免疫球蛋白的結構與功能

一、免(mian)疫(yi)球蛋白分(fen)子的基本結構

　　Porter等對血清IgG抗(kang)體的研究證明，Ig分(fen)(fen)子(zi)的(de)(de)基本結構(gou)是由四(si)肽(tai)鏈(lian)(lian)組成(cheng)的(de)(de)。即(ji)由二條(tiao)相同的(de)(de)分(fen)(fen)子(zi)量較小的(de)(de)肽(tai)鏈(lian)(lian)稱為輕鏈(lian)(lian)和二條(tiao)相同的(de)(de)分(fen)(fen)子(zi)量較大(da)的(de)(de)肽(tai)鏈(lian)(lian)稱為重鏈(lian)(lian)組成(cheng)的(de)(de)。輕鏈(lian)(lian)與重鏈(lian)(lian)是由二硫鍵連接形成(cheng)一(yi)個四(si)肽(tai)鏈(lian)(lian)分(fen)(fen)子(zi)稱為Ig分子(zi)的單體，是構成免(mian)疫球蛋白(bai)分子(zi)的基(ji)本(ben)結(jie)構。Ig單(dan)體(ti)中四條肽鏈(lian)兩端游(you)離的(de)氨(an)基(ji)或羧基(ji)的(de)方向是一致(zhi)的(de)，分(fen)別命名為氨(an)基(ji)端（N端(duan)）和羧基端(duan)（C端）。

（一）輕(qing)鏈(lian)和重鏈(lian)

　　由(you)于骨(gu)髓瘤蛋白（M蛋白(bai)）是均一性球蛋白(bai)分(fen)子，并(bing)證明本(ben)周蛋白(bai)（BJ）是Ig分子的L鏈，很容易從患(huan)者血液和尿液中分離純化這種蛋(dan)白(bai)，并可對(dui)來自不同患(huan)者的標本(ben)進行(xing)比較(jiao)分析，從而為Ig分子氨基酸序列分析提供(gong)了良好的材料。

　　1．輕鏈（light chain,L） 輕鏈大約由214個(ge)氨基酸殘基組(zu)成，通常不含(han)碳水化(hua)合物(wu)，分子(zi)量約為24kD。每條輕鏈含(han)有兩個(ge)由鏈內二(er)硫(liu)鍵內二(er)硫(liu)所組成的環肽。L鏈共有兩型：kappa(κ)與lambda(λ)，同一個天然Ig分(fen)子(zi)上(shang)L鏈的型總是相(xiang)同的。正常(chang)人血(xue)清中的κ：λ約為2：1。

　　2．重鏈（heavy chain,H鏈） 重鏈大(da)小約(yue)為輕鏈的2倍，含450～550個氨基酸(suan)殘基，分子量(liang)約為55或75kD。每(mei)條(tiao)H鏈(lian)含有(you)4～5個鏈內二(er)硫鍵所組(zu)成的環(huan)肽。不(bu)同的H鏈(lian)由(you)于氨基(ji)酸組(zu)成的(de)排列(lie)順序、二硫鍵的(de)數目(mu)和們置(zhi)、含的(de)種類和數量(liang)不同，其抗(kang)原性也不相同，根(gen)據H鏈抗原性的差異可將其分為5類：μ鏈(lian)(lian)(lian)、γ鏈(lian)(lian)(lian)、α鏈(lian)(lian)(lian)、δ鏈(lian)(lian)(lian)和(he)ε鏈(lian)(lian)(lian)，不同(tong)H鏈與(yu)L鏈(lian)（κ或λ鏈(lian)）組(zu)成完整(zheng)Ig的分(fen)子分(fen)別稱之為IgM、IgG、IgA、IgD和(he)IgE。γ、α和δ鏈上含有4個肽，μ和ε鏈(lian)含有(you)5個(ge)環肽(tai)。

　　（二）可(ke)變(bian)區和恒(heng)定區

　　通過對不同骨(gu)髓蛋白(bai)或(huo)本(ben)周蛋白(bai)H鏈或L鏈的(de)氨(an)基酸序列(lie)比較分析，發現其氨(an)基端（N-末端(duan)）氨基(ji)酸序列(lie)變化很(hen)大，稱(cheng)此區(qu)為可變區(qu)（V），而羧基末(mo)端（C-末端）則相對穩定，變化很小，稱此區為恒定區。

　　1．可變區（variable region,V區） 位于L鏈靠近N端的(de)1/2（約含108～111個氨基(ji)酸殘基(ji)）和H鏈靠近N端的(de)1/5或1/4（約含(han)118個(ge)氨基(ji)酸殘基(ji)）。每個(ge)V區中均有一個由(you)鏈(lian)內二硫鍵連接形成的肽環(huan)(huan)，每個肽環(huan)(huan)約(yue)含67～75個(ge)氨基(ji)酸(suan)殘基(ji)。V區氨基酸的(de)組成和(he)排(pai)列(lie)隨抗(kang)體(ti)結合抗(kang)原的(de)特異性不同有較(jiao)大的(de)變異。由于V區(qu)中氨基酸的種類為排(pai)列(lie)順序千變萬(wan)化(hua)，故可形成許(xu)多種具(ju)有不同(tong)結(jie)合抗(kang)原特異性的抗(kang)體。

　　L鏈和H鏈的(de)V區分別稱為VL和VH。在VL和VH中某些局部區(qu)域的(de)氨基酸組成和排列順序具有更高的(de)變(bian)休(xiu)程度，這些區(qu)域稱(cheng)為高變(bian)區(qu)（hypervariable region,HVR）。在V區(qu)中非HVR部位的氨(an)基(ji)酸組面和(he)排列相對比較保守，稱為骨(gu)架區（fuamework rugion）。VL中的高(gao)變區有三個，通常分別位于第(di)24～34、50～65、95～102位氨基酸。VL和VH的這三個(ge)HVR分別稱(cheng)為HVR1、HVR2和HVR3。經X線結晶衍射的(de)研究分析證(zheng)明，高變區確實為抗體(ti)與抗原(yuan)結合的(de)位(wei)置，因(yin)而稱為決定簇(cu)互補區（complementarity-determining regi-on,CDR）。VL和VH的HVR1、HVR2和HVR3又可(ke)分別稱為CDR1、CDR2和(he)CDR3，一般(ban)的CDR3具有更高的高變程度(du)。高變區也是Ig分子*型決(jue)定簇（idiotypic determinants）主要存在(zai)的(de)部位。在(zai)大多數(shu)情況(kuang)下H鏈(lian)在與抗原結合中起(qi)更重要的作用。

