第05章 補(bǔ)體課件

第5章補(bǔ)體系統(tǒng)

(complementsystem)1第05章補(bǔ)體主要授課內(nèi)容§1.概述（Introduction）§2.補(bǔ)體的激活**§3.補(bǔ)體活化的調(diào)控§4.補(bǔ)體的生物學(xué)作用*小結(jié)（summary）2第05章補(bǔ)體掌握補(bǔ)體的概念，了解補(bǔ)體系統(tǒng)的基本成份及命名，掌握補(bǔ)體系統(tǒng)的激活（經(jīng)典激活途徑、旁路激活途徑、MBP途徑、三條途徑的比較），了解補(bǔ)體激活過(guò)程的調(diào)節(jié)（液相中滅活物質(zhì)或抑制因子的作用、膜結(jié)合性調(diào)節(jié)分子的作用），了解補(bǔ)體的受體，掌握補(bǔ)體的生物學(xué)活性。了解血清補(bǔ)體水平與疾病的關(guān)系。3第05章補(bǔ)體§1.概述(introduction)JBordet4第05章補(bǔ)體

1894年Bordet發(fā)現(xiàn)免疫動(dòng)物的新鮮血清具有溶解活性56℃，30min滅活補(bǔ)體的發(fā)現(xiàn)5第05章補(bǔ)體羊抗血清+霍亂弧菌細(xì)菌裂解加熱的羊抗血清+霍亂弧菌細(xì)菌裂解destroyed無(wú)抗體的新鮮血清+restored細(xì)菌裂解unable6第05章補(bǔ)體補(bǔ)體，存在于新鮮血清中，能夠裂解抗體包被的細(xì)胞（antibody(Ab)-coatedcells）。這種活性可以經(jīng)加熱56度，30分而滅活(失活)對(duì)熱不敏感的特異性抗體熱敏感的成分PaulEhrlich

將其命名為補(bǔ)體（complement）,即補(bǔ)充抗體活性的血清成分.”7第05章補(bǔ)體中和毒素溶解細(xì)菌細(xì)菌正常血清加熱血清中和毒素不溶解細(xì)菌動(dòng)物血清8第05章補(bǔ)體補(bǔ)體的定義

新鮮血清與組織液中一組不耐熱成分,可輔助抗體介導(dǎo)的溶菌作用，是抗體發(fā)揮溶細(xì)菌作用的必要補(bǔ)充條件。9第05章補(bǔ)體一、補(bǔ)體系統(tǒng)的組成１.補(bǔ)體固有成分２.調(diào)節(jié)蛋白３.補(bǔ)體受體10第05章補(bǔ)體1.補(bǔ)體固有成分：(1)經(jīng)典激活途徑：C1、C4、C2(2)MBL激活途徑：

MBL，MASP,C2,C4(3)旁路激活途徑：P、D、B因子(4)共同成分：C3、C5～C911第05章補(bǔ)體2.調(diào)節(jié)成分：（1）體液：C1抑制物、I因子H因子、C4bp、S蛋白12第05章補(bǔ)體（2）膜調(diào)節(jié)因子：膜輔助蛋白（MCP）衰變加速因子（DAF）同源限制因子（HRF）膜反應(yīng)溶解抑制物13第05章補(bǔ)體3.補(bǔ)體受體：

CR1～5、C3aR、C5aR、C1qR14第05章補(bǔ)體

名

稱(chēng)分子量

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

經(jīng)典途徑C1qC1rC1sC4C2C3185130024901210替代途徑D因子B因子凝集素途徑MBP30x31終端成分C520470C612065C712055C816055C97060

調(diào)節(jié)因子C1-INH105200C4-bp550250H150480I8835P4x5620血清補(bǔ)體成分15第05章補(bǔ)體二、補(bǔ)體的理化性質(zhì)1.補(bǔ)體的固有成分為糖蛋白，大多為β球蛋白2.人體肝細(xì)胞和巨噬細(xì)胞是主要合成細(xì)胞3.補(bǔ)體滅活：經(jīng)56℃，30min處理，失去活性16第05章補(bǔ)體三、補(bǔ)體的命名

COMPLEMENTNOMENCLATURE1.“C”-補(bǔ)體的11種蛋白(C1,C2,etc.)2.

