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免疫球蛋白超家族
免疫球蛋白超家族
免疫球蛋白基因的研究近年來獲得重大突破。日本學者利根川進（Tonegawa)因在免疫球蛋白基因結構研究有突出貢獻而獲得1987年諾貝爾醫學和生理學獎。應用X結晶衍射分析、DNA序列分析和園雙色等技術研究表明，許多細胞膜表面分子和機體某些蛋白分子多肽折疊方式與Lg相似，在氨基酸組成上與免疫球蛋白可變區（V區）或/和恒定區（C區）有較高的同源性，它們可能從同一祖先基因（primordial ancestral gene)進化而來。編碼這些多肽鏈的基因稱為免疫球蛋白基因超家族（immunoglobulin gene superfamily),這一基因超家族所編碼的產物稱為免疫球蛋白超家族（immunoglobulin superfamily,IGSF)。
Ig超家族中某些成員如Fascilin Neuroglian和Amalgam等分子存在于昆蟲中，這表明Ig超家族結構域的多樣化（diversification)在后生動物（Metazoon)進化早期即開始發生，通過基因的復制（duplication)和隨后發生的偏離（divergence)產生了具有不同功能的多功能域結構。
第一節 免疫球蛋白超家族的組成和特點
一、Ig超家族的組成
由于細胞表面標志、單克隆抗體以及基因工程技術的應用，發現越來越多的膜表面分子和蛋白分子屬于Ig超家族，主要包括T細胞、B細胞識別抗原受體及其信號轉導分子，免疫球蛋白重鏈和輕鏈，MHC抗原及相關分子，免疫球蛋白Fc段受體，某些細胞因子受體，與神經系統功能和粘附有關的分子，某些粘附分子和分化抗原等（表3-1）。
表3-1 免疫球蛋白超家族的組成（舉例）
| 成 員 | 分子量 （kDa) | Ig結構域類型 | 人染色體 定 位 | 主要功能 |
| C1 C2 V | ||||
| 識別抗原和信號轉導 | ? | |||
| Igμ重鏈 | 4 - 1 | 14q32.33 | 識別抗原 | |
| Igγ重鏈 | 52～58 | 3 - 1 | 14q32.33 | 識別抗原 |
| Igδ重鏈 | 3 - 1 | 14q32.33 | 識別抗原 | |
| Igε重連 | 4 - 1 | 14q32.33 | 識別抗原 | |
| Igα重連 | 52～56 | 3 - 1 | 14q32.33 | 識別抗原 |
| Igκ重連 | 24 | 1 - 1 | 2p12 | 識別抗原 |
| Igλ重連 | 24 | 1 - 1 | 22q11.12 | 識別抗原 |
| Ig-α（CD79a） | 47 | （一個Ig結構域） | mIg復合體成分，信號轉導 | |
| Ig-β（CD79b） | 37 | （一個Ig結構域） | mIg復合體成分，信號轉導 | |
| TCRα鏈 | 45～60 | 1 - 1 | 14q11.12 | 識別MHC/多肽復合物 |
| TCRβ鏈 | 40～50 | 1 - 1 | 7q32 | 識別MHC/多肽復合物 |
| TCRγ鏈 | 45～60 | 1 - 1 | 7p15 | 識別MHC/多肽復合物 |
| TCRδ鏈 | 40～60 | 1 - 1 | 14q11.2 | 識別MHC/多肽復合物 |
| TCRγ鏈 | 25～28 | - 1 - | 11q23 | TCR信號傳導 |
| TCRδ鏈 | 20 | - 1 - | 11q23 | TCR信號傳導 |
| TCRε鏈 | 20 | - 1 - | 11q23 | TCR信號傳導 |
續表1
| 成 員 | 分子量 （kDa) | Ig結構域類型 | 人染色體 定 位 | 主要功能 |
| C1 C2 V | ||||
| MHC抗原及相關分子 | ||||
