免疫球蛋白分子的結(jié)構(gòu)與功能

1、學(xué)號(hào)：10161015姓名：楊寶欽班級(jí)：信息（5）班-1 -免疫球蛋白分子的基本結(jié)構(gòu)與功能免疫球蛋白（英文：immunoglobulin , ig）是一組具有抗體活性的蛋白質(zhì)，由 漿細(xì)胞產(chǎn)生，主要存在丁生物體血液和其他體液（包括組織液和外分泌液）中，約 占血漿蛋白總量的20%,還可分布在B細(xì)胞表面。一、免疫球蛋白分子的基本結(jié)構(gòu)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?鍵連接形成一個(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?；姆较蚴且恢碌?/p>

2、，分別為氨基 端（N端）和?；耍–端）。*小口 W一疏怫圖1免疫球蛋白分子的基本結(jié)構(gòu)示意圖（1）輕鏈和重鏈1.輕鏈（L鏈）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。輕鏈共有兩型：K型與入型，同一個(gè)天然Ig分子上L鏈的類型總是相同的。2.重鏈（H鏈）重鏈大小約為輕鏈的2倍，含450550個(gè)氨基酸殘基，每條H鏈含有45個(gè)鏈內(nèi)二硫鍵所組成的環(huán)肽。不同的H鏈由丁氨基酸組成的排列順序、二硫鍵的 數(shù)目和位置、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：H鏈、丫鏈、a鏈、a鏈和鏈，不同H鏈與L

3、鏈（E或 入鏈）組成完整Ig的分子分別稱之為免疫球蛋白M（IgM）、免疫球蛋白G（IgG）、 免疫球蛋白A（IgA）、免疫球蛋白D （IgD）和免疫球蛋白E（IgE）。丫、a和a鏈上含有4個(gè)肽，從和鏈含有5個(gè)環(huán)肽。學(xué)號(hào)：10161015姓名：楊寶欽班級(jí)：信息（5）班-2 -（2）可變區(qū)和包定區(qū)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,而埃基末-3 -端（C-末端）則相對(duì)穩(wěn)定，變化很小，稱此區(qū)為恒定區(qū)。1.可變區(qū)（V區(qū)）：位于L鏈靠近N端的1/2（約含108111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)

4、，每個(gè)肽環(huán)約含6775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VK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。2.恒定區(qū)（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)由二銃鍵連接的5060個(gè)氨基酸殘基 組成的肽環(huán)。這個(gè)區(qū)域氨基酸的組成和排列在同一種屆動(dòng)物Ig同型L鏈和同一 類H鏈中都比較恒定。（4）高變區(qū)在

5、V區(qū)內(nèi)，重鏈有四處，輕鏈有三處氨基酸殘基的組成和排列次序比可變 區(qū)內(nèi)其他位置上的氨基酸殘基更易變化。如在輕鏈第2632、4855、90 95三個(gè)部位，在重鏈第3137、5158、8491和101110四個(gè)部位 的氨基酸殘基變化特別劇烈，這些小區(qū)稱為高變區(qū)。輕、重鏈上的高變區(qū)位置大 致相當(dāng)?？勺儏^(qū)中其它較少變化的部分稱為骨架氨基酸殘基，其結(jié)構(gòu)比較穩(wěn)定。 特異性抗原決定簇與Ig結(jié)合的位置就在Ig的高變區(qū)，抗體的獨(dú)特型決定簇也 在這里。（3）功能區(qū)Ig分子的H鏈與L鏈可通過鏈內(nèi)二硫鍵折疊成若十球形功能區(qū)，每一功能 區(qū)約由110個(gè)氨基酸組成。在功能區(qū)中氨基酸序列有高度同源性。1.L鏈功能區(qū) 分為L鏈可

6、變區(qū)（VL）和L鏈恒定區(qū)（CD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)（CH1CH瞽日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 CH僑日CH4共五個(gè)功能區(qū)。IgL鏈和H鏈中V區(qū)或C區(qū)每個(gè)功能區(qū)各形成一個(gè)免疫球蛋白折疊，每個(gè)Ig折疊含有兩個(gè)大致平行、由二硫連接的6片層結(jié)構(gòu)，每個(gè)6片層結(jié)構(gòu)由3至5股反平行的多肽鏈組成。3.皎鏈區(qū) 皎鏈區(qū)不是一個(gè)獨(dú)立的功能區(qū)， 但它與其客觀存在功能區(qū)有關(guān)。 皎鏈區(qū)位于CH1和CH/問。不同H鏈皎鏈區(qū)含氨基酸數(shù)目不等，a 1、a 2、丫1、Y 2和T4鏈的皎鏈區(qū)較短，只有

