MHC-I类分子和MHC-II类分子的结构,功能及表达情况有哪些不同

如题所述

mhc一类分子表达于所有有核细胞表面,二类分子只表达在特定细胞表面,所以一个细胞能表达两种的。内源性抗原主要通过一类分子加工提呈,外源性抗原主要通过二类分子加工提呈,就是说它俩各有各的用处
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第1个回答  2021-02-18
这两种分子的结构、功能都是不一样的,它们的化学性质也不一样。前者由两条链构成,后者也是由两条链构成,但结构是不一样的。
分子读作fēn zi,是构成物质的一种基本粒子的名称。物理上,物质大多数是由原子构成的分子组成,通常使用显微镜来观测。分子还可分为原子。
分子是物质中能够独立存在的相对稳定并保持该物质物理化学特性的最小单元。分子由原子构成,原子通过一定的作用力,以一定的次序和排列方式结合成分子。以水分子为例,将水不断分离下去,直至不破坏水的特性,这时出现的最小单元是由两个氢原子和一个氧原子构成的一个水分子(H2O)。一个水分子可用电解法或其他方法再分为两个氢原子和一个氧原子,但这时它的特性已和水完全不同了。有的分子只由一个原子构成,称单原子分子,如氦气、氩气、金属等分子属此类,这种单原子分子既是原子又是分子。由两个原子构成的分子称双原子分子,例如氧气分子和一氧化碳分子:一个氧气分子由两个氧原子构成,为同核双原子分子(凡卤素单质的分子均为双原子分子);一个一氧化碳分子由一个氧原子和一个碳原子构成,为异核双原子分子。由两个以上的原子组成的分子统称多原子分子。分子中的原子数可为几个、十几个、几十个乃至成千上万个。例如一个二氧化碳分子由一个碳原子和两个氧原子构成。一个苯分子包含六个碳原子和六个氢原子。
分子结构对物质的物理与化学性质有决定性的关系。最简单的分子是氢分子,1克氢气包含10^23个以上的氢分子。一个水分子中2个氢原子都连接到一个中心氧原子上,所成键角是104.5°。分子中原子的空间关系不是固定的,除了分子本身在气体和液体中的平动外,分子结构中的各部分也都处于连续的运动中。因此分子结构与温度有关。分子所处的状态(固态、液态、气态、溶解在溶液中或吸附在表面上)不同,分子的精确尺寸也不同。
原子中的轨道电子具有波动性,用数学方法处理电子驻波(原子轨道)就能确定原子间或原子团间键的形成方式。原子中的电子轨道在空间重叠愈多,形成的键愈稳定。量子力学方法是建立在实验数据和近似的数学运算(由高速电子计算机进行运算)相结合的基础上的,对简单的体系才是精确的,例如对水分子形状的预言。另一种理论是把分子看成一个静电平衡体系:电子和原子核的引力倾向于最大,电子间的斥力倾向于最小,各原子核和相邻原子中电子的引力也是很重要的。为了使负电中心的斥力减至最小,体系尽可能对称的排列,所以当体系有2个电子对时,它们呈线型排列(180°);有3个电子对时呈三角平面排列,键角120°。
