第一节 免疫球蛋白分子的结构

一、免疫球蛋白的基本结构

基本结构（单体）是由4条多肽链通过链间二硫键连接而成，呈Y形；其中2条氨基酸数量较多的肽链称为重链（H链）,2条氨基酸数量较少的肽链称为轻链（L链）（图2-1）。

（一）L链

每条L链约由210个氨基酸组成，分子量约为25000，根据L链的结构组成和抗原性不同可分为κ链与λ链，即κ型和λ型。同一个天然免疫球蛋白分子上的两条L链总是同型的。正常人血清中κ、λ浓度比约为2∶1。

（二）H链

每条H链含450～550个氨基酸，分子量约为50000～75000, H链由于氨基酸组成和排列顺序、二硫键的数量和位置、糖的种类和数量不同，分为5类，即α、γ、μ、δ、ε，对应的Ig分别为IgA、IgG、IgM、IgD和IgE。不同类的H链可与L链（κ或λ）组合成完整的Ig分子。同一类氨基酸的组成和二硫键数量、位置也不同，可分为不同亚类，如IgG可分为IgG1～IgG4, IgA可分为亚类IgA1、IgA2，其余Ig尚未发现亚类。每个Ig分子上的两条轻链总是同型，重链总是同类。

（三）其他结构

1．连接链（J链）是由合成IgM和分泌型IgA（SIgA）的浆细胞产生的多肽链。SIgA由J链将2个单体连接而成，IgM由一条J链将5个单体连接而成（图2-2）。

2．分泌片（SP）是SIgA的一个辅助成分，由上皮细胞合成，以非共价键形式结合到SIgA分子上。SP的存在对于抵抗外分泌液中蛋白水解酶的降解具有重要作用，并与SIgA的转运有关。

二、可变区与恒定区

（一）可变区

Ig多肽链N端，L链的1/2与H链的1/4或1/5区域内，不同来源及类型Ig此区域氨基酸的种类、排列顺序与构型变化较大，称为可变区（V区）。H链和L链的V区分别称为VH和VL。V区可特异性结合抗原，因所结合的抗原特异性不同，V区氨基酸的组成和排列也不同。由于V区氨基酸的种类和排列顺序千变万化，因此人体可形成与不同抗原结合的各种特异性Ig。每个单体有两个抗原结合部位，可结合两个抗原决定基，故Ig单体是二价分子。

VH和VL内各有3个区域氨基酸组成和排列顺序具有更高的变异程度，称为超变区（HVR），是与抗原结合的部位，亦称互补决定区（CDR）（图23）。超变区是Ig分子独特型决定簇主要存在的部位。可变区中非HVR部位的氨基酸组成和排列相对比较稳定，称为骨架区。

（二）恒定区

Ig多肽链C端，L链的1/2与H链的3/4或4/5区域内，氨基酸的种类、排列顺序及构型相对恒定，称为恒定区（C区）。H链和L链的C区分别称为CH和CL。同一种属动物的此区域氨基酸的组成和排列比较恒定。不同Ig的长度不同，IgA、IgG和IgD有3个CH，而IgE和IgM有4个CH。

三、铰链区

IgG、IgA和IgD的CH1与CH2之间的区域含大量脯氨酸，富有弹性及伸展性，对蛋白水解酶敏感，称为铰链区。此区张合自如，能使抗体分子与不同距离的抗原决定基结合，也可使抗体分子构象发生变化，暴露补体C1q结合位点从而激活补体，经蛋白酶处理可在不同部位被切断。IgM和IgE缺乏铰链区。

四、免疫球蛋白的功能区

Ig分子的H链与L链每约110个氨基酸可通过链内二硫键折叠成一个球形结构域，称为功能区，功能区中的氨基酸序列有高度同源性。L链结构域有两个：VL和CL; IgG、IgA和IgD的H链结构域有四个：VH和CH1、CH2、CH3; IgM和IgE有五个结构域：VH和CH1、CH2、CH3、CH4。VH和VL是结合抗原的部位，CH1和CL是同种异型的遗传标志所在部位， CH2（IgG）或CH3（IgM）有补体C1q结合位点，可启动补体活化的经典途径。CH3（IgG、IgA）或CH4（IgE）可与细胞表面Ig的Fc受体结合。

五、免疫球蛋白的水解片段

Ig铰链区对木瓜蛋白酶、胃蛋白酶敏感，在这些蛋白酶作用下此区常发生裂解得到不同的片段（图2-4）。

（一）木瓜蛋白酶水解

木瓜蛋白酶水解Ig，将其从铰链区二硫键近N端部位切断，得到3个片段：①2个相同抗原结合片段（Fab段），具有结合抗原的能力；②1个可结晶片段（Fc段），可与相应细胞表面受体部位相结合。

（二）胃蛋白酶水解

胃蛋白酶水解Ig，可将其从铰链区二硫键近C端切断，得到：①1个大分子F（ab）′2段：包括V区、CH1和CL及铰链区，具有结合相应抗原的能力，同时又减少或避免了Fc段抗原性可能引起的副作用，因而在生物制品中有较大的实际应用价值；②若干小分子多肽碎片（pFc′段）:pFc′能被胃蛋白酶水解成更小的片段，失去其生物学活性。