第二節　免疫球蛋白分子的結構與功能

　　一、免疫球蛋白分子的基本結構

　　Porter等對血清IgG抗體的研究證明，Ig分子的基本結構是由四肽鏈組成的。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。輕鏈與重鏈是由二硫鍵連接形成一個四肽鏈分子稱為Ig分子的單體，是構成免疫球蛋白分子的基本結構。Ig單體中四條肽鏈兩端遊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構示意圖

　　（一）輕鏈和重鏈

　　由于骨髓瘤蛋白（M蛋白）是均一性球蛋白分子，並證明本週蛋白（BJ）是Ig分子的L鏈，很容易從患者血液和尿液中分離純化這種蛋白，並可對來自不同患者的標本進行比較分析，從而為Ig分子氨基酸序列分析提供了良好的材料。

　　1．輕鏈（light chain,L） 輕鏈大約由214個氨基酸殘基組成，通常不含碳水化合物，分子量約為24kD。每條輕鏈含有兩個由鏈內二硫鍵內二硫所組成的環肽。L鏈共有兩型：kappa(κ)與lambda(λ)，同一個天然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（heavy chain,H鏈） 重鏈大小約為輕鏈的2倍，含450～550個氨基酸殘基，分子量約為55或75kD。每條H鏈含有4～5個鏈內二硫鍵所組成的環肽。不同的H鏈由于氨基酸組成的排列順序、二硫鍵的數目和們置、含的種類和數量不同，其抗原性也不相同，根據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個肽，μ和ε鏈含有5個環肽。

　　（二）可變區和恆定區

　　通過對不同骨髓蛋白或本週蛋白H鏈或L鏈的氨基酸序列比較分析，發現其氨基端（N-末端）氨基酸序列變化很大，稱此區為可變區（V），而羧基末端（C-末端）則相對穩定，變化很小，稱此區為恆定區。

　　1．可變區（variable region,V區） 位于L鏈靠近N端的1/2（約含108～111個氨基酸殘基）和H鏈靠近N端的1/5或1/4（約含118個氨基酸殘基）。每個V區中均有一個由鏈內二硫鍵連接形成的肽環，每個肽環約含67～75個氨基酸殘基。V區氨基酸的組成和排列隨抗體結合抗原的特異性不同有較大的變異。由于V區中氨基酸的種類為排列順序千變萬化，故可形成許多種具有不同結合抗原特異性的抗體。

　　L鏈和H鏈的V區分別稱為VL和VH。在VL和VH中某些局部區域的氨基酸組成和排列順序具有更高的變休程度，這些區域稱為高變區（hypervariable region,HVR）。在V區中非HVR部位的氨基酸組面和排列相對比較保守，稱為骨架區（fuamework rugion）。VL中的高變區有三個，通常分別位于第24～34、50～65、95～102位氨基酸。VL和VH的這三個HVR分別稱為HVR1、HVR2和HVR3。經X線結晶衍射的研究分析證明，高變區確實為抗體與抗原結合的位置，因而稱為決定簇互補區（complementarity-determining regi-on,CDR）。VL和VH的HVR1、HVR2和HVR3又可分別稱為CDR1、CDR2和CDR3，一般的CDR3具有更高的高變程度。高變區也是Ig分子獨特型決定簇（idiotypic determinants）主要存在的部位。在大多數情況下H鏈在與抗原結合中起更重要的作用。

圖2-4 與表位結合高變區示意圖（G表示相對保守的甘氨酸）

　　2．恆定區（constant region,C區） 位于L鏈靠近C端的1/2（約含105個氨基酸殘基）和H鏈靠近C端的3/4區域或4/5區域（約從119位氨基酸至C末端）。H鏈每個功能區約含110多個氨基酸殘基，含有一個由二