免疫球蛋白

（immunoglobulin，Ig）存在于血浆中的一类具有抗体活性的或化学结构与抗体相似的球蛋白。人和动物的免疫血清中的免疫球蛋白极不均一，其组成、结构、大小、电荷、生物学活性等都有很大差异，约占机体全部血清蛋白的 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，世界卫生组织统一命名为免疫球蛋白 G（IgG）、免疫球蛋白 M（IgM）、免疫球蛋白 A（IgA）、免疫球蛋白 D（IgD）、免疫球蛋白 E（IgE）。各类免疫球蛋白的化学结构虽有不同，但都是由二硫键连接的四条多肽链组成。其中一对多肽键较长，约含有 450 个氨基酸，分子量为 50000 道尔顿，称为

重链（H 链）；另一对多肽链较短，约含有 214 个氨基酸，分子量约为 25000 道尔顿，称为轻链（L 链）。两条相同的重链由二硫键连接起来，呈 Y 型； 两条相同的轻链则由二硫键连接在其氨基端（N 端）的两侧，形成对称的高分子结构。这种四肽链结构称为单体。各类免疫球蛋白重链的结构及抗原均不相同。不同的重链分别以希腊字

图 1 免疫球蛋白基本结构示意图

母γ、α、μ、δ、和ε表示。并以此将免疫球蛋白相应地分为 IgG、 IgA、IgM、IgD 和 IgE 五类。而轻链则只有两种类型，即κ及λ。每一个 Ig 分子中，两条轻链及两条重链都是同型的。

单体的每条重链或轻链均可分为两部分，即可变区和稳定区。多肽链 N 端轻链的 1/2 与重链的 1/4，氨基酸排列顺序随抗体特异性的不同而有所变化，称为可变区（V 区）。该区的多肽链折叠形成抗原结合点。抗体的不同特异性，可由重链及轻链 V 区中氨基酸性质及顺序的改变而体现。多肽链羧基端（C 端）轻链的 1/2 及重链的 3/4 氨基酸排列顺序比较稳定，称为稳定区（C 区）。免疫球蛋白的免疫原性、穿过胎盘及结合补体等生物学特性， 一般认为是在 C 区。所有的轻链都有两个功能区，即 VL 区和 CL 区；而重链则不相同。IgG、IgA 及 IgD 的重链各有一个 V 功能区（VH 区）和三个 C 功能区（CH1 区、CH2 区、CH3 区）、而 IgM 及 IgE 的重链多一个 C 功能区，即 CH4 区。现一般认为，CH1、CL 区是遗传标志所在区；CH3 区是补体活化部位，并有通过胎盘的作用，CH3 区又是固定组织细胞的部位；CH3 及 CH4 还可参与 I 型变态反应。另外，在 CH1 及 CH2 之间还有一枢纽区或称绞链区。该区富含脯氨酸，对木瓜蛋白酶及胃蛋白酶敏感，具有弹性，可自由折叠及展开至 180 度。绞链区与抗体分子的变构有关。

如用木瓜蛋白酶处理 Ig，可在绞链区断开，形成两个 Fab 段和一个 Fc 段。Fab 段能与抗原结合，不过它是单价的。在体外条件下不能形成肉眼可见的结合反应。Fc 为结晶片段、无抗体活性，但具有穿过胎盘（IgG）、结合补体、结合细胞等性质。如用胃蛋白酶

IgG 分子的构型变化

处理 Ig，可从 Ig 绞链区二硫链的 C 端切开，将 Ig 分成一个由二硫键连接的含有两个 Fab 的片段，其功能与 Fab 相同，但能与相应抗原形成肉眼可见的结合反应。余下的部分是小于 Fc 段的多肽链，不再具有任何生物学活性。通

过对 Ig 水解片段的研究，不仅对阐明 Ig 的结构和生物学特性有重要理论意义，对制备免疫制品和临床治疗也有重要意义。如白喉或破伤风抗毒素经胃蛋白酶降解后，可降低其引起变态反应的能力。而丙种球蛋白经降解后，可用以静脉注射。

免疫球蛋白在浆细胞中进行生物合成。浆细胞核中的 DNA 将合成 Ig 的信息转录给 mRNA，mRNA 进入细胞质到达核糖体，在 tRNA 的参与下，再将信息翻译成免疫球蛋白。由于抗体形成细胞的遗传性有所不同，所以，即使是同一种抗原免疫机体，产生的免疫球蛋白在抗原决定簇上也有差别。免疫球蛋白的这种差异，可通过血清学反应来测定及分类。