免疫球蛋白超家族
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免疫球蛋白超家族
免疫球蛋白基因的研究近年来获得重大突破。日本学者利根川进（Tonegawa)因在免疫球蛋白基因结构研究有突出贡献而获得1987年诺贝尔医学和生理学奖。应用X结晶衍射分析、DNA序列分析和园双色等技术研究表明，许多细胞膜表面分子和机体某些蛋白分子多肽折叠方式与Lg相似，在氨基酸组成上与免疫球蛋白可变区（V区）或/和恒定区（C区）有较高的同源性，它们可能从同一祖先基因（primordial ancestral gene)进化而来。编码这些多肽链的基因称为免疫球蛋白基因超家族（immunoglobulin gene superfamily),这一基因超家族所编码的产物称为免疫球蛋白超家族（immunoglobulin superfamily,IGSF)。
Ig超家族中某些成员如Fascilin Neuroglian和Amalgam等分子存在于昆虫中，这表明Ig超家族结构域的多样化（diversification)在后生动物（Metazoon)进化早期即开始发生，通过基因的复制（duplication)和随后发生的偏离（divergence)产生了具有不同功能的多功能域结构。
第一节 免疫球蛋白超家族的组成和特点
一、Ig超家族的组成
由于细胞表面标志、单克隆抗体以及基因工程技术的应用，发现越来越多的膜表面分子和蛋白分子属于Ig超家族，主要包括T细胞、B细胞识别抗原受体及其信号转导分子，免疫球蛋白重链和轻链，MHC抗原及相关分子，免疫球蛋白Fc段受体，某些细胞因子受体，与神经系统功能和粘附有关的分子，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组成（举例）
| 成 员 |
分子量
（kDa) |
Ig结构域类型 |
人染色体
定 位 |
主要功能 |
| C1 C2 V | ||||
| 识别抗原和信号转导 | ||||
| Igμ重链 | 4 - 1 | 14q32.33 | 识别抗原 | |
| Igγ重链 | 52～58 | 3 - 1 | 14q32.33 | 识别抗原 |
| Igδ重链 | 3 - 1 | 14q32.33 | 识别抗原 | |
| Igε重连 | 4 - 1 | 14q32.33 | 识别抗原 | |
| Igα重连 | 52～56 | 3 - 1 | 14q32.33 | 识别抗原 |
| Igκ重连 | 24 | 1 - 1 | 2p12 | 识别抗原 |
| Igλ重连 | 24 | 1 - 1 | 22q11.12 | 识别抗原 |
| Ig-α（CD79a） | 47 | （一个Ig结构域） | mIg复合体成分，信号转导 | |
| Ig-β（CD79b） | 37 | （一个Ig结构域） | mIg复合体成分，信号转导 | |
| TCRα链 | 45～60 | 1 - 1 | 14q11.12 | 识别MHC/多肽复合物 |
| TCRβ链 | 40～50 | 1 - 1 | 7q32 | 识别MHC/多肽复合物 |
| TCRγ链 | 45～60 | 1 - 1 | 7p15 | 识别MHC/多肽复合物 |
| TCRδ链 | 40～60 | 1 - 1 | 14q11.2 | 识别MHC/多肽复合物 |
| TCRγ链 | 25～28 | - 1 - | 11q23 | TCR信号传导 |
| TCRδ链 | 20 | - 1 - | 11q23 | TCR信号传导 |
| TCRε链 | 20 | - 1 - | 11q23 | TCR信号传导 |
续表1
| 成 员 |
分子量
（kDa) |
Ig结构域类型 |
人染色体
定 位 |
主要功能 |
| C1 C2 V | ||||
| MHC抗原及相关分子 | ||||
| MHCⅠ类抗原α链 | 44 | 1 - - | 6p21.3 |
α1、α2结合肽片段， α3结合CD8 |
| MHCβ2m | 12 | 1 - - | 15q21-q22 | 稳定MHCⅠ类分子α链 |
| MHCⅡ类抗原 α链 | 32～34 | 1 - - | 6p21.3 | α1结合肽片段，α2结合CD4 |
| MHCⅡ类抗原 β链 | 29～32 | 1 - - | 6p21.3 | β1结合肽片段，β2结合CD4 |
| MHCⅡ类抗原 γ链 | 30 | （属IGSF） | 参与Ⅱ类抗原功能 | |
| CD1 | 43～49 | 1 - - | 1q22-q23 | TCRγ/δ限制成分？ |
| Qa/TL重链 | 48 | 1 - - | (小鼠） | TCRγ/δ限制成分？ |
| 免疫球蛋白Fc段受体 | ||||
| polyIgR | 100 | - 1 4 | 1q31-q42 |
多聚Ig受体（肝细胞上 polyIgR是HBV受体） |
| FcγRⅠ（CD64） | 70 | - 3 - | 1q23-q24 | IgG Fc高亲和力受体 |
| FcγRⅡ（CD32） | 40 | - 2 - | 1q23-q24 | IgG Fc低亲和力受体 |
| FcγRⅢ（CD16） | 50～70 | - 2 - | 1q23-q24 | IgG Fc低亲和力受体 |
| FcεRⅠα链 | 25 | - 2 - | 1q23-q24 | IgE Fc高亲和力受体 |
| FcαR（CD89） | 60 | - 2 - | (尚未鉴定出） | IgA Fc受体 |
| 细胞因子受体 | ||||
| M-CSFR（C-fms) | 165 | -4 1 | 5q33.2-q33.3 | 细胞因子受体 |
| (CSF-1R)(CD115) | ||||