分子的键有三种极限类型,即离子键、共价键和金属键。定位于2个原子之间的键称为定域键。由多个原子的共有电子形成的多中心键称为离域键。此外还有过渡类型的键:键电子偏向一方的共价键称为极性键,由一方提供成键电子的键称为配位键。通过这些类型的键把原子按一定的空间排列结合成分子,形成分子的构型和构象。例如碳是共享电子对键(共价键)的基本参加者,碳和氢二种元素的原子可形成烃类化合物,正四面体构的CH4是其中最简单的烃,还可形成环状化合物,例如环己烷;硅和氧是矿物质的基本元素,云母和石英都含有硅氧单元。金属原子被夹在烃环平面中间构成夹心化合物。蛋白质的基本成分是一端接碱性基,一端接酸性基的二官能分子α-氨基酸。化学组成和分子量相同但分子结构不同的物质互称为异构体。当2 种异构体其他性质相同,只是旋光方向相反,这一类异构体称作旋光异构体。可用X射线等衍射法、各种光谱、波谱、能谱和质谱法等测定或推测分子的结构。
分子之间有间隔。例如:取50毫升酒精和50毫升水,混合之后,体积小于100毫升。
一切构成物质的分子都在永不停息地做无规则的运动。温度越高,分子扩散越快,固、液、气中,气体扩散最快。由于分子的运动跟温度有关,所以这种运动叫做分子的热运动。例如:天气热时衣服容易晒干。
一般分子直径的数量级为10^-10m。
分子很小,但有一定的体积和质量。
同种物质的分子性质相同,不同种物质的分子性质不同。
要反映分子中各种原子的真实数量,就要利用化学式。例如乙烯和丙烯的化学式分别为C2H4和C3H6。但化学式相同并不代表两个分子是一样的物质,因为分子中原子的排列和组合,亦即分子的结构,也是决定分子性质的要素。同样的原子但排列不同的分子叫同分异构体。同分异构体有同一化学公式但因不同结构的关系有不同的特质。立体异构体是一种特别的异构体,它们可以有很相似的物理及化学性质,而同时有十分不同的生物化学性质。
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第2个回答  2012-06-19
一、MHC-I类分子
(一)MHC Ⅰ类分子的结构
  人类的类分子由hla的a、b、c、e、f、g、h、k和l等基因编码;但因后几类基因的性质和作用尚不清楚,所以目前所称的类分子主要指hla-a、b、c位点的抗原。   
Ⅰ类分子是由非共价键连接的两条肽链组成的糖蛋白;其中一条称为重链或α链,另一条为轻链或称为β2微球蛋白(β2m)。α链的分子量为44kd,结构呈多态性;其羧基端穿过细胞膜,伸入胞浆之中,氨基端则游离于细胞膜外(图6-3)。α链的膜外区肽段折叠形成三个功能区,分别称为α1、α2、和α3区;每个功能区约含90个氨基酸残基,其结构与ig相似;α1和α2区的氨基酸顺序变化较大,决定着Ⅰ类分子的多态性。β2m不mhc基因编码,而是第15号染色体上单个基因编码的产物,分子量12kd。其结构与ig恒定区(ch3)有较大同源性,属于ig超族成员,没有同种异型决定簇,但具有种属特异性。β2m不穿过细胞膜,也不与细胞膜接触,而是以非共价形式附着于α3的功能区上。虽然β2m不直接参与Ⅰ类分子的抗原递呈过程,但是它能促进内质网中新合成的Ⅰ类分子向细胞表面运输,并对稳定Ⅰ类分子的结构具有一定作用。 利用x线结晶衍射图分析,阐明了Ⅰ类分子的三维结构:α1和α2功能区共同构成了槽形的抗原肽段结合部位,来自α1和α2的8条反向平行的β片层结构组成槽的底部;而α1和α2功能区的其余部分各自形成一个α-螺旋,两条螺旋相互毗邻,相互平行,在分子的远端共同构成槽的侧壁;槽的底部和侧壁体现Ⅰ类分子的多肽性,也决定了Ⅰ类分子与抗原结合的特异性;α3功能区具有与cd8分子结合的空间构型。 Ⅰ类分子与抗原的结合有一定的选择性,但是没有抗体和tcr与抗原结合的特异性高。Ⅰ类分子的抗原结合槽能够容纳8~10个氨基酸长度的抗原片段,其抗原结合点主要与氨基酸顺序相对恒定的抗原肽段的骨干结合,而将抗原肽段上多变的氨基酸侧链处于游离状态;这些侧链却能与tcr和抗体结合。每个细胞表面可以表达约10个Ⅰ类分子,每个Ⅰ类分子都能与相当各类的抗原肽段结合。因此每个细胞都具有同时递呈许多不同抗原的潜力,从而保证一个正常的个体对绝大多数抗原发生Ⅰ类限制性的免疫应答。
