第五章补体系统课件.ppt
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- 第五 补体 系统 课件
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1、第五章、补体系统补体:是存在于人和脊椎动物血清、组织液和细胞膜表面蛋白组成的、具有精密调控机制的蛋白质反应体系。活化过程为一系列丝氨酸蛋白酶组成的级联酶解反应,是一组经活化后具有酶活性的蛋白质。Jules Bodet(1870-1961),Discoverer of complement细菌细菌新鲜新鲜免疫血清免疫血清 凝集,凝集,溶菌溶菌细菌细菌灭活灭活免疫血清免疫血清凝集,凝集,不溶菌不溶菌 再加入再加入新鲜正常兔血清新鲜正常兔血清 溶菌溶菌溶菌溶菌 对热对热稳定稳定的成分的成分-抗体抗体 对热对热不稳定不稳定的成分的成分-补体补体第一节第一节 概述概述一、补体的组成一、补体的组成补体由三
2、部分组成补体由三部分组成:补体的固有成分补体的固有成分:存在于血浆、体液中、构成补体基本组:存在于血浆、体液中、构成补体基本组成的蛋白质。成的蛋白质。n包括参与经典激活途径的(包括参与经典激活途径的(C1q、C1r、C1s、C4、C2););n参与旁路激活途径的成分(参与旁路激活途径的成分(P、D、B因子);因子);n甘露聚糖结合凝集素激活途径的甘露聚糖结合凝集素激活途径的MBL的相关丝氨酸蛋白酶;的相关丝氨酸蛋白酶;n补体活化的共同组分补体活化的共同组分C3、C5C9。补体调节蛋白补体调节蛋白:存在于血浆中和细胞膜表面,通过调节补体激活径存在于血浆中和细胞膜表面,通过调节补体激活径中关键酶而
3、控制补体活化强度和范围的蛋白分,包中关键酶而控制补体活化强度和范围的蛋白分,包括括C1抑制物、抑制物、I因子、因子、H因子、因子、C4结合蛋白等。结合蛋白等。补体受体补体受体:存在于不同细胞膜表面、能与补体激活过程中形成存在于不同细胞膜表面、能与补体激活过程中形成的活性片段相结合、介导多种生物学效应的受体分的活性片段相结合、介导多种生物学效应的受体分子。子。CR15、C3aR、C2aR、C4aR补体系统的组成补体系统的组成补体的固有成分:补体激活级联反应的补体成分补体的固有成分:补体激活级联反应的补体成分经典途径经典途径MBL途径途径旁路途径旁路途径末端成分末端成分C1q、C1r、C1s、C4
4、、C2、C3MBL、丝氨酸蛋白酶、丝氨酸蛋白酶B因子、因子、D因子因子C5C5、C6C6、C7C7、C8C8、C9C9补体调节蛋白:包括备解素、补体调节蛋白:包括备解素、I因子、因子、C1抑制物等抑制物等补体受体:包括补体受体:包括CR1CR5、C3aR等等表表 3 3-1 1 血血清清补补体体成成分分 名名 称称 分分子子量量(kDa)血血清清浓浓度度(g/ml)460808350835020060010220 经经典典途途径径C1qC1rC1sC4C2C3185130024901210 替替代代途途径径D 因子B 因子凝凝集集素素途途径径MBP30 x 31终终端端成成分分C520470C
5、612065C712055C816055C97060 调调节节因因子子C1-INH105200C4-bp550250H150480I8835P4 x 5620二、补体系统的命名n参与补体经典途径参与补体经典途径的固有成分:的固有成分:n用用C C后加阿拉伯数字后加阿拉伯数字表示表示,按发现先后为按发现先后为C1-C9C1-C9,但其激活次,但其激活次序为序为1-4-2-3-51-4-2-3-5至至9 9。n补体系统的其他成补体系统的其他成分分:n以英文大写字母表以英文大写字母表示,如示,如B B因子、因子、D D因因子、子、P P因子、因子、H H因子因子等。等。n补体活化后的裂解片段补体活化
