Transcript Complement System TEACHING FORMAT

Complement system
Complement refers, historically, to fresh
serum capable of lysing antibody (Ab)coated cells.
This activity is destroyed (inactivated) by
heating serum at 56 degrees C for 30
minutes.
Proteins of the Complement System
Complement system is composed of more than 25
different proteins (Table 1), produced by different
tissues and cells including hepatocytes,
macrophages and gut epithelial cells.
These proteins are activated by a variety of agents
and their activation proceeds in a cascade
fashion leading to lysis.
Consequently, an absence of one of the
components in the pathway can disrupt the
cascade and terminate the reaction.
‫کمپلمان ‪Complement‬‬
‫به مجموعه ای از ‪ 20‬پروتئین پالسما گفته می شود که از نظر شیمیایی و‬
‫ایمنولوژیکی با هم تفاوت دارند واین اجزای پروتئینی در سرم بصورت غیرفعال‬
‫وجود دارند و تحت تأثیر عوامل خاصی از دو راه فعال می شوند که عبارتند از‪:‬‬
‫‪ -1‬مسیر کالسیک ‪Classical pathway‬‬
‫‪ -2‬مسیر آلترناتیو ‪Alternative pathway‬‬
‫‪Lectin pathway‬‬
‫‪ -3‬مسیر لكتین‬
‫علت نامگذاری این سیستم به این نام این است که اگر ‪ RBC‬های گوسفندی را به یک‬
‫خرگوش تزریق کنیم بدن خرگوش این ‪ RBC‬ها را بعنوان جسم بیگانه شناسائی کرده‬
‫و در مقابل آن ها آنتی بادی می سازد لذا سرم این خرگوش را سرم ایمن یا‬
‫‪ Immune serum‬می گویند‪.‬حال اگر گلبول قرمز گوسفند را بااین سرم ایمنی‬
‫مجاور سازیم جدار گلبول قرمز لیز شده و سلول پاره می شود یعنی هموالیزیز‬
‫‪ Hemolysis‬اتفاق می افتد ‪ .‬پس در سرم حیوان ایمنی (خرگوش ) موادی وجود‬
‫دارند که گلبول بیگانه را همولیز می کنند‪.‬‬
‫•‬
‫•‬
‫•‬
‫اگر‪ RBC‬ها ی این گوسفند را به سرم خرگوش که قبالً ایمنی‬
‫نشده باشد مجاور سازیم همولیز اتفاق نمی افتد لذا الزمۀ همولیز‬
‫ایمن بودن سرم است‪.‬‬
‫اگر سرم خرگوش ایمنی را تا ‪ 56‬درجه حرارت دهیم و سپس‬
‫گلبول قرمز گوسفند را با آن مجاور سازیم همولیز صورت نمی‬
‫گیرد لذاحرارت موادی را که باعث همولیز می شوند غیرفعال‬
‫می کند‪.‬‬
‫اگر‪ RBC‬های گوسفند را بهمراه سرم ایمنی حرارت دیده وسرم‬
‫نرمال یک خرگوش مجاور سازیم همولیز صورت می گیرد لذا‬
‫نتیجه می شود که مواد الزم برای لیز از سرم نرمال به سرم‬
‫حرارت دیده منتقل میشود‪ .‬با توجه به اینکه آنتی بادی ها در‬
‫مقابل حرارت کمی مقاوم هستند لذا می توان فهمید که آنچه از‬
‫سرم نرمال به سرم حرارت دیده منتقل شده است چیزی غیر از‬
‫آنتی بادی بوده است و در حقیقت مکملی برای آنتی بادی بوده‬
‫است لذا این عامل تکمیل کننده را کمپلمان نامیدند‪.‬‬
‫• پس برای عمل لیز ‪ 2‬فاکتور الزم است‬
‫• عاملی که در سرم ایمنی حیوان وجود دارد وبه حرارت مقاوم است و‬
‫به آنتی بادی معروف است‬
‫• عاملی که از سلول نرمال تأمین شده است وحساس به حرارت است‬
‫وبه کمپلمان معروف است ‪.‬‬
‫•‬
‫•‬
‫•‬
‫•‬
‫•‬
‫خالصۀ تجربیات‪:‬‬
‫‪RBC + Immune serum‬‬
‫همولیز آري‬
‫‪RBC + Normal serum‬‬
‫همولیز خیر‬
‫‪ Imm. serum‬حرارت دیده ‪RBC +‬‬
‫همولیز خیر‬
