第四章 补体系统

可被抗原抗体复合物或微生物激活。有辅助抗体进行溶胞
的作用，可参与破坏并清除能与抗体结合的抗原和细胞。
通过溶胞、调理、吞噬以及活化炎症反应，清除免疫复合
物，表现出一定的生物学功能。 补体——是存在于人和脊椎动物血清与组织液中的一 组经活化后具有酶活性的蛋白质。
第一节 补体的组成和理化性质
一、补体的成分和命名
后期：进入溶膜途径，其顺序为 C5 ， C6 ， C7 ， C8 ， C9 。
经典途径活化的前期阶段分为两步：
（1）识别：补体识别的成分为C1成分的3个亚类，即C1q、 C1r和C1s。 （2）活化：活化步骤的成分包括C4、C2和C3。
① C1成分 C1成分是经典途径活化的识别单位。它是一个多聚 2个C1r分子及2个C1s分子在Ca2＋存在下结合而成的大分 子，在末被活化之前是非活性的分子。 C1能识别IgG和IgM分子上的Fc区的补体结合位点。 当发生病理变化时C1的3个亚类分子才各自发挥作用。
2、补体的分子大小
补体的分子量大约为 2.5×104~5.6×105D 。最小的分 子为 D 因子，分子量为 2.5×104D 。最大的分子为 C4bp ，
分子量为5.6×105D。
3、补体的构造 多数补体成分由多条肽链组成，如C1由 C1q、C1r和
C1s 三种肽链组成，其中 C1q 是由一个 18 条肽链组成的大
当2或3种成分的分解组分再组合成一种新的复合物时， 命名时则将各组分的数字代号及小写英文字母写在C的后
面。例如 C4b 和 C2a 可以结合成 C4b2a 复合物，也可以简
写 为 C42 ； C4b2a 再 与 C3b 结 合 形 成 新 的 复 合 物 即 为 C4b2a3b，以此类推。
当补体成分被激活呈酶的活性，则写成C4b2a3b，反 之如果该成分分解后不是活化，而是被灭活，则写成C3hi
段具有丝氨酸酯酶的活性，即活化的C1r。
c、C1s亚类：也是由两个分子量为8.3×106D的蛋白分子
组成。 C1r酶原在C1s的作用下，分解为两个片段，其中2.8 ×104D片段具有丝蛋白酶的活性，即活化的C1s。活化的 C1s可催化C4和C2成分的活化，形成C3和C5转化酶。
C1r和C1s酶能被二异丙基氟磷酸(DFP) 抑制。DFP
IgM激活补体的效率最高，只需一个分子就能使补体
激活，而IgG至少需要两个分子。
对于 IgG而言，结合的抗原必须是多价抗原，即能够 结合两个或多个IgG的抗原，才能有效地激活补体。如果
IgG 与单价的半抗原结合形成小的复合物或 IgG 与过量的
多价抗原形成的复合物都不能有效地激活补体。
补体激活还与抗体分子的功能区段密切相关。抗体的 Fab 区段与抗原形成的复合物不能激活补体。 IgG 必须带 有Fc区段的CH2区，这样形成的Ag-Ab复合物才能有效地
C4b2a复合物具有酶的活性，是C3的转化酶。
C4b2a 中 的 2a 组 分 不 稳 定 ， 在 37℃ 下 半 衰 期 仅 有
10min ，它会分解为失活的片段，但留在膜上的 C4b 仍能
与 C2 结合形成新的 C4b2a 。在 C4b2a 中起催化作用的是
C2a成分。
④C3成分
C3 是补体活化经典途径和替换途径共有的补体成分，
菌混合在一起，在37℃条件下细菌会因溶菌而死亡，而且
只有新鲜血清才有这种特性，这种特性对热很不稳定，在 56℃时，加热30min，即可消除。 上世纪 60 年代，补体被成功分离。 1982 年对补体 C3 等成分进行了分子克隆，从而确定补体成分是由大约30种 功能蛋白质组成的一个系统。
补体成分有的分布于血清中，有的分布在细胞膜上，
如果内硫酯键被水解，则C4b将失活。
C4的活化需要有 Mg2＋存在。结合在膜上的 C4b是组
成C3 和 C5转化酶的重要成分。在Mg2＋ 存在下， C4b 可与
C2结合，具有较高的酯酶活性。 在C4bp的辅助下，由I因子作用，C4b可进一步降解
为C4c和C4d。
③ C2成分 C2蛋白为单一肽链，分子量为1.1×105D，在Mg2＋存
C1 成分由 3 种蛋白分子组成，分别命名为 C1q 、 C1r 、
C1s。
补体被分解成小肽段时，有些肽段又能组成新的复合 成分，分解后的肽段命名是用小写英文字母表示的，例如
C2分解成大小两个片段，大片段命名为C2a，小片段命名
为C2b。 C3 成分也可被分解为两个片段，分别命名为 C3a 和 C3b。 C3b为大片段，它如果再进一步分解成小片段，则 命名为C3c、C3dg、C3e、C3f等。
大片段为稳定的 C3b ，含内硫酯键。大约有 10% 的
C3b与细胞膜结合或者与细胞膜上的抗体重链共价结合，
有些 C3b 能与细胞膜上的 C4b2a 结合为 C4b2a3b ，成为活 化C5成分的转化酶。 C3b 与 C4b 相似，大多数 C3b 的内硫酯键与水作用， 形成的水化产物不再参与补体系统的活化作用，而成为液 相中钝化的C3b片段。 C3b结合到细胞表面上的抗原位点附近，从而介导了 补体的许多生物活性，如调理作用。
