普通免疫學補體

Chapter5補體系統(tǒng)Complementsystem當前1頁，總共75頁。Section1補體的組成及理化性質一、補體成分的命名二、補體組成成分及理化性質（）Section2補體的活化一、經典途徑（）

二、凝集素途徑三、替代途徑當前2頁，總共75頁。

Section3補體反應的調控及生物學效應一、血清中的補體活化調節(jié)蛋白二、細胞膜上的調節(jié)蛋白三、補體受體四、補體的生物學作用（）

當前3頁，總共75頁。第一節(jié)概述補體(complement,C)：是人和脊椎動物血清與組織液中以酶原形式存在的一組蛋白質，其主要作用是協(xié)助抗體清除抗原。調理作用激活B細胞形成攻膜復合物趨化作用和炎癥反應當前4頁，總共75頁。1890年，比利時醫(yī)生Bordet發(fā)現，Ehrlich命名,即“補充抗體活性的血清成分”。

TheNobelPrizeinPhysiologyorMedicinewasawardedtohimin1919forhisdiscoveriesrelatingtoimmunity補體：存在于新鮮血清中、不耐熱的、非專一性、能補充完成抗體作用的成分。由一系列功能蛋白組成當前5頁，總共75頁。羊抗血清+霍亂弧菌細菌裂解加熱的羊抗血清+霍亂弧菌細菌不裂解無抗體的新鮮血清細菌裂解當前6頁，總共75頁。+細菌不裂解，凝集新鮮的抗某菌的抗血清+對應細菌生理溫度細菌裂解56℃

30min對應細菌其他動物正常新鮮血清溶菌能力恢復當前7頁，總共75頁。補體，存在于新鮮血清中，能夠裂解抗體包被的細胞，這種活性可以經加熱56℃、30分而滅活(失活)。對熱不敏感的特異性抗體熱敏感的成分當前8頁，總共75頁。1907Ferrata水中透析新鮮血清，首次發(fā)現C1、C2

1912Ritz眼鏡蛇毒中C31926Gorder氨處理新鮮血清，發(fā)現C460S后，蛋白質分離技術的發(fā)展，分離純化各種成分目前，補體系統(tǒng)由30多種成分組成

當前9頁，總共75頁。一、補體系統(tǒng)的組成和命名

補體系統(tǒng)由30多種可溶性蛋白和膜蛋白組成，按功能和存在形式可分為三大類：

1、補體激活的固有成分

2、調節(jié)成分

3、補體受體當前10頁，總共75頁。二、補體組成成分及理化性質當前11頁，總共75頁。補體系統(tǒng)的命名

補體固有成分：大寫字母C加數字表示，如C1、C2、…C9,按發(fā)現的先后次序。旁路途徑成分：大寫字母加“因子”表示，如B因子、P因子等。調節(jié)因子：以功能命名：如C1抑制物。補體裂解片段：小片段稱a，大片段稱b，僅C2例外。在原名后加數字代號小寫英文字母，如C3a、C5a。酶活性片段：在片段名稱上劃一橫線表示，如C1、C3bBb。滅活片段：在片段名稱前加“i”表示，如iC3b。當前12頁，總共75頁。1、組分占血清中球蛋白總量的10%。大多為-球蛋白，少數α和γ

球蛋白。當前13頁，總共75頁。

名稱分子量

（kDa）血清濃度（mg/ml）460808350835020060010220

C1qC1rC1sC4C2C3190130024901210D因子B因子C520470C612065C712055C816055C97060

調節(jié)成分C1-INH105200C4-bp550250H因子150480I因子8835P因子22025補體系統(tǒng)的組成成分MBLMASP-1MASP-2補體受體CR1～CR5、C3aR、C5aR末端成分經典途徑途徑替代MBL途徑固有成分當前14頁，總共75頁。

補體激活后，許多成分能降解，C2、C5和B因子能降解2個片段；C4、C3則4個片段。降解片斷重新組合。C3b是參與經典途徑和替換途徑活化的重要成分。當前15頁，總共75頁。二、補體成分的理化性質1、理化特性化學組成均為糖蛋白，各成分的血清含量相對穩(wěn)定，以C3含量最高。性質不穩(wěn)定，不耐熱，56℃30分鐘即可滅活，室溫下很快失去活性。2、合成與代謝合成：肝細胞，單核/巨噬細胞，造血細胞，纖維母細胞，內皮細胞，生殖細胞，脂肪細胞，神經細胞。代謝：非?？欤獫{中補體每天約有一半更新。當前16頁，總共75頁。

