1、,LOGO,第五章 補(bǔ)體,2014-4-2,前情回顧, 掌握抗體和免疫球蛋白的概念，抗體的結(jié)構(gòu)及其,功能, 熟悉各類抗體的特性與功能，抗體的水解片段 了解抗體的異質(zhì)性，人工制備抗體,本章重點(diǎn)內(nèi)容, 掌握補(bǔ)體的概念、補(bǔ)體系統(tǒng)的組成、補(bǔ)體的激活,途徑, 熟悉補(bǔ)體系統(tǒng)的調(diào)節(jié)、補(bǔ)體的生物學(xué)意義,補(bǔ)體的發(fā)現(xiàn)(防御素), ,1894年Bordet發(fā)現(xiàn) 新鮮免疫血清具有溶菌 、溶細(xì)胞活性 。 Bordet于1919年獲 Nobel Prize,Jules Bordet (1870 1961),一、補(bǔ)體的發(fā)現(xiàn),一、補(bǔ)體的發(fā)現(xiàn),二、補(bǔ)體的概念, 補(bǔ)體(Complement, C) 是人和脊椎動物體內(nèi)正常存在的一

2、 組被激活后具有酶活性的參與免疫效應(yīng)的蛋白質(zhì), 包括30 多種成分, 故稱補(bǔ)體系統(tǒng)。,補(bǔ)體系統(tǒng),由血漿補(bǔ)體成分、可溶性和膜型補(bǔ)體調(diào)節(jié)蛋 白、補(bǔ)體受體等30余種糖蛋白組成，是一個具有 精密調(diào)控機(jī)制的蛋白質(zhì)反應(yīng)系統(tǒng)。該系統(tǒng)可通過3 條既相對獨(dú)立又相互聯(lián)系的途徑被激活，從而發(fā) 揮調(diào)理吞噬、裂解細(xì)胞、介導(dǎo)炎癥、免疫調(diào)節(jié)和 清除免疫復(fù)合物等多種生物學(xué)效應(yīng)。,三、補(bǔ)體系統(tǒng)的組成,1.補(bǔ)體固有成分,指存在于體液中、參與補(bǔ)體激活級聯(lián)反應(yīng)的補(bǔ)體成分：C1 C9; B因子,、D因子; MBL、絲氨酸蛋白酶。,2.補(bǔ)體調(diào)節(jié)蛋白,以可溶性或膜結(jié)合形式存在：備解素、C1抑制物、I因子、C4結(jié)合蛋白 、H因子、S蛋白、S

3、p40/40、促衰變因子、膜輔助因子蛋白、同種限制 因子、膜反應(yīng)溶解抑制因子等。,3.補(bǔ)體受體,補(bǔ)體受體（CR）包括CR1CR5、C3aR、C2aR、C4aR等,補(bǔ)體成分的命名,1. 參與經(jīng)典途徑和后期途徑的成分（固有成分）：,C1-C9。,2. 旁路途徑成分：“因子”，以大寫字母區(qū)別，如B,因子、P因子等。,3. 調(diào)節(jié)蛋白：以功能命名，如C1抑制劑（C1 INH,）。,4. 補(bǔ)體的受體成分：CR1-CR5、C3aR、C2aR、,C4aR、C1qR等。,5. 被水解后的片段命名為a，b：如C3a、C5a。,補(bǔ)體成分的命名,5. 新組合復(fù)合體：將各組分的數(shù)字代號及小寫英文 字母寫在C的后面，如C

4、4b+C2aC4b2a+C3b C4b2a3b。,6. 具有酶活性的分子：在片段名稱上劃一橫線表示,，如C4b2a、C4b2a3b?，F(xiàn)在多不加橫線。,7. 滅活片段：在片段名稱前加“i”表示，如iC3b。,四、補(bǔ)體的理化性質(zhì), 糖蛋白, 血清中補(bǔ)體蛋白約占總蛋白的10, 多數(shù)由多條肽鏈構(gòu)成，少數(shù)由單條肽鏈組成。 肽鏈降解后常具有新的生物學(xué)活性或與其它補(bǔ)體,的降解成分重新組合，形成新的活性分子。, 性質(zhì)不穩(wěn)定，不耐熱，5630分鐘即可滅活，,室溫下很快失去活性。,五、補(bǔ)體的合成與代謝, 合成：肝細(xì)胞，單核/巨噬細(xì)胞，造血細(xì)胞，纖維 母細(xì)胞，內(nèi)皮細(xì)胞，生殖細(xì)胞，脂肪細(xì)胞，神經(jīng) 細(xì)胞。, 代謝：非常

