免疫グロブリン重鎖

免疫グロブリン重鎖( IgH ) は、抗体(免疫グロブリン)の大きなポリペプチドサブユニットです。ヒトゲノムでは、IgH 遺伝子座は 14 番染色体上にあります。

典型的な抗体は、2 つの免疫グロブリン (Ig) 重鎖と 2 つのIg 軽鎖で構成されています。抗体のクラスまたはアイソタイプを定義するいくつかの異なるタイプの重鎖が存在し、これらの重鎖のタイプは動物によって異なります。すべての重鎖には一連の免疫グロブリンドメインが含まれており、通常は抗原との結合に重要な1 つの可変ドメイン(V _H ) といくつかの定常ドメイン (C _H 1、C _H 2 など) が含まれます。生存可能な重鎖の生成は、B 細胞の成熟における重要なステップです。重鎖が代替の軽鎖に結合して細胞膜に移動できる場合、発達中の B 細胞は軽鎖の生成を開始できます。^[2]

重鎖は必ずしも軽鎖に結合する必要はない。プレBリンパ球は軽鎖が存在しない状態でも重鎖を合成することができ、これにより重鎖は重鎖結合タンパク質に結合することができる。^[3]

哺乳類の免疫グロブリン重鎖には、γ、δ、α、μ、εの5種類があります。^[4] これらはそれぞれIgG、IgD、IgA、IgM、IgEという免疫グロブリンのクラスを定義します。

• 重鎖αとγには約450個のアミノ酸が含まれています。
• 重鎖μとεは約550個のアミノ酸から構成されています。^[4]

各重鎖には 2 つの領域があります。

• 定常領域（同じクラスのすべての免疫グロブリンで同じですが、クラス間で異なります）。
  • 重鎖γ、α、δには、3つのタンデム（一列に並んだ）免疫グロブリンドメインからなる定常領域がありますが、柔軟性を高めるためにヒンジ領域も持っています。^[5]
  • 重鎖μとεは4つのドメインからなる定常領域を持つ。^[4]
• 異なるB細胞間では異なるが、同じB細胞またはB細胞クローンによって生成されるすべての免疫グロブリンでは同じである可変領域。どの重鎖の可変ドメインも単一の免疫グロブリンドメインで構成されています。これらのドメインは約110アミノ酸の長さです。^[6]

牛、特にBos taurusは、一般的な哺乳類のテーマのバリエーションを示し、重鎖CDR H3領域は、より一般的な二価の先端表面の代わりに「茎と瘤」の抗原相互作用表面を示す多様な抗体のレパートリーを生成するように適応しています。^[7] 牛のCDRは異常に長く、体細胞超変異中に対になったシステイン残基の生成をサポートする独自の配列属性が含まれています。^[7] したがって、人間の体細胞超変異ステップはV（D）J組換えプロセスをターゲットとしますが、牛のターゲットは多様なジスルフィド結合の作成と抗原と相​​互作用する独自のループセットの生成です。^{[7]このバリエーションの進化的要因として推測されているのは、牛が}反芻動物 であるため、消化器系に非常に多様な微生物環境が存在することです。^[7]

顎のある魚類は、哺乳類で説明されているような抗体を作ることができる最も原始的な動物のようです。^[8] しかし、魚類は哺乳類が持つのと同じ抗体のレパートリーを持っていません。^{[9]これまでに、}硬骨魚類では3つの異なるIg重鎖が同定されています。

• 最初に特定されたのは、すべての顎魚に存在し、原始的な免疫グロブリンであると考えられるものの重鎖であるμ（またはミュー）重鎖でした。結果として生じる抗体IgMは、哺乳類やサメに見られる典型的な五量体ではなく、硬骨魚では四量体として分泌されます。^{[引用が必要]}
• IgDの重鎖（δ）は、最初にアメリカナマズと大西洋サケから同定され、現在では多くの硬骨魚類でよく文書化されています。^[10]
• 3番目の硬骨魚類Ig重鎖遺伝子はごく最近同定されたが、これまで哺乳類で報告されている重鎖のいずれにも類似していない。ニジマス（τ）^[11]とゼブラフィッシュ（ζ）^[12]の両方で同定されたこの重鎖は、進化論的にはIgMに先行する可能性のある異なる抗体アイソタイプ（IgTまたはIgZ）を形成する可能性がある。

硬骨魚類で観察される状況と同様に、軟骨魚類では 3 つの異なる Ig 重鎖アイソタイプが特定されています。μ を除いて、これらの Ig 重鎖アイソタイプは軟骨魚類に特有であると思われます。結果として生じる抗体は、IgW (IgX または IgNARC とも呼ばれる) および IgNAR (免疫グロブリン新抗原受容体) と命名されています。^{[13] [14]}後者のタイプは重鎖抗体、つまり軽鎖を欠く抗体であり、基本的にIgNAR の可変ドメイン (V _{NAR ) である}単一ドメイン抗体を生成するために使用できます。 ^{[15] [16] [17]}腫瘍抗原またはウイルス抗原に対するサメの単一ドメイン抗体 ( V _{NAR ) は、}ファージディスプレイ技術を使用して、大規模な未処理のコザメ V _NARライブラリから分離できます。^{[16] [18]}

IgWは現在、シーラカンスや肺魚を含む肉鰭類のグループでも発見されている。シーラカンスのIgW1とIgW2は、通常の(VD)n-Jn-C構造に加えて、多数の定常ドメインを持っている。^{[19] [20]}

カエルはIgXとIgYを合成することができる。 ^[21]

• 重鎖抗体

• 米国国立医学図書館医学件名表(MeSH)の免疫グロブリン+重鎖
• 重鎖分析のための教育リソース