3第三章补体系统

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(56℃、30分钟使多数补体失活)
D因子是启动替代途径激活的重要成分,为由222个氨基酸残基组 成的单链丝氨酸蛋白酶,分子量仅25kDa(道尔顿)。D因子在血 清中的浓度很低(1-2μg/ml),主要以活化形式而存在。
补体系统的命名
①参与经典激活途径的固有成分 “C”,如C1(q、r、s),C2,┄C9 ②补体系统的其他成分 “大写字母+因子”,如B因子、D因子等



C8分子
C8是由α 、 β、 γ三条肽链组成的三聚体糖蛋白,分子 量为155kDa。其中α链和β链均为64kDa,γ链为22kDa 。α链和γ链间以二硫键共价结合,而α链与β链间则为 非共价键结合。C8的α链和β链在遗传上也呈高度多态 性,二者约有33%的氨基酸序列相同,而与C7和C9则 约25%相同。
酶促反应(Enzyme catalysis)又称酶催化或酵素催化 作用,指的是由酶作为催化剂进行催化的化学反应。
激活途径
经典途径
(classical pathway)
MBL途径(
MBL Baidu Nhomakorabeaathway)
旁路途径
(alternative pathway)
共同末端通路
膜攻击复合物(MAC)
溶细胞效应
★一、经典激活途径
这些都是固有免疫应答中的物质,都是属于补体。有 C1 ,C2,C3,C4,C5等,C3在作用过程中可以分解为二个片 段,小片段是小 a,大片段是小 b,合成 C3a。C3b,其他也是 一样的,各种分解的片段可以开成复合物,如 C4b2b3b是由 三个片段合成的复合物。补体可以帮助机体防御病原体,清 除一定的病原体。在人体中是很重要的成分,也是诊断病人 预后的一个指标,恢复期的指标。炎症的指标等。


H因子
H因子由Nilson等(1965)发现,根据电泳位将其命名 为 β1H,而Whaley和 Ruddy则将其命名为 C3b灭活剂 加速因子。现已确定其为由 1213 个氨基酸组成的单链 糖蛋白,分子量 155kDa,既有长杆状部分,也有球形 区域。H因子可加速C3转化酶的衰变,阻止替代途径中 初始和放大C3转化酶的形成。
8.6kDa)大的片段C4b

半胱氨酸:一种生物体内常见的氨基酸,可由体内的 蛋氨酸(甲硫氨酸,人体必需氨基酸)转化而来。半 胱氨酸是一种还原剂,半胱氨酸通过改变蛋白质分子之
间和蛋白质分子内部的二硫键,减弱了蛋白质的结构,
这样蛋白质就伸展开来。

谷氨酸:是一种酸性氨基酸。分子内含两个羧基,化 学名称为α-氨基戊二酸。谷氨酸是里索逊1856年发现 的,为无色晶体,有鲜味,微溶于水,而溶于盐酸溶 液,等电点3.22。大量存在于谷类蛋白质中,动物脑 中含量也较多。谷氨酸在生物体内的蛋白质代谢过程 中占重要地位,参与动物、植物和微生物中的许多重 要化学反应。味精中含少量谷氨酸·



C1抑制物(C1INH)是血清中高度糖基
化的一种蛋白质,含糖量高达35-49%。 最初由Ranoff和lepow(1957)所发现,称 其为C1酯酶抑制剂。

2. 理化特性 糖蛋白,多为β球蛋白 由肝细胞、巨噬细胞 小肠上皮细胞及脾细胞等产生 C3含量最高,D因子含量最低 性质极不稳定,易失活

C3分子 C3处于两条激活途径的汇合点,在补体系统活化过程中 起着枢纽作用,并为替代途径激活的关键分子。 C3的 α 、 β 两条肽链组成 , 之间以二硫键相连结 ,分子量为 195kDa,其中α链为115kDa,β链为75kDa。其在血清 中的含量高于其它补体分子,约为0.55-1.2mg/ml。 C5分子 C5是形成膜攻击复合体(MAC)的第1个补体分子。C5 由以二硫键相连接的 α 、 β 链组成,分子量 190kDa ,其 中α链为115kDa,β链为75kDa。C5与C3和C4的结构相 类似,但没有链内硫酯键。靠近N端的第74-75位精氨酸 —亮氨酸键为C5转化酶作用的部位。
主要激活物质
特异性抗体(IgG或IgM)与抗原形成的 免疫复合物(IC) 参与成分 C1(C1q、C1r、C1s)C4、C2、C3 激活过程

