第一节 免疫球蛋白超家族的组成和特点
一、Ig超家族的组成
由于细胞表面标志、单克隆抗体以及基因工程技术的应用，发现越来越多的膜表面分子和蛋白分子属于Ig超家族，主要包括T细胞、B细胞识别抗原受体及其信号转导分子，免疫球蛋白重链和轻链，MHC抗原及相关分子，免疫球蛋白Fc段受体，某些细胞因子受体，与神经系统功能和粘附有关的分子，某些粘附分子和分化抗原等(表3-1)。
表3-1 免疫球蛋白超家族的组成(举例)
成 员
分子量(kDa)
Ig结构域类型
人染色体
定 位
主要功能
C1 C2 V
识别抗原和信号转导
Igμ重链
4 - 1
14q32.33
识别抗原
Igγ重链
52～58
3 - 1
14q32.33
识别抗原
Igδ重链
3 - 1
14q32.33
识别抗原
Igε重连
4 - 1
14q32.33
识别抗原
Igα重连
52～56
3 - 1
14q32.33
识别抗原
Igκ重连
24
1 - 1
2p12
识别抗原
Igλ重连
24
1 - 1
22q11.12
识别抗原
Ig-α(CD79a)
47
(一个Ig结构域)
mIg复合体成分，信号转导
Ig-β(CD79b)
37
(一个Ig结构域)
mIg复合体成分，信号转导
TCRα链
45～60
1 - 1
14q11.12
识别MHC/多肽复合物
TCRβ链
40～50
1 - 1
7q32
识别MHC/多肽复合物
TCRγ链
45～60
1 - 1
7p15
识别MHC/多肽复合物
TCRδ链
40～60
1 - 1
14q11.2
识别MHC/多肽复合物
TCRγ链
25～28
- 1 -
11q23
TCR信号传导
TCRδ链
20
- 1 -
11q23
TCR信号传导
TCRε链
20
- 1 -
11q23
TCR信号传导
续表1
成 员
分子量(kDa)
Ig结构域类型
人染色体
定 位
主要功能
C1 C2 V
MHC抗原及相关分子
MHCⅠ类抗原α链
44
1 - -
6p21.3
α1、α2结合肽片段，α3结合CD8
MHCβ2m
12
1 - -
15q21-q22
稳定MHCⅠ类分子α链
MHCⅡ类抗原 α链
32～34
1 - -
6p21.3
α1结合肽片段，α2结合CD4
MHCⅡ类抗原 β链
29～32
1 - -
6p21.3
β1结合肽片段，β2结合CD4
MHCⅡ类抗原 γ链
30
(属IGSF)
参与Ⅱ类抗原功能
CD1
43～49
1 - -
1q22-q23
TCRγ/δ限制成分？
Qa/TL重链
48
1 - -
(小鼠)
TCRγ/δ限制成分？
免疫球蛋白Fc段受体
polyIgR
100
- 1 4
1q31-q42
多聚Ig受体(肝细胞上
polyIgR是HBV受体)
FcγRⅠ(CD64)
70
- 3 -
1q23-q24
IgG Fc高亲和力受体
FcγRⅡ(CD32)
40
- 2 -
1q23-q24
IgG Fc低亲和力受体
FcγRⅢ(CD16)
50～70
- 2 -
1q23-q24
IgG Fc低亲和力受体
FcεRⅠα链
25
- 2 -
1q23-q24
IgE Fc高亲和力受体
FcαR(CD89)
60
- 2 -
(尚未鉴定出)
IgA Fc受体
细胞因子受体
M-CSFR(C-fms)
165
-4 1
5q33.2-q33.3
细胞因子受体
(CSF-1R)(CD115)
SCFR(C-kit)(CD117)
145
-4 1
4q31-3
细胞因子受体
IL-1RtI(CDw121a)
82
- 3 -
2q12
细胞因子受体
IL-1RtⅡ(CDw121b)
68
- 3 -
2q12
细胞因子受体
IL-6R(CD126)
80
- 1 -
细胞因子受体
G-CSFR
150
- 1 -
细胞因子受体
PDGFR
180
- 4 1
5q31-q32
细胞因子受体
FGFR
