第05章-补体.ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,第,5,章 补体系统(,complement system),1,主要授课内容,1.概述（,Introduction）,2.补体的激活,*,3.补体活化的调控,4.补体的生物学作用,*,小结（,summary,）,2,掌握补体的概念，,了解补体系统的基本成份及命名,，,掌握补体系统的激活（经典激活途径、旁路激活途径、,MBP,途径、三条途径的比较），,了解补体激活过程的调节（液相中灭活物质或抑制因子的作用、膜结合性调节分子的作用），,了解补体的受体,，,掌握补体的生物学活性。,了解血清补体水平与疾病的关系,。,3,1.概述(,introduction),J Bordet,4,羊抗血清,+,霍乱弧菌,细菌裂解,加热的羊抗血清,+,霍乱弧菌,细菌裂解,destroyed,无抗体的新鲜血清,+,restored,细菌裂解,unable,6,补体，存在于新鲜血清中，能够裂解抗体包被的细胞（,antibody(Ab)-coated cells,）。,这种活性可以经加热,56,度，,30,分而灭活,(,失活,),对热不敏感的,特异性抗体,热敏感,的成分,Paul Ehrlich,将其命名为补体（,complement,）,即补充抗体活性的血清成分,.”,7,中和毒素,溶解细菌,细菌,正常血清,加热血清,中和毒素,不溶解细菌,动物,血清,8,一、补体系统的组成,.补体固有成分,.调节蛋白,.,补体受体,10,1.补体固有成分：,(1),经典激活途径：,C1、C4、C2,(2)MBL,激活途径：,MBL，MASP,C2,C4,(3),旁路激活途径：,P、D、B,因子,(4),共同成分：,C3、C5C9,11,（2）膜调节因子：,膜辅助蛋白（,MCP）,衰变加速因子（,DAF）,同源限制因子（,HRF）,膜反应溶解抑制物,13,名,称,分子量,（,kDa,）,血清浓度,（,m,g/ml,）,460,80,83,50,83,50,200,600,102,20,经典途径,C1q,C1r,C1s,C4,C2,C3,185,1300,24,90,1,210,替代途径,D,因子,B,因子,凝集素途径,MBP,30 x 3,1,终端成分,C5,204,70,C6,120,65,C7,120,55,C8,160,55,C9,70,60,调节因子,C1-INH,105,200,C4-bp,550,250,H,150,480,I,88,35,P,4 x 56,20,血清补体成分,15,二、补体的理化性质,1.补体的固有成分为糖蛋白，大多为,球蛋白,2.人体肝细胞和巨噬细胞是主要合成细胞,3.补体灭活：经56，30,min,处理，失去活性,16,2.补体的激活,补体激活的途径,18,经典,MBL,旁路,激活物,识别阶段,C3,和,C5,转化酶形成,激活,C5,溶解和攻击,活化阶段,末端效应阶段,19,补体激活的途径,Complement Activation,经典途径,抗原抗体复合物,Classical Pathway,-Ag-Ab Complexes,甘露糖结合蛋白途径,甘露糖、,N,乙酰葡萄糖胺,Mannan-Binding Protein Pathway,-Mannose,N-acetylglucosamine,替代途径,LPS,，脂多糖,Alternative Pathway,-LPS,lipopolysaccharides,20,一、补体活化的经典途径,(,Classical pathway),1.,识别阶段,2.,活化阶段,3.,末端效应阶段,21,IgG,分子结合抗原前后的构象变化,Fab,段,Fc,段,C1q,结合位点被屏障,结合抗原之前,C,H1,C,H2,暴露的,C1q,结合位点,结合抗原之后,IgM CH3,区，,IgG CH2,区,22,1、识别阶段(,C1,与,Ag+Ab,结合),C1q C1r C1s（C1）,24,图,5-3,C1,分子（,C1q,、,C1r,和,C1s,）的结构（示意图）,25,26,经典途径,C3,转化酶形成,C4b,Mg,+,C4a,Ca,+,C1r,C1s,C1q,C2,C,2b,C2a,b,C4b2b,是,C3,转化酶,28,经典途径,C5,转化酶形成,C4b,Mg+,C4a,Ca,+,C1r,C1s,C1q,C2a,C2,b,C3,C3a,b,C4b2b3b,是,C5,转化酶,29,C,1,C4,C2,Ab+Ag,C3,转化酶,C3,C5,转化酶,C5,C6,C7,C8,C9,MAC,膜攻击,31,二、补体活化的,MBP,途径,The