1、补体的经典激活途径。
又称传统激活途径,完整的过程包括:识别单位的激 活,C3转化酶的形成,C5转化酶的形成以及攻膜复合体的 形成。补体蛋白依次激活顺序为 C1q,C1r,C1s,C4,C2, C3,C5~C9


C1分子
C1是经典激活途径中的起始成分。它是由1个分子的C1q 和2个分子的C1r及2个分子的Cls借Ca2+ 连接而成的大分 子复合物。分子量约为 750kDa。其中C1q为具有识别作 用 的 亚 单位 , C1r 和 C1s 为 具 有 催 化作 用 的 亚单 位 。 ①C1q C1q 为各种补体分子中分子量最大( 410kDa )的 γ 球蛋 白。其分子结构较特殊和复杂,由 A、B、 C三种不同类 型的肽链所组成。其中A、B、C链各6条,共18条。 C1q同1个分子的 IgM 结合即可被活化,但至少需同两个 IgG分子结合才能被活化,而且两个IgG分子在细胞膜上 的距离不得少于700nm。
(3)攻膜阶段。 C5在 C4b2b3b的作用下裂解为C5a和 C5b,C5b与细胞膜和 C6、C7结合,形成C5b67复合 物,进而与 C8、C9分子联结成 C5b6789复合体,即 为攻膜复合体,造成细胞膜溶解。
识别阶段。抗原与抗体结合后,C1q能识别抗体上 的补体结合点,并与之结合。由于C1q的构型发生 改变,可激活C1r和C1s;在Ca+存在下,形成具 有酶活性的C1s
(2)活化阶段。C1s 将C4分解成小碎片的C4a 和大碎 片的C4b,C4b可与细胞膜结合;C1s 激活C4后,再 激活C2(分解成C2a和 C2b);C2b与C4b结合,形 成有酶活性的C4b2b(C3转化酶)。C3被C4b2b裂解 在 C3a 和 C3b 两个片段, C3b 与 C4b2b 相结合产生的 C4b2b3b为经典途径的(C5转化酶)。
③补体调节蛋白 功能命名,如C1抑制物、C4结合蛋白等
④补体受体
以其结合对象命名,如C1qR、C5aR
⑤补体活化的裂解片段
小写字母表示,如 C3a、C3b
⑥具有酶活性的成分或复合物
加一横线表示,如 C1,C3bBb iC3b
⑦已失活的补体成分
符号前冠以“i”表示,如
补体系统两条激活途径中,涉及到14个补体蛋白 ( C1-9,及 B、 D、 P因子)的参与。 由于分子 遗传学和分子克隆技术的应用,已阐明许多补体 分子的结构、功能、生物合成及遗传特征,从而 大促进了人们对补体系统激活过程机理的认识和 对各个补体分子功能的深入了解。


C9分子
C9是形成膜攻击复合体(MAC)的最后个分子,为一 单链糖蛋白,分子量79kDa。

B因子 B 因子( factorBBf )替代激活途径中的重要成 分,由Blum于1959年首先发现。B因子为由733 个氨基酸残基组成的单链糖蛋白(糖含量约7% ),分子量93kDa。 B因子为C3激活剂前体, 主要由肝脏和巨噬细胞合成。它是参与补体旁 路活化的重要成分,参与机体防御,在组织和 细胞损伤和炎症过程中均起重要作用。




②Clr和Cls
Clr和Cls均为单一多肽链分子,又都是丝氨酸蛋白酶。 Clr和Cls多肽链均由接近700个氨基酸所组成。位于C末 端的约 250 个氨基酸为丝氨酸蛋白酶区,与胰蛋白酶和
糜蛋白酶同源。同大多数补体蛋白一样,它们都是镶嵌
( mosaic )蛋白,即由不同氨基酸组成的固定基序组 合而成,并且很可能代表独立的折叠功能区或结构功能 域(module)


I因子
I 因子为异源二聚体血清蛋白,呈双球状结构,分子全 长 13nm 。。 I 因子结构基因的突变,可导致先天性 I 因 子缺陷,此类患 C3 的过度消耗面引起反复感染和血管 性水肿。
第二节
概念
补体的激活
在某些激活物质的作用下,各补体 成分按一定顺序,以连锁的酶促反应方式 依次活化,并表现出各种生物学活性的过 程,亦称补体级联反应

