Ig超家族中某些成员如Fascilin Neuroglian和Amalgam等分子存在于昆虫中,这表明Ig超家族结构域的多样化(diversification)在后生动物(Metazoon)进化早期即开始发生,通过基因的复制(duplication)和随后发生的偏离(divergence)产生了具有不同功能的多功能域结构。
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。
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)。
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。
(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),Poly IgR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。