Характеристика основных компонентов комплемента дана в табл. 2.24. Выделяют факторы, запускающие три основных пути активации комплемента, общие факторы (С3, С5, белки литического комплекса), а также регулирующие и ингибирующие белки. Факторы классического пути активации, а также общего для всех путей этапа — атаки клеточной мембраны — обозначают заглавной буквой С с добавлением порядкового номера (например, С3), обычно соответствующего последовательности их вступления в процесс
активации (исключение — С4). Фрагменты, образующиеся при расщеплении компонентов комплемента обозначают так же, как «родительский» компонент, с добавлением строчных букв «a» или «b». При этом крупный фрагмент помечают буквой «b», а мелкий — «а» (например, С3а и С3Ь). Для факторов альтернативного и лектинового путей приняты другие обозначения.
Таблица 2.24. Компоненты системы комплемента человека
Белки системы комплемента в норме содержатся в сыворотке крови, главным образом во фракции р-глобулинов. Только некоторые регулирующие белки представлены исключительно на мембранах клеток. Факторы комплемента вырабатываются клетками печени — гепатоцитами (до 90% всех факторов системы комплемента), а также моноцитами/макрофагами, клетками почечного эпителия, эндотелиальными клетками. Только С7 и фактор D вырабатываются преимущественно вне печени — соответственно в нейтрофилах и жировой ткани. Хотя факторы комплемента продуцируются постоянно, при воспалении под влиянием цитокинов (IFNy, цитокины семейства IL-1) их секреция усиливается.
Белки системы комплемента содержат домены (модули), относящиеся к различным семействам. Упомянем три семейства доменов, наиболее широко представленных среди белков комплемента. К семейству С3/а2-макрогло- булина, относят С3, С4 и С5. Для всех этих белков характерна тиоэфирная связь между СООН-группой остатка глутаминовой кислоты и SH-группой цистеина (в молекуле С5 она утрачена в ходе филогенеза):
Эта связь играет ключевую роль в активации альтернативного пути и в фиксации компонентов комплемента на клеточных мембранах. В присутствии воды происходит гидролиз этой связи с восстановлением групп SH и COOH:
Карбоксил при этом может формировать связь с N^-группами различных молекул, в том числе мембранных белков клеток. Обычно эта тиоэфир- ная связь экранирована, и окружающие молекулы, в том числе вода, не имеют к ней доступа. Экранирование тиоэфирной связи исчезает только при определенной конформации молекулы, которую компоненты С3 и С4 могут приобретать спонтанно или при частичном расщеплении (активации). Как уже
отмечалось, с неэкранированной тиоэфирной связью реагируют молекулы воды или мембранных белков (о значении таких реакций см. далее).
Второй тип доменов, распространенных в белках системы комплемента, — короткие согласительные (consensus) повторы. Они характерны для белков, регулирующих активацию комплемента (фактор H, C4bp, DAF, CR1, CR2) и поэтому их называют также доменами контроля комплемента (доменами ССР — от Complement control proteins). Такие домены входят в состав мозаичных (т.е. содержащих домены различных типов) белков — фактора В, С2, С1г, Os, С6, С7, MASP-1, MASP-2, MASP-3. Третий тип доменов, распространенных в системе комплемента — модуль сериновых протеаз, присутствующий в С2, а также факторах В, D, I, MASP-1, MASP-2, MASP-3, C1r, C1s.
Основная молекула системы комплемента — С3. Она представляет собой а-глобулин, состоящий из двух полипептидных цепей, скрепленных дисульфидной связью: а (120 кДа) и в (75 кДа) (рис. 2.40). Тиоэфирная связь располагается в а-цепи; ее экранирование обеспечивается конформацией а-цепи, закрепленной дисульфидной связью.
Пусковые молекулы классического и лектинового путей — соответственно Oq и МВL — принадлежат к семейству коллектинов. Они имеют большие размеры и комплексное строение (рис. 2.41). Oq и МВL образованы тремя типами цепей (А, В и С), скрученных в жгуты. Молекула Oq содержит 6, а молекула MBL — от 2 до 6 таких жгутов (т.е. всего Oq содержит 18, а MBL — от 6 до 18 полипептидных цепей), что и обусловливает их большую молекулярную массу. В собранном виде молекула C1q и тяжелый вариант молекулы MBL имеют вид «букета тюльпанов»: N-концевые домены молекул, имеющие коллагеноподобную структуру, спирально переплетаясь, формируют ствол «букета», тогда как глобулярные С-концевые части цепей образуют расходящиеся «ветви букета» (в каждой из этих ветвей присутствуют все три типа цепей — А, В и С). Бутонообразные завершения этих «ветвей» участвуют во взаимодействии с естественными лигандами — комплементсвязывающими участками молекул иммуноглобулинов-антител (в случае C1q) и лектинами (в случае MBL). Несмотря на значительное сходство четвертичной структуры C1q и MBL, они обладают низкой гомологией.
