《細(xì)胞和分子免疫學(xué)》 一、補(bǔ)體蛋白結(jié)構(gòu)的共同性

通過對(duì)補(bǔ)體系統(tǒng)的蛋白結(jié)構(gòu)進(jìn)一步探查，表現(xiàn)了一些頗具特色的結(jié)構(gòu)功能域（module），并根據(jù)它們?cè)诎被嵝蛄猩系耐葱?，將它們歸為幾個(gè)不同的蛋白家族。同一家族中的各個(gè)成員通常具有相類似的結(jié)構(gòu)和功能。此外，根據(jù)不同補(bǔ)體蛋白基因間的同源性，提示每個(gè)家族的成員可能是由一個(gè)共同的祖基因復(fù)制而來，出現(xiàn)結(jié)構(gòu)上的多樣性，進(jìn)而使各種補(bǔ)體蛋白又具有各自特定的功能。

(一)C1q與其相關(guān)的分子

C1q與其相關(guān)的分子：甘露糖結(jié)合蛋白（mannose-binding protein,MBP）、肺表面活性物質(zhì)脫輔基蛋白A和D（surfactantprotein A and D,SP-A,SP-D）、類風(fēng)濕因子（RF）和膠固素（conglutinin）等，為具有以膠原樣蛋白和凝集素區(qū)結(jié)構(gòu)為特征的一組蛋白。因此有人將collagen與lectin兩字縮合，歸納稱為“collectin”（可暫譯為膠凝素）。這些相關(guān)分子均能以抗體依賴或非依賴的方式被激活，再激活補(bǔ)體系統(tǒng)，或具有結(jié)合C1q-R的能力，從而模擬和放大C1q的功能作用。

（二）絲氨酸蛋白酶補(bǔ)體分子

在補(bǔ)體固有成分和調(diào)節(jié)蛋白中，共有6個(gè)絲氨酸蛋白酶（原）。即：C1r、Cls、C2、B因子（Bf）、D因子和I因子。它們除彼此在氨基酸序列上有同源性外，還與非補(bǔ)體性絲氨酸蛋白酶（如胰蛋白酶和糜蛋白酶）高度同源。但C2和Bf的催化部位比常見的絲氨酸蛋白酶約多210個(gè)氨基酸殘基。在6個(gè)補(bǔ)體性絲氨酸蛋白酶中，C1r和C1s，C2和Bf又具有更大的相似性。

C1r和C1s均為單鏈長(zhǎng)形結(jié)構(gòu)，兩端呈球形似啞鈴狀，分子量均為85kDa。二者除在C端有共同的絲氨酸蛋白酶結(jié)構(gòu)功能域外，其N端有約450個(gè)氨基酸彼此同源。均含有2個(gè)拷貝的SCR和1個(gè)拷貝的EGF前體結(jié)構(gòu)功能域（圖5-18）。

圖5-18　4種絲氨酸蛋白酶補(bǔ)體蛋白的結(jié)構(gòu)功能域

C2和Bf均為單肽鏈糖蛋白，它們除在形成兩條補(bǔ)體激活途徑中和C3轉(zhuǎn)化酶方面十分相似外，在合成部位、合成途徑、分子大小、亞單位結(jié)構(gòu)、半胱氨酸位置及數(shù)目，以及保守殘基替代及活性部位等方面也有很大的相似性（表5-4）。C2和Bf分子中相同的結(jié)構(gòu)功能域是均有3個(gè)CSR、1個(gè)與von Willebrand因子（vWF）共同的氨基酸序列和1個(gè)絲氨酸蛋白酶結(jié)構(gòu)功能域。

表5-4　C2與Bf的特性比較

C2Bf分子量110kDa93kDaC2a:75kDaBb:63kDaC2b:35kDaBa:35kDa血清含量～15mg/L150～200mg/L相得益彰活性部位C端側(cè)（C2a）C端側(cè)（Bb）氨基酸723733C2a:509Bb:505C2b：234Ba:234電鏡形態(tài)3個(gè)球狀結(jié)構(gòu)3個(gè)球狀結(jié)構(gòu)mRNA2.9kb2.6kb基因長(zhǎng)度18kb6kb3個(gè)SCR1～65，66～127，128～1864～74,75～136,137～194形成的C3轉(zhuǎn)化酶C42aC3bBb

