补体分子及其生物学效应 PPT课件
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第五章-补体
④ 肽链降解后常具有新的生物学活性或与其它补体 的降解成分重新组合，形成新的活性分子。
⑤ 性质不稳定，不耐热，56℃30分钟即可灭活， 室温下很快失去活性。
五、补体的合成与代谢 ① 合成：肝细胞，单核/巨噬细胞，造血细胞，纤维 母细胞，内皮细胞，生殖细胞，脂肪细胞，神经 细胞。
② 代谢：非常快，血浆中补体每天约有一半更新。
二、替代途径
三、 MBL途径（凝集素途径）
MBL：甘露糖结合凝集素 FCN：纤维胶原素
MBL途径是指细菌或病毒表面的甘露糖蛋白与血 清中的MBL或FCN结合，进而激活C4、C2、C3 的活化途径。
三、 MBL途径（凝集素途径）
1、激活物:病原微生物表面以甘露糖或半乳糖为末端糖基 的糖结构 2、参与成分:MBL（FCN），MASP，C2-C9 3、激活过程: 病原入侵 TNF,IL等诱导机体产生MBL等 急性期蛋白 MBL结合到细菌表面的甘露糖 激活丝氨 酸蛋白酶MASP 活化C4,C2等 形成MAC杀伤入侵的病 原微生物
导C9分子聚合，产 生穿膜孔道，引起细 胞溶解
补体经典激活途径激活过程（二）
二、替代途径
该途径越过C1、C4、C2直接激活C3，故又称C3途径或旁路 途径。 激活物：某些细菌、内毒素、酵母多糖、葡聚糖等，为补 体激活提供保护性环境和接触性的表面。 参与替代途径的激活与调节因子：B因子、D因子、P因子为 激活因子；H因子、I因子为抑制与调节因子。 在细菌感染早期，即可发挥重要的抗感染作用
4. 补体的中和及溶解病毒的作用
抗体对病毒的中和作用，阻止病毒对宿主细胞的吸附
和穿入。
只有补体也可出现溶解病毒（有囊膜）的现象，
如由补体介导引起RNA肿瘤病毒溶解的现象。所有 C型RNA病毒，均能被灵长类动物新鲜血清所溶解
补体
3. 短序一致重复结构超家族(short consensus repeats, SCR ): C1r, C1s, C2,C6,C7等. 在这些蛋白结构中均存 在一个富含胱氨酸残基由60个aa组成的功能区.
4. 孔形成蛋白家族: C6-9, 在结构上与穿孔素相似,具有穿 透疏水脂膜的能力.
5. 整和素家族:CR3, CR4.主要街道细胞黏附和吞噬作用.
孔道,限制对自身细胞的溶解.
注意:
CD59, DAF, MCP, CR1 和 C8bp等膜调节蛋白均有同源限 制作用,对于保护宿主细胞及维 持正常功能有重要意义.
（三）相关受体
➢ 补体受体(complement receptor, CR)是 细胞表面的、能与补体成分或补体裂解 片段特异性结合的糖蛋白分子。补体激 活后，其裂解片段产生的生物学效应大 多通过补体受体介导。
第二节:补体系统的组成
补体固有成分 补体调控因子 受体补体
（一）固有成分：补体
➢ 参与经典激活途径的C1(C1q, C1r, C1s)、 C4、C2、C3、C5、C6、C7 、 C8、C9。
➢ 参与旁路激活途径的B因子、D因子、 P因 子。
（二）补体调节蛋白
➢ 备解素、C1抑制物、I因子、C4结 合蛋白、H因子、S蛋白、Sp40/40 、促衰变因子、膜辅助因子蛋白、 同种限制因子、膜反应溶解抑制因 子等
➢H因子:1213aa组成的血浆单链糖蛋白
生物学活性:
1. I因子的辅因子活性: H因子与C3b结合,使C3b发
生构象改变,使I因子对C3b的裂解能力增强.
2. 防止形成替代途径中的C3转化酶: H因子与B
因子竞争结合C3b,因而阻止初级和放大C3转化酶 的 形成.
3. 加速C3转化酶的衰变:H因子能将Bb从C3bBb及
4. 孔形成蛋白家族: C6-9, 在结构上与穿孔素相似,具有穿 透疏水脂膜的能力.
5. 整和素家族:CR3, CR4.主要街道细胞黏附和吞噬作用.
孔道,限制对自身细胞的溶解.
