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IgY简介

点击： 作者： 来源： 时间： 2007-11-13 　本站论坛

　　IgY普遍存在于鸟类、爬行动物和两栖类，在功能上等价于哺乳动物IgG，但其许多生物学性质仍未被发现。近来许多研究者分析了IgY的基因组成和生物学功能，而且证实其为哺乳动物IgG和IgE的直接起源。
分子结构
　　IgY，由两条重链（H）和轻链（L）组成，重链（υ）由一个可变区（V）和4个恒定区（C）组成，没有铰链结构。完整分子量为180KDa（7.8S），重链为 67－70KDa，轻链为25KDa，但还存在一个小体积副本，120KDa（5.7S），发现于野鸭和某些龟类中。克隆IgY H链表明，较小的IgY H链缺乏C3、C4区，由于使用了特异的未端外显子（位于C2和C3恒定区外显子间的内含子中），5.7S的IgY的H链仅有两个C区，实际与7.8S IgY的H链CH1和CH2相一致，见图1。5.7S IgY与F（ab`）2片段十分相似，因此正确名称为IgY（△Fc），其H链为υ（△Fc）。7.8S IgY和5.7S IgY（△Fc）可共存于同一种动物或单独存在：鸭和鹅都有全长和截短的IgY，鸡和火鸡仅有全体积的IgY分子。
　　比较IgG和IgY的恒定区发现，IgG的Cγ2、Cγ3与IgY的Cυ3、Cυ4极相似，而Cυ2可能经“压缩”形成IgG的铰链结构，铰链结构是哺乳动物抗体的独特结构。在IgY分子结构上的Cυ1－Cυ2和Cυ2－Cυ3间存在脯氨酸、甘氨酸残基，这些区域为IgY分子提供了一定的摆动性。
生物学功能
　　在抗体进化过程中，IgY的许多生物学功能变得不能适应物种的进化，从而必须进化为一种更高等、更优越、功能更强的抗体IgG。由于IgY存在于许多物种内，从低等的两栖类、爬行类到高等动物鸟类，因此我们很难对IgY的功能进行系统地归纳，而且目前人们对IgY功能的了解也甚少。然而现有数据表明 IgY的用途是非常广泛、多样的。其中最重要的功能是由母体传递IgY给新生儿提供被动地免疫保护力。产生IgY的动物基本是卵生的，IgY或与IgY （△Fc）一起产生的动物通过卵黄把IgY传递给胚胎和新生动物，而单独只形成IgY（△Fc）的动物则是通过卵黄囊上皮传递的。IgY通常是一种系统型而非分泌型抗体，但在美西螈中IgY获得了分泌型功能，充分证实了IgY功能的多样性。
1. IgY抗体的限制多样性
　　抗体仅在脊椎动物中发现，其分子结构存在多样性，与抗原结合位点构成组分相关，其编码基因是可变基因（V）、多样化基因（D）和结合基因（J）通过V，（D）和J基因的随机选择重组产生所有多样性初级抗体。低等脊椎动物对抗原应答所产生的抗体呈现较窄的、受限制的多样性。鸡的抗体 L和H基因座位仅有一个V基因和一个J基因，只有D基因成簇存在（16个基因）。因此鸡的Ig基因多样性是以基因转变的形式通过同源重组产生，涉及与基因转变有关的体细胞突变。体细胞发育过程中主要发生在V基因的突变，对于产生更多的多样性抗体，起到了更大的潜在作用，而IgY基因缺乏选择高亲和性的体细胞突变的机制。
2. IgY的沉淀和凝集反应特性
　　IgY和IgY（△Fc）都含有2个抗原结合位点，原则上来说，可以与多个抗原发生沉淀或凝集反应现象，但事实并非如此。大多数鸡的抗体能牢固地结合抗原却只有在高盐浓度下（如1.5M NaCl）才能引起沉淀或凝集反应。鸭的抗体经常不能表现有效地沉淀或凝集作用，那些没有发生凝集的抗体即使在提高盐的浓度下仍不能获得凝集抗原的能力。
　　IgY沉淀反应失败的原因既与Fc区无关，因为：
（1）鸭IgY（△Fc）能介导沉淀反应，
（2）鸡IgY在胃蛋白酶水解下产生的F（ab/）2结构在高盐浓度下有较好的沉淀作用；又与抗体的结合位点（价位）无关。
　　一般抗体含2个结合位点，经测定，鸡IgY在高盐浓度存在情况下与否都含有2个结合位点，鸭IgY （△Fc）为1.5个结合位点。
　　沉淀失败的真正原因是在于IgY的空间构象：两个Fab片段的距离太近，由于空间位阻的原因，阻碍了它们与大分子抗原的结合。在高盐或低pH情况下，IgY释放Fab间的距离以允许它们各自独立地结合抗原分子。
3. IgY的第二效应器功能
　　Ig的许多效应器功能是通过Fc区介导的，理所当然IgY（△Fc）不能激活哺乳动物的补体系统、不与RF因子、类风湿因子结合和SPA、SPG结合等功能。从系统进化角度来说，△Fc Igs的存在是具有一定的选择优势，还是对现存免疫系统良好动物的一种威胁，这是个值得探索的问题。
　　△Fc Igs的选择优势在于：人们发现IgY（至少在鸟类中）是一种皮肤敏感性抗体，它能介导炎症反应，而IgY（△Fc）由于缺乏Fc区，不能致敏本身组织细胞，从而巧妙地避免了致死性的超敏反应。IgY（△Fc）仍保留了中和外界抗原、毒素的功能，可以认为，选择有效但又不对自身有害的抗体是进化过程中的一个重要选择压力。
（1）另外一方面，IgY（△Fc）也有可能是进化过程中的一种不太适应动物生存的抗体。IgY（△Fc）甚少在脊椎动物中发现，表明早期产生此类型抗体的动物现已灭绝；
（2）目前随着生物数量的急骤减少，可能与利用此类型抗体的动物有关，不过这与环境因素造成的影响是无法相提并论的。
优点
　　与产生于哺乳动物的IgG相比，IgY具有许多独特的优点:
1. 无需采血，只需收集免疫母鸡产下的鸡蛋即可获得抗体;
2. 使用少量的抗原免疫禽类既可获得大量的质量均一的特异性IgY;
3. 由于种系发生距离相差很大，禽类IgY与哺乳动物免疫球蛋白之间不会发生交叉血清学反应;
4. 不激活哺乳动物的补体系统，不与类风湿因子或Fc受体相结合，避免在免疫检测过程中产生假阴性或价阳性结果;
5. 耐热、耐酸，巴氏灭菌温度下也不会失活并且在pH值小于3时仍能保持稳定活性

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