第05章 補體課件

第5章補體系統(tǒng)

(complementsystem)1第05章補體主要授課內容§1.概述（Introduction）§2.補體的激活**§3.補體活化的調控§4.補體的生物學作用*小結（summary）2第05章補體掌握補體的概念，了解補體系統(tǒng)的基本成份及命名，掌握補體系統(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），了解補體激活過程的調節(jié)（液相中滅活物質或抑制因子的作用、膜結合性調節(jié)分子的作用），了解補體的受體，掌握補體的生物學活性。了解血清補體水平與疾病的關系。3第05章補體§1.概述(introduction)JBordet4第05章補體

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

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

新鮮血清與組織液中一組不耐熱成分,可輔助抗體介導的溶菌作用，是抗體發(fā)揮溶細菌作用的必要補充條件。9第05章補體一、補體系統(tǒng)的組成１.補體固有成分２.調節(jié)蛋白３.補體受體10第05章補體1.補體固有成分：(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章補體2.調節(jié)成分：（1）體液：C1抑制物、I因子H因子、C4bp、S蛋白12第05章補體（2）膜調節(jié)因子：膜輔助蛋白（MCP）衰變加速因子（DAF）同源限制因子（HRF）膜反應溶解抑制物13第05章補體3.補體受體：

CR1～5、C3aR、C5aR、C1qR14第05章補體

名

稱分子量

（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

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

COMPLEMENTNOMENCLATURE1.“C”-補體的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合物（C4b2b）4.Lowercaseletters-表示蛋白酶裂解的片段(C3aorC5a)5.“R”-補體的受體(CR1orC5aR)17第05章補體§2.補體的激活補體激活的途徑18第05章補體經(jīng)典MBL旁路激活物識別階段C3和

C5轉化酶形成激活C5溶解和攻擊活化階段末端效應階段19第05章補體補體激活的途徑

ComplementActivation經(jīng)典途徑——抗原抗體復合物ClassicalPathway-Ag-AbComplexes甘露糖結合蛋白途徑——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章補體一、補體活化的經(jīng)典途徑(Classicalpathway)1.識別階段2.活化階段3.末端效應階段21第05章補體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

CH1

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

C1sC1q

C1rC1qr2s2

<40nm

抗原抗體

抗原C1分子的結構與功能C1由一個C1q、兩個C1r和個C1s分子的共同組成。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(jīng)典途徑。C123第05章補體1、識別階段(C1與Ag+Ab結合)

C1qC1rC1s（C1）24第05章補體圖5-3

C1分子（C1q、C1r和C1s）的結構（示意圖）25第05章補體26第05章補體Ca++C1rC1sC1q

C4C4abClassicalPathway

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

C3轉化酶形成

C4bMg++C4aCa++C1rC1sC1q

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

C2aC2bC3

C3abC4b2b3b是C5轉化酶29第05章補體30第05章補體C1,C4,C2Ab+AgC3轉化酶C3,C5轉化酶C5,C6,C7,C8,C9MAC膜攻擊31第05章補體二、補體活化的MBP途徑Thepathwayisactivatedbythebindingofmannose-bindinglectin,MBL,(alsocalledmannose-bindingprotein,MBP)tomannoseresiduesonglycoproteinsorcarbonhydratesonthesurfaceofthemicroorganisms**Independentontheantibody**themechanismismorelikethatoftheclassicalpathway?甘露糖結合凝集素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合，則激活補體的MBP途徑。32第05章補體

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

（MBP相關的絲氨酸蛋白酶）35第05章補體36第05章補體三、旁路途徑

（alternativepathway）1.激活物質細菌內毒素、酵母多糖、葡聚糖、凝集的IgA和IgG4等2.旁路途徑可以識別自己與非己3.旁路途徑是補體系統(tǒng)重要的放大機制37第05章補體圖5-6

C3分子的結構（模式圖）38第05章補體C3自發(fā)激活C3H2OBDC3C3abC3轉化酶形成ThisC3bmoleculehasaveryshorthalflifeb39第05章補體Ba:33KDaⅢⅠⅡBb:63KDa酶活性位點CD因子圖5-12

B因子的結構（模式圖）注Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ為3個SCRSCRSPMFIM模件40第05章補體BDbC3bC3轉化酶C3-activation

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

C5分子的結構（模式圖）44第05章補體45第05章補體46第05章補體47第05章補體C5轉化酶形成，溶解途徑開始至膜攻擊復合體（membraneattackcomplex,MAC）形成，導致細胞膜裂解四、補體活化的共同終末效應48第05章補體

補體活化的終末途徑三條途徑C5轉化酶C5C5a+C5bFormationofMembrane-AttackComplex形成膜攻擊復合物（MAC）49第05章補體Lyticpathway