注意:
CD59, DAF, MCP, CR1 和 C8bp等膜调节蛋白均有同源限 制作用,对于保护宿主细胞及维 持正常功能有重要意义.
（三）相关受体
➢ 补体受体(complement receptor, CR)是 细胞表面的、能与补体成分或补体裂解 片段特异性结合的糖蛋白分子。补体激 活后，其裂解片段产生的生物学效应大 多通过补体受体介导。
第二节:补体系统的组成
补体固有成分 补体调控因子 受体补体
（一）固有成分：补体
➢ 参与经典激活途径的C1(C1q, C1r, C1s)、 C4、C2、C3、C5、C6、C7 、 C8、C9。
➢ 参与旁路激活途径的B因子、D因子、 P因 子。
（二）补体调节蛋白
➢ 备解素、C1抑制物、I因子、C4结 合蛋白、H因子、S蛋白、Sp40/40 、促衰变因子、膜辅助因子蛋白、 同种限制因子、膜反应溶解抑制因 子等
➢H因子:1213aa组成的血浆单链糖蛋白
生物学活性:
1. I因子的辅因子活性: H因子与C3b结合,使C3b发
生构象改变,使I因子对C3b的裂解能力增强.
2. 防止形成替代途径中的C3转化酶: H因子与B
因子竞争结合C3b,因而阻止初级和放大C3转化酶 的 形成.
3. 加速C3转化酶的衰变:H因子能将Bb从C3bBb及
普通免疫学补体
Leabharlann 550H 因子150
I 因子
88
血清浓度 （m g/ml）
80 50
50 600
20
70
65
55 55 60 1300 210 1
25 200
250
480
35
当前14页，共75页，星期日。
补体激活后，许多成分能降解，C2、C5和B因子 能降解2个片段；C4、C3则4个片段。降解片断重新组
合。C3b是参与经典途径和替换途径活化的重要成分。
当前15页，共75页，星期日。
二、补体成分的理化性质
1、理化特性 化学组成均为糖蛋白，各成分的血清含量相对稳定 ，以C3含量最高。 性质不稳定，不耐热，56℃30分钟即可灭活，室温下
很快失去活性。
2、合成与代谢
合成：肝细胞，单核/巨噬细胞，造血细胞，纤维母细 胞，内皮细胞，生殖细胞，脂肪细胞，神经细胞。 代谢：非常快，血浆中补体每天约有一半更新。
当前38页，共75页，星期日。
（液相）
（液相）
当C3b结合在有激活
物质存在的表面时
（C3b钝化因子）
（C3转化酶）
C3b的钝化
（C3转化酶） （C5转化酶）
当前39页，共75页，星期日。
当C3bBb与P因子结合，水解后，形成pC3bBb（稳 定的固相C3转化酶）或 pC3（H2O）Bb（稳定的液相 C3 转化酶）。
2、激活阶段 包括2 个相关补体酶的依次形成，即C3转化酶
（C4b2b）和C5转化酶（ C4b2b 3b）
(Ag-IgM或Ag-IgG 复合物)
（丝蛋白酶）
（释放到液相）
（释放到液相）
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I 因子
88
血清浓度 （m g/ml）
80 50
50 600
20
70
65
55 55 60 1300 210 1
25 200
250
480
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补体激活后，许多成分能降解，C2、C5和B因子 能降解2个片段；C4、C3则4个片段。降解片断重新组
合。C3b是参与经典途径和替换途径活化的重要成分。
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二、补体成分的理化性质
1、理化特性 化学组成均为糖蛋白，各成分的血清含量相对稳定 ，以C3含量最高。 性质不稳定，不耐热，56℃30分钟即可灭活，室温下
很快失去活性。
2、合成与代谢
合成：肝细胞，单核/巨噬细胞，造血细胞，纤维母细 胞，内皮细胞，生殖细胞，脂肪细胞，神经细胞。 代谢：非常快，血浆中补体每天约有一半更新。
当前38页，共75页，星期日。
（液相）
（液相）
当C3b结合在有激活
物质存在的表面时
（C3b钝化因子）
（C3转化酶）
C3b的钝化
（C3转化酶） （C5转化酶）
当前39页，共75页，星期日。
当C3bBb与P因子结合，水解后，形成pC3bBb（稳 定的固相C3转化酶）或 pC3（H2O）Bb（稳定的液相 C3 转化酶）。
2、激活阶段 包括2 个相关补体酶的依次形成，即C3转化酶
（C4b2b）和C5转化酶（ C4b2b 3b）
(Ag-IgM或Ag-IgG 复合物)
（丝蛋白酶）
（释放到液相）
（释放到液相）
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4.免疫-补体
灭活的补体片段，在其符号前加英文字母i表示,如iC3b.
