Підручник - БІОЛОГІЧНА ХІМІЯ - Губський Ю.І. - 2000

Розділ VI. БІОХІМІЯ ФІЗІОЛОГІЧНИХ ФУНКЦІЙ ТА СПЕЦІАЛІЗОВАНИХ ТКАНИН

ГЛАВА 30. БІОХІМІЯ ІМУННИХ ПРОЦЕСІВ

30.4. БІОХІМІЧНІ КОМПОНЕНТИ СИСТЕМИ КОМПЛЕМЕНТУ

Комплемент — ферментна система, необхідна для здійснення лізису чужорідних клітин (бактеріальних, тваринних) після їх взаємодії із специфічними антитілами. За біохімічною природою білки комплементу є каскадною системою протеаз, що послідовно активуються після утворення комплексу антиген-антитіло і спричиняють розщеплення мембранних структур клітин, які підлягають руйнації в процесі імунної реакції.

Існує дев’ять основних компонентів (білкових субодиниць) системи комплементу, які позначають С1, С2, С3, С4, С5, С6, С7, С8, С9. Субодиниця С1 є комплексом, що складається з трьох білків: C1q, C1r, C1s. У фізіологічних умовах білкові компоненти системи комплементу знаходяться в плазмі крові в неактивному стані. Активовані форми білків комплементу позначаються рискою над відповідною латинською цифрою: С1, С2 тощо. Біохімічні характеристики білків системи комплементу людини подано в таблиці 30.2.

Таблиця 30.2. Білки системи комплементу людини

Білок комплементу

Молекулярна маса, кД

Фракція глобулінів крові

Концентрація в плазмі крові*, г/л х 10-3

С1

900

α2,β,γ

C1q

400

γ

60

C1r

168

β

50

C1s

19

α2

40

C4

230

β1

600

C2

117

β2

25

C3

185

β1

1300

C5

110

β1

80

C6

125

β2

80

C7

130

β2

60

C8

150

γ

60

C9

19

α2

60

* Э.Н., 1985 Шляхов, Л.П. Андриеш

Активація системи комплементу реалізується за одним із механізмів — класичним або альтернативним (рис. 30.2). За умов дії будь-якого з означених механізмів ключовою подією в активації системи комплементу є активація компоненту С3, який має аутокаталітичні властивості, запускаючи каскад ферментативних реакцій за участю термінальних компонентів С7, С8 та С9.

Рис. 30.2. Активація комплементу за класичним (а) та альтернативним — пропердиновим (б) механізмами (Ag — антиген).

Класичний шлях активації комплементу — послідовність ферментативних реакцій, що запускається при взаємодії першого компонента комплементу С1 з комплементзв’язуючими ділянками антитіл (IgG, IgM), які утворили комплекс антиген-антитіло на поверхні клітини.

Зв’язування компонента С1 з імуноглобулінами, що фіксуються на поверхні клітини, відбувається з участю білка С1q, який отримав назву фактора розпізнавання. Взаємодія dq з антитілом призводить до активації субодиниці С1r, яка розщеплює молекулу С1s, перетворюючи останню в активну серинову протеїназу. Таким чином реалізується пусковий механізм активації системи комплементу.

Субстратами активного протеолітичного ферменту ds є компоненти С4 та С2, які послідовно розщеплюються на відповідні молекулярні фрагменти: активний С4Ь і неактивний С4а та активний С2а і неактивний С2b. Активний комплекс С4bС2а позначають так: С3-конвертаза. Вона відщеплює від компонента С3 активну протеазу С3b (С5-конвертазу), яка активує систему термінальних компонентів комплементу (С5—С9).

Активовані термінальні компоненти утворюють на поверхні клітинної мембрани надмолекулярний білковий комплекс (С5b, С6, С7, С8, С9), що спричиняє лізис мембрани, тобто розщеплення її білково-ліпідного бішару. Під впливом літичного комплексу в мембрані виникають канальці діаметром до 10 нм, через які відбувається вільне надходження всередину клітини Са2+ та Na+ і втрата К+, що і зумовлює остаточне руйнування клітини.

Альтернативний (пропердиновий) шлях активації комплементу не потребує участі імуноглобулінів і має біологічне значення, ймовірно, на ранніх етапах боротьби макроорганізму з інфекційним агентом, тобто до продукування необхідної кількості антитіл.

Як і в класичному шляху, в умовах альтернативного шляху також відбувається активація С3-компонента комплементу з утворенням С5-конвертази, але без участі компонентів С1, С2 та С4. Первинним етапом тут є взаємодія бактеріальних антигенів (полісахаридів, ліпополісахаридів клітинної стінки грамнегативних бактерій тощо) з білками системи пропердину.

Система пропердину складається з трьох білків: білка Р — власне пропердину; білка В та білка D (серинової протеази). Під впливом антигенів бактеріальної стінки відбувається послідовна активація факторів Р, D та B. Активований фактор B (Bb) розщеплює основний компонент системи комплементу — С3, — утворюючи С5-конвертазу С3bBb, яка активує компонент С5, що відповідає за формування літичного мембранного комплексу.