(一)Ⅰ類抗原的結構和分布
�、耦惪乖煞枪矁r鍵連接的兩條多肽鏈組成，其中重鏈由MHCⅠ類基因編碼，輕鏈由另一條染色體(人第15對染色體，小鼠第２對染色體)β2m基因編碼。 Ⅰ類抗原分布于幾乎所有的有核細胞及血小板表面。HLA-A、B抗原在人類淋巴細胞表面濃度最高，每個細胞約有103～105個分子，占淋巴細胞表面蛋白的1％。
1. 重鏈 又稱α鏈，其裸肽分子量為40kDa。人Ⅰ類抗原α鏈上有1個N-連接的寡糖， 成熟的α鏈為糖蛋白，分子量的44kDa；小鼠α鏈上有2個N-連接的寡糖，分子量略大于人α鏈，為47kDa。α鏈為穿膜結構，根據各結構域的功能以及與Ig同源性的比較， α鏈可分為肽結合區(qū)和免疫球蛋白樣區(qū)組成的胞膜外區(qū)，穿膜區(qū)以及胞漿區(qū)(圖6-7)。
(1)肽結合區(qū)(peptide-binding region):α鏈氨基端的兩個結構域α1和α2，各含約90氨基酸殘基,α1與α2有很高同源性,但不屬于免疫球蛋白超家族成員。 人α鏈有1個N-連接的寡糖，位于α1和α2連接處。小鼠α鏈則有2個N-連接的寡糖,分別位于α1與α2連接處和α2區(qū)的羧基端側。α2區(qū)內有一個鏈內的二硫鍵，兩個半胱氨酸間約含63個氨基酸殘基。α1區(qū)第60～80位氨基酸殘基和α2區(qū)第 95～120位氨基酸殘基的組成和排列順序變化最大,是Ⅰ類抗原多態(tài)性(同種異型)的分子基礎。
圖6-7 MHCⅠ類分子結構模式圖
注: 表示糖，P為磷酸化位點
表示多態(tài)性存在部位
美國哈佛大學Strominger 實驗室用X射線晶體衍射圖搞清了HLA-A2分子的立體結構(圖6-8)。α3和β2m結構域靠近細胞膜,位于分子的底部;α1 和α2結構域遠離細胞膜位于分子的頂部，所組成的空間結構是與抗原結合部位和被T細胞受體(TCR)識別的部位。與抗原結合部位的構象呈深槽狀,由α1和α2結構域各1條α螺旋和4條β折疊所組成。 兩條α螺旋位于抗原結合部位上部形成兩個側面,8條β折疊位于下部形成底面。所構成的深槽大約長2.5nm，寬1.0nm,深1.1nm,可結合8～20個氨基酸殘基,其大小和形狀適合于已加工處理的抗原片段。MHC Ⅰ類抗原分子的多態(tài)性主要位于形成兩側面的α螺旋結構上,與Ⅰ類抗原遞呈抗原的功能相關，形成深槽內部氨基酸的側鏈主要通過鹽鍵、氫鍵與抗原多肽結合；位于深槽外部和表面氨基酸是TCR識別的部位， 上述發(fā)現(xiàn)是近年來基礎免疫學中分子免疫學領域中最杰出的成就之一，為TCR識別MHC與加工處理的抗原復合物的理論研究和某些自身免疫性疾病的發(fā)病機理提供了重要依據。
(2)免疫球蛋白樣區(qū)(immunoglobulin-like region):α3約含90個氨基酸殘基，氨基酸組成十分保守,與IgC區(qū)同源,在二級結構上，α3組成Ig樣折疊(Ig fold)，即七個β折疊股形成兩個平面，由二硫鍵相連，屬免疫球蛋白超家族(IGSF)中C1結構。α3結構域是α重鏈的非多態(tài)部分(nonpolymorphic)，通過MHC分子突變分析證實,此區(qū)是與CD8分子相互作用的位置。
(3)穿膜區(qū)(transmembrane region): α3結構域的羧基端側有一段較短的連接區(qū)(conn-ecting region)，穿膜區(qū)約由25個疏水性氨基酸殘基所組成，可能形成α螺旋穿過雙層脂質的細胞膜，并使α鏈錨在細胞膜上。
(4)胞漿區(qū)(cytoplasmic region):含約30個氨基酸殘基，并具有數個cAMP依賴的蛋白激酶(蛋白激酶A,PKA)和PP60 Src酪氨酸激酶的磷酸化位點。此外，在羧基端含有一個谷氨酰胺殘基，作為轉谷氨酰胺酶轉肽作用的底物。上述結構可能在MHCⅠ類分子與其它膜蛋白或細胞骨架成分相互作用中起作用，去除MHCⅠ類分子胞漿羧基端可抑制Ⅰ類分子的內化。
2.輕鏈 含99個氨基酸殘基，分子量為12kDa，最早在一些鎘中毒患者尿中發(fā)現(xiàn),1968年Berggard 從腎小管病變的蛋白尿中分離出來，電泳位于β2區(qū)，稱β2微球蛋白(β2-microglobulin, β2m)。A、B、C抗原所含輕鏈均一致。β2m氨基酸排列與IgG CH2約有30％序列同源，故β2m有游離免疫球蛋白結構域(free immunoglobulin domain)之稱，屬免疫球蛋白超家族C1結構。不同種動物之間β2m很少有區(qū)別。β2m本身與HLA-A、B、C抗原特異性無關，也不直接參與同抗原的結合，但對于α重鏈在細胞膜表面的表達以及執(zhí)行其正常生理功能是必須的。如人B細胞系Daudi不能合成β2m， 雖然在Dandi細胞Ⅰ類基因能發(fā)生轉錄，并可翻譯，但細胞翻譯產物是不穩(wěn)定的。當Daudi細胞轉染了有功能的β2m的基因或與表達β2m的細胞融合，Daudi細胞即可在細胞表面表達Ⅰ類抗原。α重鏈與β2m的結合可能發(fā)生在內織網。有關β2m的免疫學功能近來受到重視。 用抗β2m的單克隆抗體NAMB1可抑制MLR中的反應細胞�？乖c淋巴細胞接觸后18小時內，抗β2m血清可抑制其抗體應答。此外，β2m抗血清對PHA、ConA、PWM等對淋巴細胞的促有絲分裂作用都有明顯的抑制作用。由于β2m分子在細胞表面的數量遠遠大于Ⅰ類抗原分子的數目，故β2m可能以作為HLAⅠ類抗原一部分和游離分子兩種形式存在。在某些病理情況下，血清和尿中β2m可明顯升高。
圖6-8 人MHC Ⅰ類分子多肽的折疊
注: 左圖側面觀，右圖頂部觀。白色箭頭代表β疊股，白圈表示α螺旋，黑色線為二硫鍵