| MHCⅠ類抗原α鏈 | 44 | 1 - - | 6p21.3 | α1、α2結合肽片段， α3結合CD8 |
| MHCβ2m | 12 | 1 - - | 15q21-q22 | 穩定MHCⅠ類分子α鏈 |
| MHCⅡ類抗原 α鏈 | 32～34 | 1 - - | 6p21.3 | α1結合肽片段，α2結合CD4 |
| MHCⅡ類抗原 β鏈 | 29～32 | 1 - - | 6p21.3 | β1結合肽片段，β2結合CD4 |
| MHCⅡ類抗原 γ鏈 | 30 | （屬IGSF） | 參與Ⅱ類抗原功能 | |
| CD1 | 43～49 | 1 - - | 1q22-q23 | TCRγ/δ限制成分？ |
| Qa/TL重鏈 | 48 | 1 - - | (小鼠） | TCRγ/δ限制成分？ |
| 免疫球蛋白Fc段受體 | ||||
| polyIgR | 100 | - 1 4 | 1q31-q42 | 多聚Ig受體（肝細胞上 polyIgR是HBV受體） |
| FcγRⅠ（CD64） | 70 | - 3 - | 1q23-q24 | IgG Fc高親和力受體 |
| FcγRⅡ（CD32） | 40 | - 2 - | 1q23-q24 | IgG Fc低親和力受體 |
| FcγRⅢ（CD16） | 50～70 | - 2 - | 1q23-q24 | IgG Fc低親和力受體 |
| FcεRⅠα鏈 | 25 | - 2 - | 1q23-q24 | IgE Fc高親和力受體 |
| FcαR（CD89） | 60 | - 2 - | (尚未鑒定出） | IgA Fc受體 |
| 細胞因子受體 | ||||
| M-CSFR（C-fms) | 165 | -4 1 | 5q33.2-q33.3 | 細胞因子受體 |
| (CSF-1R)(CD115) | ||||
| SCFR(C-kit)(CD117) | 145 | -4 1 | 4q31-3 | 細胞因子受體 |
| IL-1RtI(CDw121a) | 82 | - 3 - | 2q12 | 細胞因子受體 |
| IL-1RtⅡ(CDw121b) | 68 | - 3 - | 2q12 | 細胞因子受體 |
| IL-6R(CD126) | 80 | - 1 - | 細胞因子受體 | |
| G-CSFR | 150 | - 1 - | 細胞因子受體 | |
| PDGFR | 180 | - 4 1 | 5q31-q32 | 細胞因子受體 |
| FGFR | 130 | (3個Ig結構域) | 細胞因子受體 | |
| gp130(CDw130) | 130 | （屬IGSF） | 細胞因子受體 | |
| VEGFR | (7個Ig屬結構域) | 細胞因子受體 | ||
| 粘附分子和分化抗原 | ||||
| CD2 | 50 | - 2 - | 1p13 | LFA-3（CD58）配體 |
| CD4 | 55 | - 1 2 | 12pter-q12 | 結合MHCⅡ類抗原 |
| CD7 | 40 | - - 1 | 17q25 | T細胞活化 |
| CD8α鏈 | 34 | - - 1 | 2p12 | 結合MHCⅠ類抗原 |
| CD8β鏈 | 30 | - - 1 | 2p12 | 結合MHCⅠ類抗原 |
| CD19 | 95 | （2個Ig樣結構域） | B細胞活化 |
續表2
| 成 員 | 分子量 （kDa) | Ig結構域類型 | 人染色體 定 位 | 主要功能 |
| C1 C2 V | ||||
| CD22（MAG類似物） | 130/140 | - 5 - | ? | B細胞粘附 |
| CD28（同源二聚體） | 90 | - - 1 | 2q33-q34 | T細胞活化，結合CD80 |
| CTLA-4（CD28類同物） | - - 1 | 2q33-q34 | 活化CTL | |