6、后的裂解片段:n以该成分符号后附加小写英文字母:如以该成分符号后附加小写英文字母:如C3aC3a,较小,较小者为者为a a,较大者为,较大者为b b(C2C2除外)。小片段用除外)。小片段用a a表示表示,如如C3a;C3a;大片段用大片段用b b表示表示,如如C3bC3b。n酶活性成分:符号上划一横线酶活性成分:符号上划一横线,如如C3bBbC3bBb。n灭活补体片段:符号前加灭活补体片段:符号前加i i表示,如表示,如iC3biC3b。n参与调节的成分以功能命名:如参与调节的成分以功能命名:如C1C1抑制物、抑制物、C4C4结结合蛋白等。合蛋白等。三、补体的生物合成1.90%血浆补体成分由
7、肝脏合成,2.少数在肝脏以外的器官中合成;3.D因子在脂肪体中产生;4.多种器官和细胞如肝细胞、巨噬细胞、小肠上皮细胞及脾细胞等也能合成补体成分。理化性质1.补体的化学组成,多数为补体的化学组成,多数为球球蛋白,少数几种为蛋白,少数几种为或或球蛋球蛋白,均为糖蛋白。白,均为糖蛋白。2.补体各成分中以补体各成分中以C3含量最高,含量最高,D因子含量最低。因子含量最低。3.某些补体成分性质极不稳定,某些补体成分性质极不稳定,许多理化因素等均可使补体失许多理化因素等均可使补体失活。活。4.正常生理情况下,以非活化形正常生理情况下,以非活化形式存在。式存在。5.性质不 稳 定,加 热性质不 稳 定,加
8、 热 56,30min失活。失活。第二节第二节 补体的激活补体的激活n在生理情况下,大多数血清补体成分以酶前体的形式存在,没有生物学功能,仅当补体级联酶促反应被激活后,才具有生物活性。n补体的激活过程是一系列扩大的连锁反应。n补体的激活主要由三条途径激活:n由抗原抗体复合物结合C1qC1q启动激活的途径为经典途径;n由MBLMBL结合至细菌启动激活的途径,为MBLMBL途径;n由病原微生物等提供接触表面,而从C3C3开始激活的途径称为旁路途径。生 化 级 联 反 应 I Ia Ib II IIb IIa IIIIIIa IIIb发挥生物学效应发挥生物学效应补体反应实际上是一系列酶促反应,其最终
9、结果是在靶细胞膜表面形成MACs,同时产生具有生物学活性的补体小分段。补体激活的特点补体激活的特点一、补体活化的经典途径主要由主要由C1qC1q与激活物结合后,顺与激活物结合后,顺序活化序活化C1rC1r、C1sC1s、C2C2、C4C4、C3C3,形形成成C3C3转化酶(转化酶(C4b2aC4b2a)与)与C5C5转化转化酶(酶(C4b2a3bC4b2a3b)的级联酶促反应过)的级联酶促反应过程。程。参与活化的补体成分参与活化的补体成分依次为依次为C1C1、C2C2、C4C4、C3C3,C1C1以以C1qC1q(C1rC1r)2 2(C1sC1s)2 2复合大分子形存在。复合大分子形存在。激
10、活物:激活物:与抗原结合的与抗原结合的IgMIgM、IgGIgG、C C反应蛋白、反应蛋白、LPSLPS。免疫复。免疫复合物是经典激活途径的主要激活物质。合物是经典激活途径的主要激活物质。C1C1仅与仅与IgMIgM的的CH3CH3区或区或IgG1-3IgG1-3的的CH2CH2区结合才能活化;区结合才能活化;每一个每一个C1C1分子必须同时与两个以上分子必须同时与两个以上IgIg的的FcFc段结合才能被激活。段结合才能被激活。C1qC1qr2s2 C1r C1s 40nm 抗抗 原原抗体抗体 抗抗 原原 补 体 活 化 的 经 典 途 径C1C1分子的结构与功能分子的结构与功能 C1C1由一