Структурное сходство характерно для некоторых белков, относящихся к разным путям активации, но выполняющим сходные функции: факторов В и С2, а также С1г, Os, MASP-1, MASP-2 и MASP-3. Еще одну группу сходных белков образуют белки литического комплекса — С6, С7, С8 и С9; к ней относят также порообразующий белок цитотоксических лимфоцитов — перфорин (см. раздел 2.4). Это амфифильные белки, обладающие как гидрофильными, так и липофильными свойствами, что обеспечивает им вомож- ность встраиваться в клеточные мембраны. Эти молекулы состоят их различных доменов — тромбоспондинового, рецептора липопротеинов низкой плотности, эпидермального фактора роста.
активации (исключение — С4). Фрагменты, образующиеся при расщеплении компонентов комплемента обозначают так же, как «родительский» компонент, с добавлением строчных букв «a» или «b». При этом крупный фрагмент помечают буквой «b», а мелкий — «а» (например, С3а и С3Ь). Для факторов альтернативного и лектинового путей приняты другие обозначения.
Таблица 2.24. Компоненты системы комплемента человека
|
Компонент |
Молекулярная масса, кДа |
Число цепей (их молекулярная масса, кДа) |
Продукты расщепления цепи (их молекулярная масса, кДа) |
Концентрация в сыворотке крови, мкг/мл |
|
Альтернативный путь |
||||
|
Фактор В |
95 |
1 |
a (30); Ъ (63) |
200 |
|
Фактор D |
25 |
1 |
Не расщепляется |
1-5 |
|
Пропердин (фактор Р) |
220 |
4 (47,5) |
То же |
25 |
|
Лектиновый путь |
||||
|
MBL |
400 |
6—18 — по 2—6 цепей трех типов |
— lt;lt; — |
1,5-1,8 |
|
MASP-1 |
93 |
1 |
— lt;lt; — |
1,5-12 |
|
MASP-2 |
93 |
1 |
— lt;lt; — |
Нет данных |
|
MASP-3 |
|
1 |
— lt;lt; — |
Нет данных |
|
Классический путь |
||||
|
C1q |
459 |
18 — по 6 цепей 3 типов |
— lt;lt; — |
80 |
|
C1r |
190 |
2 (95) |
2 фрагмента (60; 35) |
34-50 |
|
C1s |
85 |
1 |
2 фрагмента (59; 28) |
30-50 |
|
C4 |
210 |
2 (192) |
a(6); Ъ (197) |
15-25 |
|
C2 |
110 |
1 |
a (30) ; Ъ (87) |
350-500 |
|
Литический каскад |
||||
|
C3 |
195 |
2 (а — 120; в — 75) |
a(10); Ъ (185) |
1200 |
|
C5 |
190 |
2 (44) |
a(15); Ъ (185) |
75 |
|
C6 |
128 |
1 |
Не расщепляется |
60 |
|
C7 |
120 |
1 |
То же |
60 |
|
C8 |
160 |
3 (а — 65,1; в — 67,0; Y — 27,9) |
— lt;lt; — |
60 |
|
C9 |
79 |
1 |
— lt;lt; — |
60 |
|
Регуляторы и ингибиторы |
||||
|
Фактор Н |
150 |
1 |
— lt;lt; — |
500 |
|
Фактор I (С3Ъ-ША) |
90 |
2 (40; 50) |
— lt;lt; — |
250 |
|
Белок S (вит- ронектин) |
89 |
1 |
— lt;lt; — |
500 |
Белки системы комплемента в норме содержатся в сыворотке крови, главным образом во фракции р-глобулинов. Только некоторые регулирующие белки представлены исключительно на мембранах клеток. Факторы комплемента вырабатываются клетками печени — гепатоцитами (до 90% всех факторов системы комплемента), а также моноцитами/макрофагами, клетками почечного эпителия, эндотелиальными клетками. Только С7 и фактор D вырабатываются преимущественно вне печени — соответственно в нейтрофилах и жировой ткани. Хотя факторы комплемента продуцируются постоянно, при воспалении под влиянием цитокинов (IFNy, цитокины семейства IL-1) их секреция усиливается.