pathway is activated by the binding of mannose-binding lectin,MBL,(also called mannose-binding protein,MBP,)to mannose residues on glycoproteins or carbonhydrates on the surface of the microorganisms,*,Independent on the antibody,*the mechanism is more like that of the classical pathway,甘露糖结合凝集素,MBL,（,mannose-binding lectin,（,Protein,）,也叫甘露糖连接蛋白,MBP,）与微生物表面的糖蛋白的甘露糖残基或糖结合，则激活补体的,MBP,途径。,32,C1s,MBP,C1q,The function and structure of MBP are similar to the that of C1q in the complement pathway.,MBP,的功能和结构在补体激活的途径上与,C1q,相似。,Cleavage and activation of C4.,裂解和激活,C4,33,二、补体活化的,MBL,途径,MBL,+,病原体甘露糖残基,丝氨酸蛋白酶,C4,C2,MASP,C4a,+,C4b,C2a +C2b,C4b2b,（C3,转化酶）,MASP,（MBL-associated serine protease,MBL,相关的丝氨酸蛋白酶）,.,34,甘露糖苷,MBP,C4,C4a+C4b,C2,C2a+C2b,C4b2b,（,C3,转化酶）,+MASP,MASP,MBP,甘露糖苷,MBP,途径,MASP,：,MBP-associated serine protease,（,MBP,相关的丝氨酸蛋白酶）,35,36,三、旁路途径,（,alternative pathway）,1.激活物质 细菌内毒素、酵母多糖、葡聚糖、凝集的,IgA,和,IgG4,等,2.旁路途径可以识别自己与非己,3.旁路途径是补体系统重要的放大机制,37,图,5-6,C3,分子的结构（模式图）,38,C3自发激活,C3,H,2,O,B,D,C3,C3a,b,C3,转化酶形成,This C3b molecule has a very short half life,b,39,Ba:33KDa,Bb:63KDa,酶活性位点,C,D,因子,图,5-12,B,因子的结构（模式图）,注,、,、,为,3,个,SCR,SCR,SPM,FIM,模件,40,B,D,b,C3b,C3,转化酶,C3-activation,the amplification loop,C3,C3a,b,C3,激活的放大循环,P,41,C3a,C3a,B,b,C3bn,B,b,B,b,C3a,C5,转化酶,C3b,C3b,42,替代途径的,C3,转化酶为,C3bBb、C5,转化酶为,C3bnBb（n2），,其余与经典途径相同。,43,图,5-9,C5,分子的结构（模式图）,44,45,46,47,C5,转化酶形成，溶解途径开始至膜攻击复合体（,membrane attack complex,MAC,）,形成，导致细胞膜裂解,四、补体活化的共同终末效应,48,补体活化的,终末途径,三条途径,C5,转化酶,C5,C5a+C5b,Formation of Membrane-Attack Complex,形成膜攻击复合物（,MAC,）,49,Lytic pathway,C5-activation,C3b,C2,b,C4b,C5,b,C5a,50,MAC,组装,C5,b,C6,C7,51,MAC,插入细胞膜,C5,b,C6,C7,C8,C,9,C,9,C,9,C,9,C,9,C,9,C,9,C,9,C,9,MAC,52,53,MACs,造成的细胞膜损伤,C5b,C9,多聚体,C5b+C6+C7+C8+C9=MACs,补体膜攻击单位结构,C7,C6,C8,54,MAC,对细胞膜的溶解图,MAC,55,补体攻膜单位,细胞膜表面的,C3b5b,与,C6,、,C7,、,C8,依次结合形成,C5b678,复和物。该复合物诱发,C9,在细胞膜表面共聚，形成膜表面的通道结构,MACs,，造成胞膜的穿孔损伤。