Factor-一些替代途徑的成分(factorB)3.Overbar

-表示具有酶活性的蛋白活復(fù)合物（C4b2b）4.Lowercaseletters-表示蛋白酶裂解的片段(C3aorC5a)5.“R”-補(bǔ)體的受體(CR1orC5aR)17第05章補(bǔ)體§2.補(bǔ)體的激活補(bǔ)體激活的途徑18第05章補(bǔ)體經(jīng)典MBL旁路激活物識(shí)別階段C3和

C5轉(zhuǎn)化酶形成激活C5溶解和攻擊活化階段末端效應(yīng)階段19第05章補(bǔ)體補(bǔ)體激活的途徑

ComplementActivation經(jīng)典途徑——抗原抗體復(fù)合物ClassicalPathway-Ag-AbComplexes甘露糖結(jié)合蛋白途徑——甘露糖、N乙酰葡萄糖胺Mannan-BindingProteinPathway-Mannose,N-acetylglucosamine替代途徑——LPS，脂多糖AlternativePathway-LPS,lipopolysaccharides20第05章補(bǔ)體一、補(bǔ)體活化的經(jīng)典途徑(Classicalpathway)1.識(shí)別階段2.活化階段3.末端效應(yīng)階段21第05章補(bǔ)體IgG分子結(jié)合抗原前后的構(gòu)象變化Fab段Fc段C1q結(jié)合位點(diǎn)被屏障結(jié)合抗原之前

CH1

CH2暴露的C1q結(jié)合位點(diǎn)結(jié)合抗原之后IgMCH3區(qū)，IgGCH2區(qū)22第05章補(bǔ)體補(bǔ)體活化的經(jīng)典途徑

C1sC1q

C1rC1qr2s2

<40nm

抗原抗體

抗原C1分子的結(jié)構(gòu)與功能C1由一個(gè)C1q、兩個(gè)C1r和個(gè)C1s分子的共同組成。一個(gè)C1q分子如果同時(shí)與兩個(gè)以上抗體的Fc段結(jié)合將造成其構(gòu)象的變化，繼之使C1r和C1s活化，啟動(dòng)補(bǔ)體活化的經(jīng)典途徑。C123第05章補(bǔ)體1、識(shí)別階段(C1與Ag+Ab結(jié)合)

C1qC1rC1s（C1）24第05章補(bǔ)體圖5-3

C1分子（C1q、C1r和C1s）的結(jié)構(gòu)（示意圖）25第05章補(bǔ)體26第05章補(bǔ)體Ca++C1rC1sC1q

C4C4abClassicalPathway

GenerationofC3-convertase27第05章補(bǔ)體經(jīng)典途徑

C3轉(zhuǎn)化酶形成

C4bMg++C4aCa++C1rC1sC1q

C2C2bC2abC4b2b是C3轉(zhuǎn)化酶28第05章補(bǔ)體經(jīng)典途徑C5轉(zhuǎn)化酶形成C4bMg++C4aCa++C1rC1sC1q

C2aC2bC3

C3abC4b2b3b是C5轉(zhuǎn)化酶29第05章補(bǔ)體30第05章補(bǔ)體C1,C4,C2Ab+AgC3轉(zhuǎn)化酶C3,C5轉(zhuǎn)化酶C5,C6,C7,C8,C9MAC膜攻擊31第05章補(bǔ)體二、補(bǔ)體活化的MBP途徑Thepathwayisactivatedbythebindingofmannose-bindinglectin,MBL,(alsocalledmannose-bindingprotein,MBP)tomannoseresiduesonglycoproteinsorcarbonhydratesonthesurfaceofthemicroorganisms**Independentontheantibody**themechanismismorelikethatoftheclassicalpathway?甘露糖結(jié)合凝集素MBL（mannose-bindinglectin（Protein）,也叫甘露糖連接蛋白MBP