130
(3个Ig结构域)
细胞因子受体
gp130(CDw130)
130
(属IGSF)
细胞因子受体
VEGFR
(7个Ig属结构域)
细胞因子受体
粘附分子和分化抗原
CD2
50
- 2 -
1p13
LFA-3(CD58)配体
CD4
55
- 1 2
12pter-q12
结合MHCⅡ类抗原
CD7
40
- - 1
17q25
T细胞活化
CD8α链
34
- - 1
2p12
结合MHCⅠ类抗原
CD8β链
30
- - 1
2p12
结合MHCⅠ类抗原
CD19
95
(2个Ig样结构域)
B细胞活化
续表2
成 员
分子量(kDa)
Ig结构域类型
人染色体
定 位
主要功能
C1 C2 V
CD22(MAG类似物)
130/140
- 5 -
B细胞粘附
CD28(同源二聚体)
90
- - 1
2q33-q34
T细胞活化，结合CD80
CTLA-4(CD28类同物)
- - 1
2q33-q34
活化CTL
PECAM-1(CD31)
140
- 6 -
粘附
CD33
67
(2个Ig结构域)
19q13
髓样细胞粘附？
CD48(blast-1)
41～45
- 1 1
1q21-q23
B细胞粘附，结合CD2
ICAM-3 (CD50)
124
- 5 -
LFA-1配体
ICAM-1(CD54)
80～114
- 5 -
1q
LFA-1配体(鼻病毒受体)
LFA-3(CD58)
40～65
- 2 -
1p13?
CD2配体
CEA(癌胚抗原)(CD66e)
175～200
- 2～6 1
19q13.1-q13.2
粘附作用？
B7/BB1(CD80)
60
(2个Ig结构域)
B细胞活化抗原，结合CD28
B7-2(CD86)
80
(2个Ig结构域)
活化T细胞，结合CD28
Thy-1(CDw90)
17.5～18.7
- - 1
11q23
T细胞活化和粘附
CD96(TACTILE)
160
(3个Ig结构域)
T细胞激活
ICAM-2(CD102)
60
- 2 -
LFA-1配体
VCAM-1(CD106) (血管细胞粘附分子-1)
110
- 7 -
VLA-4配体
MRC OX-2
41～47
- 1 1
3
妊娠特异性蛋白
54～72
- 3 1
19q13.2-13.3
粘附作用？
α1BgP(血清α1胆汁糖蛋白)
63
- 5 -
(与CEA结构相似)
BMLP(基底膜连接蛋白)
44.5～48.5
- - 1
粘附
脊髓灰质炎病毒受体(PVR)与神经组织细胞粘附及其它功能有关
67
- 2 1
19q
V区与PV结合
NCAM(CD56)(神经细胞粘附分子)
97～220
- 5 -
11q23
神经细胞粘附
NCAM-L1(神经细胞粘附分子-L1)
200
- 6 -
(小鼠)
轴索成束和延长，神经元的移行
MAG
67/72
- 5 -
(大鼠)
髓鞘形成中轴索和神经胶质的相互作用
(大鼠髓鞘磷脂相关糖蛋白) 外周髓磷脂糖蛋白(po myelin protein)
28～30
- - 1
(大鼠)
使髓鞘质紧密
从表3-1中可以看出，不同组Ig结构域的类型和数目有以下特点：
(1)识别抗原和信号转导组中，Igμ、γ、δ、ε和α重链各含1个V区，3～4个C1区；Igκ、λ轻链各含1个V区和1个C1区；TCRα、β、γ和δ链各含1个V区和1个C1区；CD3γ、δ和ε链只含1个C2区(CD3ξ和η链结构与IGSF无同源性)。
(2)MHC抗原及相关分子只含1个C1区，Qa/TL或CD1与β2m组成异源二聚体与MHCⅠ类抗原结构相似，MHCⅠ类分子α1、α2结构域，MHCⅡ类分子α1、β1结构域具有多态性，但其结构不属于IGSF。
(3)免疫球蛋白Fc受体基因均定位于1号染色体，除polyIgR外，其余IgFc受体的Ig结构域为2～3个C2区。
