第五章免疫分子
第一節免疫球蛋白
( immunoglobulin, ig )
免疫球蛋白(immunoglobulin,ig)包括成熟b細胞的膜表面ig(smig)和某個b細胞轉殖受抗原刺激、啟用、分化、轉化為漿細胞後分泌的ig。
由於ig具有與相應抗原發生特異結合的功能，故稱為抗體(antibody,ab)。在人體內約有1×１07個b細胞轉殖，各個b細胞轉殖的smig分子的vl、vh結構都不一樣，能識別差異極其微小的各種抗原決定簇，產生相應的ig分子。分泌於血清中的ig分子結構極不均一，與抗原結合的特異性千差萬別，ig自身表現的抗原性(血清型)也多種多樣。
關於ig產生的遺傳控制及多樣性的起源，遺傳學家們一直在進行研究，並存在分歧，提出的學說主要有胚系學說、體細胞突變學說和基因重排學說。隨著分子生物學技術的發展，基因重排學說不斷被實驗證實和完善，受到普遍贊同。
一、免疫球蛋白分子的基本結構
ig分子的基本結構為，兩條相同的輕鏈(light chain, l鏈)在兩條相同的重鏈(he**y chain, h鏈)外側，l鏈和h鏈之間，h鏈與h鏈之間，由二硫鍵連線成乙個「y」字型。每條l鏈由210～230氨基酸組成，分子量約23ku，每條h鏈由420～446個氨基酸組成，分子量50～70ku。
所有ig的l鏈和h鏈從氨基端起的100多個氨基酸的組成和順序多變，稱為可變區(variable region, v區)，l鏈的v區(vl)由108個氨基酸組成，h鏈的v區(vh)由107～130個氨基酸組成，vl和vh共同組成與相應抗原決定簇結合的部位。在vl和vh中氨基酸組成的變化僅集中3個區域(佔氨基酸總量的15%~20%),稱為超變區(hypervariable region, hv)。超變區是ig與抗原結定簇結合的互補決定區(complementarity-determining region,cdr)。
vl的3個超變區lhv1、lhv2、lhv3或稱cdr1、cdr2、cdr3，分別為n末端起的第24～34、50～56和89～97位氨基酸。vh有3個超變區：hhv1、hhv2、hhv3，分別是n末端起的第31～35、50～65和95～102位氨基酸。
vh和vl中除超變區以外，其餘4個氨基酸片段(佔vl、vh氨基酸總量80%～85%)變化較小，稱為框架區(frame-work regions,fr)。fr僅對cdr起支架作用。
l鏈其餘的1/2段的氨基酸組成和排列比較恆定，稱為l鏈恆定區(cl)。cl僅發現兩種，按它們表現的抗原性將l鏈區分為κ和λ兩種型(type)，每乙個ig分子的兩條l鏈均是同乙個型，即同是κ型或同是λ型。
h鏈其餘3/4段的氨基酸組成和排列也較恆定，稱為h鏈恆定區(ch)。ch有五種，據它們的抗原性將h鏈分為五類(class)，μ、δ、γ、α和ε。它們分別組成的ig相應稱為igm、igd、igg、iga和ige。
依每類ig重鏈恆定區內個別氨基酸的差異及h鏈間二硫鍵位置不同，各類ig又分亞類(subclass)，例如人的igg分為igg１、igg２、igg３和igg４，igm分為igm１和igm２，iga分為iga１和iga２；馬的igg分為igga、iggb、iggc、igg(b)和igg(g)；牛的igg分為igg１和igg２；豬的igg分為igg１、igg２、igg３和igg４等。
l鏈和h鏈內，大約每110個氨基酸殘基片段內由兩個半胱氨酸組成乙個鏈內二硫鍵，形成乙個環，環內的肽鏈以典型的ig摺疊(immunoglobulin fold)形成球狀結構域(domain)。具有ig球狀結構域的尚有mhc-ⅰ類分子、mhc-ⅱ類分子、tcr、thy-1抗原、粘附分子(icam)等，它們歸於乙個ig基因超家族(詳見第22章)。
