| โครงสร้างพื้นฐานและชนิดของอิมมูโนโกลบุลิน |
[1]-2-[3] |
|
 |
| 1. Heavy chain |
| H chain แต่ละสายประกอบด้วยกรดอะมิโนประมาณ 450 ตัว น้ำหนักโมเลกุลประมาณ 50,000-77,000 dalton ปลายด้าน amino terminal ประกอบด้วยกรดอะมิโนประมาณ 110 ตัว เป็นส่วนที่มีการเปลี่ยนแปลงของกรดอะมิโนค่อนข้างมาก ระหว่างอิมมูโนโกลบุลินแต่ละโมเลกุลเรียกว่า variable (V) region ส่วนที่เหลือมีกรดอะมิโนค่อนข้างคงที่ เรียก constant (C) region ซึ่งสามารถแบ่งออกเป็น 3 ส่วน (domain) (CH1, CH2, CH3) สำหรับ IgG, IgA และ IgD และ 4 domain สำหรับ IgM และ IgE(ส่วน CH4 เพิ่มขึ้น) H chain เป็นตัวกำหนดชนิด (class หรือ isotype) ของอิมมูโนโกลบุลิน ซึ่งมี 5 ชนิดคือ g, a, m, d และ e สำหรับ IgG, IgA, IgM, IgD และ IgE ตามลำดับ นอกจากนี้ ความแตกต่างในบางส่วนของกรดอะมิโนใน H chain ยังทำให้แบ่ง g chain เป็น g1, g2, g3 และ g4 สำหรับ IgG subclass IgG1, IgG2, IgG3 และ IgG4 ส่วน a chain เป็น a1 และ a2 สำหรับ subclass IgA1 และ IgA2 ส่วน m, d และ e ไม่พบ subclass |
| 2. Light chain |
| L chain ประกอบด้วยกรดอะมิโนประมาณ 214 ตัว น้ำหนักโมเลกุลประมาณ 23,000 Da แบ่งเป็น 2 ส่วน คือ variable (V) region ด้าน amino terminal และ constant (C) region ด้าน carboxy terminal L chain สามารถแบ่งเป็น 2 ชนิด คือ kappa (k) และ lambda (l) isotype อัตราส่วนของ k และ l ในสัตว์แต่ละชนิดจะแตกต่างกัน ในคนพบ k:l ในอัตราส่วน 3:2 ในหนู(mice) ส่วนใหญ่ (95%) เป็นแบบ k อิมมูโนโกลบุลินแต่ละโมเลกุลจะประกอบด้วย L chain 1 คู่ที่เป็น k หรือ l อย่างใดอย่างหนึ่งเท่านั้น จะไม่พบสองแบบปนกันเลย แต่ในแต่ละบุคคลสามารถมี L chain ทั้งสองแบบ เช่น IgG ในคนทั่วไปพบแบบ k ประมาณ 60% ที่เหลือเป็นแบบ l L chain แบบ l ยังสามารถแบ่งย่อยเป็น subtype โดยมีความแตกต่างเล็กน้อยใน C region |
| 3. Immunoglobulin domains |
H และ L chain แต่ละสายยังแบ่งออกเป็นส่วนๆ แต่ละส่วนมีโครงสร้างที่คล้ายคลึงกันคือ ประกอบด้วยกรดอะมิโนประมาณ 110 ตัว ซึ่งม้วนพับไปมาเป็นก้อนแต่ละส่วนนี้เรียก immunoglobulin domain โดยลักษณะการม้วนพับของอิมมูโนโกลบุลิน หรือ immunoglobulin fold เกิดจาก b-pleated sheet 2 ชุด ประกบกันอยู่ในลักษณะของแซนวิช หรือ b-barrel โดยมีกรดอะมิโนที่เป็น hydrophobic อยู่ด้านใน และมี intrachain disulfide bond เชื่อมทั้งสองชุดเข้าด้วยกัน b-pleated sheet แต่ละชุดประกอบด้วย b-strand 3-4 สาย (ยกเว้นของ V domain มี 4-5 สาย) วิ่งสวนกันในลักษณะคู่ขนาน (antiparallel) แต่ละสายเชื่อมต่อกันด้วย loop ที่มีความยาวแตกต่างกัน (รูปที่ 5)
โครงสร้างที่ม้วนพับไปมาเป็น domain เหมือนใน H และ L chain ของอิมมูโนโกลบุลินแบบนี้ ยังพบได้ในโปรตีนอื่นๆ หลายชนิดในระบบภูมิคุ้มกัน เรียกกลุ่มของโปรตีนนี้ว่า Immunoglobulin superfamily ตัวอย่างเช่น T cell receptor (TCR), Class I MHC. Class II MHC, ICAM-1, CD2, Iga, Igb, FcgR (รูปที่ 6) เป็นต้น แต่ละ domain ของ H และ L chain จะทำหน้าที่แตกต่างกัน (รูปที่ 7) |
| 4. Variable-region domains |
จากการศึกษาลำดับกรดอะมิโนของ H และ L chain ซึ่งมีความจำเพาะแตกต่างกัน พบว่าใน V domain ลำดับของกรดอะมิโนส่วนใหญ่ (80-85%) ค่อนข้างคงที่ไม่เปลี่ยนแปลง โดยทั่วไปพบเพียง 3 ตำแหน่งเท่านั้น ที่การเปลี่ยนแปลงของกรดอะมิโนค่อนข้างมาก คือบริเวณของกรดอะมิโนที่อยู่ใกล้ลำดับที่ 30, 50 และ 95 แต่ละตำแหน่งมีกรดอะมิโนประมาณ 10 ตัว บริเวณเหล่านี้เรียก hypervariable regions (HVRs) เป็นตำแหน่งที่จับกับแอนติเจน (antigen binding site) โดยจะต้องมีโครงสร้างที่สามารถจับกับแต่ละ epitope ของแอนติเจนแต่ละชนิดได้อย่างพอเหมาะ จึงเรียกอีกชื่อว่า complementarity-determining regions (CDRs) ตำแหน่งของ CDRs (CDR1, CDR2, CDR3) นี้อยู่ในส่วน loop ที่เชื่อมระหว่าง b-strand ของ V domain (รูปที่ 5)
ส่วนที่กรดอะมิโนค่อนข้างคงที่ (conserve region) เรียก framework regions (FRs) ซึ่งก็คือส่วนที่เป็น b-strand ที่คั่นระหว่างแต่ละ CDRs นั่นเอง (รูปที่ 8) ในการจับกับแอนติเจน CDRs ทั้งหกจาก VH และ VL domain ซึ่งอยู่ใกล้กันจะประกบกันเป็นแอ่งที่รับกับ epitope ที่มีโครงสร้างพอเหมาะพอดีเหมือนลูกกุญแจกับแม่กุญแจ (รูปที่ 9 ก., รูปที่ 9 ข.) โดยมีลำดับกรดอะมิโนใน CDRs เป็นตัวกำหนดความจำเพาะของแอนติบอดีนั้น อิมมูโนโกลบุลินที่พบในคนทั่วไปมีความหลากหลายสูงมาก ประมาณว่าในแต่ละบุคคลสามารถพบแอนติบอดีที่มีความจำเพาะแตกต่างกันได้ถึง 1x 107 (หรืออาจมากถึง 109) ชนิด |
|
|
