第一节 免疫球蛋白分子的基本结构
在五大类Ig中，以IgG 的结构和功能研究最为清楚，本节对Ig基本结构的介绍都以IgG为代表进行说明。Ig分子的基本结构是2条相同的轻链和2条相同的重链组成的四肽链，连接轻链与重链的化学键是二硫键，形成的四肽链分子称为Ig单体，是构成免疫球蛋白分子的基本结构。Ig单体中四条肽链两端游离的氨基和羧基的方向是一致的，分别被命名为氨基端（N端）和羧基端（C端）（图3-1-1）。
图3-1-1 免疫球蛋白分子基本结构示意图
一、四肽链结构
（一）重链和轻链
所有Ig的基本单位都是四肽链的对称结构，其中2条为相同的重链（heavy chain，H chain）分子量较大，为50～70kDa，由450～550个氨基酸残基组成；另2条为相同的轻链（light chain，L chain）分子量较小，约为25kDa，含有214个氨基酸残基。Ig重链可以被糖基化修饰并改变功能状态，属糖蛋白，且可根据氨基酸组成和含糖情况划分成不同的类（class）。
（二）可变区和恒定区
在多肽链的N端，占轻链的1/2与重链的1/4或1/5，这个区的氨基酸排列顺序随抗体特异性不同而发生很大变化，故称这个区为可变区（varible region，V region），在重链和轻链分别称作VH和VL，它是抗体与抗原结合的部位，赋予抗体以特异性。在V区内有3个区域的氨基酸组成和排列顺序可发生高度变化，称为高变区或互补决定区（hypervariable region/complementary determining region，HVR/CDR）。虽然V区是抗体与抗原结合的部位，但也并非每个氨基酸残基都与抗原直接接触，肽链的空间构型将1条H链和1条L链的共6个CDR组成一个稳定的抗原接触面，是抗体特异性的决定因素，也决定了抗体独特型。除HVR之外，V区的其余部分被称为骨架区（framework region，FR），氨基酸组成和排列相对稳定，发挥着稳定CDR空间构型、协助抗原 - 抗体结合的作用。
多肽链的轻链C端1/2及重链C端3/4（γ、α、δ链）或4/5（μ、ε链）的氨基酸数量、种类、排列顺序及含糖量都比较稳定，故称为恒定区（constant region，C region）。两条相同的重链借二硫键相互连接，两条相同的轻链则分别借二硫键连接在相应重链N端的两侧，因此Ig都是对称性的大分子。由四条多肽链和几对二硫键连接成的一个基本单位称为Ig单体。不同类Ig单体的聚合情况不同：IgG、IgD、IgE及大多数血清型IgA均为单体；分泌型IgA为双体，由两个单体IgA通过J链相连而成，并附加一个分泌片；IgM为五聚体，即五个单体IgM通过一条J链相连而成。尽管变化程度相对较小，C区亦承担着重要的功能，如激活补体、发挥抗体介导的细胞毒作用等。
（三）铰链区
在两条重链之间二硫键连接处附近的重链恒定区，即在CH1和CH2之间，有一个可转动的铰链区（hinge region），由2～5个链间二硫键、CH1尾部和CH2头部的小段肽链构成，富含脯氨酸。Ig双臂之间的角度可以在0°～90°变化，当Ig与抗原结合时，铰链区的转动可以暴露补体结合点，在抗原 - 抗体结合过程中起弹性和调节作用。IgM和IgE没有铰链区，意味着这两种抗体的可弯曲性较弱。
二、其他成分
在IgA二聚体和IgM五聚体中，还含有J链（joint chain）和分泌片（secretory piece，SP）。J链由浆细胞合成，富含半胱氨酸，起到连接IgA、IgM单体的作用。SP由黏膜上皮细胞分泌，能够以非共价形式结合于IgA二聚体上，而成为分泌型IgA（sIgA），能够协助IgA通过黏膜上皮细胞，保护其免受蛋白酶降解，更好地在黏膜表面发挥作用。