Белки системы комплемента содержат домены (модули), относящиеся к различным семействам. Упомянем три семейства доменов, наиболее широко представленных среди белков комплемента. К семейству С3/а2-макрогло- булина, относят С3, С4 и С5. Для всех этих белков характерна тиоэфирная связь между СООН-группой остатка глутаминовой кислоты и SH-группой цистеина (в молекуле С5 она утрачена в ходе филогенеза):
Эта связь играет ключевую роль в активации альтернативного пути и в фиксации компонентов комплемента на клеточных мембранах. В присутствии воды происходит гидролиз этой связи с восстановлением групп SH и COOH:
Карбоксил при этом может формировать связь с N^-группами различных молекул, в том числе мембранных белков клеток. Обычно эта тиоэфир- ная связь экранирована, и окружающие молекулы, в том числе вода, не имеют к ней доступа. Экранирование тиоэфирной связи исчезает только при определенной конформации молекулы, которую компоненты С3 и С4 могут приобретать спонтанно или при частичном расщеплении (активации). Как уже
отмечалось, с неэкранированной тиоэфирной связью реагируют молекулы воды или мембранных белков (о значении таких реакций см. далее).
Второй тип доменов, распространенных в белках системы комплемента, — короткие согласительные (consensus) повторы. Они характерны для белков, регулирующих активацию комплемента (фактор H, C4bp, DAF, CR1, CR2) и поэтому их называют также доменами контроля комплемента (доменами ССР — от Complement control proteins). Такие домены входят в состав мозаичных (т.е. содержащих домены различных типов) белков — фактора В, С2, С1г, Os, С6, С7, MASP-1, MASP-2, MASP-3. Третий тип доменов, распространенных в системе комплемента — модуль сериновых протеаз, присутствующий в С2, а также факторах В, D, I, MASP-1, MASP-2, MASP-3, C1r, C1s.
Основная молекула системы комплемента — С3. Она представляет собой а-глобулин, состоящий из двух полипептидных цепей, скрепленных дисульфидной связью: а (120 кДа) и в (75 кДа) (рис. 2.40). Тиоэфирная связь располагается в а-цепи; ее экранирование обеспечивается конформацией а-цепи, закрепленной дисульфидной связью.
Пусковые молекулы классического и лектинового путей — соответственно Oq и МВL — принадлежат к семейству коллектинов. Они имеют большие размеры и комплексное строение (рис. 2.41). Oq и МВL образованы тремя типами цепей (А, В и С), скрученных в жгуты. Молекула Oq содержит 6, а молекула MBL — от 2 до 6 таких жгутов (т.е. всего Oq содержит 18, а MBL — от 6 до 18 полипептидных цепей), что и обусловливает их большую молекулярную массу. В собранном виде молекула C1q и тяжелый вариант молекулы MBL имеют вид «букета тюльпанов»: N-концевые домены молекул, имеющие коллагеноподобную структуру, спирально переплетаясь, формируют ствол «букета», тогда как глобулярные С-концевые части цепей образуют расходящиеся «ветви букета» (в каждой из этих ветвей присутствуют все три типа цепей — А, В и С). Бутонообразные завершения этих «ветвей» участвуют во взаимодействии с естественными лигандами — комплементсвязывающими участками молекул иммуноглобулинов-антител (в случае C1q) и лектинами (в случае MBL). Несмотря на значительное сходство четвертичной структуры C1q и MBL, они обладают низкой гомологией.
Структурное сходство характерно для некоторых белков, относящихся к разным путям активации, но выполняющим сходные функции: факторов В и С2, а также С1г, Os, MASP-1, MASP-2 и MASP-3. Еще одну группу сходных белков образуют белки литического комплекса — С6, С7, С8 и С9; к ней относят также порообразующий белок цитотоксических лимфоцитов — перфорин (см. раздел 2.4). Это амфифильные белки, обладающие как гидрофильными, так и липофильными свойствами, что обеспечивает им вомож- ность встраиваться в клеточные мембраны. Эти молекулы состоят их различных доменов — тромбоспондинового, рецептора липопротеинов низкой плотности, эпидермального фактора роста.