2．恒定區(qu)（constant region,C區） 位于L鏈靠近C端的(de)1/2（約含105個氨(an)基(ji)酸殘基(ji)）和H鏈靠(kao)近C端的3/4區域或(huo)4/5區(qu)域（約從119位(wei)氨(an)基酸(suan)至(zhi)C末(mo)端）。H鏈每個功能區約含(han)110多個氨基酸(suan)殘基，含有(you)一個由二锍鍵連接的50～60個(ge)氨基(ji)酸殘(can)基(ji)組(zu)成(cheng)(cheng)的(de)肽環。這個(ge)區域氨基(ji)酸的(de)組(zu)成(cheng)(cheng)和(he)排(pai)列在同一種(zhong)屬動(dong)物Ig同型L鏈和(he)同一類(lei)H鏈中都比較恒定，如(ru)人抗白喉外毒素(su)IgG與人抗破傷(shang)風外毒(du)素的抗毒(du)素IgG，它(ta)們(men)的V區不相同，只能(neng)與相應的抗原發生特異性的結合，但其(qi)C區的(de)結構是相同的(de)，即具有相同的(de)抗(kang)原性，應用馬(ma)抗(kang)人IgG第二體（或稱抗(kang)(kang)抗(kang)(kang)體）均能與這兩種(zhong)抗(kang)(kang)不同外毒素的抗(kang)(kang)體（IgG）發生(sheng)結合反應。這是制備第二抗(kang)體(ti)，應用熒光、酶、同位毒等標記抗(kang)體(ti)的(de)重要基礎(chu)。

（三）功能區(qu)

　　Ig分子的H鏈與L鏈可(ke)通過鏈內二(er)硫鍵折疊成(cheng)若(ruo)干球(qiu)形功能區，每(mei)一功能區（domain）約由110個氨基(ji)酸組成。在功(gong)能區中(zhong)氨基(ji)酸序(xu)列(lie)有(you)高(gao)度(du)同源性。

　　1．L鏈(lian)功能區　分(fen)為L鏈可變(bian)區(qu)（VL）和L鏈恒定區（CL）兩功能(neng)區。

　　2．H鏈功能(neng)區　IgG、IgA和IgD的H鏈(lian)各有一個(ge)可變區（VH）和三個(ge)恒定(ding)區（CH1、CH2和(he)CH3）共四(si)個功能區。IgM和IgE的H鏈各有一個(ge)可變區（VH）和四個恒定區（CH1、CH2、CH3和CH4）共五個功能區。如要表(biao)示某一類免疫蛋白(bai)H鏈(lian)恒定區，可在C（表(biao)示恒定區(qu)）后加(jia)上相應(ying)重鏈名(ming)稱（希臘字(zi)母）和(he)恒定區(qu)的(de)位置（阿拉(la)伯數字(zi)），例如IgG重(zhong)鏈CH1、CH2和CH3可分別用Cγ1、Cγ2和Cγ3來表(biao)示。

　　IgL鏈和H鏈中(zhong)V區或C區每個(ge)(ge)功能(neng)區各(ge)形成(cheng)一個(ge)(ge)免疫(yi)球(qiu)蛋白折疊(die)（immunoglobulin fold,Ig fold）,每(mei)個Ig折(zhe)疊含有(you)兩個大致平行(xing)、由(you)二硫(liu)連接(jie)的β片層結構（betapleated sheets），每個β片層(ceng)結構(gou)由(you)3至5股反平行的多肽鏈(lian)組(zu)成(cheng)。可(ke)變區中的高變區在Ig折疊的一側(ce)形成高變區(qu)環（hypervariable loops），是與抗原結合的位置(zhi)。

　　3．功(gong)能區的作用(yong)

　　（1）VL和VH是(shi)與抗原結合的部(bu)位，其中HVR（CDR）是V區中與抗(kang)原決定簇（或表(biao)位）互補結合的部位。VH和VL通過(guo)非(fei)共價相(xiang)互作用(yong)，組成一個FV區。單(dan)位Ig分子具(ju)有2個抗原結(jie)合位點(dian)（antigen-binding site），二聚體分(fen)泌型IgA具有(you)4個抗原結(jie)合位點，五聚體IgM可有10個抗原結合位點。

　　（2）CL和CH上具有部(bu)分(fen)同種異型的遺傳標記。

　　（3）CH2：IgGCH具有補體(ti)Clq結合點，能(neng)活化(hua)(hua)補體(ti)(ti)的經(jing)典活化(hua)(hua)途徑。母體(ti)(ti)IgG借(jie)助(zhu)CH2部(bu)分(fen)可通過(guo)胎(tai)盤(pan)主動傳遞到胎(tai)體內。

　　（4）CH3：IgGCH3具有(you)結合單(dan)核細(xi)胞(bao)、巨噬細(xi)胞(bao)、粒細(xi)胞(bao)、B細胞和NK細胞Fc段受體的功能。IgMCH3（或CH3因部(bu)分CH4）具有補(bu)體(ti)結合(he)位點。IgE的(de)Cε2和Cε3功能區(qu)與結合肥大細胞和嗜(shi)堿性粒細胞FCεRI有(you)關。