）與微生物表面的糖蛋白的甘露糖殘基或糖結(jié)合，則激活補(bǔ)體的MBP途徑。32第05章補(bǔ)體

C1sMBPC1qThefunctionandstructureofMBParesimilartothethatofC1qinthecomplementpathway.MBP的功能和結(jié)構(gòu)在補(bǔ)體激活的途徑上與C1q相似。CleavageandactivationofC4.裂解和激活C433第05章補(bǔ)體二、補(bǔ)體活化的MBL途徑MBL+病原體甘露糖殘基絲氨酸蛋白酶C4C2MASPC4a+C4bC2a+C2bC4b2b（C3轉(zhuǎn)化酶）MASP（MBL-associatedserineprotease,MBL相關(guān)的絲氨酸蛋白酶）…...34第05章補(bǔ)體甘露糖苷MBPC4C4a+C4bC2C2a+C2bC4b2b（C3轉(zhuǎn)化酶）+MASPMASPMBP甘露糖苷MBP途徑MASP：MBP-associatedserineprotease

（MBP相關(guān)的絲氨酸蛋白酶）35第05章補(bǔ)體36第05章補(bǔ)體三、旁路途徑

（alternativepathway）1.激活物質(zhì)細(xì)菌內(nèi)毒素、酵母多糖、葡聚糖、凝集的IgA和IgG4等2.旁路途徑可以識(shí)別自己與非己3.旁路途徑是補(bǔ)體系統(tǒng)重要的放大機(jī)制37第05章補(bǔ)體圖5-6

C3分子的結(jié)構(gòu)（模式圖）38第05章補(bǔ)體C3自發(fā)激活C3H2OBDC3C3abC3轉(zhuǎn)化酶形成ThisC3bmoleculehasaveryshorthalflifeb39第05章補(bǔ)體Ba:33KDaⅢⅠⅡBb:63KDa酶活性位點(diǎn)CD因子圖5-12

B因子的結(jié)構(gòu)（模式圖）注Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ為3個(gè)SCRSCRSPMFIM模件40第05章補(bǔ)體BDbC3bC3轉(zhuǎn)化酶C3-activation

theamplificationloopC3C3abC3激活的放大循環(huán)P41第05章補(bǔ)體C3aC3aBbC3bnBbBbC3aC5轉(zhuǎn)化酶C3bC3b42第05章補(bǔ)體替代途徑的C3轉(zhuǎn)化酶為C3bBb、C5轉(zhuǎn)化酶為C3bnBb（n≥2），其余與經(jīng)典途徑相同。43第05章補(bǔ)體圖5-9

C5分子的結(jié)構(gòu)（模式圖）44第05章補(bǔ)體45第05章補(bǔ)體46第05章補(bǔ)體47第05章補(bǔ)體C5轉(zhuǎn)化酶形成，溶解途徑開(kāi)始至膜攻擊復(fù)合體（membraneattackcomplex,MAC）形成，導(dǎo)致細(xì)胞膜裂解四、補(bǔ)體活化的共同終末效應(yīng)48第05章補(bǔ)體

補(bǔ)體活化的終末途徑三條途徑C5轉(zhuǎn)化酶C5C5a+C5bFormationofMembrane-AttackComplex形成膜攻擊復(fù)合物（MAC）49第05章補(bǔ)體Lyticpathway

C5-activationC3b

C2bC4bC5bC5a

50第05章補(bǔ)體MAC組裝C5b

C6C751第05章補(bǔ)體MAC插入細(xì)胞膜C5b

C6C7C8

C9C9C9C9C9C9C9C9C9MAC52第05章補(bǔ)體53第05章補(bǔ)體MACs

造成的細(xì)胞膜損傷

C5bC9多聚體C5b+C6+C7+C8+C9=MACs補(bǔ)體膜攻擊單位結(jié)構(gòu)

