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二 、 Ig超家族的特点

来源:细胞和分子免疫学 作者: 2006-1-13
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摘要: 二、Ig超家族的特点 (一)Ig超家族的结构特点 Ig超家族成员均含有1~7个Ig样结构域,每个Ig样结构域约含70~110个氨基酸残基。其二级结构是两个各含3~5个反平行β折叠股所形成的β片层(anti-parallel β-pleated sheet)平面,每个反平行β折叠股由5~10个氨基酸残基组成,β片层内侧的疏水性氨基酸起到稳定Ig折叠的作......


  二、Ig超家族的特点

  (一)Ig超家族的结构特点

  Ig超家族成员均含有1~7个Ig样结构域,每个Ig样结构域约含70~110个氨基酸残基。其二级结构是两个各含3~5个反平行β折叠股所形成的β片层(anti-parallel β-pleated sheet)平面,每个反平行β折叠股由5~10个氨基酸残基组成,β片层内侧的疏水性氨基酸起到稳定Ig折叠的作用。大多类结构域内有一个垂直连接两个β片层的二硫键,组成二硫键的两个半胱氨酸之间约含55~75个氨基酸。少数Ig结构域如CD2、LFA-3第1个结构域,PDGFR第4个结构域,CD4第3个结构域等缺乏二硫键。肽链这种球形结构的折叠方式称为免疫球蛋白折叠(Ig fold)。

图3-1 人Igλ轻链多肽的折叠(示意图)

  不同IGSF分子穿膜区结构差异较大,Thy-1缺乏胞浆部分,通过一个GPI锚连接在细胞膜上,而PDGFR胞浆区含有543个氨基酸残基,并具有酪氨酸激酶的结构。除CD4第一个结构域和N-CAM分子外,Ig超家族中的一个结构域通常由一个外显子所编码。有些Ig超家族成员的基因连锁在一起,如Thy-1,N-CAM,CD3γ、δ、ε链的基因在11q23。Ig Fc段受体FcγRⅠ、FcγRⅡ、FcγRⅢ和FcεRⅠα链基因在1q23-q24。

  根据IGSF结构域中Ig折叠方式、两个半胱氨酸之间氨基酸残基的数目以及IgV区或C区同源性的程度,IGSF结构域可分为V组、C1组和C2组。

图3-2 免疫球蛋白超家族V组、C1组和C2组(举例)

  1.V组 V组结构域的两个半胱氨酸之间含有氨基酸数量较多,约65~75个氨基酸残基,2个β片层区共有9个反平行β折叠股,比C1、C2组多一对β折叠股。许多IGSF分子具有V组结构,如IgH链和L链V区,TCRα、β、γ、δ链V区,CD4V区,CD8α、β链V区,CD28、CTLA-4、CD7、Thy-1、pIgR和分泌型IgA中分泌成分N端四个结构域,CEa N端第一个结构域,M-CSFR、SCFR和PDGFR靠近胞膜的结构域等。

  2.C1组 又称C组。C1组结构域中二个半胱氨酸之间约含50~60个氨基酸残基,有7个β折叠股,如IgH链和L链C区(γ、δ和α链的CH1~CH3或μ和ε链的CH1~CH4),TCRα、β、γ、δ链C区,MHCⅠ类分子重链α3结构域,β2m、MHCⅡ类分子α2和β2结构域,CD1、Qa 和TL分子靠近胞膜结构域等。

  3.C2组 又称H组。C2组结构域的氨基酸排列类似V组,但形成二硫键的两个半胱氨酸之间所含氨基酸残基数约为50~60,有7个β折叠股,这种结构介于V组和C1组之间,如CD3γ、δ和ε链,CD2和LFA-3(CD58),pIgR靠近胞膜结构域,FcγRⅠ、FcγRⅡ、FcγRⅢ、FcεRⅠα链、FcαR、ICAM-1,CEA第2至7个结构域,IL-6R、M-CSFR、G-CSFR、M-MAG、SCFR、PDGFR第1至4个结构域,与神经系统相关的分子N-CAM、N-CAM-L1、MAG、Po、F3、NILE、TAG1等以及CD22、CD48、α1-BgP分子等。某此IgH链中CH2和CH3可有8个β折叠,在这种情况下,其中一个β折叠股只有3个氨基酸残基。

  在V、C1和C2三组中,有些Ig超家族成员之间的同源性要大于该组中平均的类似程度,如在V组中IgV、TCR-V、和CD8V结构域;C1组中IgC、TCR-C、MHC-C结构域;C2组中CD2和LFA-3,NCAM、NCAM-L1和MAG,PDGFR、M-CSFR和SCFR,这些同源性较高的成员它们的功能往往也很相似。

  (二)Ig超家族的功能特点

  Ig超家族的功能是以识别为基础,因此又称为识别球蛋白超家族(cognoglobulin superfamily)。Ig折叠形成一个紧密的球状结构,提供了与不同球状结构多肽或化学基团粘附的部位,使之获得不同的生物学功能。IGSF很可能最早起源于原始的具有粘附功能的基因,通过复制和突变衍生形成了识别抗原、细胞因子受体、IgFc段受体、细胞间粘附分子以及病毒受体等不同的结构域。IGSF识别的基本方式有以下几种。

  1.IGSF和IGSF相互识别 IGSF分子相互识别中有嗜同种的相互作用和异嗜性相互作用两种形式。(1)嗜同种的相互作用(homophilic interaction):如相同神经细胞粘附分子(NCAM)之间的相互识别,血小板内皮细胞粘附分子-1(PECAM-1,CD31)的相互识别。(2)异嗜性相互作用(heterophilic interaction),如CD2与LFA-3,CD4与MHC Ⅱ类分子的单态部分(α2和β2),CD8与MHCⅠ类分子的单态部分(α3),Poly IgR与多聚Ig,FcγRⅠ(CD64)、FcγRⅡ(CD32)、FcγRⅢ(CD16)与Ig Fc段,FcεRⅠ与IgE Fc段,FcαR(CD89)与IgA Fc段,CD28与B7/BB1(CD80)等之间的相互识别。

  2.IGSF和integrin相互识别 如ICAM-1(CD54)、ICAM-2(CD102)、ICAM-3(CD50)与LFA-1(CD11a/CD18),VCAM-1(CD106)与VLA-4(CD49d/CD29)之间的相互作用。

  3.IGSF和其它分子的相互识别 包括TCR识别MHCⅠ类或Ⅱ类分子与抗原复全物,细胞因子受体识别细胞因子等。


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