(4)IL-6Rα链、gp130和G-CSFR的胞膜外结构除N端各含有1个C2样区外，靠近胞膜侧各有一个红细胞生成素受体超家族结构域，此外，还有2～4个纤粘连素结构域。
(5)与神经组织细胞粘附有关的粘附分子中绝大多数含有5个或6个C2区。
二、Ig超家族的特点
(一)Ig超家族的结构特点
Ig超家族成员均含有1～7个Ig样结构域，每个Ig样结构域约含70～110个氨基酸残基。其二级结构是两个各含3～5个反平行β折叠股所形成的β片层(anti-parallel β-pleated sheet)平面，每个反平行β折叠股由5～10个氨基酸残基组成，β片层内侧的疏水性氨基酸起到稳定Ig折叠的作用。大多类结构域内有一个垂直连接两个β片层的二硫键，组成二硫键的两个半胱氨酸之间约含55～75个氨基酸。少数Ig结构域如CD2、LFA-3第1个结构域，PDGFR第4个结构域，CD4第3个结构域等缺乏二硫键。肽链这种球形结构的折叠方式称为免疫球蛋白折叠(Ig fold)。
图3-1 人Igλ轻链多肽的折叠(示意图)
不同IGSF分子穿膜区结构差异较大，Thy-1缺乏胞浆部分，通过一个GPI锚连接在细胞膜上，而PDGFR胞浆区含有543个氨基酸残基，并具有酪氨酸激酶的结构。除CD4第一个结构域和N-CAM分子外，Ig超家族中的一个结构域通常由一个外显子所编码。有些Ig超家族成员的基因连锁在一起，如Thy-1，N-CAM，CD3γ、δ、ε链的基因在11q23。Ig Fc段受体FcγRⅠ、FcγRⅡ、FcγRⅢ和FcεRⅠα链基因在1q23-q24。
根据IGSF结构域中Ig折叠方式、两个半胱氨酸之间氨基酸残基的数目以及IgV区或C区同源性的程度，IGSF结构域可分为V组、C1组和C2组。
图3-2 免疫球蛋白超家族V组、C1组和C2组(举例)
1.V组 V组结构域的两个半胱氨酸之间含有氨基酸数量较多，约65～75个氨基酸残基，2个β片层区共有9个反平行β折叠股，比C1、C2组多一对β折叠股。许多IGSF分子具有V组结构，如IgH链和L链V区，TCRα、β、γ、δ链V区，CD4V区，CD8α、β链V区，CD28、CTLA-4、CD7、Thy-1、pIgR和分泌型IgA中分泌成分N端四个结构域，CEaN端第一个结构域，M-CSFR、SCFR和PDGFR靠近胞膜的结构域等。
2.C1组 又称C组。C1组结构域中二个半胱氨酸之间约含50～60个氨基酸残基，有7个β折叠股，如IgH链和L链C区(γ、δ和α链的CH1～CH3或μ和ε链的CH1～CH4)，TCRα、β、γ、δ链C区，MHCⅠ类分子重链α3结构域，β2m、MHCⅡ类分子α2和β2结构域，CD1、Qa 和TL分子靠近胞膜结构域等。
3.C2组 又称H组。C2组结构域的氨基酸排列类似V组，但形成二硫键的两个半胱氨酸之间所含氨基酸残基数约为50～60，有7个β折叠股，这种结构介于V组和C1组之间，如CD3γ、δ和ε链，CD2和LFA-3(CD58)，pIgR靠近胞膜结构域，FcγRⅠ、FcγRⅡ、FcγRⅢ、FcεRⅠα链、FcαR、ICAM-1，CEA第2至7个结构域，IL-6R、M-CSFR、G-CSFR、M-MAG、SCFR、PDGFR第1至4个结构域，与神经系统相关的分子N-CAM、N-CAM-L1、MAG、Po、F3、NILE、TAG1等以及CD22、CD48、α1-BgP分子等。某此IgH链中CH2和CH3可有8个β折叠，在这种情况下，其中一个β折叠股只有3个氨基酸残基。
在V、C1和C2三组中，有些Ig超家族成员之间的同源性要大于该组中平均的类似程度，如在V组中IgV、TCR-V、和CD8V结构域；C1组中IgC、TCR-C、MHC-C结构域；C2组中CD2和LFA-3，NCAM、NCAM-L1和MAG，PDGFR、M-CSFR和SCFR，这些同源性较高的成员它们的功能往往也很相似。
(二)Ig超家族的功能特点