C5-activationC3b

C2bC4bC5bC5a

50第05章補體MAC組裝C5b

C6C751第05章補體MAC插入細胞膜C5b

C6C7C8

C9C9C9C9C9C9C9C9C9MAC52第05章補體53第05章補體MACs

造成的細胞膜損傷

C5bC9多聚體C5b+C6+C7+C8+C9=MACs補體膜攻擊單位結構

C7C6C854第05章補體MAC對細胞膜的溶解圖MAC55第05章補體補體攻膜單位細胞膜表面的C3b5b與C6、C7、C8依次結合形成C5b678復和物。該復合物誘發(fā)C9在細胞膜表面共聚，形成膜表面的通道結構MACs，造成胞膜的穿孔損傷。70~100A°56第05章補體57第05章補體經(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轉化酶)(C5轉化酶)C6C7C8C9MACMBLMASP微生物細胞壁成分活化的C1類似物C3C3bC3aC3a58第05章補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,補體部分D因子,P因子所需離子Ca2+,Mg2+Ca2+,Mg2+Mg2+C3轉化酶C4b2bC4b2bC3bBb作用參與特異性體液免疫的應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Ag-Ab復合物MBP,CRPLPS,凝集素,抗體C5轉化酶C4b2b3bC4b2b3bC3bBb3b激活蛋白酶C1sMASPD因子59第05章補體補體系統(tǒng)在抗感染中的作用時相途徑時相旁路途徑即刻MBL途徑早期急性炎癥反應經(jīng)典途徑適應性免疫60第05章補體補體三條激活途徑比較項目經(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轉化酶C4b2bC4b2bC3bBbC5轉化酶C4b2b3bC4b2b3bC3bnBb抗感染輔助Ab早期早期61第05章補體思考題：試比較三條補體激活途徑的異同點試述補體系統(tǒng)在機體抗感染過程中所發(fā)揮的作用62第05章補體第三節(jié)補體活化的調節(jié)補體激活過程中的一些中間產物極不穩(wěn)定，成為級聯(lián)反應的重要自限因素。

一、補體的自身調控63第05章補體64第05章補體1.C1抑制物

（一）經(jīng)典途徑的調節(jié)二、補體調節(jié)因子的作用65第05章補體Ca++C1rC1sC1q

C4C4abC1抑制物的作用

C2b66第05章補體2.抑制經(jīng)典途徑C3轉化酶的形成C4bp與CR1、I因子、MCP、DAF（一）經(jīng)典途徑的調節(jié)67第05章補體C4bC2b抑制經(jīng)典途徑C3轉化酶形成C4bpCR1DAF競爭性結合68第05章補體C4b抑制經(jīng)典途徑C3轉化酶形成I因子C4dC4cMCP增強69第05章補體（二）旁路途徑的調節(jié)抑制C3轉化酶的組裝和形成、促進C3轉化酶的解離對旁路途徑的正性調節(jié)作用70第05章補體對旁路途徑C3轉化酶的調節(jié)物名稱作用機制效應H因子與B競爭結合-I因子滅活C3b-CR1,DAF促Bb從C3bBb解離與B因子競爭-P因子增強C3bBb功能+71第05章補體Controlofspontaneous

C3activationviaDAFC3bDAFpreventsthebindingoffactorBtoC3bBAutologouscellmembraneDAFCR172第05章補體DAF,CR1對C3激活的調節(jié)DAF,CR1

將C3b和Bb解離BbbC3bAutologouscellmembraneDAFCR1Bb73第05章補體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胞基質中純化的一種膜蛋白。因其具有促進C3轉化酶衷變的活性故名。經(jīng)在還原條件下做SDS并以過碘酸-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。現(xiàn)已按白細胞分化抗原將其歸為CD55。Davitz等（1986）通過用磷脂酰肌醇（PI）特異性的磷脂酶C（PI-PLC）處理人外周血細胞可釋放DAF的事實探明，DAF是經(jīng)糖磷脂酰肌醇（glycosylphodphatidylinositol,GPI）錨而固定于細胞膜中的。74第05章補體抑制MAC的形成C8bp、CD59阻止末端補體成分插入細胞脂質雙層膜S蛋白調節(jié)MAC的溶細胞能力SP40/40（三）MAC形成的調節(jié)75第05章補體HRF抑制MAC形成C5b

C6C7C8C9C9C9C9MACHRF76第05章補體（四）MCP，DAF,HRF的意義正常組織細胞表達三種分子77第05章補體病原體表面無三種分子C5b

C6C7C8

C9C9C9C9C9C9C9C9C9MAC78第05章補體表5-2補體調節(jié)分子的特性及生物學活性調節(jié)分子分子量血清濃度作用的分子生物學活性C1INH104200C1r,C1s與C1r和C1s共價結合使C1失活；

（serpin）

與C1結合阻止其自發(fā)激活：抑制激肽釋放酶、纖溶酶及凝血因子Ⅻa、ⅪaC4bp550（12個SCR）250C4b抑制CP中的C3轉化酶形成；加速CP中的C3、C5轉化酶衰變；作為I因子裂解C4b的輔助因子H因子155（20個SCR）480C3b作為I因子裂解C3b的輔助因子；加速AP中的C3轉化酶衰變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，滅活過敏毒素S蛋白83（Vitronectin）505C5b～7與C5b～7結合形成SC5b～7，使之失去膜結合活性SP40/4080（異二聚體）50C5b～9調控MAC的組裝；保護精子活性79第05章補體表5-2補體調節(jié)分子的特性及生物學活性調節(jié)分子分子量血清濃度作用分子生物學活性MCP（CD46）40～70（4個SCR，GPI錨）除紅細胞外的血細胞、上皮細胞、內皮細胞C3b,C3b作為I因子裂解C3b和C4b的輔助因子DAF（CD55）70（4個SCR，GPI錨）絕大多數(shù)血細胞、內皮細胞、粘膜上皮細胞C4b2a,C3bBb抑制C3轉酶形成促進CP和AP中的C3轉化酶衰變HRF（C8bp）65（GPI錨）紅細胞、PMN、單核細胞、淋巴細胞、血小板C8、C9抑制C9與C8結合及C9聚合；阻止MAC插入自身細胞膜CD59（MIRL）18～20（GPI錨）紅細胞、PMN、淋巴細胞、血小板C7，C8，C9通過與C7、C8或C9結合而阻止MAC的組裝，防止MAC溶解同種或自身細胞80第05章補體第四節(jié)補體的生物學作用一、