C7C6C854第05章補(bǔ)體MAC對(duì)細(xì)胞膜的溶解圖MAC55第05章補(bǔ)體補(bǔ)體攻膜單位細(xì)胞膜表面的C3b5b與C6、C7、C8依次結(jié)合形成C5b678復(fù)和物。該復(fù)合物誘發(fā)C9在細(xì)胞膜表面共聚，形成膜表面的通道結(jié)構(gòu)MACs，造成胞膜的穿孔損傷。70~100A°56第05章補(bǔ)體57第05章補(bǔ)體經(jīng)典途徑MBP途徑替代途徑抗原-抗體C1qr2s2C1qr2s2C4C4bC4aC4b2bC4b2b3bC2C2b微生物表面成分C3C3bC3aFactorDBBaC3bBbC3bBb3bC5C5bC5a(C3轉(zhuǎn)化酶)(C5轉(zhuǎn)化酶)C6C7C8C9MACMBLMASP微生物細(xì)胞壁成分活化的C1類(lèi)似物C3C3bC3aC3a58第05章補(bǔ)體三種途徑的比較經(jīng)典途徑MBP途徑旁路途徑參與的C1~C9C2~C9C3,C5~C9,B因子,補(bǔ)體部分D因子,P因子所需離子Ca2+,Mg2+Ca2+,Mg2+Mg2+C3轉(zhuǎn)化酶C4b2bC4b2bC3bBb作用參與特異性體液免疫的應(yīng)答階段參與非特異性免疫感染早期發(fā)揮作用參與非特異性免疫在感染早期發(fā)揮作用激活物質(zhì)Ag-Ab復(fù)合物MBP,CRPLPS,凝集素,抗體C5轉(zhuǎn)化酶C4b2b3bC4b2b3bC3bBb3b激活蛋白酶C1sMASPD因子59第05章補(bǔ)體補(bǔ)體系統(tǒng)在抗感染中的作用時(shí)相途徑時(shí)相旁路途徑即刻MBL途徑早期急性炎癥反應(yīng)經(jīng)典途徑適應(yīng)性免疫60第05章補(bǔ)體補(bǔ)體三條激活途徑比較項(xiàng)目經(jīng)典MBL旁路激活物Ag+Ab甘露糖LPS參與成分C1～C9MBL,MASPC2～9C3,C5～9,B,D,P因子C3轉(zhuǎn)化酶C4b2bC4b2bC3bBbC5轉(zhuǎn)化酶C4b2b3bC4b2b3bC3bnBb抗感染輔助Ab早期早期61第05章補(bǔ)體思考題：試比較三條補(bǔ)體激活途徑的異同點(diǎn)試述補(bǔ)體系統(tǒng)在機(jī)體抗感染過(guò)程中所發(fā)揮的作用62第05章補(bǔ)體第三節(jié)補(bǔ)體活化的調(diào)節(jié)補(bǔ)體激活過(guò)程中的一些中間產(chǎn)物極不穩(wěn)定，成為級(jí)聯(lián)反應(yīng)的重要自限因素。

一、補(bǔ)體的自身調(diào)控63第05章補(bǔ)體64第05章補(bǔ)體1.C1抑制物

（一）經(jīng)典途徑的調(diào)節(jié)二、補(bǔ)體調(diào)節(jié)因子的作用65第05章補(bǔ)體Ca++C1rC1sC1q

C4C4abC1抑制物的作用

C2b66第05章補(bǔ)體2.抑制經(jīng)典途徑C3轉(zhuǎn)化酶的形成C4bp與CR1、I因子、MCP、DAF（一）經(jīng)典途徑的調(diào)節(jié)67第05章補(bǔ)體C4bC2b抑制經(jīng)典途徑C3轉(zhuǎn)化酶形成C4bpCR1DAF競(jìng)爭(zhēng)性結(jié)合68第05章補(bǔ)體C4b抑制經(jīng)典途徑C3轉(zhuǎn)化酶形成I因子C4dC4cMCP增強(qiáng)69第05章補(bǔ)體（二）旁路途徑的調(diào)節(jié)抑制C3轉(zhuǎn)化酶的組裝和形成、促進(jìn)C3轉(zhuǎn)化酶的解離對(duì)旁路途徑的正性調(diào)節(jié)作用70第05章補(bǔ)體對(duì)旁路途徑C3轉(zhuǎn)化酶的調(diào)節(jié)物名稱(chēng)作用機(jī)制效應(yīng)H因子與B競(jìng)爭(zhēng)結(jié)合-I因子滅活C3b-CR1,DAF促Bb從C3bBb解離與B因子競(jìng)爭(zhēng)-P因子增強(qiáng)C3bBb功能+71第05章補(bǔ)體Controlofspontaneous

C3activationviaDAFC3bDAFpreventsthebindingoffactorBtoC3bBAutologouscellmembraneDAFCR172第05章補(bǔ)體DAF,CR1對(duì)C3激活的調(diào)節(jié)DAF,CR1