補體系統(tǒng)的固有成分被激活后才能發(fā)揮各種效應。補體的激活過程是一系列酶促反應，其最終結果是在靶細胞膜表面形成攻膜復合體(MAC),同時產生具有生物學活性的補體小片段。補體的激活有三條途徑。Section2補體的活化當前17頁，總共75頁。補體活化的三條途徑經典途徑MBL途徑替代途徑C3aC3C3bC5aC5C5b+C6-C9末端反應當前18頁，總共75頁。補體三條途徑活化的激活物經典途徑激活物抗原抗體復合物替代途徑激活物脂多糖，酵母多糖MBL途徑激活物甘露糖、N乙酰葡萄糖胺當前19頁，總共75頁。一、經典活化途徑激活物：抗原抗體復合物抗體類別：IgM、IgG1、IgG2、IgG3激活過程：可分為啟動階段、活化階段和膜攻擊階段。1.啟動階段：Ag-Ab+C1q→C1q變構C1s,C1rC1酯酶Ca2+當前20頁，總共75頁。VHCH1CH2CH3CH4VLCL鉸鏈區(qū)COO–NH3+

補體結合部位（Fc）

抗原結合區(qū)（Fab）當前21頁，總共75頁。IgG分子結合抗原前后的構象變化Fab段Fc段C1q結合位點被屏障結合抗原之前CH1CH2暴露的C1q結合位點結合抗原之后IgGCH2區(qū)，IgMCH3區(qū)當前22頁，總共75頁。C1sC1qC1rC1qr2s2<40nm

抗原抗體

抗原C1分子的結構與功能C1由一個C1q、兩個C1r和2個C1s分子共同組成。一個C1q分子如果同時與兩個以上抗體的Fc段結合將造成其構象的變化，繼之使C1r和C1s活化，啟動補體活化的經典途徑。C1C1q：最大的補體成分，6個相同的亞基組成，每亞基由3條肽鏈經-S-S-連接成螺旋形結構。N端束狀，對膠原酶敏感C端（非膠原區(qū)）：隨機卷曲成球狀，C1q與Ig分子結合部位。當前23頁，總共75頁。1、識別階段

C1是啟動經典途徑的唯一識別單位

C1組成：1個C1q、2個C1s

和2個C1r

亞單位

C1q：最大的補體成分，6個相同的亞基組成，每亞基由3條肽鏈經-S-S-連接成螺旋形結構。

N端束狀，對膠原酶敏感

C端（非膠原區(qū)）：隨機卷曲成球狀，C1q與Ig分子結合部位。

Ca2+存在下，2個C1r和C1s以C1s-C1r-C1r-C1s順序連接成四聚體，纏繞在C1q

靠C端，形成完整C1分子。當前24頁，總共75頁。C1分子結構模式圖當前25頁，總共75頁。2、激活階段

包括2個相關補體酶的依次形成，即C3轉化酶（C4b2b）和C5轉化酶（

C4b2b3b）（絲蛋白酶）（釋放到液相）（釋放到液相）(Ag-IgM或Ag-IgG復合物)當前26頁，總共75頁。

絲氨酸蛋白酶是一個蛋白酶家族，它們的作用是斷裂大分子蛋白質中的肽鍵。其激活是通過活性中心一組氨基酸殘基變化實現的，它們之中一定有一個是絲氨酸。通過鄰近的氨基酸殘基鏈，絲氨酸殘基在活性中心被激活。被激活的羥基與肽鍵的碳原子發(fā)生親核反應。當前27頁，總共75頁。反應步驟①C1裂解C4：抗體C1qr2s2<40nm

抗原

抗原C4C4bC4aC1s當前28頁，總共75頁。②C3轉化酶(C4b2b)的形成C4bC2aC2C1sC4bC2b當前29頁，總共75頁。③C3轉化酶裂解C3C3C3aC3bC3轉化酶C4bC2b當前30頁，總共75頁。④C5轉化酶(C4b2b3b)降解C5C5C5bC5aC4bC2bC3b當前31頁，總共75頁。經典途徑前期階段當前32頁，總共75頁。3、膜攻擊階段膜攻擊復合物（membraneattackcomplex，MAC）形成，從C5裂解開始,C5b+C6+C7+C8+C9=MAC

C5C5b*C6C5b6C7C5b67*C8C5b678C5b6789（多聚9）

C5：α、鏈，α鏈N端降解，C5a具過敏毒素活性

C5b不太穩(wěn)定，為C6、C7的受體。

C6和C7：單鏈蛋白。C6與C5結合，再與C7結合，形成與膜緊密聯系的穩(wěn)定復合物。C5aC5轉化酶*:酶原當前33頁，總共75頁。C8：α、和γ異源三聚體，α與γ以-S-S-相連，鏈以非共價鍵連接。