Ig超家族的功能是以识别为基础，因此又称为识别球蛋白超家族(cognoglobulin superfamily)。Ig折叠形成一个紧密的球状结构，提供了与不同球状结构多肽或化学基团粘附的部位，使之获得不同的生物学功能。IGSF很可能最早起源于原始的具有粘附功能的基因，通过复制和突变衍生形成了识别抗原、细胞因子受体、IgFc段受体、细胞间粘附分子以及病毒受体等不同的结构域。IGSF识别的基本方式有以下几种。
1.IGSF和IGSF相互识别 IGSF分子相互识别中有嗜同种的相互作用和异嗜性相互作用两种形式。(1)嗜同种的相互作用(homophilic interaction)：如相同神经细胞粘附分子(NCAM)之间的相互识别，血小板内皮细胞粘附分子-1(PECAM-1，CD31)的相互识别。(2)异嗜性相互作用(heterophilic interaction)，如CD2与LFA-3，CD4与MHC Ⅱ类分子的单态部分(α2和β2)，CD8与MHCⅠ类分子的单态部分(α3)，PolyIgR与多聚Ig，FcγRⅠ(CD64)、FcγRⅡ(CD32)、FcγRⅢ(CD16)与Ig Fc段，FcεRⅠ与IgE Fc段，FcαR(CD89)与IgA Fc段，CD28与B7/BB1(CD80)等之间的相互识别。
2.IGSF和integrin相互识别 如ICAM-1(CD54)、ICAM-2(CD102)、ICAM-3(CD50)与LFA-1(CD11a/CD18)，VCAM-1(CD106)与VLA-4(CD49d/CD29)之间的相互作用。
3.IGSF和其它分子的相互识别 包括TCR识别MHCⅠ类或Ⅱ类分子与抗原复全物，细胞因子受体识别细胞因子等。
三、CD、粘附分子与Ig超家族的关系
免疫分子的命名根据不同的角度往往有不同的归类和命名，图3-3归纳了人白细胞分化抗原(CD)、粘附分子(AM)、免疫球蛋白超家族(IGSF)、细胞因子受体(CKR)、补体受体(CR)以及主要组织兼容性复合体抗原(MHC)等免疫分子命名的相互关系。
(1)A表示CD命名范围中的粘附分子，如CD49a/CD29、CD49b/CD29、CD49c/CD29、CD49d/CD29、CD49e/CD29、CD49f/CD29、CD51/CD29、CD11a/CD18、CD11b/CD18、CD11c/CD18、CD41/CD61、CD51/CD61、CD49f/CD104、CD2、CD4、CD8、CD28、CD31、CD50、CD54、CD56、CD58、CD80、CD102、CD106、CD62L、CD62P、CD62E、CD15、CD15s、CD44等。
(2)B表示CD命名范围中属IGSF结构的分子，如CD79a、CD79b、CD1、CD64、CD32、CD16、CD115、CD117、CDw121a、CDw121b、CD126、CDw130、CD2、CD4、CD7、CD8、CD19、CD28、CD31、CD48、CD50、CD54、CD58、CD66e、CD80、CDw90、CD96、CD102、CD106、CD56等。
(3)C表示粘附分子中属IGSF结构的分子，无CD编号，如MHCⅠ类和Ⅱ类分子。
(4)D表示CD命名范围中，具有粘附功能且属于IGSF结构的分子，如CD2、CD4、CD8、CD28、CD31、CD50、CD54、CD56、CD58、CD80、CD102、CD106等。
(5)有CD命名的CR有CR1(CD35)、CR2(CD21)、CR3(CD11b/CD18)、CR4(CD11c/CD18)和C5aR(CD88)，其中CR3和CR4属于粘附分子中整合素超家族成员。
(6)有CD编号的CKR有CD115～CDw130；属于IGSF结构的CKR有CD115、CD117、CDw121a、CDw121b、CD126、CDw130、G-CSFR、PDGFR和VEGFR等。