,70100 A,56,57,经典途径,MBP,途径,替代途径,抗原,-,抗体,C1qr,2,s,2,C1qr,2,s,2,C4,C4b,C4a,C4b2b,C4b2b3b,C2,C2b,微生物表面成分,C3,C3b,C3a,Factor D,B,Ba,C3bBb,C3bBb3b,C5,C5b,C5a,(,C3,转化酶,),(,C5,转化酶,),C6C7C8C9,MAC,MBL,MASP,微生物细胞壁成分,活化的,C1,类似物,C3,C3b,C3a,C3a,58,三种途径的比较,经典途径,MBP,途径 旁路途径,参与的,C1C9 C2C9 C3,C5C9,B,因子,补体部分,D,因子,P,因子,所需离子,Ca,2+,Mg,2+,Ca,2+,Mg,2+,Mg,2+,C3,转化酶,C4b2b C4b2b C3bBb,作用,参与特异性体液免疫的应答阶段,参与非特异性免疫感染早期发挥作用,参与非特异性免疫在感染早期发挥作用,激活物质,Ag-Ab,复合物,MBP,CRP LPS,凝集素,抗体,C5,转化酶,C4b2b3b C4b2b3b C3bBb3b,激活蛋白酶,C1s MASP D,因子,59,补体系统在抗感染中的作用时相,途 径,时 相,旁路途径,即刻,MBL,途径,早期急性炎症反应,经典途径,适应性免疫,60,补体三条激活途径比较,项目,经典,MBL,旁路,激活物,Ag+Ab,甘露糖,LPS,参与,成分,C1,C9,MBL,MASP,C2,9,C3,C5,9,B,D,P,因子,C3,转,化酶,C4b2b,C4b2b,C3bBb,C5,转,化酶,C4b2b3b,C4b2b3b,C3bnBb,抗感染,辅助,Ab,早期,早期,61,思考题：,试比较三条补体激活途径的异同点,试述补体系统在机体抗感染过程中所发挥的作用,62,第三节 补体活化的调节,补体激活过程中的一些中间产物极不稳定，成为级联反应的重要自限因素,。,一、补体的自身调控,63,64,1.C1,抑制物,（一）经典途径的调节,二、补体调节因子的作用,65,Ca,+,C1r,C1s,C1q,C4,C4a,b,C1,抑制物的作用,C2,b,66,2.,抑制经典途径,C3,转化酶的形成,C4bp,与,CR1、I,因子、,MCP、DAF,（一）经典途径的调节,67,C4b,C2b,抑制,经典途径,C3,转化酶形成,C4bp,CR1,DAF,竞争性结合,68,C4b,抑制,经典途径,C3,转化酶形成,I,因子,C4d,C4c,MCP,增强,69,（二）旁路途径的调节,抑制,C3,转化酶的组装和形成、促进,C3,转化酶的解离,对旁路途径的正性调节作用,70,对旁路途径,C3,转化酶的调节物,名称,作用机制,效应,H,因子,与,B,竞争结合,-,I,因子,灭活,C3b,-,CR1,DAF,促,Bb,从,C3bBb,解离,与,B,因子竞争,-,P,因子,增强,C3bBb,功能,+,71,Control of spontaneousC3 activation via DAF,C3b,DAF prevents the binding of factor B to C3b,B,Autologous cell membrane,DAF,CR1,72,DAF,CR1,对,C3,激活的调节,DAF,CR1,将,C3b,和,Bb,解离,B,b,b,C3b,Autologous cell membrane,DAF,CR1,B,b,73,DAF(CD55),DAF,是,Nicholson-Weller,等（,1981,）用正丁醇提取后，再以层析法从人和豚鼠红细胞基质中纯化的一种膜蛋白。因其具有促进,C3,转化酶衷变的活性故名。经在还原条件下做,SDS-PAGE,并以过碘酸,-Schiff,试剂染色表明，纯化的,DAF,为单链膜糖蛋白。人和豚鼠的,DAF,分了量不同分别为,70kDa,和,60kDa,。现已按白细胞分化抗原将其归为,CD55,。,Davitz,等（,1986,）通过用磷脂酰肌醇（,PI,）特异性的磷脂酶,C,（,PI-PLC,）处理人外周血细胞可释放,DAF,的事实探明，,DAF,是经糖磷脂酰肌醇（,glycosylphodphatidylinositol,GPI,）锚而固定于细胞膜中的。