5、快，血漿中補(bǔ)體每天約有一半更新。,第二節(jié) 補(bǔ)體激活途徑, 在生理情況下，大多數(shù)血清補(bǔ)體成分以無活性的,酶前體形式存在。, 補(bǔ)體的活化過程是一系列酶促反應(yīng)，其最終結(jié)果 是在靶細(xì)胞膜表面形成攻膜復(fù)合體(MAC)，同時 產(chǎn)生具有生物學(xué)活性的補(bǔ)體小片段。,第二節(jié) 補(bǔ)體激活途徑, 激活后具有效應(yīng)：,生理情況下，補(bǔ)體成分以酶原形式存在,被激活后，表現(xiàn)各種生物學(xué)活性, 級聯(lián)反應(yīng)：補(bǔ)體的激活是一系列級聯(lián)酶促反應(yīng) 三條激活途徑：經(jīng)典途徑,替代途徑,MBL途徑,補(bǔ) 體 系 統(tǒng) 活 化 的 三 條 途 徑,經(jīng)典途徑,凝集素途徑,旁路途徑,前 期 階 段 末 端 階 段,一、經(jīng)典途徑 (classic pathway

6、), 激活物: 抗原-抗體復(fù)合物及一些非免疫學(xué)物質(zhì) 抗體類別：IgM、IgG3、IgG2、IgG1, 激活順序: C1(C1q、 C1r、 C1s)、C4、C2、C3,、C5-C9, 作用: 在感染的中晚期起作用 激活過程:,識別階段：Ag-Ab識別結(jié)合激活C1 活化階段：形成C3和C5轉(zhuǎn)化酶,膜攻擊階段：形成MAC，溶解靶細(xì)胞,1、識別階段C1活化（C1s）, C1成分, C1q為具有識別作,用的亞單位。, C1r和C1s為具有,催化作用的亞單 位，為絲氨酸蛋 白酶（原）。,1、識別階段C1活化（C1s） C1q的球形頭部能 結(jié)合Ig分子的補(bǔ)體 結(jié)合位，必須有兩,個亞基的頭同時與 在固定相上

7、的兩個 Ig分子的補(bǔ)體結(jié)合 位相結(jié)合，才能使 補(bǔ)體激活。 C1q同1個分子的 IgM結(jié)合即可被活 化，但至少需同兩 個IgG分子結(jié)合才 能被活化。,補(bǔ)體結(jié) 合位點(diǎn),1、識別階段,2、活化階段,即C3轉(zhuǎn)化酶和C5轉(zhuǎn)化酶形成階段。,3、膜攻擊階段, 即形成攻膜復(fù)合物(membrane attack complex，MAC)使,抗原性細(xì)胞溶解階段。, 攻膜復(fù)合物(MAC) C5b結(jié)合到膜表面，,如果不和C6結(jié)合， 幾分鐘內(nèi)失活, C5b6和C7結(jié)合, C8和C5b67結(jié)合，誘,導(dǎo)C9分子聚合，產(chǎn) 生穿膜孔道，引起細(xì) 胞溶解,補(bǔ)體經(jīng)典激活途徑激活過程（二）,二、替代途徑, 該途徑越過C1、C4、C2直

8、接激活C3，故又稱C3途徑或旁路,途徑。, 激活物：某些細(xì)菌、內(nèi)毒素、酵母多糖、葡聚糖等，為補(bǔ),體激活提供保護(hù)性環(huán)境和接觸性的表面。, 參與替代途徑的激活與調(diào)節(jié)因子：B因子、D因子、P因子為,激活因子；H因子、I因子為抑制與調(diào)節(jié)因子。, 在細(xì)菌感染早期，即可發(fā)揮重要的抗感染作用,二、替代途徑,三、 MBL途徑（凝集素途徑）, MBL途徑是指細(xì)菌或病毒表面的甘露糖蛋白與血 清中的MBL或FCN結(jié)合，進(jìn)而激活C4、C2、C3 的活化途徑。,MBL：甘露糖結(jié)合凝集素 FCN：纖維膠原素, 1、激活物:病原微生物表面以甘露糖或半乳糖為末端糖基,的糖結(jié)構(gòu), 2、參與成分:MBL（FCN），MASP，C2

9、-C9, 3、激活過程: 病原入侵TNF,IL等誘導(dǎo)機(jī)體產(chǎn)生MBL等 急性期蛋白MBL結(jié)合到細(xì)菌表面的甘露糖激活絲氨 酸蛋白酶MASP活化C4,C2等形成MAC殺傷入侵的病 原微生物, 4、凝集素途徑的補(bǔ)體活化是非特異性的天然免疫反應(yīng),三、 MBL途徑（凝集素途徑）, MBL糖結(jié)合蛋白依賴于Ca2+能與表面帶有甘露糖,蛋白的病原體結(jié)合。,MBL,甘露糖 相關(guān)絲 蛋白酶,三、 MBL途徑（凝集素途徑）,經(jīng)典途徑 旁路途經(jīng),凝集素途徑 溶膜復(fù)合物 （MAC）,三條途徑的相似點(diǎn) 參與活化的成分的相似（除了C1不參與凝素集 途徑外）。 補(bǔ)體成分、功能相似。, ,C2a和Bb本身的氨基酸序列功能相似；是

