第 第 3 3 章 补 体 系 统章 补 体 系 统 The Complement System

1 、概述（掌握）2 、补体系统的组成（熟悉）3 、补体激活途径（熟悉）4 、补体系统的调节机制（了解补体调节， 熟悉同源限制）5 、补体受体（了解）6 、补体系统的生物学功能（掌握）

内 容 与 要 求内 容 与 要 求

补体 (Complement)

Jules Bodet (1870-1961),

Discoverer of complement

补体 ---- 是存在与人和脊椎动物的血清和组织液中的中的一组经活化后具有酶活性的蛋白质。组成生物级联反应系统，具有持续紧张、随时可发、精密调控等特点。

补体系统正常处于不活化状态，须经激活才能发挥效应生物级联反应体系生物级联反应体系：由生物大分子组成的连续而又分级地激活反应系统，其本质是功能上相互关联的蛋白质分子之间的连续酶促反应。血浆中的生物级联反应系统： 补体系统：溶解靶细胞，杀伤病原微生物。 凝血系统：形成血栓。 纤维蛋白酶溶解系统：溶解血栓。 缓激肽系统：扩张血管，增加毛细血管通透性。

一、一、    补体系统的组成补体系统的组成 Components of the Complement System

补体固有成分 补体调节蛋白 补体受体

补体固有成分： 参与经典途径的成分： C1q ， C1r ， C1s ， C4 ， C2 和 C3 。 参与替代途径的成分： D 因子和 B 因子。 参与甘露糖结合蛋白途径的成分： MBP ， MASP-1 和 MASP-2 参与终末途径的成分： C5 ， C6 ， C7 ， C8 ，C9 。补体调节蛋白： C1INH ， C4bp ， H 因子， I 因子， P 因子， C55 （ DAF ）， CD46 和 CD59 。

补体受体： CR1 ， CR2 ， CR3/CR4 及CR5a 。

表 3-1 血清补体成分 名 称 分子量 （kDa） 血清浓度（g/ml）

460 8083 5083 50200 600102 20

经典途径

C1qC1rC1sC4C2C3 185 1300

2490

1210

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 70C6 120 65C7 120 55C8 160 55C9 70 60

调节因子C1-INH 105 200

C4-bp 550 250H 150 480I 88 35P 4 x 56 20

二、二、    补体激活途径补体激活途径Pathway of Complement Activation

（一）经典途径 Classical Pathway of Complement Activation

（二）替代途径 Alternative Pathway of Complement Activation

（三）甘露糖结合蛋白途径 MBP Pathway of Complement Activation

（四）终末途径 Terminal Pathway of Complement Activation

（（一）补体激活经典途径一）补体激活经典途径

激活过程： 1 、 C1q 激活 2 、 C3 转化酶（ C4b2b ）形成 3 、 C5 转化酶（ C4b2b3b ）形成

由 Ag-Ab 复合物激活的途径。从 C1q 激活开始，继而依次激活 C4 、 C2 、 C3 ，最终形成 C5 转化酶。激活物质：抗原抗体复合物（ Ag-Ab ）

Fab段

Fc 段

暴露的C1q 结合位点

IgG 分 子 结 合 抗 原 前 后 的 构 象 变 化

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

抗 原

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。

C4b2b—— C3转化酶（ C3 convertase）形成

C4b2b3b —— C5转化酶（ C5 convertase）形成

C4 C4a ， C4b

C1qrs C4b2b

C2 C2a ， C2b

C3 C3a ， C3b

C4b2b C4b2b3b

补 体 活 化 的 经 典 途 径IgM/IgG 复合物

C1q : r : s

C4 C4b + C2 （ C4b2 ）C4a C2a

C4b2b

C3 C3b

C3a

Ca++

Mg++

Ca++

（ C3转化酶）C4b2b3b

（ C5转化酶）

（（二）补体激活替代途径二）补体激活替代途径

激活过程： 1 、 C3 激活 2 、 C3 转化酶（ C3bBb ）形成 3 、 C5 转化酶（ C3bnBb ）形成 4 、 C3b 正反馈环路

替代途径从 C3 激活开始，经 B 因子和 D 因子依次激活，最终形成 C5 转化酶。激活物质：病原生物（内毒素，酵母多糖）

链 链

C3 分子组成及其各种结合位

-S-S--S-S-

C R1

CR3

N-

N-

C-

C-

P

C3是由一条 120 kDa的 链和一条70 kDa的 链共价组成的异二聚体型 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。