C5b與C8結合，C8α-γ

再與C8結合，其中γ鏈插入到細胞脂質膜中。開始形成穿膜孔道。

C9：單鏈，C8促進因子，與C8α

鏈結合，從而啟動C9的聚合反應，C5b678上聚合4個C9分子時，足使微生物和一些真核細胞溶胞。C9呈環(huán)形聚合達12~16個分子，為穿孔結構。

溶膜復合物僅在靶細胞上形成，液相中，C5b67會與抑制物S蛋白結合，使C5b6789成為只有單個C9復合物當前34頁，總共75頁。補體激活的后期階段當前35頁，總共75頁。MAC的效應被補體殺傷的寄生蟲未被補體殺傷的寄生蟲當前36頁，總共75頁。二、替代途徑（alternativepathway）

途徑的活化不必經過C1、C4、C2,從C3開始，有B、D、H、I及P因子參與特點：

a，非特異性的，無須抗原-抗體復合物激活；

b，具有利用C3b的正反饋調節(jié)。C3b既為C3的裂解產物，又是C3轉化酶（C3bBb）的組成成分；

c，必須提供一個吸附或結合C3b的載體表面液相中C3b很容易被水解、滅活。活化物質：

a，各種多糖，尤菌多糖（酵母聚糖、肽聚糖、磷壁酸、G-菌脂多糖等）

b，細菌、真菌

c，IgA，IgG4等當前37頁，總共75頁。1、啟動階段C3轉化酶(C3bBb)的形成：生理條件下，少量C3的內硫酯鍵受水的親核攻擊水化而成可自發(fā)水解產生C3b，C3b可與B因子結合，在D因子作用下形成C3bBb(即C3轉化酶)，但不穩(wěn)定，很快就被血清中的I因子和H因子滅活。

起始于C3b（來自經典途徑）或C3(H2O)當前38頁，總共75頁。C3b的鈍化（C3b鈍化因子）（C3轉化酶）（C3轉化酶）（C5轉化酶）當C3b結合在有激活物質存在的表面時（液相）（液相）當前39頁，總共75頁。

當C3bBb與P因子結合，水解后，形成pC3bBb（穩(wěn)定的固相C3轉化酶）或pC3（H2O）Bb（穩(wěn)定的液相C3轉化酶）。

B因子：單鏈，C3有同源性，保護C3b。酶原，C端肽段具催化活性。Bb片段表現絲蛋白酶活性

D因子：絲蛋白酶，為B因子轉化酶，水解被結合的B因子C3bBb、C3（H2O）Bb不穩(wěn)定，易失活。當前40頁，總共75頁。P因子：備解素（properdin），4個相同的亞基組成

血清中存在活化和非活化2種構象，穩(wěn)定C3轉化酶作用C3轉化酶裂解C3，形成C3bBb3b復合物（C5轉化酶）2、膜攻擊階段同“經典途徑”當前41頁，總共75頁。C3轉化酶C3bBb的形成補體活化表面

B

C3bP因子

C3b

C3b

Bb

BC3bP因子(備解素)：連接到C3bBb，并對其起穩(wěn)定作用旁路途徑B當前42頁，總共75頁。C3的裂解LPSC3bBbC3aC3轉化酶C3C3b旁路途徑當前43頁，總共75頁。C3bBb裂解C3，產生更多的C3b，與C3bBb結合形成C3bBb3b(即C5轉化酶)，C5轉化酶裂解C5進入末端反應LPSC3bBbC3轉化酶C3bC5C5bC5aC32、激活階段—形成C5轉化酶(C3bBb3b)末端反應當前44頁，總共75頁。（替代途徑）（B因子轉化酶）C3bBb3bC3b與有激活物質的外源細胞表面結合之后再與保護活化因子B結合當前45頁，總共75頁。三、凝集素途徑（mannan-bindinglectin，MBL）起始于一種血清凝集素——甘露聚糖結合凝集素，又稱甘露聚糖結合蛋白（mannan-bindingprotein，MBP）。MBL與C1q同屬于結構相關的膠凝素家族（collectinfamily）成員，其結構類似C1q，呈花蕊狀當前46頁，總共75頁。病原體急性期反應機體MBL甘露糖殘基MASPMASP（MBL相關的絲蛋白酶）當前47頁，總共75頁。激活階段：