10、 C3和C5轉(zhuǎn)換酶的重要部分；降解的都是C3、C5 的同源肽鏈。 C3、C4的結(jié)構(gòu)和功能相似；C3在三條途徑中,均有重要作用，C4在經(jīng)典和凝集素二條途徑中有 相同的功能；均組成C3和C5轉(zhuǎn)化酶； 三條途徑的后期階段相同。,三條激活途徑的比較,經(jīng)典途經(jīng),旁路途經(jīng),MBL途經(jīng),/凝集素途徑,激活物 起始分子 參與補(bǔ)體成 分 所需離子 C3轉(zhuǎn)化酶 C5轉(zhuǎn)化酶 生物學(xué)作用,抗原抗體復(fù)合物 C1q C1C9 Mg2+ C4b2a C4b2a3b 參與特異性免疫 的效應(yīng)階段，感 染后期發(fā)揮作用,細(xì)菌、真菌或感染細(xì)胞 （無需抗體） C3 C3，C5C9，B因子，D因子 等 Mg2+ C3bBb C3bBb3

11、b 參與非特異性免疫的效應(yīng)階 段，感染早期發(fā)揮作用,甘露糖等糖結(jié)構(gòu) （無需抗體） C4， C2 C2C9，MASP Ca2+ C4b2a C4b2a3b 參與非特異性免疫的效 應(yīng)階段，感染早期發(fā)揮 作用,第三節(jié) 補(bǔ)體激活的調(diào)節(jié), 精細(xì)的調(diào)控機(jī)制,主要包括：, 1、控制補(bǔ)體活化的啟動, 2、補(bǔ)體活性片段發(fā)生自發(fā)性衰變, 3、補(bǔ)體調(diào)節(jié)蛋白對過程中酶活和MAC組裝等關(guān)鍵,步驟的調(diào)節(jié),1、針對經(jīng)典途徑前端反應(yīng)的調(diào)節(jié)機(jī)制, 主要是阻斷C3轉(zhuǎn)化酶的形成或分解已形成的C3轉(zhuǎn)化酶，,使之滅活。, 包括C1抑制物、CR1、C4結(jié)合蛋白、膜輔蛋白（MCP）,、I因子、衰變加速因子,2、針對旁路途徑前端反應(yīng)的調(diào)節(jié)機(jī)

12、制, 主要是阻斷旁路途徑C3轉(zhuǎn)化酶的形成或抑制已形成的C3,轉(zhuǎn)化酶的活性。, 包括I因子、H因子、MCP 另P因子可穩(wěn)定C3轉(zhuǎn)化酶,3、針對MAC的調(diào)節(jié)機(jī)制, 包括MIRL、C8結(jié)合蛋白、S蛋白（阻礙C5b67與靶細(xì)胞膜 結(jié)合）、群集素（抑制MAC組裝，并促進(jìn)MAC從膜上解離 ）等,第四節(jié) 補(bǔ)體系統(tǒng)的生物學(xué)功能, 補(bǔ)體系統(tǒng)是動物長期進(jìn)化過程中產(chǎn)生的非特異性免疫因素,之一，同時也在特異性免疫中發(fā)揮作用。,其生物學(xué)作用可分為兩個方面：, 補(bǔ)體在細(xì)胞表面激活形成MAC,介導(dǎo)溶細(xì)胞作用 激活過程產(chǎn)生的水解片段，介導(dǎo)各種生物學(xué)效應(yīng),如：調(diào)理作用、炎癥反應(yīng)、清除免疫復(fù)合物、免疫調(diào)節(jié)等,1. 溶解細(xì)胞, 靶

13、細(xì)胞表面形成膜攻擊復(fù)合物，這種補(bǔ)體介導(dǎo)的溶菌、溶,細(xì)胞作用是機(jī)體抵抗病原微生物感染的重要防御手段, 生物學(xué)效應(yīng)：溶菌作用 （G-）、變性的紅細(xì)胞血小板等,2. 炎癥反應(yīng),（1）激肽樣作用,C2a、C3a具有細(xì)胞的激肽樣作用，可增高血管通透性，引起炎性滲出,、水腫，稱為補(bǔ)體激肽。補(bǔ)體激肽的作用不為抗組胺藥物所抑制。,（2）過敏毒素,C5a、C3a、C4a可使肥大細(xì)胞、嗜堿性粒細(xì)胞釋放組胺，引起血管擴(kuò)張,、毛細(xì)血管道透性增加，以及使平滑肌收縮和支氣管痙攣等過敏癥狀 ，故稱其為過敏毒素。,（3）趨化作用,C5a、C3a能吸引吞噬細(xì)胞向炎癥部位聚集，是一種趨化因子。,3. 調(diào)理吞噬作用,細(xì)菌- C3b /C4b -巨噬細(xì)胞促進(jìn)吞噬,4. 補(bǔ)體的中和及溶解病毒的作用, 抗體與病毒結(jié)合后加入補(bǔ)體，能顯著地增強(qiáng)抗體 對病毒的中和作用，阻止病毒對宿主細(xì)胞的吸附 和穿入。, 只有補(bǔ)體也可出現(xiàn)溶解病毒（有囊膜）的現(xiàn)象， 如由補(bǔ)體介導(dǎo)引起RNA腫瘤病毒溶解的現(xiàn)象。所有 C型RNA