　　4．鉸鏈區（hinge region）鉸鏈區(qu)(qu)(qu)不是一個(ge)獨立的(de)功能區(qu)(qu)(qu)，但(dan)它與其客(ke)觀(guan)存(cun)在功能區(qu)(qu)(qu)有關。鉸鏈區(qu)(qu)(qu)位(wei)于CH1和CH2之間。不同H鏈鉸鏈區含氨基酸數目不等，α1、α2、γ1、γ2和γ4鏈(lian)的鉸鏈(lian)區較短(duan)，只有10多(duo)個氨(an)基酸殘基；γ3和δ鏈(lian)的鉸鏈(lian)區較長，約含60多(duo)個(ge)氨基酸殘基，其中γ3鉸鏈(lian)區(qu)含有14個半胱氨酸殘(can)基。鉸鏈區包括H鏈間二硫鍵，該區富含脯氨酸，不形成α-螺旋，易(yi)發(fa)生伸展及(ji)一定程度(du)的轉(zhuan)動，當VL、VH與抗原(yuan)結合時此氏發生(sheng)扭曲，使抗體分子上兩(liang)個抗原(yuan)結合點更好地與兩(liang)個抗原(yuan)決定簇發生(sheng)互補。由(you)于CH2和(he)CH3構型變化(hua)，顯示(shi)出活(huo)化(hua)補體、結合(he)組織細(xi)胞(bao)等(deng)生物學活(huo)性。鉸鏈區對木(mu)瓜蛋(dan)(dan)白(bai)酶、胃(wei)蛋(dan)(dan)白(bai)酶敏感，當用這(zhe)些蛋(dan)(dan)白(bai)酶水解免疫(yi)球蛋(dan)(dan)白(bai)分子時常(chang)此(ci)區發(fa)生裂解。IgM和IgE缺乏(fa)鉸鏈區。醫學(xue)全在線(xian)www.med126.com

　　（四）J鏈和分泌成分

　　1．J鏈（joining chain） 存在于二聚(ju)體分泌型IgA和五聚體IgM中。J鏈(lian)分子量約為15kD，由于(yu)124個(ge)氨基酸(suan)組成的酸(suan)性糖蛋白，含有8個半胱氨酸殘基，通(tong)過二(er)硫鍵連接(jie)到μ鏈(lian)或(huo)α鏈(lian)的羧基端的半胱氨酸。J鏈可(ke)能在Ig二聚體(ti)(ti)(ti)、五聚體(ti)(ti)(ti)或(huo)多聚體(ti)(ti)(ti)的(de)組成以及在(zai)體(ti)(ti)(ti)內轉(zhuan)運(yun)中的(de)具(ju)有一定的(de)作(zuo)用。

　　2．分(fen)泌(mi)成分(fen)（secretory component,SC）　 又稱(cheng)分泌(mi)片（secretory piece）,是分泌型IgA上(shang)的一個(ge)輔(fu)助成分，分子量約為75kD，糖蛋白，由上皮(pi)細(xi)胞合成，以共價形(xing)式結合到Ig分(fen)子(zi)，并一起被(bei)分(fen)泌到粘膜(mo)表(biao)面(mian)。SC的存在對于抵抗外分(fen)泌液中蛋白水解酶的降解具(ju)有重要作用。

　　（五）單體、雙體和五聚體

　　1．單體 由一(yi)對L鏈和一對(dui)H鏈(lian)組(zu)成的(de)基本結構，如(ru)IgG、IgD、IgE血(xue)清(qing)型IgA。

　　2．雙體 由J鏈連接的兩個單體，如分泌型IgA（secretory IgA,SIgA)二(er)聚(ju)體(ti)（或多聚(ju)體(ti)）IgA結(jie)合(he)抗原(yuan)的親合(he)力（avidity）要比(bi)單體(ti)IgA高。

3．五聚(ju)體(ti) 由(you)J鏈和二(er)硫鍵(jian)連接五個單體，如IgM。μ鏈Cys414（Cμ3）和Cys575(C端的尾部)對于IgM的多(duo)聚(ju)化極為重(zhong)要。在J鏈存在下，通過兩個鄰近單(dan)體IgMμ鏈Cys之間以及J鏈(lian)與鄰(lin)μ鏈(lian)Cys575之(zhi)間形成(cheng)二硫鍵組成(cheng)五(wu)聚體。由(you)粘(zhan)膜下漿細胞所合成(cheng)和分(fen)泌(mi)的IgM五(wu)聚(ju)體，與粘膜上(shang)皮(pi)細胞表面pIgR(poly-Ig receptor,pIgR)結合(he)，穿過(guo)粘(zhan)(zhan)膜(mo)上皮細胞到粘(zhan)(zhan)膜(mo)表面(mian)成為分泌型(xing)IgM(secretory IgM)。

（六）酶解片段

　　1．本(ben)瓜蛋白酶的(de)水(shui)解片(pian)段 Porter等zui早用木瓜蛋白酶（papain）水解兔IgG,從而區劃獲(huo)知了Ig四肽鏈(lian)的基本(ben)結構和功能(neng)。

　　（1）裂解部位：IgG鉸鏈區H鏈鏈間(jian)二(er)硫鍵近N端(duan)側切斷。

　　（2）裂(lie)解(jie)片段(duan)(duan)：共裂(lie)解(jie)為三個片段(duan)(duan)：①兩個Fab段（抗原結合段，fragment of antigen binding）,每個Fab段由(you)一條完整的L鏈(lian)和一條約為1/2的H鏈組(zu)成，Fab段分子(zi)量為54kD。一個完整的Fab段可(ke)與抗原結合，表(biao)現為單價，但不能形成凝(ning)集或沉淀(dian)反應。Fab中(zhong)約1/2H鏈部分稱為Fd段，約含225個氨基酸殘基，包括VH、CH1和部(bu)分鉸鏈區。②一個(ge)Fc段（可結晶段，fragment crystallizable）,由連接H鏈二硫鍵和(he)近羧(suo)基端兩(liang)條(tiao)約1/2的(de)H鏈所組成(cheng)，分子(zi)量約50kD。Ig在異種間免疫所具有的抗原性主要存在于Fc段。