3. 补体调节蛋白的命名 以其功能命名，如C1抑制物、C4结合蛋白、促衰变因子等
6
（三） 补体的生物合成
◆ 90％血浆补体成份主要由肝细胞和巨噬细胞产生；
◆ 炎性因子可促进补体表达（抗原不影响其表达）。
（四）补体的理化性质
成分：球蛋白，以β球蛋白为主 性质：对热极不稳定，56℃，30min灭活； -20℃或冷冻干燥保存.
第 4 章 补体系统 Complement System
● 补体存在的证实 ● 补体概述
● 补体的激活
● 补体系统的调控 ● 补体的生物学作用
1
实验证明补体的存在与作用
霍乱弧菌 + 新鲜免疫血清 －－－－－－－－－－ 细菌溶解
Ag Ab 补体
霍乱弧菌 + 加热免疫血清 －－－－－－ 细菌凝集，不溶解
7
二 补体系统的激活 Activation of Complement
8
（一）经典途径 Classical Pathway
又称传统途径或第一途径 1、识别分子 C1q
2、 激活物: 抗原-抗体复合物 (免疫复合物)
* IgM的CH3区或IgG1、IgG2、IgG3的CH2 区结合才能活化;
* 游离或可溶性抗体不能激活补体,
(三) 对激活终未过程的调控
S蛋白：阻碍C567与膜的结合， CD59 ：阻碍MAC 的形成
(四) 激活的同源限制现象
同一种属细胞膜上存在同源限制因子（HRF）
22
补体受体 – 介导补体与细胞的作用
• 补体受体I型（CD35）：与C3b/C4b结合，85％存在
于RBC表面。
• 补体受体II型（CD21）：与i C3b/ C3b/C4b结合，存
第五章 补体
三条途径比较
经典 旁路 MBL
激活物 起始分子 参与成分 所需离子 C3转化酶 转化酶 C5转化酶 转化酶
IC(IgM、IgG1-3） 脂多糖、酵母多糖、内毒 、 ） 脂多糖、酵母多糖、 凝聚的IgA、IgG4 素 、凝聚的 、 C1q C1.C4.C2.C3.C5-C9 Ca2+、Mg2+ C4b2b C4b2b3b C3 C3、C5-C9 、B、D 、 、 Mg2+ C3bBb C3bnBb 参与非特异性免疫 的效应阶段 感染早期发挥作用
31
Opsonization and phagocytosis
32
Figure 7.35
33
（二）维护机体内环境稳定
抑制IC形成并促其解离
清除免疫复合物 清除凋亡细胞
促IC清除
34
35
（三）参与适应性免疫
参与免疫应答诱导 参与免疫细胞的增殖分化 参与免疫应答的效应 参与免疫记忆
36
第五章
补体
complement
1
目的要求
掌握补体系统的概念；经典途径和 旁路途径的激活过程；补体的生物 学作用。 了解补体的组成、命名及主要理化 特性；补体活化的MBL途径。
2
概述 补体的激活途径 补体的生物学作用
3
一、补体概述
*1894年由 Bordet 发现
*补体：是存在于人和动 物血清与组织液中的 一组经活化后具有酶 活性的蛋白质。
5
2 理化性质
均为糖蛋白 含量相对稳定 C3含量最高 含量最高， C3含量最高，D因子最低 对热不稳定
6
（二）补体系统的命名
7
二、补体激活途径
在生理情况下，大多数血清补体成分以酶前体 的形式存在。 补体的激活过程是一系列扩大的连锁反应。 三条活化途径： 经典途径：由抗原抗体复合物结合C1q启动 MBL途径：由MBL结合至细菌启动 旁路途径：由病原微生物等提供接触表面，而 从C3开始激活。
4-补体
膜攻击阶段
C5转化酶裂解C5后， 作用于后续的其他补 体成分，最终导致细 胞膜受损，细胞裂解 的阶段。
穿膜复合物的形成和细菌的溶解
二、旁路激活途径
旁路激活途径的激活物质为非抗原抗体复合物， 如细菌的细胞壁成分(脂多糖，肽聚糖，磷壁 酸和凝聚的IgA和IgG等物质)。旁路激活途径 在细菌性感染早期，尚无产生特异性抗体时， 发挥重要作用。
体液中灭活物质的调节
H因子（factor H） H因子不仅能加快I因子灭活C3b的速度，更能 竞争性地抑制 B因子与C3b 的结合，还能使 C3b从C3bBb中臵换出来，加速其灭活。 S蛋白（S protein） S蛋白能干扰C5b67与细胞膜结合。 C8结合蛋白（C8 binding protein，C8bp又称同 源性限制因子，homologous restriction factor， HRF） C8bp可阻止C5678中的C8与C9的结合，从而 避免危及自身细胞膜的损伤作用。