图3-3 免疫分子命名的相互关系
由于细胞表面标志、单克隆抗体以及基因工程技术的应用，发现越来越多的膜表面分子和蛋白分子属于Ig超家族，主要包括T细胞、B细胞识别抗原受体及其信号转导分子，免疫球蛋白重链和轻链，MHC抗原及相关分子，免疫球蛋白Fc段受体，某些细胞因子受体，与神经系统功能和粘附有关的分子，某些粘附分子和分化抗原等(表3-1)。
表3-1 免疫球蛋白超家族的组成(举例)
成 员
分子量(kDa)
Ig结构域类型
人染色体
定 位
主要功能
C1 C2 V
识别抗原和信号转导
Igμ重链
4 - 1
14q32.33
识别抗原
Igγ重链
52～58
3 - 1
14q32.33
识别抗原
Igδ重链
3 - 1
14q32.33
识别抗原
Igε重连
4 - 1
14q32.33
识别抗原
Igα重连
52～56
3 - 1
14q32.33
识别抗原
Igκ重连
24
1 - 1
2p12
识别抗原
Igλ重连
24
1 - 1
22q11.12
识别抗原
Ig-α(CD79a)
47
(一个Ig结构域)
mIg复合体成分，信号转导
Ig-β(CD79b)
37
(一个Ig结构域)
mIg复合体成分，信号转导
TCRα链
45～60
1 - 1
14q11.12
识别MHC/多肽复合物
TCRβ链
40～50
1 - 1
7q32
识别MHC/多肽复合物
TCRγ链
45～60
1 - 1
7p15
识别MHC/多肽复合物
TCRδ链
40～60
1 - 1
14q11.2
识别MHC/多肽复合物
TCRγ链
25～28
- 1 -
11q23
TCR信号传导
TCRδ链
20
- 1 -
11q23
TCR信号传导
TCRε链
20
- 1 -
11q23
TCR信号传导
续表1
成 员
分子量(kDa)
Ig结构域类型
人染色体
定 位
主要功能
C1 C2 V
MHC抗原及相关分子
MHCⅠ类抗原α链
44
1 - -
6p21.3
α1、α2结合肽片段，α3结合CD8
MHCβ2m
12
1 - -
15q21-q22
稳定MHCⅠ类分子α链
MHCⅡ类抗原 α链
32～34
1 - -
6p21.3
α1结合肽片段，α2结合CD4
MHCⅡ类抗原 β链
29～32
1 - -
6p21.3
β1结合肽片段，β2结合CD4
MHCⅡ类抗原 γ链
30
(属IGSF)
参与Ⅱ类抗原功能
CD1
43～49
1 - -
1q22-q23
TCRγ/δ限制成分？
Qa/TL重链
48
1 - -
(小鼠)
TCRγ/δ限制成分？
免疫球蛋白Fc段受体
polyIgR
100
- 1 4
1q31-q42
多聚Ig受体(肝细胞上
polyIgR是HBV受体)
FcγRⅠ(CD64)
70
- 3 -
1q23-q24
IgG Fc高亲和力受体
FcγRⅡ(CD32)
40
- 2 -
1q23-q24
IgG Fc低亲和力受体
FcγRⅢ(CD16)
50～70
- 2 -
1q23-q24
IgG Fc低亲和力受体
FcεRⅠα链
25
- 2 -
1q23-q24
IgE Fc高亲和力受体
FcαR(CD89)
60
- 2 -
(尚未鉴定出)
IgA Fc受体
细胞因子受体
M-CSFR(C-fms)
165
-4 1
5q33.2-q33.3
细胞因子受体
(CSF-1R)(CD115)
SCFR(C-kit)(CD117)
145
-4 1
4q31-3
细胞因子受体
IL-1RtI(CDw121a)
82
- 3 -
2q12
细胞因子受体
IL-1RtⅡ(CDw121b)
68
- 3 -
2q12
细胞因子受体
IL-6R(CD126)
80
- 1 -
细胞因子受体
G-CSFR
150
- 1 -
细胞因子受体
PDGFR
180
- 4 1
5q31-q32
细胞因子受体
FGFR
130
(3个Ig结构域)