7、10多個(gè)氨基酸殘基；Y3和a鏈的皎鏈區(qū)較 長，約含60多個(gè)氨基酸殘基，其中T3皎鏈區(qū)含有14個(gè)半胱氨酸殘基。皎鏈區(qū) 包括H鏈問二硫鍵，該區(qū)富含脯氨酸，不形成a -螺旋，易發(fā)生伸展及一定程度 的轉(zhuǎn)動(dòng)，當(dāng)VL、VH與抗原結(jié)合時(shí)此氏發(fā)生扭曲，使抗體分子上兩個(gè)抗原結(jié)合點(diǎn)更好地與兩個(gè)抗原決定簇發(fā)生互補(bǔ)。由于CH2ffi CH犯型變化，顯示出活化補(bǔ)體、 結(jié)合組織細(xì)胞等生物學(xué)活性。IgM和IgE缺乏皎鏈區(qū)。（4） J鏈和分泌成分1. J鏈 存在于二聚體分泌型IgA和五聚體IgM中。J鏈分子量約為15kD,由于124個(gè)氨基酸組成的酸性糖蛋白，含有8個(gè)半胱氨酸殘基，通過二硫鍵連接 到鏈或a鏈的毯基端的半胱氨酸。

8、J鏈可能在Ig二聚體、五聚體或多聚體 的組成以及在體內(nèi)轉(zhuǎn)運(yùn)中的具有一定的作用。-4 -2.分泌成分 是分泌型IgA上的一個(gè)輔助成分，分子量約為75kD,糖蛋白， 由上皮細(xì)胞合成，以共價(jià)形式結(jié)合到Ig分子，并一起被分泌到粘膜表面。SC的 存在對(duì)丁抵抗外分泌液中蛋白水解酶的降解具有重要作用。(5)單體、雙體和五聚體1.單體 由一對(duì)L鏈和一對(duì)H鏈組成的基本結(jié)構(gòu)，如IgG、IgD、IgE血活型IgA。2.雙體 由J鏈連接的兩個(gè)單體，如分泌型IgA二聚體(或多聚體)IgA結(jié) 合抗原的親合力要比單體IgA高。圖2分泌型IgA結(jié)構(gòu)示意圖3.五聚體 由J鏈和二硫鍵連接五個(gè)單體。在J鏈存在下，通過兩個(gè)鄰近單 體

9、及J鏈與鄰從鏈之間形成二硫鍵組成五聚體。由粘膜下漿細(xì)胞所合成和分泌 的IgM五聚體，與粘膜上皮細(xì)胞表面結(jié)合，穿過粘膜上皮細(xì)胞到粘膜表面成為分 泌型IgM。圖3 IgM結(jié)構(gòu)示意圖二、免疫球蛋白分子的功能Ig是體液免疫應(yīng)答中發(fā)揮免疫功能最主要的免疫分子，免疫球蛋白所具有 的功能是由其分子中不同功能區(qū)的特點(diǎn)所決定的。-5 -(1)特異性結(jié)合抗原Ig最顯著的生物學(xué)特點(diǎn)是能夠特異性地與相應(yīng)的抗原結(jié)合。Ig的這種特異 性結(jié)合抗原特性是由其V區(qū)(尤其是V區(qū)中的高變區(qū))的空間構(gòu)成所決定的。Ig的抗原結(jié)合點(diǎn)由L鏈和H鏈超變區(qū)組成，與相應(yīng)抗原上的表位互補(bǔ)，借助靜電力、 氫鍵以及范德華力等次級(jí)鍵相結(jié)合，這種結(jié)合是可

10、逆的，并受到pK溫度和電解濃度的影響。(2)活化補(bǔ)體IgM、IgG1、IgG2和IgG3可通過經(jīng)典途徑活化補(bǔ)體。凝聚的IgA、IgG4和IgE等可通過替代途徑活化補(bǔ)體。(3)結(jié)合Fc受體不同細(xì)胞表面具有不同Ig的Fc受體。當(dāng)Ig與相應(yīng)抗原結(jié)合后，由于構(gòu)型 的改變，其Fc段可與具有相應(yīng)受體的細(xì)胞結(jié)合。 抗體與Fc受體結(jié)合可發(fā)揮不同 的生物學(xué)作用。1.調(diào)理吞噬作用：調(diào)理作用是指抗體、補(bǔ)體等調(diào)理素促進(jìn)吞噬細(xì)菌等顆粒性 抗原?？贵w的調(diào)理機(jī)制一般認(rèn)為是：抗體在抗原顆粒和吞噬細(xì)胞之間“搭橋”， 從而加強(qiáng)了吞噬細(xì)胞的吞噬作用； 抗體與相應(yīng)顆粒性抗原結(jié)合后，改變抗原表 面電荷，降低吞噬細(xì)胞與抗原之間的靜電斥力；抗體可中和某些細(xì)菌表面的抗 吞噬物質(zhì)，使吞噬細(xì)胞易于吞噬；吞噬細(xì)胞結(jié)合抗原抗體復(fù)合物， 吞噬細(xì)胞可 被活化。2.發(fā)揮抗體依賴的細(xì)胞介導(dǎo)的細(xì)胞蠹作用當(dāng)IgG抗體與帶有相應(yīng)抗原的靶細(xì)胞結(jié)合后，可與有受體FcyR的中性粒細(xì)