(二)MHC Ⅰ类分子的分布和功能
  mhcⅠ类分子分布于几乎所有有核细胞表面,但不同组织细胞的表达水平差异很大:淋巴细胞表面Ⅰ类抗原的密度最高,肾、肝、肺、心及皮肤次之,肌肉、神经组织和内分泌细胞上抗原最少,而成熟红细胞、胎盘滋养层细胞上未能检出,血清、尿液中及初乳等体液中也有可溶性形式存在的Ⅰ类抗原。干扰素、肿瘤坏死因子在体内外均可增强各种细胞对Ⅰ类分子的表达。 
Ⅰ类分子的重要生理功能是对cd8t细胞的抗原识别功能起限制性作用,也就是参与向cd8t细胞递呈抗原的过程。cd8t细胞只能识别与相同Ⅰ类分子结合的抗原(多为内源性的细胞抗原,如病毒感染的细胞和肿瘤细胞等),这种现象称为mhc限制性。例如,当病毒感染了某个细胞,病毒抗原可被分解成一些短肽片段,后者与在内质网中合成的Ⅰ类分子结合后表达于细胞表面,才能被cd8t细胞识别。Ⅰ类分子主要介导tc细胞的细胞毒作用,也是重要的移植抗原。
二、MHC-II类分子
(一)MHC Ⅱ类分子的结构
  人类的mhcⅡ类分子由hla复合体中的d区基因编码,已经明确的Ⅱ类分子包括hla-dr、dp和dq抗原。Ⅱ类分子亦是由非共价连接的两条多肽链组成,分别称为α链和β链;与Ⅰ类分子不同的是,两条链均由hla基因编码。α链的分子量约34kd,β链约29kd;两条肽链均嵌入细胞膜,伸入胞质之中;其膜外区各有两个ig样的功能区,分别称为α1、α2、β1和β2功能区。   x线结晶衍射图显示,Ⅱ类分子的α1和β1功能区共同形成一个与Ⅰ类分子相似的槽型结构的多肽结合区。1和β1各有一个螺旋,形成槽的两侧壁,其余部分形成片层,构成槽的底部。Ⅱ类分子的多态性也体现在多肽结合槽的侧壁和底部,所以其空间构型依编码基因的不同而异。类分子的抗原结合特性亦与Ⅰ类分子一样,特异性不强,每个分子可能与多种肽片结合;但与Ⅰ类分子不同的是,Ⅱ类分子肽结合槽的两端呈开放状(Ⅰ类分子的结合槽两端呈封闭状),能够容纳较长(10~18个氨基酸残基)的肽段。
(二)MHC Ⅱ类分子的分布和功能
  Ⅱ类分子的分布比较局限,主要表达于b细胞、单核-巨噬细胞和树突状细胞等抗原递呈细胞上,精子细胞和某些活化的t细胞上也有Ⅱ类分子。一些在正常情况下不表达Ⅱ类分子的细胞,在免疫应答过程中亦可受细胞因子的诱导表达Ⅱ类分子,因此Ⅱ类分子的表达被看成是抗原递呈能力的标志。il-1、il-2和干扰素在体内外均能增强Ⅱ类分子的表达。有些组织在病理条件下也可表达一些类抗原,如胰岛β细胞、甲状腺细胞等。   
Ⅱ类分子的功能主要是在免疫应答的始动阶段将经过处理的抗原片段递呈给cd4t细胞。正如cd8t细胞只能识别与mhcⅠ类分子结合的抗原片段一样,cd4t细胞只能识别Ⅱ类分子结合的抗原片段。Ⅱ类分子主要参与外源性抗原的递呈,在一些条件下也可递内源性抗原。在组织或器官移植过程中,Ⅱ类分子是引起移植排斥反应的重要靶抗原,包括引起宿主抗移植物反应(hvgr)和移植物抗宿主反应(gvhr)。在免疫应答中,Ⅱ类抗原主要是协调免疫细胞间的相互作用,调控体液免疫和细胞免疫应答。