CR2

C3b C3bB C3bBb C3bBbP

B D P

C3bnBb — C5转化酶（ C5 convertase）形成

C3bBbP — C3转化酶（ C3 convertase）形成

C3bBb C3bBb3b C3bnBb

3b 3b

C3

C3bBb 的 双 重 作 用

C3b

Bb

C5

C3b

C3

C3b

C3b

C5

C5a

C3a

C3b

C3b C5b

C3bBbP

C3bnBb

C3bC3bB C3

C3 与 C3b 正 反 馈 环 路

D 因子 C3b

Bb

B 因子

（（三）补体激活甘露糖结合蛋白途径三）补体激活甘露糖结合蛋白途径

激活过程： 1 、 MASP 激活 2 、 C3 转化酶（ C4b2b ）形成 3 、 C5 转化酶（ C4b2b3b ）形成

甘露糖结合蛋白（ MBP ）途径从 MBP 激活丝氨酸蛋白酶原（ MASP ）开始，经 C4 、 C2 、 C3依次激活过程，最终形成 C5 转化酶。激活物质：病原生物。

MBP 的立体结构 （类似 C1q ）

MBP—— 是脊椎动物血清中一种能与甘露糖苷特异结合的钙离子依赖性凝集素分子，与 C1q 分子结构相似。

甘露糖苷主要存在于病原生物的表面

甘露糖苷MBP

甘露糖苷MBP

MASP

C4 C4a + C4b

C2 C2a + C2b

C4b2b（ C3转化酶）

+ MASP

（（四）补体激活终末效应四）补体激活终末效应

激活过程： 1 、 C5b 形成： C5 转化酶裂解 C5 成为 C5a 和 C5b ， C5b 和 C3b 结合形成 C3b5b 2 、 C5b678 形成 3 、 C5b6789 （ MAC ）形成

终末效应是前三条激活途径的后续阶段。 从 C5 转化酶裂解 C5 成为 C5a 和 C5b 开始，经 C6 、 C7 、 C8 、 C9 的依次激活，最终形成C5b6789 大分子复合物即攻膜单位（ MAC ），导致细胞溶解。

补体膜攻击单位结构 MACs 造成的细胞膜损伤

C7C6

C8

C5bC9多聚体

C5b+C6+C7+C8+C9 = MACs

补体攻膜单位 细胞膜表面的 C3b5b与 C6、 C7、 C8依次结合形成 C5b678复合物。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。

补 体 杀 伤 寄 生 虫MACs 的效应

启动 扩增 效应

调控

经典途径Classical

MBP

替代途径Alternative

（ C3 转化酶） （ C3 、 C5 转化酶） （ MACs 等）

终末通路 Terminal Pathway

三、补体系统的调节机制三、补体系统的调节机制 Regulation of the Complement System

1 、补体的自身调控 C3 转化酶极易衰变2 、补体调节因子的作用

（一）经典途径和 MBP 途径的调节1 、 C1 抑制因子（ C1-INH ）：与 C1r ， 1s 结合，阻碍C1qrs 形成 2 、 I 因子：裂解 C3b ， C4b 。阻碍 C3 转化酶形成。 3 、其他： C4bp ：与 C4b 结合，阻碍 C3 转化酶（ C4b2b ）形成 DAF （衰变加速因子） CD46 、 CD55 ） 与 C3b 、 C4b 结合，并使之被因子灭活 补体受体（ CR1 ）