‫‪ + Normal serum‬سرم ایمن حرارت دیده ‪RBC +‬‬
‫همولیز آري‬
‫نامگذاري پروتئین ها ي سیستم کمپلمان‬
‫•‬
‫‪ 9‬دسته پروتئین که با حروف "‪ "C‬بزرگ نشان داده می شود ‪ ،‬هر‬
‫کدام با شمارة مربوطه مانند ‪ C2 ، C1‬تا‪C9 ...‬‬
‫•‬
‫بعضي دیگر را با کلمة فاکتور و حروف بزرگ الفبای التین مانند‬
‫فاکتور ‪ B‬یا فاکتور ‪ D‬و ‪...‬‬
‫•‬
‫دسته اي دیگر حسب کاري که انجام مي دهند مانند بازدارندة ‪ C1‬یا‬
‫)‪ (C1inhibitor‬یا غیر فعال کنندة ‪C3‬یا )‪... (C3Inactivator‬‬
‫•‬
‫بعضي به صورت اصطالحي نامگذاري شده اند مانند پروتئین ‪ S‬یا‬
‫ویترونکتین ‪ ،‬پروپردین و ‪...‬‬
Components of the Complement System
(1)Complement Components: C1-9, MBL , SP ,
fB , fD
(2) Regulatory Proteins: Properdin , C1INH ,
C4bBp , fH, fI , CR1 , Sp
(3) Complement Receptor: CR1-CR5 , C2aR ,
C3aR , C4aR
Vitronectin
Vitronectin also known as VTN is a
protein which in humans is encoded
by the VTN gene
The protein encoded by this gene is a
member of the pexin family.
Vitronectin is an abundant
glycoprotein found in serum the
extracellular matrix and promotes
cell adhesion and spreading, inhibits
the membrane-damaging effect of
the terminal cytolytic complement
pathway ,and binds to several
serpin serine protease inhibitors. It is
a secreted protein and exists in
either a single chain form or a
clipped, two chain form held together
by a disulfide bond. Vitronectin has
been speculated to be involved in
hemostasis and tumor malignancy
Protein S
Protein S is a vitamin K-dependent plasma
glycoprotein synthesized in the
endothelium.
In the circulation, Protein S exists in two
forms: a free form and a complex form
bound to complement protein C4b
In humans, protein S is encoded by the
PROS1 gene
The best characterized function of Protein S is
its role in the anti coagulation pathway, it
functions as a cofactor to Protein C in the
inactivation of Factors Va and VIIIa. Only
the free form has cofactor activity
Protein S can bind to negatively charged
phospholipids via the carboxylated GLA
domain
This property allows Protein S to function in
the removal of cells which are undergoing
apoptosis
Properdin
Properdin or factor P is a globulin protein found in the blood serum of
more complex animals
In the complement system, an innate-immunity series of proenzymes
dissolved in the circulation, it is also called "Factor P "
t is known that it participates in some specific immune responses. It
plays a part in tissue inflammation as well as the engulfing of
pathogens by phagocytes. In addition it is known to help to
neutralize some viruses.
As a component of the alternative pathway for complement activation
(otherwise known as the "properdin pathway"), it complexes with
another protein, C3b, to stabilize the alternative C3 convertase
(C3bBb) that then cleaves more C3.
