋白分子，并證明本周蛋白（BJ）是Ig分子的L鏈，很

2、容易從患者血液和尿液中分離純化這種蛋白，并可對(duì)來自不同患者的標(biāo)本進(jìn)行比較分析，從而為Ig分子氨基酸序列分析提供了良好的材料。　　1．輕鏈（lightchain,L）輕鏈大約由214個(gè)氨基酸殘基組成，通常不含碳水化合物，分子量約為24kD。每條輕鏈含有兩個(gè)由鏈內(nèi)二硫鍵內(nèi)二硫所組成的環(huán)肽。L鏈共有兩型：kappa(κ)與lambda(λ)，同一個(gè)天然Ig分子上L鏈的型總是相同的。正常人血清中的κ：λ約為2：1。　　2．重鏈（heavychain,H鏈）重鏈大小約為輕鏈的2倍，含450～550個(gè)氨基酸殘基，分子量約為55或75kD

3、。每條H鏈含有4～5個(gè)鏈內(nèi)二硫鍵所組成的環(huán)肽。不同的H鏈由于氨基酸組成的排列順序、二硫鍵的數(shù)目和們置、含的種類和數(shù)量不同，其抗原性也不相同，根據(jù)H鏈抗原性的差異可將其分為5類：μ鏈、γ鏈、α鏈、δ鏈和ε鏈，不同H鏈與L鏈（κ或λ鏈）組成完整Ig的分子分別稱之為IgM、IgG、IgA、IgD和IgE。γ、α和δ鏈上含有4個(gè)肽，μ和ε鏈含有5個(gè)環(huán)肽?！　。ǘ┛勺儏^(qū)和恒定區(qū)　　通過對(duì)不同骨髓蛋白或本周蛋白H鏈或L鏈的氨基酸序列比較分析，發(fā)現(xiàn)其氨基端（N-末端）氨基酸序列變化很大，稱此區(qū)為可變區(qū)（V），而羧基末端（C-末端）則相對(duì)

4、穩(wěn)定，變化很小，稱此區(qū)為恒定區(qū)?！　?．可變區(qū)（variableregion,V區(qū)）位于L鏈靠近N端的1/2（約含108～111個(gè)氨基酸殘基）和H鏈靠近N端的1/5或1/4（約含118個(gè)氨基酸殘基）。每個(gè)V區(qū)中均有一個(gè)由鏈內(nèi)二硫鍵連接形成的肽環(huán)，每個(gè)肽環(huán)約含67～75個(gè)氨基酸殘基。V區(qū)氨基酸的組成和排列隨抗體結(jié)合抗原的特異性不同有較大的變異。由于V區(qū)中氨基酸的種類為排列順序千變?nèi)f化，故可形成許多種具有不同結(jié)合抗原特異性的抗體。　　L鏈和H鏈的V區(qū)分別稱為VL和VH。在VL和VH中某些局部區(qū)域的氨基酸組成和排列順序具有更高的變

5、休程度，這些區(qū)域稱為高變區(qū)（hypervariableregion,HVR）。在V區(qū)中非HVR部位的氨基酸組面和排列相對(duì)比較保守，稱為骨架區(qū)（fuameworkrugion）。VL中的高變區(qū)有三個(gè)，通常分別位于第24～34、50～65、95～102位氨基酸。VL和VH的這三個(gè)HVR分別稱為HVR1、HVR2和HVR3。經(jīng)X線結(jié)晶衍射的研究分析證明，高變區(qū)確實(shí)為抗體與抗原結(jié)合的位置，因而稱為決定簇互補(bǔ)區(qū)（complementarity-determiningregi-on,CDR）。VL和VH的HVR1、HVR2和HVR3又可

6、分別稱為CDR1、CDR2和CDR3，一般的CDR3具有更高的高變程度。高變區(qū)也是Ig分子獨(dú)特型決定簇（idiotypicdeterminants）主要存在的部位。在大多數(shù)情況下H鏈在與抗原結(jié)合中起更重要的作用。圖2-4與表位結(jié)合高變區(qū)示意圖（G表示相對(duì)保守的甘氨酸）　　2．恒定區(qū)（constantregion,C區(qū)）位于L鏈靠近C端的1/2（約含105個(gè)氨基酸殘基）和H鏈靠近C端的3/4區(qū)域或4/5區(qū)域（約從119位氨基酸至C末端）。H鏈每個(gè)功能區(qū)約含110多個(gè)氨基酸殘基，含有一個(gè)由二锍鍵連接的50～60個(gè)氨基酸殘基組成的

7、肽環(huán)。這個(gè)區(qū)域氨基酸的組成和排列在同一種屬動(dòng)物Ig同型L鏈和同一類H鏈中都比較恒定，如人抗白喉外毒素IgG與人抗破傷風(fēng)外毒素的抗毒素IgG，它們的V區(qū)不相同，只能與相應(yīng)的抗原發(fā)生特異性的結(jié)合，但其C區(qū)的結(jié)構(gòu)是相同的，即具有相同的抗原性，應(yīng)用馬抗人IgG第二體（或稱抗抗體）均能與這兩種抗不同外毒素的抗體（IgG）發(fā)生結(jié)合反應(yīng)。這是制備第二抗體，應(yīng)用熒光、酶、同位毒等標(biāo)記抗體的重要基礎(chǔ)。　?。ㄈ┕δ軈^(qū)　　Ig分子的H鏈與L鏈可通過鏈內(nèi)二硫鍵折疊成若干球形功能區(qū)，每一功能區(qū)（domain）約由110個(gè)氨基酸組成。在功能區(qū)中氨基酸

8、序列有高度同源性?！　?．L鏈功能區(qū)　分為L(zhǎng)鏈可變區(qū)（VL）和L鏈恒定區(qū)（CL）兩功能區(qū)。　　2．H鏈功能區(qū)　IgG、IgA和IgD的H鏈各有一個(gè)可變區(qū)（VH）和三個(gè)恒定區(qū)（CH1、CH2和CH3）共四個(gè)功能區(qū)。IgM和IgE的H鏈各有一個(gè)可變區(qū)（VH）和四個(gè)恒定區(qū)（CH1、CH2、CH3