MBL與細菌或病毒表面含甘露糖的蛋白結合后，活化MASP.MASP表現絲蛋白酶活性，其作用與C1s相似，使C4、C2成分活化，形成C3轉化酶。

MBL途徑的活化是非特異性的。當前48頁，總共75頁。凝集素途徑（細菌或病毒表面含有甘露糖的蛋白）當前49頁，總共75頁。三條途徑比較三條途徑的后期歸為一條相同的C5b～C9的溶膜復合物形成的途徑C3b與有激活物質的外源細胞表面結合之后當前50頁，總共75頁。啟動擴增效應經典途徑MBL途徑替代途徑（C3轉化酶）（C3、C5轉化酶）（MAC）共同終末反應級聯放大裂解效應調控補體活化的三條途徑當前51頁，總共75頁。Section3補體反應的調控及生物學效應調控：補體系統(tǒng)的活化過程是快速放大的級聯反應，產生的補體裂解片段對機體具有雙重作用。免疫保護病理損傷因此補體的活化過程需要機體嚴密的控制，已知至少有12種蛋白參與補體活化的調節(jié)。當前52頁，總共75頁。（一）補體成分的自身衰變調節(jié)C3b、C4b、C5b、C3轉化酶和C5轉化酶不穩(wěn)定，容易衰變失活。當前53頁，總共75頁。（二）調節(jié)因子的作用調節(jié)因子結合物作用C1抑制物C1與C1結合，使后者失去脂酶活性C4結合蛋白C4與C4結合，阻礙C4b與C2b結合，抑制C42形成I因子C3b裂解C3b，抑制C4b2b3b（C5轉化酶）形成H因子C3b滅活C3b，促進I因子作用S蛋白C567干擾C567與細胞膜結合C8結合蛋白C8阻礙C5678中的C8與C9結合膜輔助因子蛋白（MCP）C4b/C3b促進I因子裂解C4b，C3b促衰變因子（DAF）B因子C3轉化酶阻礙B因子與C3b結合促使C3轉化酶衰變當前54頁，總共75頁。一、血清中的補體活化調節(jié)蛋白

——初步鈍化或抑制補體的作用1、C1抑制因子（C1inhibitor，C1INH）絲蛋白酶抑制劑家族成員，與C1r、C1s結合，阻止C1r、C1s與C4、C2的結合血液中，C1大多于C1INH結合，阻止了C1的構象變化。C1與抗原-抗體結合后，釋放C1抑制因子。當前55頁，總共75頁。C1INH的調節(jié)作用當前56頁，總共75頁。2、S-蛋白（溶膜復合物抑制因子）單鏈糖蛋白，與C5b67復合物結合以阻止其與細胞表面結合液相中，S蛋白與C5b67結合C8、C9，阻止C9聚合當前57頁，總共75頁。S蛋白的調節(jié)作用當前58頁，總共75頁。3、I因子（C3b抑制因子）絲氨酸酯酶活性，鈍化C3b、C4b，降解其α鏈。C3bC4biC3b

C4b、C4dC5轉化酶C3轉化酶

作用條件：需因子H，MCP以及補體受體（CR1）輔助當前59頁，總共75頁。I因子的調節(jié)作用當前60頁，總共75頁。4、H因子

I因子的加速因子，主在替代途徑中，作用于含C3b的轉化酶。

1）與C3b結合，阻止B因子與之結合

2）加速I因子降解C3b的α鏈

3）CR1和可溶性H因子可使Bb從C3bBb上脫落當前61頁，總共75頁。H和I因子降解C3b當前62頁，總共75頁。5、C4bp（C4b結合蛋白）

高分子糖蛋白，可結合C4b，阻止C4b2b形成，也可使已形成C4b2b迅速降解。

I因子的配基，促進I因子對C4b的水解二、細胞膜上的調節(jié)蛋白

1、膜輔助蛋白（membranecofactorprotein，MCP）存在于白細胞、淋巴細胞等細胞膜上的整合蛋白上

I因子的協(xié)同因子，輔助C4b、C3b裂解

當前63頁，總共75頁。2、衰變加速因子（decayacceleratingfactor，DAF）跨膜糖蛋白，存在外周血細胞、內皮細胞和各種黏膜上皮細胞上。與C2b競爭結合C4b，或解離C4b2b

通過CR1、H因子共同作用當前64頁，總共75頁。DAF的調節(jié)作用當前65頁，總共75頁。3、同源限制因子（homologousrestrictionfactor，HRF）C8連接蛋白（C8bp）阻礙C9與C8的結合4、溶膜抑制劑CD59——膜上裂解活性抑制因子（membraneinhibitorofreactivelysis，CD59MIRL）廣泛存在各種類細胞上，阻遏C7、C8與C5b6結合HRF，表現同源限制特性當前66頁，總共75頁。C1INH、C4bp、I、H等因子的調節(jié)作用C1抑制因子當前67頁，總共75頁。C3b的鈍化（C3b鈍化因子）（C3轉化酶）（C3轉化酶）（C5轉化酶）當C3b結合在有激活物質存在的表面時