B 세포 수용체

1. 개요2. 구조3. 다양성 확보4. pre-BCR5. BCR 신호 전달

1. 개요

B 세포 수용체(B cell receptor, BCR)는 B 세포의 세포막 표면에 박혀 있는 수용체이다. BCR에 외부 항원이 결합하면 B 세포 내부에서 신호 전달 경로가 활성화되고, 이를 통해 T 세포에게의 항원제시나 항체 분비 등의 기능을 할 수 있게 된다.

2. 구조

BCR과 TCR의 모식도

자세한 내용은 항체 문서

의 구조 부분을

참고하십시오.
분비성인 항체와 완전히 같은 항원 결합 부위 특이성을 가진다. 이는 BCR과 항체가 하나의 유전자에 의해 암호화되기 때문으로, 따라서 BCR의 구조는 항체와 '거의' 같다. 막결합 BCR과 항체의 차이는 mRNA가 암호화하는 면역글로불린 중쇄 C 말단이 BCR은 소수성, 항체는 친수성이라는 것뿐이다. 이런 서로 다른 mRNA의 발현은 스플라이싱(splicing)에 의해 일어나며, 따라서 막결합 BCR에는 막통과성 부분(transmembrane region)이 존재하지만 항체에는 존재하지 않는다.

BCR과 보조수용체, 매개물질

BCR은 CD19, CD21, CD81(TAPA-1)이라고 불리는 3가지의 막결합 분자들과, 세포 내로 신호를 전달하기 위한 Igα-Igβ(CD79α-CD79β) 이종이량체(heterodimer) 분자와 결합되어 있다.

세 막결합 분자 중 CD21은 보체수용체 2(complement receptor 2, CR2)로도 불리며, 위 그림에서도 볼 수 있듯 보체 조각인 C3d를 통해 항원과 결합한다. 즉, C3b 보체의 파편 중 하나인 C3d는 항원과 CD21 사이에서 일종의 연결고리 역할을 하며, 이를 통해 항원은 BCR 외에 추가적인 B 세포와의 결합을 갖게 된다. 따라서 CD21은 BCR의 보조수용체(co-receptor)로 불리며, 항원과의 결합력을 강화하는 역할을 한다. CD19와 CD81은 항원과 직접적으로 결합하지는 않지만, B 세포 막에 붙은 채로 신호 전달 경로에 참여한다. 보다 구체적으로는, CD19와 CD81은 항원이 결합하지 않은 휴지기 B 세포에서는 서로 붙어 있지만, 항원이 결합하여 신호 전달 경로가 개시되면 CD19는 CD81과 분리되어 CD21과 결합하며 인산화되고, 분리된 CD81은 따로 BCR 신호 전달에 기여한다.

Igα-Igβ 이종이량체는 세포 밖으로 나온 N 말단은 짧지만, 면역수용체 티로신 기반 활성 모티프(ITAM)를 포함한 긴 세포질 내 꼬리(cytoplasmic tail) 부분을 가진다. BCR의 세포질 안쪽에 있는 C 말단 부분은 굉장히 짧기 때문에 BCR 혼자서는 항원이 결합하여도 그 자극을 세포 안쪽으로 전달하기 어렵다. 따라서, 긴 C 말단을 가지는 Igα-Igβ 이종이량체가 그 자극 신호를 세포 안쪽으로 전달하는 역할을 한다. ITAM의 티로신 잔기는 인산화되었을 때 세포 안쪽의 신호 분자들의 특정 도메인과 결합하기 쉬워지며, 이런 결합이 이뤄지면 하류 작동기에 연쇄반응을 일으켜 신호 전달 과정이 이어진다.

3. 다양성 확보

자세한 내용은 V(D)J 재조합 문서 참고하십시오.
V(D)J 재조합을 통해 제한된 유전자 양을 가지고 많은 수의 수용체 분자를 암호화한다. TCR의 다양성 확보 기전과 거의 같지만, 배선 유전체(germline gene)의 구조나 대립유전자 배제(allelic exclusion) 과정 등에서 약간의 차이를 보인다.

4. pre-BCR

pre-BCR의 모식도

Pre-B 세포 수용체(pre-BCR)은 V(D)J 재조합에서 중쇄 암호화 유전자의 재조합이 끝난 뒤 pre-B 세포에서 발현되는 막결합 수용체이다. 중쇄는 이미 재조합이 끝난 뒤이니 BCR와 그 구조가 같지만, 아직 재조합이 되지 않은 경쇄 대신 BCR 경쇄 부분에 대리 경쇄(surrogate light chain, SLC)가 발현된다. 대리 경쇄는 V_L 부분과 유사한 VpreB와 J+C_L 부분과 유사한 λ5로 이루어져 있다. VpreB의 C 말단과 λ5의 N 말단에는 남는 펩티드 꼬리가 튀어나와 있는데, 이 여분의 펩티드 꼬리는 항원을 pre-BCR이 아직 인식하지 못하도록 중쇄의 CDR3 부위를 막는 역할을 한다. Pre-BCR을 발현하지 못했거나, 제대로 기능하지 못하는 pre-BCR을 발현하면 세포자멸사로 그 B 세포 클론은 배제된다.

5. BCR 신호 전달

VCR 신호 전달 경로

자세한 내용은 림프구 신호전달 문서 참고하십시오.
기본적인 신호전달 경로는 림프구 신호전달 경로와 거의 같지만, 그 외 세부적인 하류 작동기는 세포마다 다르며, BCR에 의한 신호전달 경로도 당연히 조금씩은 다르다. 중요한 점은 그렇게 조금씩 다른 경로를 거쳐도 결과는 거의 같은 전사인자로 수렴한다는 것과, BCR의 신호 전달 경로를 개시하는 데에는 TCR과 달리 주조직적합복합체(MHC) 분자가 필요하지 않다는 것이다.