一、经典激活途径
按其在激活过程中的作用，分为三组：识别 单位(recognition unit) 包括C1q，C1r，C1S； 活化单位 (activation unit) 包括C4，C2，C3； 膜攻击单位(membrane attack unit) 包括C5~9。
（一）识别阶段
C1 是 由 三 个 亚 单 位 C1q ， C1r ， C1s 依 赖 于 Ca2+ 结合成牢固的非活性大分子，C1与抗原 抗体复合物中免疫球蛋白的补体结合点结合 至C1酯酶形成。 C1q：有6个Ig结合点。 C1r：起着连接C1q和 C1s的作用。
（一）自行衰变的调节
补体
（二）补体的命名 1、参与经典激活途径的固有成分：按发现顺序 命名为：C1（q、r、s）、C2……C9 2、其它一些固有成分：以英文大写字母表示，如
B因子、D因子、P因子、H因子、MBL，等
3、调节蛋白：多以其功能命名，如 C1抑制物、C4结合蛋白、衰变加速因子，等
4、补体成分的裂解片断：在其符号后加小写英文
C3b参与捕获、固定Ag
C3b参与激活B细胞
第3节 补体活化的调控
一、补体的自身调控
补体激活过程中产生的某些中间产物极不稳定， 成为级联反应的重要自限因素。凡是进入液相的补体 成分都很快自发裂解。 二、调节因子的作用
按作用可以分为三种：
*防止或限制补体在液相中自我激活。
**抑制或增强已激活的补体成分的作用。
Inflammation Inducing Functions of Small Complement Fragments C3a, C5a,C4a
4、清除免疫复合物( clear up IC ) 补体参与清除循环IC，减少其沉 积在血管壁而造成组织损伤的可能性。
抗
原
抗
体
复
合
物
的
形
成
抗原多于抗体
字母表示，如C3a、C3b、C5a、C4b等 5、有酶活性的成分：在其符号上划一横线表示 6、灭活的补体片断：在其符号前加英文字母i，如 iC3b
二、补体系统的激活
在生理情况下，血清中大多数补体
成分均以无活性的酶前体形式存在，仅
在某些活化物作用下或在特定的反应表
面上，补体各成分才依次被激活。
由抗原-抗体复合 物结合C1q启动
抗原与抗体数量相当
抗原少于抗体
补体清除IC机制：
第三章 补体
C4b2b3b
C5转化酶的形成
C567 C6 C5b C7
C567复合体的形成
C8
C9
攻膜复合体的形成
36
The Complement System kills microbes via the Membrane Attack Complex (MAC)膜攻击复合物
37
免疫复合物 C1 C1
21
Complement activation
A system of plasma proteins that interact with Activation of complement results in
---Antigen/antibody complexes ---Pathogen surface motifs (alternative and lectin pathways )
Pfeiffer,1894
羊抗血清 +霍乱弧菌
细菌裂解 加热的羊抗血清+霍乱弧菌 destroyed 细菌凝集，不裂解
无抗体的新鲜血清 + unable
restored
细菌裂解
Paul Ehrlich 将其命名为补体（complement）, 即补 充抗体活性的血清成分。
热敏 对热不敏感的 感 特异性抗体 的成 分 补体，存在于新鲜血清中，能够裂解抗体包被的 细胞。 这种活性可以经加热56℃，30分而灭活 (失活)。
2. 各补体成分的分子量及血清含量不一,C3含量最高； 3. 性质很不稳定；一般保存于零下20摄氏度； 4 均对热敏感，56℃ 30分钟可灭活； 5. 主要由肝细胞、巨噬细胞产生
（二）补体系统的组成
1．补体的固有成分