第一节 补体系统的组成和理化性质
一、补体系统的组成


补体系统是由三组球蛋白大分子组成
第一组分:是由9种补体成分组成,分别命名为C1、C2、C3、 C4、C5、C6、C7、C8、C9。其中 C1是由三个亚单位组成, 命名为 Clq 、 Clr 、 Cls ,因此第一组分是由 11种球蛋白大分子 组成。 第二组分:发现一些新的血清因子参予补体活化,但它们不是 经过抗原抗体复合物的活化途径。而是通过旁路活化途径。这 此些因子包括B因子、D因P因子,它们构成补体的第二组分。 第三组分:其后又发现多种参与控制补体活化的抑制因子或灭 活因子,如CI抑制物、I因子、H因子、C4结合蛋白、过敏毒素 灭活因子等。这些因子可控制补体分子的活化,对维持补体在 体内的平衡起调节作用,它们构成了补体的第三组分。


C2分子
C2 的序号似是补体的第 2 个成分,但在经典激活途 径的激活顺序上却在C4以后被活化。C2分子的一级 结构已全部搞清楚,它是由723个氨基酸残基组成的 单肽链糖蛋白,分子量约 110kDa 。当 C2 与已固定 于细胞膜固相上的 C4b 结合为复合物时, C1s 丝氨 酸蛋白酶可从 C2 肽链的精氨酸和赖氨酸( 223-234 )间,将C2裂解为两个片段,即C2a和C2b。

P因子 P因子又称备解素(properdin),是替代途径中除 C3以 外最先发现的一种血浆蛋白。P因子为由4条相同的肽链 (分子量各 55kDa )组成的四聚体分子,链间以非共价 键相连接,分子量为 220kDa。 P因子的生物学活性是以 高亲和力与C3bBb(替代途径的C3转化酶)和C3bnBb(C5 转化酶)相结合,结合后通过发生构象改变而加固C3b与 Bb 间的结合力,从而可使其半衰期由 2 分钟延长至 26 分 钟。因此, P 因子实际上是替代途径中的一个重要的正 调节分子。


丝 氨 酸 蛋白 酶 是 一个 蛋 白 酶 家族 , 它 们的 作 用 是 断裂 大 分 子蛋 白 质 中 的肽 键 , 使之 成 为 小 分子 蛋 白 质 。 在 哺 乳 类动 物 里 面 , 丝 氨 酸 蛋白 酶 扮 演着 很 重 要 的角 色 , 特别 是 在 消 化, 凝 血 和补 体系统方面。 胰 分 泌 的酶 里 面 有三 种是丝氨酸蛋白酶: 糜 蛋 白 酶 、 胰 蛋 白酶 、弹性蛋白酶

D因子 D 因子是启动替代途径激活的重要成分,为由 222个氨基酸残基组成的单链丝氨酸蛋白酶,分 子量仅25kDa。D因子在血清中的浓度很低(12μg/ml ),主要以活化形式而存在。但可能还 有一种以酶原形式而存在的由239个氨基酸残基 组成的 D因子。具有活性的 D因子( D)可能在 第 234-235 位的精氨酸 - 赖氨酸键处将 B 因子裂 解为Ba和Bb两个片段,从而启动替代途径的级 联活化反应。

2、激活物及激活条件。
(1)免疫复合物是主要激活物质。
(2)每一个 C1q 分子必须同时与两个以上 Ig的Fc 片段结合 才能被激活。 (3)游离的抗体不能通过经典途径激活补体

3、激活过程
(1)识别阶段。抗原与抗体结合后,C1q能识别抗体上 的补体结合点,并与之结合。由于 C1q的构型发生改 变,可激活C1r和C1s;在Ca+存在下,形成具有酶活 性的C1s。

C4分子 C4是经典激活途径中第二个被活化的补体成分,分子量约为 210kDa,由α(90kDa)、β(78kDa)及γ(33kDa)三条 肽链借二硫键连接组成C4的分子结构较为特殊,其α链中含有 一个在半胱氨酸和谷氨酸残基形成的内硫酯键。C4可能与免
疫识别及维持免疫自稳功能也有关。分为:小片段C4a(
第三章 补体系统
补体的发现
1894年, Bordet 实验: 新鲜的 山羊抗霍乱血清 溶解霍乱弧菌 Jules Bordet (1870-1961)
1919 Nobel Prize
概念

补体( complement ,C)是存在于人 或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
补体系统 是由30余种可溶性蛋白质和膜 结合蛋白组成的多分子系统
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