,74,抑制,MAC,的形成,C8bp、CD59,阻止末端补体成分插入细胞脂质双层膜,S,蛋白,调节,MAC,的溶细胞能力,SP40/40,（三）,MAC,形成的调节,75,HRF,抑制,MAC,形成,C5,b,C6,C7,C8,C,9,C,9,C,9,C,9,MAC,HRF,76,（四）,MCP,，,DAF,HRF,的意义,正常组织细胞表达三种分子,77,病原体表面无三种分子,C5,b,C6,C7,C8,C,9,C,9,C,9,C,9,C,9,C,9,C,9,C,9,C,9,MAC,78,表,5-2,补体调节分子的特性及生物学活性,调节分子,分子量,血清浓度,作用的分子,生物学活性,C1INH,104,200,C1r,C1s,与,C1r,和,C1s,共价结合使,C1,失活；,（,serpin,）,与,C1,结合阻止其自发激活：抑制激肽释放酶、纤溶酶及凝血因子,a,、,a,C4bp,550,（,12,个,SCR,）,250,C4b,抑制,CP,中的,C3,转化酶形成；加速,CP,中的,C3,、,C5,转化酶衰变；作为,I,因子裂解,C4b,的辅助因子,H,因子,155,（,20,个,SCR,）,480,C3b,作为,I,因子裂解,C3b,的辅助因子；加速,AP,中的,C3,转化酶衰变,I,因子,88,35,C4b,C3b,在辅助因子协同下，裂解,C4b,和,C3b,AI,31,（羧肽酶,N,）,35,C3a,C4a,，,C5a,水解,C,末端,精氨酸,残基，灭活,过敏,毒素,S,蛋白,83,（,Vitronectin,）,505,C 5b,7,与,C 5b,7,结合形成,SC5b,7,，使之失去膜结合活性,SP40/40,80,（,异,二聚体,）,50,C5b,9,调控,MAC,的组装；保护,精子,活性,79,表,5-2,补体调节分子的特性及生物学活性,调节分子,分子量,血清浓度,作用分子,生物学活性,MCP,（,CD46,）,40,70,（,4,个,SCR,，,GPI,锚）,除红细胞外的,血细胞,、上皮细胞、内皮细胞,C3b,C3b,作为,I,因子裂解,C3b,和,C4b,的辅助因子,DAF,（,CD55,）,70,（,4,个,SCR,，,GPI,锚）,绝大多数血细胞、内皮细胞、粘膜上皮细胞,C 4b2a,C 3bBb,抑制,C3,转酶形成 促进,CP,和,AP,中的,C3,转化酶衰变,HRF,（,C8bp,）,65,（,GPI,锚）,红细胞、,PMN,、单核细胞、淋巴细胞、血小板,C8,、,C9,抑制,C9,与,C8,结合及,C9,聚合；阻止,MAC,插入自身细胞膜,CD59,（,MIRL,）,18,20,（,GPI,锚）,红细胞、,PMN,、淋巴细胞、血小板,C7,，,C8,，,C9,通过与,C7,、,C8,或,C9,结合而阻止,MAC,的组装，防止,MAC,溶解同种或自身细胞,80,第四节 补体的生物学作用,一、参与早期抗感染免疫,二,、维护内环境稳定,三,、参与适应性免疫,四、与其他酶系统相互作用,81,（二）调理作用:,C3b,C4b,iC3b,（三）,引起炎症反应:,C2a,激肽样作用,(,神经血管水肿,),C3a,C4a,，,C5a-,过敏毒素,C5a-,趋化作用,（一）,溶细胞、细菌和病毒,82,MAC,插入细胞膜,C5,b,C6,C7,C8,C,9,C,9,C,9,C,9,C,9,C,9,C,9,C,9,C,9,MAC,旁路和,MBL,：,G,-,菌,经典途径：多数细菌,自身细胞,83,补体介导的细胞溶解,84,补体活性片段的调理与促吞噬,85,C2a,组织,血液,血管壁,86,C1-inhibitor deficiency:,angioedema,87,肥大细胞,C3a,C5a,过敏反应,过敏介质,C3aR,C5aR,IgE,FcR,88,C5a,细菌,白细胞,炎性浸润,血管壁,89,补体活性片段的趋化作用,血管,炎症部位,90,M,Ab,病原体,C3b,FcR,补体清除免疫复合物，自身细胞,RBC,CR1,91,1.,诱导免疫应答,p,p,C3d,CD21,CD19,Ig/,BCR,活化信号,92,2.,参与免疫细胞的增殖和分化,3.,参与免疫应答的效应阶段,4.,参与免疫记忆,93,C,H1,C,L,V,L,V,H,C,H2,C,H3,补体,表位,MAC,MAC,94,补体系统在抗感染中的作用时相,途 径,时 相,旁路途径,即刻,MBL,途径,早期急性炎症反应,经典途径,适应性免疫,95,补体三条激活途径比较,项目,经典,MBL,旁路,激活物,Ag+Ab,甘露糖,LPS,参与,成分,C1,C9,MBL,MASP,C2,9,C3,C5,9,B,D,P,因子,C3,转,化酶,C4b2b,C4b2b,C3bBb,C5,转,化酶,C4b2b3b,C4b2b3b,C3bnBb,抗感染,辅助,Ab,早期,早期,96,