將C3b和Bb解離BbbC3bAutologouscellmembraneDAFCR1Bb73第05章補(bǔ)體DAF(CD55)DAF是Nicholson-Weller等（1981）用正丁醇提取后，再以層析法從人和豚鼠紅細(xì)胞基質(zhì)中純化的一種膜蛋白。因其具有促進(jìn)C3轉(zhuǎn)化酶衷變的活性故名。經(jīng)在還原條件下做SDS并以過(guò)碘酸-Schiff試劑染色表明，純化的DAF為單鏈膜糖蛋白。人和豚鼠的DAF分了量不同分別為70kDa和60kDa?，F(xiàn)已按白細(xì)胞分化抗原將其歸為CD55。Davitz等（1986）通過(guò)用磷脂酰肌醇（PI）特異性的磷脂酶C（PI-PLC）處理人外周血細(xì)胞可釋放DAF的事實(shí)探明，DAF是經(jīng)糖磷脂酰肌醇（glycosylphodphatidylinositol,GPI）錨而固定于細(xì)胞膜中的。74第05章補(bǔ)體抑制MAC的形成C8bp、CD59阻止末端補(bǔ)體成分插入細(xì)胞脂質(zhì)雙層膜S蛋白調(diào)節(jié)MAC的溶細(xì)胞能力SP40/40（三）MAC形成的調(diào)節(jié)75第05章補(bǔ)體HRF抑制MAC形成C5b

C6C7C8C9C9C9C9MACHRF76第05章補(bǔ)體（四）MCP，DAF,HRF的意義正常組織細(xì)胞表達(dá)三種分子77第05章補(bǔ)體病原體表面無(wú)三種分子C5b

C6C7C8

C9C9C9C9C9C9C9C9C9MAC78第05章補(bǔ)體表5-2補(bǔ)體調(diào)節(jié)分子的特性及生物學(xué)活性調(diào)節(jié)分子分子量血清濃度作用的分子生物學(xué)活性C1INH104200C1r,C1s與C1r和C1s共價(jià)結(jié)合使C1失活；

（serpin）

與C1結(jié)合阻止其自發(fā)激活：抑制激肽釋放酶、纖溶酶及凝血因子Ⅻa、ⅪaC4bp550（12個(gè)SCR）250C4b抑制CP中的C3轉(zhuǎn)化酶形成；加速CP中的C3、C5轉(zhuǎn)化酶衰變；作為I因子裂解C4b的輔助因子H因子155（20個(gè)SCR）480C3b作為I因子裂解C3b的輔助因子；加速AP中的C3轉(zhuǎn)化酶衰變I因子8835C4b,C3b在輔助因子協(xié)同下，裂解C4b和C3bAI31（羧肽酶N）35C3a,C4a，C5a水解C末端精氨酸殘基，滅活過(guò)敏毒素S蛋白83（Vitronectin）505C5b～7與C5b～7結(jié)合形成SC5b～7，使之失去膜結(jié)合活性SP40/4080（異二聚體）50C5b～9調(diào)控MAC的組裝；保護(hù)精子活性79第05章補(bǔ)體表5-2補(bǔ)體調(diào)節(jié)分子的特性及生物學(xué)活性調(diào)節(jié)分子分子量血清濃度作用分子生物學(xué)活性MCP（CD46）40～70（4個(gè)SCR，GPI錨）除紅細(xì)胞外的血細(xì)胞、上皮細(xì)胞、內(nèi)皮細(xì)胞C3b,C3b作為I因子裂解C3b和C4b的輔助因子DAF（CD55）70（4個(gè)SCR，GPI錨）絕大多數(shù)血細(xì)胞、內(nèi)皮細(xì)胞、粘膜上皮細(xì)胞C4b2a,C3bBb抑制C3轉(zhuǎn)酶形成促進(jìn)CP和AP中的C3轉(zhuǎn)化酶衰變HRF（C8bp）65（GPI錨）紅細(xì)胞、PMN、單核細(xì)胞、淋巴細(xì)胞、血小板C8、C9抑制C9與C8結(jié)合及C9聚合；阻止MAC插入自身細(xì)胞膜CD59（MIRL）18～20（GPI錨）紅細(xì)胞、PMN、淋巴細(xì)胞、血小板C7，C8，C9通過(guò)與C7、C8或C9結(jié)合而阻止MAC的組裝，防止MAC溶解同種或自身細(xì)胞80第05章補(bǔ)體第四節(jié)補(bǔ)體的生物學(xué)作用一、