‫پروتئین های کمپلمان پروتئین های پالسمایی هستند که بطور‬
‫طبیعی غیر فعال ولی تحت شرایط خاصی فعال شده و‬
‫محصوالتی تولید می نمایند که واسطة عملکردهای اجرائی‬
‫مختلف سیستم کمپلمان می باشند‬
‫فعال شدن کمپلمان شامل پروتئولیز پی در پی پروتئین ها برای‬
‫تولید کمپلکس های آنزیمی است که فعالیت پروتئولیتیک دارند‬
Zymogen
A zymogen( or proenzyme )is an inactive enzyme precursor
A zymogen requires a biochemical change (such as a hydrolysis reaction
revealing the active site, or changing the configuration to reveal the
active site) for it to become an active enzyme
The biochemical change usually occurs in a lysosome where a specific
part of the precursor enzyme is cleaved in order to activate it
The amino acid chain that is released upon activation is called the
activation peptide
The pancreas secretes zymogens partly to prevent the enzymes from
digesting proteins in the cells in which they are synthesised .Fungi also
secrete digestive enzymes into the environment as zymogens
The external environment has a different pH than inside the fungal cell
and this changes the zymogen's structure into an active enzyme
Examples of zymogens: Angiotensinogen , Trypsinogen,
Chymotrypsinogen, Pepsinogen , Most proteins in the coagulation
system , Some of the proteins of the complement system ,Caspases
Proelastase, Prolipase , Procarboxypolypeptidases
‫پس از فعال شدن پروتئین ها ي سیستم کمپلمان دو محل فعال‬
‫یا )‪ (active site‬روي اکثر این مولکول ها ظاهر مي‬
‫شود‬
‫یکي محلي است با خاصیت آنزیمي براي پروتئین بعدي‬
‫شرکت کننده در این مسیر‬
‫دیگري مکاني است به عنوان گیرنده براي قطعة شکسته شدة‬
‫کمپلمان‬
‫پیوند اجزای کمپلمان‬
‫محصوالت فعال شدن راه کالسیک کمپلمان به طور کوواالن‬
‫به‪:‬‬
‫سطح سلول های میکروبی‬
‫به آنتی بادی بر سطح سلول میکروبی و یا‬
‫به آنتی ژن های دیگر‬
‫متصل می شوند و فعال می گردند‬
‫ویژگی اتصال‪:‬‬
‫باعث فعال شدن کمپلمان می شود و بنابراین عملکردهای‬
‫بیولوژیک سیستم کمپلمان محدود به سطح سلول های‬
‫میکروبی یا به محل های اتصال آنتی بادی به آنتی ژن‬
‫محدود می شود و در خون رخ نمی دهد‬
‫انتخاب راه اصلي یا کالسیک و راه آلترناتیو یا‬
‫پروپردین‬
‫انتخاب هر یک از این دو راه بستگي به نوع مادة فعال کننده‬
‫اي دارد که پروتئین ها ي اولیه را در هر یک از این راه‬
‫ها مي توانند فعال نمایند‬
‫راه کالسیک‬
‫با فعال شدن پروتئین ‪C1‬آغاز شده و به ‪ C9‬ختم مي شود‬
‫راه آلترناتیوبا قطعة ‪C3b‬آغاز شده و در نیمة مسیر ‪ ،‬یعني‬
‫از مولکول ‪ C5‬به راه کالسیک مي پیوندد‬
‫نتیجه‪:‬‬
‫مابقي مسیر یعني از ‪C5‬تا ‪C9‬در هر دو راه مشترک است‬
‫راه لکتین‬
‫این راه توسط بعضي از آنزیمهاي سلولي یا موادي که در سرم‬
‫هستند آغاز مي شود و این فعال کننــــده ها مي توانند‬
‫مستقیما ً و بدون شرکت پروتئین ها ي اولیه سیستم کمپلمان‬
‫را فعال نمایند‬
‫از آنزیم هاي شبیه تریپسین که قادر به انجام این کار مي باشند‬