11、个由一个C1qC1q、两、两个个C1rC1r和两个和两个C1sC1s分子分子共同组成。一个共同组成。一个C1qC1q分分子如果同时与两个以子如果同时与两个以上的上的FcFc段结合将造成段结合将造成其构象的变化,继之其构象的变化,继之使使C1rC1r和和C1sC1s活化,启活化,启动补体活化的经典途动补体活化的经典途径。径。Fab段段Fc段段暴露的暴露的C1q结结合位点合位点IgGIgG 分 子 结 合 抗 原 前 后 的 构 象 变 化C1q 结合结合位点被屏位点被屏障障结合抗原之前结合抗原之前结合抗原之后结合抗原之后 CH1 CH2IgM CH3区,区,IgG CH2区区1.识别阶段2 2
12、活化阶段活化阶段nC1s的底物是的底物是C4、C2分子:分子:nC2与与C4b形成形成Mg2+依赖性复合物,被依赖性复合物,被C1s裂解后产生裂解后产生C2b大片段和大片段和C2a小片段。小片段。C2b与与C4b结合成结合成C4b2b复合物(即复合物(即C3转化酶转化酶)。丝氨酸蛋白酶活性存在于)。丝氨酸蛋白酶活性存在于C2b片段,其活性片段,其活性仅在与仅在与C4b结合时显示。结合时显示。n裂解裂解C3是补体活化级联反应中的是补体活化级联反应中的枢纽枢纽性步骤性步骤.C4b2b将将C3分子分子链裂解,生成链裂解,生成C3a和和C3b。新生的。新生的C3b可与可与C4b2b中中C4b结合,形成
13、结合,形成C4b2b3b(即(即C5转化酶转化酶),进入终末途径。),进入终末途径。补体攻膜单位补体攻膜单位 细胞膜表面的C3b5bC3b5b与C6C6、C7C7、C8C8依次结合形成C5b678C5b678复和物。该复和物诱发C9C9在细胞膜表面共聚,形成膜表面的通道结构MACsMACs,造成胞膜的穿孔损伤。补 体 杀 伤 寄 生 虫MACs 的效应的效应补体活化的经典途径.SWF二、旁路激活途径二、旁路激活途径n旁 路 激 活 途 径 又 称 替 代 激 活 途 径(alternative pathway)n指由B因子、D因子和备解素参与,直接由微生物或外源异物激活C3,形成C3与C5转化
14、酶,激活补体级联酶促反应的活化途径。(一)旁路途径的主要激活物:n细菌内毒素、酵母多糖、葡聚糖、凝集的IgA和IgG4等。n旁路途径可以识别自己与非己(沉积自身Cell表面迅速灭活、而微生物表面缺乏调节蛋白)n旁路途径是补体系统重要的放大机制(反馈性放大机制)(二)旁路途径活化过程:从从C3开始,天然开始,天然C3与水与水形成形成C3(H2O),与,与B因子结因子结合合。B可可被被D因子裂解因子裂解,形,形成成Ba、Bb,Bb与与C3(H2O)形形成旁路途径起始成旁路途径起始C3转化酶转化酶C3Bb。Bb具有丝氨酸蛋白酶活性,具有丝氨酸蛋白酶活性,起始起始C3转化酶转化酶不稳定,易被不稳定,易
15、被H和和I因子灭活,但其酶活足因子灭活,但其酶活足以用来以用来活化若干活化若干C3分子分子生成生成C3b。特异性切割B因子C3(H2O)B被被D因子切割因子切割 起始起始C3转化酶转化酶C3(H2O)BbC3bB被D因子切割 C3转化酶C3bBb多数C3b在液相中快速失活,少数与附近的微生物膜表面共价结合,结合自身组织细胞的可被H、I、DAF、MCP、CR1等调节蛋白降解、灭活。结合在“激活物”表面的C3b不能被有效灭活,而与B因子结合,结合的B因子被D因子裂解,释放Ba,而Bb与C3b结合,从而形成新的旁路激活途径。此过程中,备解素与Bb和C3b结合可稳定转化酶,防止其被降解。旁路途径示意图
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