基因超家族

    

    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序列分析和圆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Ig相似，在氨基酸组成上与免疫球蛋白可变区（V区）和（或）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）。IgSF包括抗原特异性受体（如TCR与BCR）、非抗原特异性受体及其配体（如CD2与LFA-3）、IgFc受体及MHCⅠ、Ⅱ类分子等。IgSF成员识别的配体多为IgSF分子或整合素分子。

    （一）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-parallelβ-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）。

    （二）功能特点

    IgSF主要介导T细胞-APC/靶细胞、T细胞-B细胞间的相互识别与作用。IgSF黏附分子及其识别的配体。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黏附的部位，使之获得不同的生物学功能。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）：如相同神经细胞黏附分子（NCAM）之间的相互识别，血小板内皮细胞黏附分子-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MHCⅡ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和其他分子的相互识别　包括TCR识别MHCⅠ类或Ⅱ类分子与抗原复合物，细胞因子受体识别细胞因子等。