| SCFR(C-kit)(CD117) | 145 | -4 1 | 4q31-3 | 细胞因子受体 |
| IL-1RtI(CDw121a) | 82 | - 3 - | 2q12 | 细胞因子受体 |
| IL-1RtⅡ(CDw121b) | 68 | - 3 - | 2q12 | 细胞因子受体 |
| IL-6R(CD126) | 80 | - 1 - | 细胞因子受体 | |
| G-CSFR | 150 | - 1 - | 细胞因子受体 | |
| PDGFR | 180 | - 4 1 | 5q31-q32 | 细胞因子受体 |
| FGFR | 130 | (3个Ig结构域) | 细胞因子受体 | |
| gp130(CDw130) | 130 | （属IGSF） | 细胞因子受体 | |
| VEGFR | (7个Ig属结构域) | 细胞因子受体 | ||
| 粘附分子和分化抗原 | ||||
| CD2 | 50 | - 2 - | 1p13 | LFA-3（CD58）配体 |
| CD4 | 55 | - 1 2 | 12pter-q12 | 结合MHCⅡ类抗原 |
| CD7 | 40 | - - 1 | 17q25 | T细胞活化 |
| CD8α链 | 34 | - - 1 | 2p12 | 结合MHCⅠ类抗原 |
| CD8β链 | 30 | - - 1 | 2p12 | 结合MHCⅠ类抗原 |
| CD19 | 95 | （2个Ig样结构域） | B细胞活化 |
续表2
|
成 员 |
分子量
（kDa) |
Ig结构域类型 |
人染色体
定 位 |
主要功能 |
| C1 C2 V | ||||
| CD22（MAG类似物） | 130/140 | - 5 - | B细胞粘附 | |
| CD28（同源二聚体） | 90 | - - 1 | 2q33-q34 | T细胞活化，结合CD80 |
| CTLA-4（CD28类同物） | - - 1 | 2q33-q34 | 活化CTL | |
| PECAM-1（CD31） | 140 | - 6 - | 粘附 | |
| CD33 | 67 | （2个Ig结构域） | 19q13 | 髓样细胞粘附？ |
| CD48（blast-1) | 41～45 | - 1 1 | 1q21-q23 | B细胞粘附，结合CD2 |
| ICAM-3 （CD50） | 124 | - 5 - | LFA-1配体 | |
| ICAM-1（CD54） | 80～114 | - 5 - | 1q | LFA-1配体（鼻病毒受体） |
| LFA-3（CD58） | 40～65 | - 2 - | 1p13? | CD2配体 |
| CEA（癌胚抗原）（CD66e） | 175～200 | - 2～6 1 | 19q13.1-q13.2 | 粘附作用？ |
| B7/BB1（CD80） | 60 | （2个Ig结构域） | B细胞活化抗原，结合CD28 | |
| B7-2（CD86） | 80 | （2个Ig结构域） | 活化T细胞，结合CD28 | |
| Thy-1(CDw90) | 17.5～18.7 | - - 1 | 11q23 | T细胞活化和粘附 |
| CD96(TACTILE) | 160 | （3个Ig结构域） | T细胞激活 | |
| ICAM-2(CD102) | 60 | - 2 - | LFA-1配体 | |
| VCAM-1(CD106) (血管细胞粘附分子-1） | 110 | - 7 - | VLA-4配体 | |
| MRC OX-2 | 41～47 | - 1 1 | 3 | |
| 妊娠特异性蛋白 | 54～72 | - 3 1 | 19q13.2-13.3 | 粘附作用？ |
| α1BgP(血清α1胆汁糖蛋白) | 63 | - 5 - | （与CEA结构相似） | |
| BMLP（基底膜连接蛋白） | 44.5～48.5 | - - 1 | 粘附 | |
| 脊髓灰质炎病毒受体（PVR）与神经组织细胞粘附及其它功能有关 | 67 | - 2 1 | 19q | V区与PV结合 |
| NCAM（CD56）（神经细胞粘附分子） | 97～220 | - 5 - | 11q23 | 神经细胞粘附 |
| NCAM-L1（神经细胞粘附分子-L1） | 200 | - 6 - | （小鼠） | 轴索成束和延长，神经元的移行 |
| MAG | 67/72 | - 5 - | （大鼠） | 髓鞘形成中轴索和神经胶质的相互作用 |
| （大鼠髓鞘磷脂相关糖蛋白） 外周髓磷脂糖蛋白（po myelin protein) | 28～30 | - - 1 | （大鼠） | 使髓鞘质紧密 |
从表3-1中可以看出，不同组Ig结构域的类型和数目有以下特点：
（1）识别抗原和信号转导组中，Igμ、γ、δ、ε和α重链各含1个V区，3～4个C1区；Igκ、λ轻链各含1个V区和1个C1区；TCRα、β、γ和δ链各含1个V区和1个C1区；CD3γ、δ和ε链只含1个C2区（CD3ξ和η链结构与IGSF无同源性）。
（2）MHC抗原及相关分子只含1个C1区，Qa/TL或CD1与β2m组成异源二聚体与MHCⅠ类抗原结构相似，MHCⅠ类分子α1、α2结构域，MHCⅡ类分子α1、β1结构域具有多态性，但其结构不属于IGSF。
（3）免疫球蛋白Fc受体基因均定位于1号染色体，除polyIgR外，其余IgFc受体的Ig结构域为2～3个C2区。
（4）IL-6Rα链、gp130和G-CSFR的胞膜外结构除N端各含有1个C2样区外，靠近胞膜侧各有一个红细胞生成素受体超家族结构域，此外，还有2～4个纤粘连素结构域。
（5）与神经组织细胞粘附有关的粘附分子中绝大多数含有5个或6个C2区。
