Ig分子是由三個不連鎖的Igκ、Igλ和IgH基因所編碼。Igκ、Igλ和IgH基因定位于不同的染色體上(表2-5)。編碼一條Ig多肽鏈的基因是由在胚系中多個分隔的DNA片段(基因片段)經重排而形成的。1965年Dreyer和Bennet首先提出假說,認為Ig的V區(qū)和C區(qū)是由分隔存在的基因所編碼,在淋巴細胞發(fā)育過程中這兩個基因發(fā)生易位而重排在一起。1976年日本學者利根川進應用DNA重組技術證實了這一假說。利根川進由此獲得1987年醫(yī)學和生理學諾貝爾獎。
表2-5 免疫球蛋白基因定位
編碼多肽鏈 | 基因符號(人) |
基因染色體定位 | ||
人 |
小鼠 | |||
κ輕鏈 |
Igκ |
2 |
6 | |
λ輕鏈 |
Igλ |
22 |
16 | |
重鏈 |
IgH |
14 |
12 |
一、Ig重鏈基因的結構和重排
。ㄒ)重鍵V區(qū)基因
H鏈V區(qū)是由V、D、J三種基因片段經重排后組成。
1.H鏈V區(qū)基因組成
(1)V基因片段:小鼠VH基因段約為250~1000,人的VH基因片段約為100。V基因片段編碼VH的信號序列和V區(qū)靠N端98個氨基酸殘基,包括CDR1和CDR2。
(2)D基因片段:D是指多樣性(diversity)。D基因片段僅存在于H鏈,不存在于L鏈。小鼠DH共有12個片段,人的DH片段的數(shù)目還不完全清楚,可能有10~20個左右。D片段編碼H鏈CDR3中大部分氨基酸殘基。
。3)J基因片段:J是連接(joining)的意思。JH連接V基因片段和C基因片段。小鼠JH有4個,人有9個JH片段,其中6個是有功能的。J基因片段編碼CDR3的其余部分氨基酸殘基和第4個骨架區(qū)。
2.H鏈V區(qū)基因的移位 首先發(fā)生D與J基因片段的連接形成D-J,然后V基因片段與D-J基因片段連接。H鏈V區(qū)基因的易位和連接是通過七聚體-間隔序列-九聚體識別信號和重組酶而完成的。
。ǘ)重鏈C區(qū)基因
1.C基因片段小鼠H鏈區(qū)基因片從5’端到3’排列的順序是Cμ-Cδ-Cγ3-Cγ1-Cγ2b-Cε-Cα2,人H鏈C區(qū)基因的順序為Cμ-Cδ-Cγ3-Cγ1-Cε2(pseudo基因)- Cα2- Cγ2-Cγ- Cε- Cα2(圖2-13,14)。
圖2-13小鼠Ig基因結構
圖2-14 人Ig基因結構
2.Ig類別轉換(class switch) 是指一個B細胞克隆在分化過程中,V基因不變,而CH基因片段不同重排,比較CH基因片段重排后基因編碼的產物,其V區(qū)相同,而C區(qū)不同,即識別抗原的特異性相同,而Ig的類或亞類發(fā)生改變。Ig可能是通過缺失模式(deletion model)和RNA剪接(splicing)兩種機制來實現(xiàn)類別的轉換。