细胞因子受体
gp130(CDw130)
130
(属IGSF)
细胞因子受体
VEGFR
(7个Ig属结构域)
细胞因子受体
粘附分子和分化抗原
CD2
50
- 2 -
1p13
LFA-3(CD58)配体
CD4
55
- 1 2
12pter-q12
结合MHCⅡ类抗原
CD7
40
- - 1
17q25
T细胞活化
CD8α链
34
- - 1
2p12
结合MHCⅠ类抗原
CD8β链
30
- - 1
2p12
结合MHCⅠ类抗原
CD19
95
(2个Ig样结构域)
B细胞活化
续表2
成 员
分子量(kDa)
Ig结构域类型
人染色体
定 位
主要功能
C1 C2 V
CD22(MAG类似物)
130/140
- 5 -
B细胞粘附
CD28(同源二聚体)
90
- - 1
2q33-q34
T细胞活化，结合CD80
CTLA-4(CD28类同物)
- - 1
2q33-q34
活化CTL
PECAM-1(CD31)
140
- 6 -
粘附
CD33
67
(2个Ig结构域)
19q13
髓样细胞粘附？
CD48(blast-1)
41～45
- 1 1
1q21-q23
B细胞粘附，结合CD2
ICAM-3 (CD50)
124
- 5 -
LFA-1配体
ICAM-1(CD54)
80～114
- 5 -
1q
LFA-1配体(鼻病毒受体)
LFA-3(CD58)
40～65
- 2 -
1p13?
CD2配体
CEA(癌胚抗原)(CD66e)
175～200
- 2～6 1
19q13.1-q13.2
粘附作用？
B7/BB1(CD80)
60
(2个Ig结构域)
B细胞活化抗原，结合CD28
B7-2(CD86)
80
(2个Ig结构域)
活化T细胞，结合CD28
Thy-1(CDw90)
17.5～18.7
- - 1
11q23
T细胞活化和粘附
CD96(TACTILE)
160
(3个Ig结构域)
T细胞激活
ICAM-2(CD102)
60
- 2 -
LFA-1配体
VCAM-1(CD106) (血管细胞粘附分子-1)
110
- 7 -
VLA-4配体
MRC OX-2
41～47
- 1 1
3
妊娠特异性蛋白
54～72
- 3 1
19q13.2-13.3
粘附作用？
α1BgP(血清α1胆汁糖蛋白)
63
- 5 -
(与CEA结构相似)
BMLP(基底膜连接蛋白)
44.5～48.5
- - 1
粘附
脊髓灰质炎病毒受体(PVR)与神经组织细胞粘附及其它功能有关
67
- 2 1
19q
V区与PV结合
NCAM(CD56)(神经细胞粘附分子)
97～220
- 5 -
11q23
神经细胞粘附
NCAM-L1(神经细胞粘附分子-L1)
200
- 6 -
(小鼠)
轴索成束和延长，神经元的移行
MAG
67/72
- 5 -
(大鼠)
髓鞘形成中轴索和神经胶质的相互作用
(大鼠髓鞘磷脂相关糖蛋白) 外周髓磷脂糖蛋白(po myelin protein)
28～30
- - 1
(大鼠)
使髓鞘质紧密
从表3-1中可以看出，不同组Ig结构域的类型和数目有以下特点：
(1)识别抗原和信号转导组中，Igμ、γ、δ、ε和α重链各含1个V区，3～4个C1区；Igκ、λ轻链各含1个V区和1个C1区；TCRα、β、γ和δ链各含1个V区和1个C1区；CD3γ、δ和ε链只含1个C2区(CD3ξ和η链结构与IGSF无同源性)。
(2)MHC抗原及相关分子只含1个C1区，Qa/TL或CD1与β2m组成异源二聚体与MHCⅠ类抗原结构相似，MHCⅠ类分子α1、α2结构域，MHCⅡ类分子α1、β1结构域具有多态性，但其结构不属于IGSF。
(3)免疫球蛋白Fc受体基因均定位于1号染色体，除polyIgR外，其余IgFc受体的Ig结构域为2～3个C2区。