2．胃(wei)蛋白酶的水解片段 Nisonoff等zui早用胃蛋白酶（pepsin）裂(lie)解(jie)免疫球蛋白。

　　（1）裂解部位(wei)：鉸鏈區H鏈(lian)鏈(lian)間二硫鍵(jian)近C端切斷。

　　（2）裂(lie)解片段：

　　1）F（ab'）2：包括一對完整的L鏈和由(you)鏈間二硫鍵(jian)相連一對略大于Fab中Fd的H鏈，稱為Fd'，約含(han)235個氨基(ji)(ji)酸(suan)殘基(ji)(ji)，包括VH、VH1和鉸鏈區。F（ab'）2具有雙價抗(kang)體活性，與抗(kang)原(yuan)結合可發生凝(ning)集和沉淀反應。雙價的F（ab'）2與抗(kang)原結合(he)的親合(he)力(li)要大于單價的Fab。由(you)于(yu)應用F（ab'）2時(shi)保持了結合(he)相(xiang)應抗原的(de)生物(wu)學活性(xing)，又減少或(huo)避免了Fc段抗原性(xing)可能引起的副作(zuo)用，因而在生物制品中有較大的實際應用價值。雖然F（ab'）2與(yu)抗(kang)原結合(he)特性方面同完(wan)整的Ig分子一(yi)樣(yang)，但由(you)于缺乏(fa)Ig中部(bu)分，因此不具備(bei)固定補體(ti)以(yi)及與細胞(bao)膜(mo)表面Fc受體(ti)結合的功能。F（ab'）2經還原等處(chu)理后，H鏈間的二硫可(ke)發(fa)生(sheng)斷裂而(er)形成(cheng)兩個相同的Fab'片段。

　　2）Fc'可繼(ji)續(xu)被胃(wei)蛋白酶水解成更小的片段(duan)，失去其生(sheng)物(wu)學(xue)活性。

二、免疫球蛋白分子(zi)的(de)功(gong)能(neng)

　　Ig是體(ti)(ti)液免疫應(ying)答中(zhong)發揮免疫功能zui主要的免疫分子，免疫球蛋白所具有(you)的功能是由其分子中(zhong)不同功能區的特點所決定的。

（一(yi)）特異性結合抗(kang)原

　　Igzui顯(xian)著的生物(wu)學特(te)點是能夠特(te)異(yi)性地與相應(ying)的抗(kang)原結合，如(ru)細菌(jun)、病(bing)毒(du)、寄生蟲(chong)、某些藥物(wu)或侵(qin)入機(ji)體的其他異(yi)物(wu)。Ig的這種特異性(xing)結合(he)抗原特性(xing)是由(you)其V區（尤其是V區(qu)中(zhong)的高變區(qu)）的空(kong)間(jian)構(gou)成所決定的。Ig的抗(kang)原結(jie)合點由L鏈和(he)H鏈超變(bian)區組(zu)成，與相應(ying)抗(kang)原上的(de)表位互補，借(jie)助(zhu)靜電力、氫鍵以及范德(de)華力等(deng)次級鍵相結合(he)，這種(zhong)結合(he)是可逆的(de)，并受到pH、溫(wen)度和電解濃度的影響。在某些情況下，由于不同抗(kang)(kang)原(yuan)(yuan)分(fen)子上有(you)相(xiang)同的抗(kang)(kang)原(yuan)(yuan)決(jue)定(ding)(ding)簇，或有(you)相(xiang)似的抗(kang)(kang)原(yuan)(yuan)決(jue)定(ding)(ding)簇，一種(zhong)抗(kang)(kang)體可與兩種(zhong)以上的抗(kang)(kang)原(yuan)(yuan)發生(sheng)反應，此(ci)稱為交叉反應（cross reaction）。

　　抗體(ti)分子(zi)可(ke)有單體(ti)、雙體(ti)和五聚體(ti)，因此結合(he)(he)抗原決定簇的數(shu)目（結合(he)(he)價）也不相同。Fab段為單價，不能產(chan)生凝集反應和沉淀反應。F（ab'）2和單體Ig（如(ru)IgG、IgD、IgE）為雙價(jia)。雙體(ti)分泌型IgA有4價。五聚(ju)體IgM理論(lun)上應為(wei)10價，但(dan)實際(ji)上(shang)由于(yu)立(li)體構型的空間(jian)位阻，一般只有5個(ge)結合點可結合抗原。

　　B細(xi)胞(bao)表面Ig(SmIg)是特(te)異(yi)性識別抗原的(de)受(shou)體，成(cheng)熟B細胞(bao)主要(yao)表(biao)達SmIgM和SmIgD，同一B細胞克隆表達不同類SmIg其識別抗原的特異(yi)性是相同的。

　　（二）活(huo)化補(bu)體(ti)(ti)

　　1．IgM、IgG1、IgG2和IgG3可通過經(jing)典途徑活化補(bu)體(ti)(ti)。當抗體(ti)(ti)與相(xiang)應抗原結(jie)合后，IgG的CH2和IgM的(de)CH3暴露(lu)出結合(he)C lq的(de)補(bu)體結合點(dian)，開(kai)始活化補(bu)體。由于Clq6個亞(ya)單(dan)位(wei)中(zhong)一般需要(yao)2個(ge)C端的(de)球與補體結合點結合后(hou)才能依次活化Clr和Cls，因此IgG活化補體需要一定的(de)濃度(du)，以保(bao)證兩(liang)個相鄰的(de)IgG單體同時與1個Clq分子的(de)兩個亞(ya)單位結合。當(dang)Clq一個(ge)C端球部結合IgG時親和力則很(hen)低，Kd為10-4M，當Clq兩(liang)個(ge)(ge)或兩(liang)個(ge)(ge)以上球部結(jie)合兩(liang)個(ge)(ge)或多個(ge)(ge)IgG分時，親合力增高(gao)Kd為(wei)10-8M。IgG與(yu)Clq結合點位于CH2功能(neng)區中zui后一個(ge)β折(zhe)疊股318～322位氨基酸殘(can)基（Glu-x-Lys-x-Lys）。IgM倍(bei)以上。人(ren)類天然的抗A和抗B血型抗(kang)體(ti)為IgM，血型不(bu)符合引韋的輸血反(fan)應(ying)發(fa)生(sheng)快而且嚴重。