经 典 途 径 的 调 节IgM/IgG 的复合物

C1q : r : s C1q

C1r : s

C1-INH

C4 C4b + C2

C4a C2a

C4b2b

C3 C3b

C3a

C4c +C4d

C2b

C4bp + I 因子 Ca++

Mg++

Ca++

NH2

CL

CL

CL

CL

NH2

CL

CL

CL

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。

C3b

Bb

哺乳动物细胞表面 微生物细胞表面

C3b

灭活 H唾液酸

H

（二）替代途径的调节： H 因子 、 I 因子

H 因子： 1 、与 B 因子竞争结合 C3b ，阻碍 C3 转化酶形成。 2 、竞争性抑制 C3b 和 C5b 的结合，抑制 C5 转化酶的效应 3 、协助 I 因子灭活 C3b （必须与膜表面唾液酸结合才能发挥效应）I 因子：裂解 C3b ，阻碍 C3 转化酶（ C3bBb ）形成

H 因子必须与膜表面唾液酸结合才能发挥效应

H 和 I 因子降解 C3b

CD59（ C8bp）

干扰 C5b67与 C8结合的结合，阻碍 MAC 的形成。

（三）终末途径的调节

（四）补体调节的同源限制 当靶细胞与补体均来自同一种属时，补体溶细胞效应受到抑制。

导 致 同 源 限 制 的 调 节 蛋 白 称 为 同 源 限 制 因 子（ homologous restriction factors ， HRF ）：

HRF ： CD46 、 CD55 、 CD59 和 CR1 等。

四、 补 体 受 体四、 补 体 受 体Complement Receptors

（一）、补体受体 1 （ CR1 ）：又称 C3b/C4b 受体 （二）、补体受体 2 （ CR2 ） : 又称 CD21

（三）、补体受体 3 和 4 （ CR3 和 CR4 ）

（四）、 C5a 受体

3-7 补体受体及其它CR1（ CD35 —— ） C4b； C3bCR2（ CD21 —— ） C3d； iC3b

CR3（ Mac-1 —— ） iC3b

CR4（ CD11c/CD18 ——） iC3b

C5aR（ CD88 —— ） C5a

NH2

CR1 和 CR2

COOH

CCCCCCCC

CCCCCCCC

CCCCCCCC

CCCCCC

COOH

CC

CCCCCCCC

CCCCCC

A

B

C

D

A

B

C

D

C3b

C4b

C3b

C3dEBV

NH2

CR1

CR2

长同源重复序列（ LHR ）：A 、 B 、 C 、 D

COOH COOH

NH2NH2

Mg2+

Mg2+

Mg2+

TM

CY

CR3 / CR4

5 6 7

2 3 4

1

NH2

C5a

C5aR

CR3 、 CR4 和 C5aR

COOH

五 、补体系统的生物学功能五 、补体系统的生物学功能Biological functions of complement system

（一）补体激活最终导致细胞溶解 1 、调理作用（ C3b 、 C4b 、 iC3b ）

2 、清除免疫复合物 （） 3 、启动体液免疫应答（ FDC 通过 CR1 捕获 Ag ，递呈 Ag B 细胞） 4 、介导炎症反应 （过敏毒素作用，趋化因子作用）

（二）补体裂解片段的作用

活化肥大细胞

经典途径 旁路途径 C3

C3b C3a

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

C3 转化酶C5 转化酶MAC

1 、补体系统：是存在与人和脊椎动物的血清和组织液中的中的一组经活化后具有酶活性的蛋白质。组成生物级联反应系统，具有持续紧张、随时可发、精密调控等特点。 补体系统组成：补体固有成分，调控蛋白，补体受体。2 、 补 体 的 激 活 途 径 ： 经 典 途 径 ， 替 代 途径， MBP 途径， 3 、补体系统的调节机制： C1INH ， I 因子 H 因子、 DAF 、同源限制因子等的作用。 4 、补体受体： CR1 ， CR2 ， CR3/CR4 ， CR5a。

小 结

复 习名词解释：补体（系统）、 MAC 、同源性限制问答： 1 、试比较补体激活的三条途径的异同。 2 、参与补体激活的调节因子有有哪些？ 3 、补体的生物学作用？