(4)IL-6Rα链、gp130和G-CSFR的胞膜外结构除N端各含有1个C2样区外，靠近胞膜侧各有一个红细胞生成素受体超家族结构域，此外，还有2～4个纤粘连素结构域。
(5)与神经组织细胞粘附有关的粘附分子中绝大多数含有5个或6个C2区。
二、Ig超家族的特点
(一)Ig超家族的结构特点
Ig超家族成员均含有1～7个Ig样结构域，每个Ig样结构域约含70～110个氨基酸残基。其二级结构是两个各含3～5个反平行β折叠股所形成的β片层(anti-parallel β-pleated sheet)平面，每个反平行β折叠股由5～10个氨基酸残基组成，β片层内侧的疏水性氨基酸起到稳定Ig折叠的作用。大多类结构域内有一个垂直连接两个β片层的二硫键，组成二硫键的两个半胱氨酸之间约含55～75个氨基酸。少数Ig结构域如CD2、LFA-3第1个结构域，PDGFR第4个结构域，CD4第3个结构域等缺乏二硫键。肽链这种球形结构的折叠方式称为免疫球蛋白折叠(Ig fold)。
图3-1 人Igλ轻链多肽的折叠(示意图)
不同IGSF分子穿膜区结构差异较大，Thy-1缺乏胞浆部分，通过一个GPI锚连接在细胞膜上，而PDGFR胞浆区含有543个氨基酸残基，并具有酪氨酸激酶的结构。除CD4第一个结构域和N-CAM分子外，Ig超家族中的一个结构域通常由一个外显子所编码。有些Ig超家族成员的基因连锁在一起，如Thy-1，N-CAM，CD3γ、δ、ε链的基因在11q23。Ig Fc段受体FcγRⅠ、FcγRⅡ、FcγRⅢ和FcεRⅠα链基因在1q23-q24。
根据IGSF结构域中Ig折叠方式、两个半胱氨酸之间氨基酸残基的数目以及IgV区或C区同源性的程度，IGSF结构域可分为V组、C1组和C2组。
图3-2 免疫球蛋白超家族V组、C1组和C2组(举例)
1.V组 V组结构域的两个半胱氨酸之间含有氨基酸数量较多，约65～75个氨基酸残基，2个β片层区共有9个反平行β折叠股，比C1、C2组多一对β折叠股。许多IGSF分子具有V组结构，如IgH链和L链V区，TCRα、β、γ、δ链V区，CD4V区，CD8α、β链V区，CD28、CTLA-4、CD7、Thy-1、pIgR和分泌型IgA中分泌成分N端四个结构域，CEaN端第一个结构域，M-CSFR、SCFR和PDGFR靠近胞膜的结构域等。
2.C1组 又称C组。C1组结构域中二个半胱氨酸之间约含50～60个氨基酸残基，有7个β折叠股，如IgH链和L链C区(γ、δ和α链的CH1～CH3或μ和ε链的CH1～CH4)，TCRα、β、γ、δ链C区，MHCⅠ类分子重链α3结构域，β2m、MHCⅡ类分子α2和β2结构域，CD1、Qa 和TL分子靠近胞膜结构域等。
3.C2组 又称H组。C2组结构域的氨基酸排列类似V组，但形成二硫键的两个半胱氨酸之间所含氨基酸残基数约为50～60，有7个β折叠股，这种结构介于V组和C1组之间，如CD3γ、δ和ε链，CD2和LFA-3(CD58)，pIgR靠近胞膜结构域，FcγRⅠ、FcγRⅡ、FcγRⅢ、FcεRⅠα链、FcαR、ICAM-1，CEA第2至7个结构域，IL-6R、M-CSFR、G-CSFR、M-MAG、SCFR、PDGFR第1至4个结构域，与神经系统相关的分子N-CAM、N-CAM-L1、MAG、Po、F3、NILE、TAG1等以及CD22、CD48、α1-BgP分子等。某此IgH链中CH2和CH3可有8个β折叠，在这种情况下，其中一个β折叠股只有3个氨基酸残基。
在V、C1和C2三组中，有些Ig超家族成员之间的同源性要大于该组中平均的类似程度，如在V组中IgV、TCR-V、和CD8V结构域；C1组中IgC、TCR-C、MHC-C结构域；C2组中CD2和LFA-3，NCAM、NCAM-L1和MAG，PDGFR、M-CSFR和SCFR，这些同源性较高的成员它们的功能往往也很相似。
(二)Ig超家族的功能特点