　　2．凝聚(ju)的IgA、IgG4和IgE等可通過替代途徑活化補體(ti)。

　　（三）結合Fc受體(ti)

　　不(bu)同細胞表面具有不(bu)同Ig的Fc受體(ti)，分別用(yong)FcγR、FcεR、FcαR等(deng)來表示。當Ig與相應(ying)抗原結合后，由于構型的改(gai)變(bian)，其(qi)Fc段可與具有相應受體的細(xi)胞結合。IgE抗體由于其(qi)Fc段結(jie)構特(te)點，可在游(you)離情(qing)況(kuang)下與有相(xiang)應受體(ti)的細(xi)胞(bao)（如嗜堿性(xing)粒細(xi)胞(bao)、肥大(da)細(xi)胞(bao)）結(jie)合，稱為親細(xi)胞(bao)抗體(ti)（cytophilic antibody）。抗體(ti)與Fc受體(ti)結合可發揮(hui)不同的生物學作用(yong)。

　　1．介導I型(xing)變態反(fan)應(ying)變應(ying)原刺(ci)激(ji)機體(ti)(ti)產生的IgE可與嗜堿性粒細胞、肥(fei)大細胞表面(mian)IgE高親力受體(ti)(ti)細(xi)胞脫顆粒，釋放組胺，合成由細(xi)胞FcεRI結合。當相同(tong)的(de)變(bian)應原再次進入機體時，可(ke)與已固(gu)定在細胞膜上的(de)IgE結合(he)，刺激(ji)細(xi)胞脫(tuo)顆(ke)粒，釋放(fang)組受，合(he)成由細(xi)胞脂質來源的介質如白三烯、前列腺素、血小板活化因子等，引起Ⅰ型變態(tai)反應。

　　2．調理吞噬作用(yong) 調理作用（opsonization）是指抗體、補體C3b、C4b等調(diao)理素(opsonin)促(cu)進吞噬細菌等顆(ke)粒性抗原。由(you)于補體對(dui)熱不(bu)穩定(ding)，因此又稱為熱不(bu)穩定(ding)調(diao)理素（heat-labile opsonin）。抗體(ti)又稱(cheng)熱穩定調理素(su)（heat-stable opsonin）。補體與抗體同(tong)時發揮調理(li)吞噬(shi)(shi)作(zuo)用，稱(cheng)為聯(lian)合調理(li)作(zuo)用。中性粒(li)細胞(bao)、單(dan)核細胞(bao)和(he)巨噬(shi)(shi)細胞(bao)具(ju)有高親(qin)和(he)力或(huo)低(di)親(qin)和(he)力的(de)FcγRI（CD64）和FcγRⅡ（CD32），IgG尤其是人IgG1和IgG3亞類對(dui)于(yu)調理吞(tun)噬起主要作用。嗜酸性粒細胞具(ju)有親和力FcγRⅡ，IgE與(yu)相(xiang)應抗(kang)原(yuan)(yuan)結合后(hou)可(ke)促進(jin)嗜(shi)酸性粒細(xi)胞(bao)(bao)(bao)的(de)吞(tun)(tun)噬(shi)作(zuo)用。抗(kang)體(ti)的(de)調理機制一(yi)般認為是：①抗(kang)體(ti)在抗(kang)原(yuan)(yuan)顆粒和吞(tun)(tun)噬(shi)細(xi)胞(bao)(bao)(bao)之(zhi)間(jian)“搭(da)橋(qiao)”，從而(er)加強了吞(tun)(tun)噬(shi)細(xi)胞(bao)(bao)(bao)的(de)吞(tun)(tun)噬(shi)作(zuo)用；②抗(kang)體(ti)與(yu)相(xiang)應顆粒性抗(kang)原(yuan)(yuan)結合后(hou)，改變(bian)抗(kang)原(yuan)(yuan)表面電荷，降(jiang)低(di)吞(tun)(tun)噬(shi)細(xi)胞(bao)(bao)(bao)與(yu)抗(kang)原(yuan)(yuan)之(zhi)間(jian)的(de)靜(jing)電斥(chi)力；③抗(kang)體(ti)可(ke)中和某(mou)些細(xi)菌表面的(de)抗(kang)吞(tun)(tun)噬(shi)物質(zhi)如(ru)肺炎雙(shuang)球(qiu)菌的(de)莢膜，使吞(tun)(tun)噬(shi)細(xi)胞(bao)(bao)(bao)易于吞(tun)(tun)噬(shi)；④吞(tun)(tun)噬(shi)細(xi)胞(bao)(bao)(bao)FcR結合抗原抗體復合物(wu)，吞噬細(xi)胞(bao)可被活化。

3．發揮(hui)抗(kang)體依賴的(de)(de)細胞介導的(de)(de)細胞毒作用 當IgG抗體與帶(dai)有相應抗原的靶(ba)細胞結合后，可與有FcγR的(de)中性粒(li)細(xi)胞、單(dan)核細(xi)胞、巨噬細(xi)胞、NK細胞(bao)(bao)等效應(ying)細胞(bao)(bao)結合，發揮抗(kang)體依賴的細胞(bao)(bao)介(jie)導的細胞(bao)(bao)毒作用（antibodydependent cell-mediated cytotoxicity,ADCC）。目前(qian)已(yi)知。NK細(xi)胞發揮(hui)ADCC效應主要是通過其(qi)膜(mo)表面低親和力FcγRⅢ（CD16）所(suo)介導的，IgG不(bu)僅起到連接靶(ba)細胞(bao)和效應細胞(bao)的作用，同(tong)時還刺激NK細(xi)胞合(he)成和(he)分泌腫瘤壞死因(yin)子和(he)γ干擾素等細(xi)胞因(yin)子，并釋放顆粒(li)，溶解(jie)靶細(xi)胞。嗜酸性(xing)粒(li)細(xi)胞發(fa)揮ADCC作用是通過其(qi)FcεRⅡ和FcαR介(jie)導的，嗜(shi)酸性粒細胞可脫顆粒釋放堿性蛋白等，在殺(sha)傷寄生蟲(chong)如蠕(ru)蟲(chong)中發揮重(zhong)要作(zuo)用。

