면역글로불린 G

3. 구조

1. Fab 영역
2. Fc 영역
3. 중쇄
4. 경쇄
5. 항원결합자리
6. 경첩 영역
"-S-S-"는 이황화 결합을 가리킨다.]]

IgG는 네 개의 폴리펩타이드 사슬로 이루어진 분자량 약 150 kDa의 단백질이다.^{[51][52][6][32]} 이 단백질은 동일한 두 개의 γ(감마) 중쇄(각각 약 50 kDa)와 동일한 두 개의 경쇄(각각 약 25 kDa)로 구성되며, 이들은 이황화 결합으로 연결되어 전체적으로 Y자 모양의 4차 구조를 형성한다.^[7][33] Y자 모양의 두 팔 끝에는 동일한 항원 결합 부위가 있으며,^[5] 줄기 부분인 Fc 영역에는 특정 위치에 N-글리코실화 부위가 존재한다.^[53][8][34]

3. 1. 구성 요소

3. 2. 영역

• Fab 영역 (Fragment, antigen-binding): Y자 모양의 두 팔에 해당하는 부분이다. 각 Fab 영역은 하나의 경쇄 전체와 중쇄의 일부(가변 영역 V_H와 첫 번째 불변 영역 C_H1)로 구성된다. 이 영역의 끝에는 항원과 특이적으로 결합하는 항원결합자리가 동일하게 존재한다.^[5][6]

• Fc 영역 (Fragment, crystallizable): Y자 모양의 줄기에 해당하는 부분이다. 두 개의 중쇄에서 경첩 영역 아래 부분(C_H2, C_H3 도메인)으로 구성된다. 이 영역은 면역 세포 표면의 Fc 수용체와 결합하거나 보체계를 활성화하는 등 다양한 면역 반응을 매개하는 역할을 한다. Fc 영역의 중쇄 불변 영역에 있는 아스파라긴 297번 잔기에는 매우 잘 보존된 N-글라이코실화 부위가 존재한다.^[53][8][34] 이 부위에 부착되는 N-글리칸은 주로 복합형 코어-푸코실화된 이중 안테나 구조이며,^[9][35] 일부는 N-아세틸글루코사민(GlcNAc)과 α-2,6 결합 시알산 잔기를 포함하기도 한다.^[10][36] 이러한 IgG의 N-글리칸 구성은 여러 자가면역 질환, 감염증, 대사 질환과 관련이 있는 것으로 알려져 있다.^[11][37]

• 경첩 영역 (Hinge region): 두 개의 Fab 영역과 Fc 영역을 연결하는 유연한 부분이다.^[6] 주로 중쇄의 C_H1과 C_H2 도메인 사이에 위치하며, 여러 개의 이황결합으로 중쇄들을 연결한다. 이 영역의 유연성 덕분에 두 개의 Fab 영역이 비교적 자유롭게 움직일 수 있어 다양한 각도와 거리에서 항원과 효과적으로 결합할 수 있다.

3. 3. N-글리코실화

4. 아형

사람의 IgG는 혈청 내 함유량이 많은 순서대로 번호를 매겨 IgG1, IgG2, IgG3, IgG4의 네 가지 subclass|아형^영어으로 나눌 수 있다.^[12][23][38] 각 아형은 태반 통과성, 보체 활성화 능력, 식세포의 Fc 수용체에 대한 결합성, 반감기 등에서 차이를 보인다.

IgG의 Fc 영역 구조는 아형 간에 약 95% 일치하지만, 항체의 유연성과 기능에 중요한 역할을 하는 경첩 부위(hinge region)의 구조는 상대적으로 다양하다. 이러한 경첩 부위 구조의 차이가 각 아형의 고유한 생물학적 특성을 결정한다. 또한, 식세포의 Fc 수용체에 대한 IgG의 친화력은 항체 아형뿐만 아니라 항체가 유래한 생물 종에 따라서도 달라진다.

IgG 아형들은 서로 상반되는 특성(예: 보체 활성화 능력 유무, Fc 수용체 결합 능력 차이)을 가지며, 대부분의 항원에 대한 면역 반응에는 네 아형이 모두 관여하기 때문에 이들이 어떻게 협력하여 방어 면역을 제공하는지 이해하기 어려웠다. 2013년에 인간 IgE 및 IgG 기능에 대한 "시간적 모델"이 제안되었다.^[55][15][41] 이 모델에 따르면, 면역 반응 초기에는 IgE와 함께 상대적으로 친화력이 낮은 IgG3가 나타나 IgM 매개 방어를 보강하며 외부 항원을 제거한다. 이후 친화력이 더 높은 IgG1과 IgG2가 생성되며, 이들의 상대적인 비율에 따라 염증 반응의 강도가 조절된다. 만약 항원이 계속 남아 있으면, 높은 친화력을 가진 IgG4가 생성되어 Fc 수용체를 통한 면역 반응 과정을 억제하고 염증을 완화시키는 역할을 한다.

장기이식 후 이식된 장기에 손상을 주는 항체 매개 거부 반응이 일어나는 이유 중 하나로 IgG 아형 간 보체 활성화 능력의 차이가 제시되기도 한다.^[56][16][42]

참고로, 쥐를 이용한 자가면역성 빈혈 모델 연구에서는 마우스 IgG2a가 IgG1보다 보체 활성화 능력이 뛰어나고 Fc 감마 수용체(FcγR)와의 상호작용도 더 효율적이어서, 병리를 유발하는 데 IgG1이 IgG2a보다 20배 더 높은 농도로 필요하다는 결과가 나왔다.^[17][43] 그러나 마우스 IgG1과 인간 IgG1의 기능이 반드시 동일하지는 않으므로, 마우스 연구 결과를 인간에게 적용할 때는 신중해야 한다. 그럼에도 인간과 마우스 항체 모두 아형에 따라 보체 고정 능력과 Fc 수용체 결합 능력에 차이가 있다는 점은 분명하다.

5. 진단 및 치료에서의 역할

면역글로불린 G(IgG)는 특정 질병의 진단 과정과 면역 관련 질환의 치료에 중요한 역할을 수행한다.^[57][58] 진단 측면에서는 특정 병원체에 대한 면역 상태를 평가하는 데 활용될 수 있으며,^[58] 치료 측면에서는 헌혈된 혈장에서 추출하여 면역결핍, 자가면역질환, 감염 등의 치료에 사용된다. 다만, IgG는 알레르기 진단에는 사용되지 않는다.^[59][60]

5. 1. 진단

5. 2. 치료

참조

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