Ig超家族的功能是以识别为基础，因此又称为识别球蛋白超家族(cognoglobulin superfamily)。Ig折叠形成一个紧密的球状结构，提供了与不同球状结构多肽或化学基团粘附的部位，使之获得不同的生物学功能。IGSF很可能最早起源于原始的具有粘附功能的基因，通过复制和突变衍生形成了识别抗原、细胞因子受体、IgFc段受体、细胞间粘附分子以及病毒受体等不同的结构域。IGSF识别的基本方式有以下几种。
1.IGSF和IGSF相互识别 IGSF分子相互识别中有嗜同种的相互作用和异嗜性相互作用两种形式。(1)嗜同种的相互作用(homophilic interaction)：如相同神经细胞粘附分子(NCAM)之间的相互识别，血小板内皮细胞粘附分子-1(PECAM-1，CD31)的相互识别。(2)异嗜性相互作用(heterophilic interaction)，如CD2与LFA-3，CD4与MHC Ⅱ类分子的单态部分(α2和β2)，CD8与MHCⅠ类分子的单态部分(α3)，PolyIgR与多聚Ig，FcγRⅠ(CD64)、FcγRⅡ(CD32)、FcγRⅢ(CD16)与Ig Fc段，FcεRⅠ与IgE Fc段，FcαR(CD89)与IgA Fc段，CD28与B7/BB1(CD80)等之间的相互识别。
2.IGSF和integrin相互识别 如ICAM-1(CD54)、ICAM-2(CD102)、ICAM-3(CD50)与LFA-1(CD11a/CD18)，VCAM-1(CD106)与VLA-4(CD49d/CD29)之间的相互作用。
3.IGSF和其它分子的相互识别 包括TCR识别MHCⅠ类或Ⅱ类分子与抗原复全物，细胞因子受体识别细胞因子等。
三、CD、粘附分子与Ig超家族的关系
免疫分子的命名根据不同的角度往往有不同的归类和命名，图3-3归纳了人白细胞分化抗原(CD)、粘附分子(AM)、免疫球蛋白超家族(IGSF)、细胞因子受体(CKR)、补体受体(CR)以及主要组织兼容性复合体抗原(MHC)等免疫分子命名的相互关系。
(1)A表示CD命名范围中的粘附分子，如CD49a/CD29、CD49b/CD29、CD49c/CD29、CD49d/CD29、CD49e/CD29、CD49f/CD29、CD51/CD29、CD11a/CD18、CD11b/CD18、CD11c/CD18、CD41/CD61、CD51/CD61、CD49f/CD104、CD2、CD4、CD8、CD28、CD31、CD50、CD54、CD56、CD58、CD80、CD102、CD106、CD62L、CD62P、CD62E、CD15、CD15s、CD44等。
(2)B表示CD命名范围中属IGSF结构的分子，如CD79a、CD79b、CD1、CD64、CD32、CD16、CD115、CD117、CDw121a、CDw121b、CD126、CDw130、CD2、CD4、CD7、CD8、CD19、CD28、CD31、CD48、CD50、CD54、CD58、CD66e、CD80、CDw90、CD96、CD102、CD106、CD56等。
(3)C表示粘附分子中属IGSF结构的分子，无CD编号，如MHCⅠ类和Ⅱ类分子。
(4)D表示CD命名范围中，具有粘附功能且属于IGSF结构的分子，如CD2、CD4、CD8、CD28、CD31、CD50、CD54、CD56、CD58、CD80、CD102、CD106等。
(5)有CD命名的CR有CR1(CD35)、CR2(CD21)、CR3(CD11b/CD18)、CR4(CD11c/CD18)和C5aR(CD88)，其中CR3和CR4属于粘附分子中整合素超家族成员。
(6)有CD编号的CKR有CD115～CDw130；属于IGSF结构的CKR有CD115、CD117、CDw121a、CDw121b、CD126、CDw130、G-CSFR、PDGFR和VEGFR等。
图3-3 免疫分子命名的相互关系