此外(wai)，人IgGFc段能非特異地與葡萄菌A蛋白(bai)（staphylococcus proteinA,SPA)結(jie)合(he)，應用SPA可純化IgG等抗(kang)體(ti)，或代替第(di)二抗(kang)體(ti)用于標記(ji)技術(shu)。

（四(si)）通(tong)過胎盤

　　在(zai)人類，IgG是*可通(tong)過胎盤(pan)從母體(ti)轉移給胎兒(er)的Ig。IgG能選擇性地與胎盤母體一側的滋(zi)養層細胞結合，轉移(yi)到滋(zi)養層細胞的吞(tun)飲(yin)泡(pao)內，并主動外排到胎兒血循環中。IgG的這種功能與(yu)IgGFc片段(duan)結構有關(guan)，如切除Fc段后所剩(sheng)余的Fab并不能(neng)通過胎盤。IgG通過(guo)胎盤(pan)的作用(yong)是一(yi)種重(zhong)要(yao)的自(zi)然(ran)被動免疫，對于(yu)新生兒抗感(gan)染有重(zhong)要(yao)作用(yong)。

　　三、免(mian)疫球蛋(dan)白分子的抗原性

　　Ig本身具有(you)抗原(yuan)性，將Ig作為免疫原免疫異種動(dong)物、同(tong)種異體(ti)或(huo)在(zai)自身體(ti)內可引起不同(tong)程度的免疫性。根據IgI不同抗原決定簇存在(zai)(zai)的不同部(bu)位以及(ji)在(zai)(zai)異(yi)種、同種異(yi)體(ti)或自體(ti)中產生免疫(yi)反應(ying)的差別，可(ke)把Ig的抗(kang)原性(xing)分為同(tong)種型(xing)(xing)、同(tong)種異型(xing)(xing)和*型(xing)(xing)第三(san)種不(bu)同(tong)抗(kang)原決(jue)定簇。

　　（一）同種(zhong)型

　　同(tong)種型（isotype）是指(zhi)同一種屬(shu)內(nei)所(suo)有個體共(gong)有的Ig抗(kang)(kang)原特異(yi)性的(de)標記(ji)，要異(yi)種(zhong)體內可誘導(dao)產(chan)生相應的(de)抗(kang)(kang)體，換句話說(shuo)，同種(zhong)型(xing)抗(kang)(kang)原特異(yi)性因(yin)種(zhong)屬（specics）而異。同種型的抗原性位于CH和CLH ，同種型主要(yao)包括(kuo)Ig的(de)類(lei)、亞類(lei)，型(xing)(xing)和亞型(xing)(xing)。

　　1．免疫球蛋的類(lei)和亞類(lei)（classes and subclasses）

　　(1)類：決定Ig不(bu)同類的(de)抗原性差(cha)異存在于H鏈的恒定區(qu)（CH）。根據CH抗原性的(de)差異(yi)（即氨(an)基酸組成、排列、構型、二硫(liu)鍵等(deng)不同）H鏈(lian)可分為μ、γ、α、δ和(he)ε五類，不同H鏈與L鏈組成完(wan)整Ig的分(fen)子別(bie)為IgM、IgA、IgD和IgE。在(zai)基因水平上，不同(tong)類的H鏈(lian)恒定(ding)區的是由不(bu)同的恒定(ding)區基因(yin)片(pian)段所編(bian)碼。不(bu)同類Ig在理化性(xing)質及生物(wu)學功(gong)能上可有較大(da)差異。

　　（2）亞類(lei)：同一類(lei)Ig中由于鉸鏈(lian)區氨基(ji)酸組成和二(er)硫鍵(jian)數目的(de)(de)差異，可分(fen)為不同的(de)(de)亞(ya)類(lei)，亞(ya)類(lei)間抗原性的(de)(de)差異要小于不同類(lei)之間的(de)(de)差異。目前已發現人的(de)(de)α重(zhong)鏈(lian)有α1和α2兩(liang)個(ge)亞類，分別(bie)與(yu)L鏈組成IgA1和IgA2。γ重鏈(lian)有4個亞(ya)類，但命名為IgG1、IgG2a、IgG2b和(he)IgG3。IgM、IgD和(he)IgG，目(mu)前尚(shang)未(wei)發現存在不同的(de)亞類。Ig不同(tong)亞類也是(shi)由(you)不同(tong)的恒定(ding)區(qu)基因片段編碼。

　　2．免疫球蛋白的型(xing)和亞型(xing)（types and subtypes）

　　（1）型：決定Ig型的(de)抗原性差異(yi)存(cun)在于L鏈(lian)的恒定區（CL），根據CL抗原性(xing)的(de)差異（氨基酸的(de)組成、排列和構型的(de)不(bu)同）分(fen)為κ和λ輕鏈之比約(yue)為2：1；而(er)在小鼠，97%輕鏈為κ型，λ型只(zhi)占3%左右。

　　（2）亞型：根(gen)據λ輕(qing)鏈恒定區（C2）個別氨基酸的差異又可(ke)分λ1、λ2、λ3和λ4四個亞型(xing)。λ1和(he)λ2在λ輕鏈190位氨基酸的分別為亮(liang)氨酸和精(jing)氨酸，λ3和(he)λ4在第154氨(an)基酸(suan)分別為某(mou)氨(an)酸(suan)和絲氨(an)酸(suan)。

