一、IgG分子的糖基化位点和糖形   

      免疫球蛋白分子是由各自的含有C区和V区的重链与轻链在内质网组装而成，其糖链是添加到完整的蛋白质分子上的。IgG是人类血清中主要的抗体，约占成人血清中免疫球蛋白的75%。血清中的IgG占全身总量的50%,其余部分分布在各种组织中，但其含量可因个体差异和同一个体不同条件(如感染)而变化。   

      IgG同其他的免疫球蛋白一样具有两条相同的轻链(L)和两条相同的重链(H), L链是由两个功能区组成，分别是位于N端的可变区(VL)和C端的恒定区(CL), H链则是由一个位于N端的可变区(VH)和三个位于C端的恒定区(CH1、CH2、CH3 )组成。每条H链包含一个与位于Fc段CH2功能区Asn-297相连接的糖链。免疫球蛋白的这些功能区之间(如VL和VH,CL和CH1，以及两个CH3之间)都有很强的相互作用;但是在两个CH2功能区之间没有相互作用发生。研究认为，主要是在CH2功能区之间插入了糖链的缘故。

      在IgG分子中的Fab和Fc段均有糖基化，平均每个分子可连2.8个N-连接的寡糖，有2个寡糖连接在Fc段。两个重链的CH2结构域各含一个保守的糖基化位点Asn297，在此以共价键与一复合型二天线的寡糖相连;其余的糖基化位点则位于Fab段的高度可变区。通过对兔子IgG Fc段行X线结晶学分析发现，其中一条糖链半乳糖位于Manαl →6Man侧，可以与邻近的CH2功能区上的肽链发生反应，类似凝集素样的关系。另一条Manαl→3Man的糖链缺乏半乳糖残基，它则与对侧糖链的核心部分发生反应，使得两个 CH2结构区联系在一起。

      人类的IgG分为四个亚类，即IgG1、IgG2、IgG3和IgG4，发现它们主要存在着氨基酸序列的不同，特别是在铰链区和C端结构区。这四种IgG的特性和功能不同。在正常成人血清中，70%的IgG是IgG1，IgG2占20 %，IgG3和IgG4分别占6%和4%。不过这个比例在感染、类风湿关节炎等病理状态下明显不同，因为这些疾病会造成IgG亚类功能的丢失。所有的IgG亚类都含有糖基。   

      IgG连有多种不同的复杂的中性寡糖，其中有的也可能被唾液酸化，现发现总共可能有30种不同的寡糖。正常情况下，人血清IgGV区的Fab段主要含有核心岩藻糖化或唾液酸化的二天线的寡糖，其中含平分型N-乙酰葡糖胺残基的约30%。Fc区含较少的唾液酸化平分型寡糖。利用HPLC(高效液相层析法)，根据二天线结构复合寡糖链末端含有的半乳糖残基数，可将IgG的糖形分为三种类型，分别称为G(0)、G(1)或G(2)型。半乳糖残基既可以位于糖链α1-3臂，也可以位于α1-6臂。G(1)和G(2)型可能被唾液酸化。再按其是否具有核心岩藻糖及平分型N-乙酰葡糖胺残基又分为四组。(图14一3)  

      将HPLC技术与酶解和质谱分析联合应用，鉴定在IgG的Fab和Fc上的寡糖结构，发现不仅在Fab和Fc段的寡糖有部位特异性，而且在Fc段的二天线寡糖链的两个分支αl→3和。α1→6的结构也有所不同。如α1→6臂比αl→3臂末端半乳糖基化高，并且α1-6臂没有唾液酸化。应用NMR弛豫分析 Fc段寡糖，结果表明，寡糖与蛋白质的相互作用主要发生在αl→6臂的半乳糖基和蛋白质表面。末端缺乏半乳糖基的寡糖则不与蛋白质相互作用，该寡糖链有较大的活动性，并使原来寡糖覆盖的多肽表面裸露出来，因此该寡糖链的活动性是由其基本的组成序列决定的。

      

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二、糖基化对IgG分子的影响

     糖基化对整个IgG分子可能有灵敏而特异的影响。已知IgG分子Fc段的糖基化对其正常生理作用和某些疾病的病理作用都极为重要。目前经计算机模型研究表明，糖基化似乎对IgG分子CH2及结构域的空间结构影响不大，但不能排除对糖基化三原序列子局部构象影响的可能。对于这些具体影响，虽然目前还不能用完整的IgG分子来进行研究，但将具有天然Fc寡糖的人IgG经蛋白酶水解、分离得到Fc糖基化部位的糖肽(Fc段的294～300残基)为样品，经过磁共振分析比较，表明无糖基化的类似物对糖肽在 Asn297糖基化位点周围形成瓶颈状排列的个别氨基酸(Gln295和Thr299)的化学位移存在着显著的差别，说明这部分结构的稳定性降低。经对CH2结构域相关的生物活性分析表明，去糖基化时IgG与Clq的结合下降。此外，IgG突变体的非糖基化的单克隆抗体，失去318、320和322残基参与的和单核细胞结合的能力。此结果说明寡糖可能对保持单核细胞结合能力所必需的绞链区构象的稳定有关;除去寡糖后使CH2结构域的稳定性下降，对胃蛋白酶水解的敏感性可增加60倍。总之，CH2的糖基化和IgG分子的稳定性关系密切;而在Fab段的高度可变区的糖基化则与抗体对抗原的识别有关。   

      利用内切糖苷酶和外切糖苷酶对糖链的作用，以及由杂交瘤细胞得到的非糖基化IgG研究糖链对IgG功能的修饰作用，认为糖基化对IgG有以下一些作用:①减弱Fc段受体的结合力;②降低补体的激活作用;③减弱对抗细胞毒性依赖性抗体的诱导;④降低去除血循环中免疫复合物的能力;⑤减弱免疫抑制性反馈。