抗体的基本结构
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
免疫球蛋白目录
1.
2.
3.
4.
1.
2.
3.
4.
5.
6.
5.
1.
2.
3.
4.
6.
1.
2.
3.
7.
1.
2.
8.
1.
2.
3.
4.
5.
9.
1.
2.
3.
10.
11.
1.
2.
12.
具有活性的蛋白称为,又称为抗体。是由机体的在的下分化、分裂而成的一组特殊球蛋白。人和动物的中的免疫球蛋白极不均一,其组成、、大小、电荷、活性等都有很大差异,约占机体全部血的20~25%。目前已在人、小鼠等血清中先后分纯得到5类免疫球蛋白,1968年,统一命名为免疫()、()、免疫球蛋白A()、()、()。
Porter等对血清IgG抗体的研究证明,单体分子的基本结构是由四条肽链组成的。即由二条相同的分子量较小的肽链称为轻链和二条相同的分子量较大的肽链称为重链组成的。轻链与重链是由二硫键连接形成一个四肽链分子称为Ig分子的,是构成免疫球蛋白分子的基本结构。Ig单体中四条肽链两端游离的或的方向是一致的,分别命名为氨基端(N端)和羧基端(C端)。
图2-3 免疫球蛋白分子的基本结构示意图
轻链和重链
由于蛋白(M蛋白)是均一性球蛋白分子,并证明本周蛋白(BJ)是Ig分子的L链,很容易从患者和中纯化这种蛋白,并可对来自不同患者的进行,从而为Ig分子序列分析提供了良好的材料。
1.轻链(lightchain,L)轻链大约由214个氨基酸残基组成,通常不含碳水,分子量约为24kD。每条轻链含有两个链内二硫键所组成的环肽。L链共有两型:kappa(κ)与lambda(λ),同一个天然Ig分子上L链的型总是相同的。正常人血清中的κ:λ约为2:1。
2.重链(heavychain,H链)重链大小约为轻链的2倍,含450~550个氨基酸残基,分子量约为55或75kD。每条H链含有4~5个链内二硫键所组成的环肽。不同的H链由于氨基酸的排列顺序、二硫键的数目和们置、含糖的种类和数量不同,其抗原性也不相同,根据H链抗原性的差异可将其分为5类:μ链、γ链、α链、δ链和ε链,不同H链与L链(κ或λ链)组成完整Ig的分子分别称之为IgM、IgG、IgA、IgD和IgE。γ、α和δ链有4个环肽,μ和ε链含有5个环肽。重链(heavy chain,H 链)由450~570个氨基酸残基组成,分子量约为50~70kD。不同的H链因氨基酸的排列顺序、二硫键的数目和位置、含糖的种类和数量不同,其抗原性也不相同,可将其分为μ链、γ链、α链、δ链、ε链五类,这些H链与L链(κ链或λ链)组成的完整Ig分子分别称为IgM(μ)、IgG(γ)、IgA(α)、IgD(δ)和IgE(ε
可变区和恒定区
通过对不同骨髓蛋白或本周蛋白H链或L链的氨基酸序列比较分析,发现其氨基端(N-末端)氨基酸序列变化很大,称此区为可变区(V),而羧基末端(C-末端)则相对,变化很小,称此区为恒定区(C区)。
1.可变区(variableregion,V区)位于L链靠近N端的1/2(约含108~111个氨基酸残基)和H链靠近N端的1/5或1/4(约含118个氨基酸残基)。每个V区中均有一个由链内二硫键连接形成的肽环,每个肽环约含67~75个氨基酸残基。V区氨基酸的组成和排列随抗体结合抗原的特异性不同有较大的。由于V区中氨基酸的种类、排列顺序千变万化,故可形成许多种具有不同结合抗原特异性的抗体。
L链和H链的V区分别称为VL和VH。在VL和VH中某些局部区域的氨基酸组成和排列顺序具有更高的变休程度,这些区域称为高变区(hypervariable region,HVR)。在V区中非HVR部位的氨基酸组面和排列相对比较保守,称为骨架区(framework region)。VL中的高变区有三个,通常分别位于第24~34、50~65、95~102位氨基酸。VL和VH的这三个HVR分别称为HVR1、HVR2和HVR3。经X线衍射的研究分析证明,高变区确实为抗体与抗原结合的位置,因而称为决定簇互补区(complementarity-determining region,CDR)。VL和VH的HVR1、HVR2和HVR3又可分别称为CDR1、CDR2和CDR3,一般的CDR3具有更高的高变程度。高变区也是Ig分子独特型决定簇(idiotypic determinants)主要存在的部位。在大多数情况下H链在与抗原结合中起更重要的。
图2-4 与抗原表位结合高变区(HVR)示意图(G表示相对保守的)2.恒定区(constantregion,C区)位于L链靠近C端的1/2(约含105个氨基酸残基)和H链靠近C端的3/4区域或4/5区域(约从119位氨基酸至C末端)。H链每个区约含110多个氨基酸残基,含有一个由二
锍键连接的50~60个氨基酸残基组成的肽环。这个区域氨基酸的组成和排列在同一种属动物Ig同型L链和同一类H链比较恒定,如人抗IgG与人抗外的IgG,它们的V区不相同,只能与相应的抗原特异性的结合,但其C区的结构是相同的,即具有相同的抗原性,应用马抗人IgG第二体(或称)均能与这两种抗不同外毒素的抗体(IgG)发生结合。这是制备第二抗体,应用、酶、同位毒等标记抗体的重要基础。
功能区
Ig分子的H链与L链可通过链内二硫键折叠成若干球形功能区,每一功能区(domain)约由110个氨基酸组成。在功能区中氨基酸序列有高度性。
1.L链功能区分为L链可变区(VL)和L链恒定区()两功能区。
2.H链功能区IgG、IgA和IgD的H链各有一个可变区(VH)和三个恒定区(CH1、CH2和CH3)共四个功能区。IgM和IgE的H链各有一个可变区(VH)和四个恒定区(CH1、CH2、CH3和CH4)共五个功能区。如要表示某一类免疫蛋白H链恒定区,可在C(表示恒定区)后加上相应重链名称(希腊字母)和恒定区的位置(阿拉伯数字),例如IgG重链CH1、CH2和CH3可分别用Cγ1、Cγ2和Cγ3来表示。
IgL链和H链中V区或C区每个功能区各形成一个免疫球蛋白折叠(immunoglobulin fold,Ig fold),每个Ig折叠含有两个大致平行、由二硫连接的β片层结构(betapleated sheets),每个β片层结构由3