　　（二）同種(zhong)異型(xing)

　　同種異型（allotype）是指同一種屬不同個體間的Ig分子抗原性的(de)(de)不(bu)同，在同種異(yi)體間免疫可誘導免疫反應(ying)。同種異(yi)型抗原性的(de)(de)差別往往只有一個(ge)或幾個(ge)氨基酸(suan)殘基的(de)(de)不(bu)同，可能(neng)是由于編(bian)碼Ig的結構基因(yin)發生點突變所(suo)致，并(bing)被穩定地遺傳下來，因(yin)此Ig同種異型可(ke)作為一種遺傳(chuan)標記（genetic markers），這種標記(ji)主(zhu)要分布在CH和CL上。

　　1．γ鏈上的同(tong)種異型 γ1、γ2γ3和λ4重鏈上均存在(zai)有同種異型(xing)標記，目前已發(fa)現：Glma、x、f、z；G2mn;G3mgl、g5、b0、b1、b3、b4、b5、c3、c5、s、t、u、v；G4m4a、4b。共(gong)20種左右。其中G表示λ鏈，1、2、3或(huo)4表示(shi)亞類λ1、λ2、λ3和λ4，m代表(biao)標記（marker）。

　　除Glmf和z位于(yu)IgG1分(fen)子(zi)的Cγ1區外，其余的(de)Gm均(jun)位(wei)于Fc部位。一(yi)條γ鏈可能(neng)同時具(ju)有一(yi)個以(yi)上的Gm標(biao)志，如白種(zhong)人常常在(zai)γ1H鏈Cγ1區有G1mz,Fc部位(wei)有G1ma。由于人第14號染色體編碼(ma)四種(zhong)IgG亞類(lei)的C區(qu)基因Cγ1、Cγ2、Cγ3和(he)Cγ4是密切連(lian)鎖的，因此IgGH鏈各亞類(lei)Gm標記可作(zuo)為間倍(bei)體(ti)（haplotype）遺(yi)傳(chuan)給子代(dai)。

　　2．α鏈上的(de)同種異型 α2H鏈(lian)已(yi)發(fa)現有A2m1和(he)A2m2兩種。A2m1在(zai)411、428、458和467位氨(an)(an)酸上分別為苯(ben)丙氨(an)(an)酸、天冬氨(an)(an)酸、亮氨(an)(an)酸、纈氨(an)(an)酸；A2m2則分別為蘇(su)氨酸、谷(gu)氨酸、異亮氨酸和丙氨酸。α1H鏈(lian)上尚(shang)未發現有同(tong)種異型存在(zai)。

　　3．ε鏈上(shang)的同種(zhong)異型目前只發現(xian)Em1一(yi)種同種異型。

　　4．κ鏈上(shang)的同(tong)種異型 舊稱為Inv,現分為(wei)Km1、2和3。Km1在153位和191位氨(an)(an)基酸上分別為纈氨(an)(an)酸和亮氨(an)(an)酸，Km2分別為(wei)丙氨酸(suan)和亮氨酸(suan)，Km3分別(bie)為丙氨和纈氨酸。λ輕鏈上尚(shang)未發現有(you)同種(zhong)異型(xing)。

　　（三）*型(xing)

　　*型（idiotype）為每一(yi)種特(te)異(yi)性(xing)IgV區上的(de)(de)抗原特異性。不同抗體形成細胞克隆所產生的(de)(de)IgV區具有與(yu)其客(ke)觀(guan)存在抗體(ti)V區(qu)不同(tong)的抗(kang)原(yuan)性，這是由可變區(qu)中成其是超變區(qu)的氨基(ji)酸組成、排(pai)列和(he)構(gou)型所(suo)(suo)決定的。所(suo)(suo)以，在單(dan)一個體內所(suo)(suo)存在的*型數量相當大，可達107以上(shang)。*型的(de)抗原決定簇稱為*位（idiotope）,可(ke)在異(yi)種、同種異(yi)體(ti)以及(ji)自身體(ti)內誘產(chan)生相應在的抗(kang)體(ti)，稱為抗(kang)*型抗(kang)體(ti)（antiidiotypic antibody,αI d），*型和(he)抗獨型抗體(ti)(ti)可形成復雜的(de)免疫調節中占有得要地位。

四(si)、免疫球蛋白分子的超家(jia)族

　　應(ying)用DNA序列(lie)分(fen)析和X晶體(ti)衍射分析(xi)等研究表明，許多細胞膜表面(mian)和(he)機體(ti)某些蛋白質分子，其多肽鏈(lian)折疊方式與(yu)Ig折疊相似，在DNA水平(ping)和氨基酸序列上與(yu)IgV區或C區有(you)較(jiao)高的(de)同(tong)源性，它們可能從同(tong)一原始(shi)祖先基因(yin)（primodial ancestral gene）經復制和突變衍(yan)生而來。編碼這些多(duo)肽鏈的(de)基因稱(cheng)為免疫(yi)球蛋(dan)白基因超家族（immunoglobulin gene superfamily）,這一基因超(chao)家(jia)族(zu)所編碼的(de)產物(wu)稱為免疫球蛋白超(chao)家(jia)族(zu)（immunogloblin superfamily,IGSF）。

（一）免疫(yi)球蛋(dan)白超家(jia)族的組成

　　由于(yu)細胞表(biao)面(mian)標(biao)記(ji)、單(dan)克隆抗體以及基(ji)因工程研究的進展，近年來發現屬于(yu)IGSF的成員已(yi)達近百種，主(zhu)要包括(kuo)T細(xi)胞、B細胞(bao)抗原識別受體(ti)和(he)信(xin)號傳導分子，MHC及相關分子，Ig受體，某些(xie)細胞因子受體，神經系(xi)統功能相關分(fen)(fen)子，以及部分(fen)(fen)白細胞分(fen)(fen)化抗(kang)原（CD）（表(biao)2-2）。