分子，C1r和C1s分别由2条相同的肽链分别组成。
也有一些补体成分是由一条肽链组成的，如 C2 、 C6 、 C7、C9和B、D等。
补体激活后许多成分会降解产生两个或两个以上的
片段。降解成两个片段的有 C2和C5及B因子，降解成4个
和4个以上片段的有C4和C3。
有些降解片段重新组合表现出新的生物活性，如 C4b2a和C3bBb等都有C3转换酶活性。
或iC3b。
补体系统中有些因子以及补体的受体成分多用大写英 文字母表示，如 B ， D ， P ， I ， H 因子， C1 抑制剂为 C1
INH，补体的受体成分命名为CR1、CR2、CR3。
二、补体的理化性质
1、补体的含量 补体是正常血清成分，占血清球蛋白总量的10%。大 多数为β 球蛋白，少数为α 和γ 球蛋白。 补体在血清中的含量以 C3 为最高 (1.2mg/mL) ，其次 为S蛋白，H因子及C4等成分。
③病原物：如逆转录病毒、菌原体等具有补体激活作用。 这些病原物的表面可能直接与 C1q成分结合，使补体通过 经典途径而活化，但作用机制尚不清楚。
2、活化顺序 组成补体系统的一系列蛋白质分子，在活化时能有序 的发生连锁反应。在经典途径中，补体成分活化的顺序分
为两个阶段：
前期：C1，C4，C2，C3。
重要作用。
在C1s作用下，α 链N端降解下来两个片段 C4a和C4b。 小片段 C4a 分子量为 9×103D ，为过敏毒素，可释放 到液相中。 大片段C4b的分子量为 1.95×105D，通过内硫酯键上 的谷氨酸羧基能与靶细胞膜上蛋白质的氨基或糖的羟基共 价结合，也可与Ab共价结合，从而使C4b与细胞膜结合。
二、补体的组成和理化性质
一、补体的成分和命名
1、补体的成分 补体的成分按照活化途径和功能特点分为三部分： （ 1 ）补体的固有成分：包括经典激活途径的成分 (C1 、 C4、C2)；凝集素激活途径的MBL；丝氨酸蛋白酶；旁路 激活途径的成分(P、D、B因子)；共同：C3、C5~C9。 （ 2 ）参与调节的成分 (C1 抑制物、 I因子、 H因子、 C4 结 合蛋白等)。
第二节 补体的活化
一、补体活化的经典途径 二、补体活化的凝集素途径 三、补体活化的替换途径
四、补体活化的后期阶段溶膜复合物形成 五、补体活化的三条途径的比较
补体的活化
活化的前期阶段
经典途径 凝集素途径 替换途径 补体的溶膜途径 形成溶膜复合物
活化的后期阶段
一、补体活化的经典途径
1、活化物质 (1)抗原抗体复合物 游离的Ab不能激活补体，只有Ab和Ag结合形成复合 物才是激活补体的主要物质。 适合于激活补体的 Ab 有 IgM 、 IgG1 、 IgG2 、 IgG3 ， 当与Ag形成复合物，能有效的激活补体，而IgG4、IgA和 IgE不能激活补体。
第四章 补体系统
学时：4 教学内容
1、掌握补体的基本性质 2、掌握补体的活化途径 3、了解补体反应的调控 4、了解补体的生物学效应 5、了解补体的生物合成及补体缺陷
1890年，比利时医生J. Bordet在研究机体防御细菌侵
染机制时，发现了补体。抗体在体外能与抗原结合发生凝
集反应，但不会破坏细胞。而如果将新鲜血清、抗体及细
来说只要一个五聚体的大分子与固定相上的抗原结合就能
有效地活化补体。因为它可以提供充足的补体结合位点与
C1q结合。
当C1q的球状头与抗体的补体结合位结合点后，引起 C1分子构象发生改变，导致C1r酶原活化。
b、C1r亚类：是由两个分子量为8.3×106D的蛋白分子组 成，对C1s有高亲和力。 C1r亚类连接着C1q与C1s。C1q活化后，引起C1r酶 原的活化。C1r自身降解为两个片段，其中2.8×104D的片
与酶分子催化点上的丝氨酸结合，可使其失去催化作用。
C1复合物的稳定性与Ca2＋有关，Ca2＋在免疫溶胞作 用中是不可缺少的离子。如利用络合剂除去Ca2＋，使C1 复合物和C1-Ab-Ag复合物解离，补体活化就会停止。
② C4成分
C4 是第二个活化的成分，分子量是 2.1×105D ，由 α 、 β 和γ 三条肽链组成三聚体，链间由二硫键相连。 C4与C3蛋白成分有同源性。在α 链上Cys和Glu之间 有一个内硫酯键，该键对 C4 成分在细胞膜上的固定起着
（3）补体受体：CR1~5、C3aR、C2aR、C4aR
2、补体的命名 补体由一系列蛋白组成，通常按其发现的先后顺序， 以数字命名，分别为C1、C2、…、C9。此外补体还有许
多调节成分。补体成分参与反应的顺序与其命名顺序不完
全相同。其中C4的反应发生在C2、C3之前。 补体是正常的血清成分，但在其参与补体反应时，会 降解成许多小片段，并表现出不同的功能特性。