(三)末端補(bǔ)體分子

末端補(bǔ)體分子C6，C7，C8和C9是構(gòu)成膜攻擊復(fù)合體（MAC）引起靶細(xì)胞溶解破壞的重要組成成分。功能上的相似性反映了它們結(jié)構(gòu)上的共同性。均具有420kDa的I型凝血敏感蛋白重復(fù)序列（thrombospondin type Irepeat,TSP-1），而且與TSP-1特有的β片層、和β螺旋結(jié)構(gòu)的立體配體也是類似的。此種結(jié)構(gòu)單位也存在于備解素（properdin）和瘧原蟲的羧箕末端。除TSP-1外，它們還具有1個(gè)拷貝的低密度脂蛋白受體結(jié)構(gòu)功能域（low density lipoprotein receptor module,LDL-R），1個(gè)表皮生長(zhǎng)因子前體結(jié)構(gòu)功能域（EGf precusor module）。在肽鏈的中央還有1個(gè)半胱酸貧乏區(qū)與細(xì)胞毒性細(xì)胞和NK細(xì)胞釋放的perforin的結(jié)構(gòu)具有相似性（圖5-19）。其中C6和C7具有更大的同源性。二者除上述的結(jié)構(gòu)功能域外，在C端還存在著富含半胱氨酸的重復(fù)序列，即為2個(gè)CSR和2個(gè)與I因子重鏈中有一個(gè)區(qū)具有同源性的結(jié)構(gòu)功能域（factor I module,FIM）。二者的分子量也相近似，分別為128kDa和121kDa。顯著的差別僅僅是C6的N端多1個(gè)由59個(gè)氨基酸組成的TSP-1。

圖5-19　末端補(bǔ)體分子的結(jié)構(gòu)功能域

（四）具有SCR的6種補(bǔ)體調(diào)節(jié)蛋白

補(bǔ)體活化調(diào)節(jié)蛋白（requlatorof complement activation,RCA）包括：CR1、CR2、H因子、C4bp、DAF和MCP。它們共同的結(jié)構(gòu)特征是均具有多個(gè)類似的短同源重復(fù)序列（SCR）。SCR也稱Shushi單位。一個(gè)SCR約由60-70個(gè)氨基酸殘基所組成，大小為4.5nm。SCR之間有20-40%的同源性。所有的SCR均具有固定的保守骨架序列（其中有4個(gè)半胱氨酸形成兩個(gè)二硫鍵），并與脯氨酸、色氨酸、酪氨酸/丙氨酸、甘氨酸相維系而形成一獨(dú)特的結(jié)構(gòu)單位（圖5-20）。這一結(jié)構(gòu)單位在CR1中有32個(gè)，CR2中有15-16個(gè)，H因子中有20個(gè)，C4b中有12個(gè)，DAF和MCP中各有4個(gè)，而且是構(gòu)成這些補(bǔ)體蛋白肽甸的主要結(jié)構(gòu)。SCR在RCA中的功能是與C3、C4和C5結(jié)合，發(fā)揮其調(diào)節(jié)作用。在前述的C1r、Cls、C2、Bf、C6和C7中也含有幾種非補(bǔ)體性蛋白如IL-2R、β2糖蛋白1（β2-1）、內(nèi)皮細(xì)胞-白細(xì)胞粘附分子-1（ELAM-1）、淋巴細(xì)胞的歸位受體和凝血因子Ⅻ的b亞單位中也含有SCR，但其意義不詳。值得注意的是，牛痘病毒具有SCR的編碼DNA，且與C4bp的SCR相類似，可逃避補(bǔ)體經(jīng)典途徑對(duì)其發(fā)揮作用。

圖5-20　SCR的結(jié)構(gòu)（模式圖）

注：（A）SCR結(jié)構(gòu)；有44%的SCR是保守的，

包括形成鏈內(nèi)二硫鍵的4個(gè)半胱氨酸

（B）具有重迭鏈內(nèi)二硫鍵（……）的SCR

此外，在補(bǔ)體的膜性調(diào)節(jié)分子中，DAF、MCP、C8bp和CD59四種分子者是以糖基磷酯酰肌醇錨（GPI）而固定在細(xì)胞膜上的。錨的核心結(jié)構(gòu)是：protein-CO-NH-CH2-PO4-6-man-α1,2-man-α1,6-man-α1,4-G1CN--α1,6MYO-inositol-1-PO4-Lipid。此種結(jié)構(gòu)還存在于多種非補(bǔ)體蛋白中，如堿性磷酸酶、乙酰膽堿酯酶、Thy-1及布氏錐蟲的變異體表面糖蛋白等。補(bǔ)體蛋白DAF、MCP、CD59和C8bp（HRF）可借助于這樣的結(jié)構(gòu)而使補(bǔ)體對(duì)自身細(xì)胞的損傷減至最小。這就是近日逐漸闡明的補(bǔ)體同源限制性（homologous restriction）。陣發(fā)性血紅蛋白尿（PNH）之所以對(duì)補(bǔ)體攻擊敏感，正是由于其紅細(xì)胞膜上缺乏含有GPI錨的分子，因而使機(jī)體的正常同源限制性作用失去效能所致。