‫پالسمین در سیستم فیبرینولیتیک و برخي از آنزیم هاي‬
‫لیزوزومي ‪:‬‬
‫در شرایط خاصی در مسیر کالسیک ‪ ،‬مرحلة فعال شدن ‪C1‬‬
‫حذف شده و این مسیر با فعال شدن ‪C2‬و ‪C4‬و اجزاء‬
‫بعدی ادامه می یابد‬
‫‪MBL‬‬
‫در این ارتباط ماده ای که از نظر ساختمانی بسیار شبیه ‪C1q‬‬
‫است )‪ (MBL‬و قادر است به مانان سفاروز متصل شود ‪ ،‬می‬
‫تواند کمپلمان را در غیاب مولکول ‪ C1q‬از مسیر کالسیک‬
‫فعال کند‬
‫سه پروتئین دیگر که سرین پروتئاز وابسته به ‪ MBL‬هستند‬
‫)‪MBL Assocciated serine protease (MASP‬‬
‫در این مسیر شناخته شده اند‬
Complement system
I. Concept and composition of the complement system
II. Activation of complement system
III. Regulation of complement activity
IV. Biologic activity of complements
‫زیموژن‬
‫پروتئین هایی که توانائی فعالیت آنزیمی پروتئولیتیکی را بوسیله‬
‫عملکرد سایر پروتئازها بدست می آورند زیموژن می نامند‬
‫• سیستم کمپلمان را با حرف ‪ C‬و اجزاء مختلف آن را با عددی که کنار‬
‫‪ C‬می نویسند مشخص می کنند ‪ ،‬مثل ‪ C2،C1‬یا ‪C8‬‬
‫• چون این اجزاء بفرم غیر فعال در سرم وجود دارند اگر به فرم فعال‬
‫درآیند باالی آن ها خطوط تیره می کشند‪.‬‬
‫• درروند فعال شدن کمپلمال بعضی از اجزاء به اجزای کوچکتری شکسته‬
‫می شوند که معموالً جزء کوچکتر را با حرف ‪ a‬وجزء بزرگتررا با‬
‫حرف ‪ b‬نمایش می دهند‪C3 .‬ـــــــــ ‪ C3a‬و ‪C3‬ــــــــ ‪C3b‬‬
‫• هرجزئی که از فرم فعال به فرم غیرفعال تبدیل شود در کنارش ‪( i‬‬
‫‪ ) Inactive‬گذاشته می شود‪،‬مانند ‪C3bi‬‬
‫• ‪ C3‬بیشترین جزء کمپلمان ومهمترین آن ها می باشد‬
‫• سیستم کمپلمان پس از فعال شدن دو کار عمده انجام می دهد‪:‬‬
‫• درغشاء یاختۀ ‪ ، RBC‬باکتری ‪ ،‬ویروس یا هر سلول دیگری‬
‫تغیرات غیرقابل برگشتی ایجاد می کندکه به سیتولیز ‪Cytolysis‬‬
‫معروف است‪.‬‬
‫• باعث فعال شدن سلول های خاصی می شود که این سلول هادر پدیدۀ‬
‫آماس یا ‪ Inflammation‬دخالت دارد ‪.‬‬
‫• عمل دیگر کمپلمان که جزئی از قسمت سیتولیز می باشد بنام‬
‫‪ Opsonization‬معروف است که باعث می شود تا بیگانه خواری‬
‫بهتر و آسانتر وبا ش ّدت بیشتر انجام شود‪.‬‬
‫• عواملی که باعث فعالیت کمپلمان از مسیر کالسیک می شوند دو گونه هستند‪:‬‬
‫• الف) عوامل ایمنولوژیک که مهمترین آن ها ‪ Complex‬آنتی بادی ‪ +‬آنتی ژن می‬
‫باشد همچنین ‪ IgG3 ،IgG1 ،IgM‬تجمع یافته و ‪IgG2‬‬
‫• ب) عوامل غیر ایمنولوژیک مثل تریپسین ‪ ،‬پالسمین ‪ ،‬هپارین ‪ ،‬پروتامین سولفات‬
‫و بعضی از ویروس ها مثل رتروویروس ها ‪.‬‬
‫• کمپلکس آنتی بادی ــ آنتی ژن در صورتی که آنتی بادی آن از نوع ‪ IgM‬یا ‪IgG‬‬
‫باشد کمپلمان را از این مسیر فعال می نمایند‪.‬‬
‫• عواملی که باعث فعالیت کمپلمان از مسیر آلترناتیو می شوند‪:‬‬
‫• ‪ IgG4،IgE،IgA‬تجمع یافته ‪،‬بعضی از انگل ها (شیستوزوما )‪،‬آندوتوکسین‬
‫باکتری ها (‪) LPS‬گرم منفی ها ‪ ،‬کمپلکس آنتی بادی ها با سلول آلوده به ویروس‬
‫از جمله میگزوویروس ها ‪ ،‬بعضی از تومورها ‪،‬سم مار کبری‬
‫• در فعال شدن کمپلمان از راه کالسیک اولین جزء کمپلمان یعنی ‪C1‬‬
