补体系统的经典途径

补体系统由大量被称为补体的热不稳定血浆蛋白之间的级联相互作用构成。这些蛋白质在血浆中不活跃地循环,并在分裂成肽片段时发挥作用。补体系统的激活通过三种不同的途径发生:经典途径、甘露糖结合凝集素(MBL)途径和替代途径。

补体系统的经典通路
补体系统的经典通路

补体系统的经典途径是什么?

补体系统的经典途径是通过形成抗原-抗体复合物(免疫复合物)来激活的。其他活化剂包括凋亡细胞,c反应蛋白,细菌多糖和核酸,以独立于抗体的方式触发经典通路。的补充蛋白质在这个途径从1到9的数字命名(C1到C9),每个都有自己的亚单位。这些蛋白质中所有较大的亚基被称为“b”,较小的亚基被称为“a”,而蛋白质C2的情况则相反(C2a是较大的片段,C2b是较小的片段)。

补体系统经典通路的步骤/机制/过程

经典通路开始于免疫复合物与C1复合物结合。该路径以如下描述的方式继续:

  1. 抗原-抗体复合物的形成诱导了抗体Fc部分的构象变化,暴露了C1的结合位点组成部分的补充.C1蛋白是一种大分子复合体,具有以下亚基:

1个C1q 2个C1r 2个C1s

C1q有6个亚基,每个亚基由3条同源链(A、B、C)组成,其尾部延伸形成6个球状头。每个球状头都是抗体Fc的结合位点。

图:C1Q的结构。图片来源:Lubna Kouser等人2015

C1q球状头必须与抗体的至少两个Fc位点结合,以维持稳定的c1 -抗体相互作用。抗原结合IgM的构象发生变化,至少暴露出C1q的三个结合位点,而IgG只有一个C1q的结合位点。

  1. 当C1q通过其球状头部与抗体结合时,C1r原酶发生构象变化。激活的C1r现在切割C1s激活C1s丝氨酸蛋白酶。
  1. 被激活的c1倾向于通过裂解来激活另一种成分C4。结合的C1s与C4裂解形成C4b, C4b共价结合在细菌表面膜上。
补体系统的经典途径步骤
图:补体系统步骤的经典路径
  1. C4b结合C2,从而暴露于C1s的裂解,形成C4b2a酶复合体。这种酶复合物被称为C3转化酶,催化补体途径的中心反应。这种酶在病原体表面沉积大量的C3b分子。
  1. 这种膜结合酶复合物C4b2a3b被称为C5转化酶。这个酶反过来,把C5裂解成C5a和C5b。
  1. 然后C5b触发膜攻击复合物(MAC)的形成,即C5b-9。C5b与C6结合,C6和C7结合形成复合物C5b-6-7,该复合物是C8和C9的受体。聚合后,最终形成MAC络合物。
图:膜攻击复合物(MAC)。图片来源:Fabiana A. Andrade等人,2017

经典途径的抑制剂

补体系统必须得到控制,以防止有害的宿主细胞攻击。宿主组织中的抑制剂以可溶性或膜结合形式存在。衰变加速活性(DAA)和因子I辅助因子活性(CA)是加速C3转化酶解离和因子I介导的C3b-C4b裂解而不能重整C3转化酶的两种主要调控机制。

一些补体抑制剂包括:

1.可溶性监管机构:

  • C1- inhibitor (C1- inh): C1被血浆丝氨酸蛋白酶抑制,属于丝氨酸超家族,又称C1酯酶抑制剂。
  • 因子I:裂解C3b和C4b,阻断C3和C5转化酶的形成。
  • 其他:C4bp,羧肽酶N, H因子

2.膜结合蛋白:

  • CD35(补体受体1或CR1):在人体内,它存在于抗原提呈细胞、红细胞等上。它加速C3/C5转化酶的衰变。在C3b和C4b的降解过程中,它也是因子I的辅助因子。
  • CD46(膜辅因子蛋白或MCP):它在C3b和C4b的降解中作为因子I的辅因子。
  • CD55(衰变加速因子或DAF):它抑制并加速C3转化酶的衰变。
  • CD59 (protectin):它通过抑制C9插入C5b-8复合物,从而阻止MAC组装,从而在末端步骤抑制通路。
  • 其他:CrrY

补体系统经典通路的意义/应用

  1. 该途径在核碎片的调理和清除中起着关键作用。细菌和病毒在C3b存在时容易被吞噬,因为吞噬细胞表面有大量的C3b受体。
  2. 小片段C4a、3a和C5a是重要的炎症介质,而C2a是血管活性激肽的前体。
  3. 膜攻复合体形成一个孔或跨膜通道,允许离子在细胞和外部环境之间自由交换。离子的快速涌入增加了细胞内的渗透压,最终导致细胞破裂。
  4. 自身抗体也可以触发这一途径,导致溶血性贫血、重症肌无力和大疱性类天疱疮等疾病。

参考文献

  1. 补充| NEJM
  2. Owen JA等人(2013)。《库比免疫学》第七版。w•h•弗里曼公司。纽约
  3. 补充系统和先天免疫免疫生物学- NCBI书架(nih.gov)
  4. 补体系统:历史、途径、级联和抑制剂(nih.gov)

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