3 补体系统 (Complement) Jules Bodet (1870-1961), Discoverer of complement

3补体系统 (Complement) Jules Bodet (1870-1961), Discoverer of complement

Complement refers, historically, to fresh serum capable of lysing Ab-coated cells. This activity is destroyed (inactivated) by heating serum at 560C for 30 minutes.

3-1 补体系统的组成及一般特点 生 化 级 联 反 应 I Ia Ib II IIb IIa III IIIa IIIb 发挥生物学效应 补体反应实际上是一系列酶促反应，其最终结果是在靶细胞膜表面形成MACs，同时产生具有生物学活性的补体小分段。

Terminal Pathway 调控 Classical 扩增 效应 启动 MBP （C3转化酶） （C3、C5转化酶） （MACs等） Alternative 调控

a 链 b 链 C3 分子组成及其各种结合位 -S-S- CR1 CR3 CR2 N- C- P C3是由一条120 kDa的 a 链和一条70 kDa的 b 链共价组成的异二聚体型 b 球蛋白。深黑线段代表C3b与CR1，CR2和CR3等补体受体的结合位点。

C3 is the most abundant protein of the complement system (~1. 3 mg/ml) C3 is the most abundant protein of the complement system (~1.3 mg/ml). Because of its abundance and its ability to activate itself, it greatly magnifies the response.

3-2 补体活化的替代途径 The Alternative Pathway There is a spontaneous conversion of C3 to C3b. Ordinarily the C3b is quickly inactivated: the C3b binds to inhibitory proteins and sialic acid present on the surface of body's own cells, and the process is aborted.

C3 的 自 动 裂 解 C3 C3a C3b D 因子 B

C3bBb 的 产 生 C3b Bb B D因子 补 体 活 化 表 面

C3bBbP —— C3转化酶（C3 convertase） C3bnBb —— C5转化酶（C5 convertase）

C3 与 C3b 正 反 馈 环 路 C3b D因子 Bb C3 C3bB C3b B因子

C3 C3bBb 的 双 重 作 用 C3b Bb C5 C5a C3a C5b C3bnBb C3bBbP

3-3 补体活化的经典途径 The Classical Pathway The binding of antibody to its antigen often triggers the complement system through the so-called classical pathway. It can occur in solution or when the antibodies have bound to antigens on a cell surface.

IgG 分 子 结 合 抗 原 前 后 的 构 象 变 化 Fab段 Fc段 暴露的C1q结合位点 C1q 结合位点被屏障 结合抗原之前 结合抗原之后 CH1 CH2 IgM CH3区，IgG CH2区

C1q C1qr2s2 C1r C1s <40nm 抗 原 抗体 补 体 活 化 的 经 典 途 径 C1分子的结构与功能 C1由 一个C1q、两个C1r 和两个C1s分子的共同组成。一个C1q分子如果同时与两个以上的Fc段结合将造成其构象的变化，继之使C1r和C1s活化，启动补体活化的经典途径。

补 体 活 化 的 经 典 途 径 IgM/IgG 复合物 C1q : r : s C4 C4b + C2 C4a C2a C4b2b C3 补 体 活 化 的 经 典 途 径 IgM/IgG 复合物 C1q : r : s C4 C4b + C2 C4a C2a C4b2b C3 C3b C3a Ca++ Mg++ （C3转化酶） C4b2b3b （C5转化酶）

3-4 补体活化的 MBP 途径

C4 C4a + C4b 甘露糖苷 甘露糖苷 + MASP C4b2b MBP MBP （C3转化酶） MASP C2 C2a + C2b

补体膜攻击单位结构 MACs 造成的细胞膜损伤 C5b+C6+C7+C8+C9 = MACs 补体膜攻击单位结构 MACs 造成的细胞膜损伤 C7 C6 C8 C5b C9多聚体

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。该复和物诱发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。

MACs 的效应 补 体 杀 伤 寄 生 虫

3-6 补体系统的调节机制 Regulation of Complement Activity The explosive potential of the complement system requires that it be kept under tight control. At least 12 proteins are known that do this.

Factor H removes Bb from the alternative pathway C3 convertase breaking the positive feedback loop. Factor I inactivates C3b and C4b. C1 inhibitor (C1INH) binds to sites on activated C1r and C1s shutting down their proteolytic activity.

经典和 MBP 途径的调节

NH2 CL 补 体 抑 制 因 子 CD55 CD46 胞浆区 胞膜 GPI锚固 CD46和 CD55 CD55（DAF）是经GPI锚固于胞膜表面的75 kDa 糖蛋白，能够与C3b结合并且降解C3/C5转化酶。CD46是一个分子量为56-66 kDa的共二聚体膜蛋白，与CD55、CR1和CR2等具有同源性。能够与C3b和C4b结合并使之被I因子降解。

C4BP + I 经 典 途 径 的 调 节 IgM/IgG 的复合物 C1-INH C1q : r : s C1q Ca++ Ca++ 经 典 途 径 的 调 节 IgM/IgG 的复合物 C1-INH C1q : r : s C1q Ca++ Ca++ C1r : s C4BP + I Mg++ C4 C4b + C2 C4b2b C4c +C4d C2b C4a C2a C3 C3b C3a

替代途径的调节 哺乳动物细胞表面 微生物细胞表面 C3b C3b 唾液酸 Bb H 灭活 H

H 因子 H因子与哺乳细胞表面的唾液酸结合之后被活化，抑制替代途径的补体活化。没有丰富的唾液酸的微生物细胞表面不能吸附H因子，容易成为补体系统的攻击对象。

H和I因子降解C3b

终末途径的调节 CD59（C8bp）与 与C8结合，阻止MACs的组装 CD59与C8的结合具有种属特异性，故是同源限制因子（HRF）之一。 补体效应的同源限制性 异种器官移植

3-7 补体受体及其它 CR1（CD35）—— C4b；C3b CR2（CD21）—— C3d；iC3b CR3（Mac-1）—— iC3b NH2 CR1 和 CR2 COOH C A B D C3b C4b C3d EBV CR1 CR2 3-7 补体受体及其它 CR1（CD35）—— C4b；C3b CR2（CD21）—— C3d；iC3b CR3（Mac-1）—— iC3b CR4（CD11c/CD18）——iC3b C5aR（CD88）—— C5a

CR3、 CR4 和 C5aR CR3 / CR4 C5aR b a 5 6 7 2 3 4 1 C5a NH2 TM CY COOH Mg2+ TM CY CR3 / CR4 5 6 7 2 3 4 1 C5a C5aR CR3、 CR4 和 C5aR

补体的其它生物学功能 C3b C3a C5a C5 C5b-9 活化肥大细胞 经典途径 旁路途径 C3 活化巨噬细胞 调理作用 直接杀伤靶细胞 C5a C5 C5b-9 补 体 系 统 的 效 应 MBP途径 MAC 补体的其它生物学功能

补体系统的 一个中心，两个基本点 MACs的形成 反应的扩增 反应的调控 及其它效应