（二）免疫球蛋白超家(jia)族的特點

　　1．IGSF的(de)結構特點(dian) IGSF的(de)成員均(jun)含有1～7個(ge)Ig樣功能區，第個Ig樣(yang)功能(neng)區約含100（70～110）個氨基(ji)(ji)酸殘(can)基(ji)(ji)，功能區的二級結構(gou)是由3～5個(ge)股(gu)(gu)反(fan)平(ping)行β折疊股(gu)(gu)各自(zi)形(xing)成(cheng)兩個(ge)平(ping)行β片層的平(ping)面（anti-paralle β-pleated sheet）,每個反平行β折疊股由5～10個氨基(ji)酸基(ji)組成，β片層內側的疏(shu)水(shui)性氨基(ji)酸起(qi)到(dao)穩(wen)定Ig折疊的作用，大多數功能(neng)區內(nei)有一個(ge)二硫鍵(jian)，垂直連接兩個(ge)β片(pian)層，形(xing)成二硫鍵(jian)的兩個(ge)半(ban)胱氨(an)酸間有55～75個(ge)氨(an)基酸(suan)殘基，使之(zhi)成為一個(ge)球形結(jie)構(gou)，肽鏈的這種折疊方式(shi)稱為免疫(yi)球蛋折疊（Ig fold）。

　　根據IGSF功能區中Ig折(zhe)疊方式(shi)、兩個半胱(guang)氨酸(suan)之(zhi)間氨基酸(suan)殘基的數目以及與IgV區或C區(qu)同源性(xing)的程(cheng)度(du)，IGSF功能區可分(fen)為V組、C1組(zu)和(he)C2組。

   （1）V組：V組(zu)功能區的兩個半胱氨酸之間含65～75個氨基(ji)酸殘基(ji)，有(you)9個反平行(xing)β折疊股，如IgH鏈(lian)和L鏈V區，TCRα、β、γ、δ鏈(lian)V區，CD4v區，CD8α、β鏈V區，Thy-1,pIgR和(he)分(fen)泌成(cheng)分(fen)（SC）N端四個功能(neng)區，CEAN端*個功(gong)能區，PDGFR靠近胞膜的功能區等。

　　（2）C1組：又(you)稱C組。C1組功能區二個半胱氨酸之間(jian)約含50～60個氨基(ji)酸(suan)殘基(ji)，有(you)7個β折疊(die)股，如IgH鏈(lian)和L鏈C區（γ、δ和α鏈的CH1～CH3或(huo)μ和ε鏈的CH1～CH4），TCRα、β、γ、δ鏈(lian)C區，MHc Ⅰ類分(fen)子重鏈α3功能區，β2M，MHCⅡ類分子α2和β2功能(neng)區(qu)，CD1、Qa和TL靠近胞膜功能區等。醫學 全在(zai).線提供(gong)www.med126.com

　　（3）C2組(zu)：又(you)稱H組。C2組功能區的氨基酸排列的順序類似V組，但形成(cheng)二硫(liu)鍵的兩個(ge)半(ban)胱(guang)氨酸(suan)之間所含氨基酸(suan)殘基數約為50～60，有7個(ge)β折疊(die)股，這種結構(gou)介于V組和C1組之(zhi)間(jian)，如CD3γ、δ和ε鏈(lian)，CD2和LFA-3（CD58），pIgR靠近胞(bao)膜功(gong)能(neng)區，FcγRⅠ、FcγRⅡ、FcγRⅢ、FcεRⅠα鏈、FcαR，ICAM-1，CEA第2至7個功能區，IL-6R、M-CSFR、G-CSFR、SCFR。PDGFR第1至(zhi)4功能區，以及N-CAM、CD22、CD48分子等。

　　2．IGSF功能特點(dian) IGSF的功能是以識(shi)別為基礎，因此又(you)稱為識(shi)別球蛋白(bai)超(chao)家族(zu)（cognoglobulin superfamily）。IGSF很可能zui起源于(yu)原(yuan)(yuan)始的(de)具有(you)粘功(gong)能的(de)基因(yin)，通過復制和突變衍(yan)生形(xing)成了識別抗原(yuan)(yuan)、細胞(bao)因(yin)子受體(ti)(ti)、IgFc段(duan)受體、細胞間粘附分子以及病(bing)毒受體等不同的功能區。IGSF識別(bie)的基本方式(shi)有以下幾種。

    （1）IGSF和(he)IGSF相互識別：①同嗜(shi)性(xing)相互作用（heterophilic interaction）如相同(tong)神經(jing)細胞粘附分子（N-CAM）之間的相互(hu)識別，血小板內皮(pi)細胞粘附分子(zi)-1（PECAM-1，CD31）的相互識別；②異嗜性相互作用（heterophilic interaction）,如(ru)CD2與(yu)LFA-3，CD4與MHCⅡ類分(fen)子的單態部分(fen)（α2和β2），CD8與MHCⅠ類(lei)分子的(de)單態部(bu)分（α3），poly IgR與多聚(ju)Ig,FcγRⅠ (CD64)、FcγRⅡ(CD32)、FcγRⅢ（CD16）與IgG Fc 段(duan)，FcγRⅠ與(yu)Ige Fc段，FcαR（CD89）與IgA Fc段，CD28與B7/BB1（CD80）等之間的相互識別。

   （2）IGSF和結合素（integrin）相互識別：如(ru)ICAM-1（CD54）、ICAM-2（CD102）與LFA-1（CD11a/CD18），VCAM-1（CD106）與VLA-4（CD49d/CD29）之間的相互(hu)作用(yong)。

   （3）IGSF和其它分子的(de)相(xiang)互識別(bie)：包括TCR識別MHCⅠ類(lei)(lei)或(huo)Ⅱ類(lei)(lei)分子與抗原復合(he)物，細胞因(yin)子受體識細胞因(yin)子等(deng)。