| PECAM-1（CD31） | 140 | - 6 - | 粘附 | |
| CD33 | 67 | （2個Ig結構域） | 19q13 | 髓樣細胞粘附？ |
| CD48（blast-1) | 41～45 | - 1 1 | 1q21-q23 | B細胞粘附，結合CD2 |
| ICAM-3 （CD50） | 124 | - 5 - | LFA-1配體 | |
| ICAM-1（CD54） | 80～114 | - 5 - | 1q | LFA-1配體（鼻病毒受體） |
| LFA-3（CD58） | 40～65 | - 2 - | 1p13? | CD2配體 |
| CEA（癌胚抗原）（CD66e） | 175～200 | - 2～6 1 | 19q13.1-q13.2 | 粘附作用？ |
| B7/BB1（CD80） | 60 | （2個Ig結構域） | B細胞活化抗原，結合CD28 | |
| B7-2（CD86） | 80 | （2個Ig結構域） | 活化T細胞，結合CD28 | |
| Thy-1(CDw90) | 17.5～18.7 | - - 1 | 11q23 | T細胞活化和粘附 |
| CD96(TACTILE) | 160 | （3個Ig結構域） | T細胞激活 | |
| ICAM-2(CD102) | 60 | - 2 - | LFA-1配體 | |
| VCAM-1(CD106) (血管細胞粘附分子-1） | 110 | - 7 - | VLA-4配體 | |
| MRC OX-2 | 41～47 | - 1 1 | 3 | |
| 妊娠特異性蛋白 | 54～72 | - 3 1 | 19q13.2-13.3 | 粘附作用？ |
| α1BgP(血清α1膽汁糖蛋白) | 63 | - 5 - | （與CEA結構相似） | |
| BMLP（基底膜連接蛋白） | 44.5～48.5 | - - 1 | 粘附 | |
| 脊髓灰質炎病毒受體（PVR）與神經組織細胞粘附及其它功能有關 | 67 | - 2 1 | 19q | V區與PV結合 |
| NCAM（CD56）（神經細胞粘附分子） | 97～220 | - 5 - | 11q23 | 神經細胞粘附 |
| NCAM-L1（神經細胞粘附分子-L1） | 200 | - 6 - | （小鼠） | 軸索成束和延長，神經元的移行 |
| MAG | 67/72 | - 5 - | （大鼠） | 髓鞘形成中軸索和神經膠質的相互作用 |
| （大鼠髓鞘磷脂相關糖蛋白） 外周髓磷脂糖蛋白（po myelin protein) | 28～30 | - - 1 | （大鼠） | 使髓鞘質緊密 |
從表3-1中可以看出，不同組Ig結構域的類型和數目有以下特點：
（1）識別抗原和信號轉導組中，Igμ、γ、δ、ε和α重鏈各含1個V區，3～4個C1區；Igκ、λ輕鏈各含1個V區和1個C1區；TCRα、β、γ和δ鏈各含1個V區和1個C1區；CD3γ、δ和ε鏈只含1個C2區（CD3ξ和η鏈結構與IGSF無同源性）。
（2）MHC抗原及相關分子只含1個C1區，Qa/TL或CD1與β2m組成異源二聚體與MHCⅠ類抗原結構相似，MHCⅠ類分子α1、α2結構域，MHCⅡ類分子α1、β1結構域具有多態性，但其結構不屬于IGSF。
（3）免疫球蛋白Fc受體基因均定位于1號染色體，除polyIgR外，其余IgFc受體的Ig結構域為2～3個C2區。
（4）IL-6Rα鏈、gp130和G-CSFR的胞膜外結構除N端各含有1個C2樣區外，靠近胞膜側各有一個紅細胞生成素受體超家族結構域，此外，還有2～4個纖粘連素結構域。
（5）與神經組織細胞粘附有關的粘附分子中絕大多數含有5個或6個C2區。
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