l鏈內有兩個結構域，vl和cl；igg、iga和igd的重鏈內均有vh、ch1、ch2和ch3四個結構域；igm和ige的重鏈則多乙個ch４結構域。每個結構域的免疫功能不同，但約有1/3的氨基酸排列順序相同。igg、iga、igd的ch1和ch2之間有乙個約含30個氨基酸可彎曲的鉸鏈區(hinge region)，有利於ig兩臂伸展，與抗原分子上不同位置的表位結合。
二、免疫球蛋白的多樣性及血清型
(一) ig的多樣性
據測定，成年人體內的b淋巴細胞，約有1×１07種轉殖，每種轉殖約有1×１05個b細胞。各種轉殖b細胞smig分子的vl-vh結構不同，能識別結合各種抗原決定簇，引起分化增殖成漿細胞，合成分泌各種特異性ig分子。每種特異ig分子的組成和結構都有差異，這就是所謂的ig多樣性。
(二) ig的血清型
ig分子不但具有抗體活性，同時自身也是很好的抗原，因各種動物和個體的遺傳因素不同，b細胞在遺傳性上具有差異，它們產生的ig分子在抗原性上也就各不相同，這種差異必然與各種ig分子的氨基酸殘基組成和排列順序有關，這種受遺傳基因控制產生的抗原性差異，稱為ig的遺傳標誌(genetic marker)。根據遺傳標誌的不同，可將ig分子的抗原性分為三種不同型別的變異體(血清型)，即同種型、同種異型和獨特型，具體見表1.5.
1，它們可以用血清學方法來測定及分類，故稱為免疫球蛋白血清型。
1．同種型(isotype)
即同種動物所有個體b細胞產生的免疫球蛋白的類、亞類，型、亞型都相同，不同種動物之間則不同。因此，人與各種哺乳類動物的免疫球蛋白，在動物間可互為免疫原。
(1) 類(class)：根據ch抗原性的不同，將重鏈分為γ、α、μ、δ、ε五類，其相應的免疫球蛋白分別為igg、iga、igm、igd、ige。
(2) 亞類(subclass)：根據ch中二硫鍵的位置和數目等微細結構的差異，將免疫球蛋白再分為亞類，如igg可分為igg１、２、３、４四個亞類，iga和igm分別分為iga１、２及igm１、２兩個亞類。
(3) 型(type)：根據cl的抗原性不同，輕鏈可分為κ(約佔65%)和λ(約佔35%)兩型。任何乙個免疫球蛋白分子的兩條輕鏈總是相同的型，即同是κ型或λ型。
(4) 亞型(subtype)：根據λ型的cl區中氨基酸的差異，將λ鏈分為cλ1、cλ2、cλ3、cλ4，或oz(+)即λ鏈190位為亮氨酸，oz(-)190位為精氨酸，kern(+)154位為甘氨酸，kern(-)154位為絲氨酸等四個亞型。κ型尚未發現有亞型。
(5) 群(group)：根據重鏈和輕鏈可變區同源性的差異程度不同，分為vh群、vκ群和vλ群等三個主要的群。
(6) 亞群(subgroup)：根據群內成員的可變區氨基酸的組成和排列順序的不同，可進一步將重鏈可變區分為vhⅰ、vhⅱ、vhⅲ、vhⅳ等亞群。將κ型輕鏈可變區分為vκⅰ、vκⅱ、vκⅲ、vκⅳ等亞群。
將λ型輕鏈可變區分為vλⅰ、vλⅱ、vλⅲ、vλⅳ、vλⅴ、vλⅵ等亞群。
表1.5.1 免疫球蛋白血清型
同種型變異部位舉例
類chigg、igm、iga、igd、ige
亞類 chigg1～4，iga1～2，igm1～2
型cl亞型cloz(+)、oz(-)、kern(+)、kern(-)
群vvh vκ vλ
亞群 vhvhⅰ～ⅳ
vlvkⅰ～ⅳ
vlvλⅰ～ⅵ
同種異體型 ch(γ１～γ 3) gm1、gm2……gm30
cham1，am2
clm1，2，3
獨特型 vh/vl極多
2. 同種異體型(allotype)
即同種動物不同個體的b細胞產生的免疫球蛋白分子，存在抗原特異性的差異。這是由於ch或cl上乙個(或幾個)氨基酸改變而造成的抗原性差異，將這些起決定作用的氨基酸稱為異型標誌。目前已證明人有gm、am、κm三組異型標誌，分別為igg、iga和κ型輕鏈的遺傳標誌，人類的gm共有約30種gm因子、am2種、κm3種,具體見表1.
5.2。
3.獨特型(idiotype)
指同一動物個體內，不同b細胞轉殖產生的免疫球蛋白，vh和vl區內的抗原決定簇不同，表現為抗原特異性的差異。它反映了抗體分子可變區的抗原決定簇的獨特性。因為在同乙個體內，有千萬個b細胞轉殖(免疫活性細胞)，每個b細胞轉殖產生的ig分子v區均有不同的抗原特異性，由此，將ig區分的型別稱為獨特型。
獨特型抗原決定簇是由ig的可變區(vh和vl)結構決定的，其氨基酸排列順序的差異主要在超變區，即主要在ig分子與抗原決定簇結合的部位。因為不同的b細胞系(轉殖)產生的免疫球蛋白均具有特異的抗原結合部位，而且是均質的，所以乙個b細胞轉殖就只合成乙個獨特型抗體。
機體內有千萬個轉殖的b細胞，就會有千萬種不同的獨特型抗體分子產生。獨特型的出現，在更精確的水平上反映了每個抗體形成細胞遺傳性的微細差別。
除血清中的免疫球蛋白分子外，t、b淋巴細胞表面的抗原受體也具有獨特型抗原特異性。獨特型抗原決定簇不僅在不同種間、同種異體間可刺激機體產生抗獨特型抗體(anti-idiotype ab)，而且在自身體內也可誘導產生抗獨特型抗體。這樣，就形成了獨特型與抗獨特型的網路系統，由此構成機體內免疫細胞間相互制約的關係，在機體免疫應答調節中起著重要作用(見第十八章)。
表1.5.2 人的免疫球蛋白的同種異型
遺傳標誌肽鏈型別功能區同種異型氨基酸的位置和種類*
重鏈輕鏈
gmch1 gm(4214
精gm(17賴
ch 3gm(1356 358
門冬亮gm(－1谷蛋
γ2ch2 gm(23)，gm(－23) nd
γ3ch2 gm(5)，gm(－5) nd
gm(15)
gm(16nd
gm(21296
酪gm(－21苯丙
γ3ch3 gm(6)
gm(11436
苯丙gm(－11酪
gm(13)
gm(14)
γ4ch2 gm(4a309
第二章分子結構與性質
第一節共價鍵 第一課時 教學目標 1 複習化學鍵的概念，能用電子式表示常見物質的離子鍵或共價鍵的形成過程。2 知道共價鍵的主要型別 鍵和 鍵。3 說出 鍵和 鍵的明顯差別和一般規律。教學重點 難點 價層電子對互斥模型 課前預習 1 共價鍵是常見化學鍵之一，它是指其本質是 2 判斷 鍵和 鍵的一般規律...
第二章分子結構與性質
第一節共價鍵 學習目標 1 化學鍵的概念，能用電子式表示常見物質的離子鍵或共價鍵的形成過程。2 知道共價鍵的主要型別 鍵和 鍵。3 說出 鍵和 鍵的明顯差別和一般規律。4 認識鍵能 鍵長 鍵角等鍵引數的概念 5 能用鍵引數 鍵能 鍵長 鍵角說明簡單分子的某些性質 6 知道等電子原理，結合例項說明 等...
第二章用藥和急救
教材分析 健康問題越來越被人們所關注，安全用藥事關重大，本節知識對我們的生活有重要的指導作用，同時它也是近幾年中考命題的重點之一，本節內容包含了安全用藥和急救兩個框題，知識的呈現除了傳統的文字外，還設計了彩圖和乙個資料分析 乙個生活設計，體現了理論聯絡實際的指導思想。知識的考察多以選擇和資料分析的形...