‫وارد عمل می شود ولی در مسیر آلترناتیو نیازی به فعالیت ‪،C1‬‬
‫‪ C2،C4‬نمی باشد بلکه فعالیت کمپلمان مستقیما ً از ‪ C3‬شروع می‬
‫شود‪ ،‬لذا در بیمارانی که بصورت ژنتیکی فاقد ‪C1‬و‪ C4‬اند مسیر‬
‫کالسیک عمل نمی کند ‪.‬‬
‫• آنافیالتوکسین ها‬
‫موادی هستند که بر روی بازوفیل ها یا ماست سل ها اثر کرده وباعث‬
‫آزاد شدن آمین های بزرگ یا مواد واسطه ای می شوند که این مواد‬
‫در گرانول های سیتوپالسمی بازوفیل و ماست سل وجود دارند از‬
‫جمله هیستامین که با انقباض عضالت صاف و گشادی مویرگ ها‬
‫موجبات خروج پالسما شده ودرنتیجه ورود ‪Ig‬ها واجزای کمپلمان را‬
‫به داخل محل ضایعه فراهم می سازد‪.‬‬
‫این عمل موجب آماس‪ ،‬التهاب ‪ ،‬قرمزی ‪ ،‬گرمی محل وچرکی‬
‫شدن ودردناک شدن آن می شود که این پدیده را‬
‫‪ Inflammation‬نامند‪.‬‬
‫ازجمله مواد آنافیالتوکسین می توان اجزائی از کمپلمان مثل‬
‫‪ C3a،C4a،C5a‬را نام برد‪.‬‬
‫ازطرفی ‪ C3a ،C4a‬و‪ C5b6,7‬خاصیت شیمیوتاکسی‬
‫دارند برای سلول های بیگانه خوار یعنی اینکه باعث می‬
‫شونداین سلول ها به اطراف این عوامل کشش داشته باشند‬
‫پس کمپلمان در پدیدۀ آماس شرکت دارند‪.‬‬
PATHWAYS OF COMPLEMENT
ACTIVATION
The complement activation can be divided into three
pathways:
Classical pathway,
Alternative pathway
Membrane attack pathway
Both classical and alternative pathways lead to the
activation of C5 convertase and result in the
production of C5b which is essential for the
activation of the membrane attack pathway.
Table 1. Proteins of the Complement system
Classical Pathway
Lectin Pathway
Alternative
Pathway
Activation Proteins:
C1qrs, C2, C3, C4
Mannan binding protein
(MBP),
C3, Factors B
& D *,
Properdin
Control Proteins:
C1-INH, C4-BP
Mannan-asociated
Serine Protease
(MASP, MASP2)
Factors I* &
H, DAF, CR1,
etc.
Lytic Pathway
C5, C6, C7,
C8, C9
Protein S
Components underlined acquire enzymatic activity when activated.
Components marked with an asterisk have enzymatic activity in their native form.
DAF: decay accelerating factor
Complement Biosynthetic Sites
•Hepatocytes
•Monocyte/Macrophage
•Hematopoietic
•Fibroblasts
•Endothelial
•Reproductive
•Adipocytes
•Astrocytes
•Neurons
Basic Characteristics of Complement
(1)The complement components interact in
a highly regulated cascade.
(2)Complement serves by amplifying the
response: C1q, C3 convertase
(3)Unstability: 56°C, 30min
(4)Dualism of the functions: physiological
functions, pathological functions
(5)Restriction of reaction: easy to be
inactivated, antibody, suppression
component
CLASSICAL PATHWAY
Complement Components involved in the classical
pathway
(the components were named in order of their discovery)
‫مراحل مختلف فعال شدن راه کالسیک سیستم کمپلمان‬
‫اولین پروتئین راه کالسیک سیستم کمپلمان ‪C1‬مي باشد که از سه‬
‫جزء پروتئیني ‪C1r ، C1q‬و ‪ C1s‬تشکیل شده است‬
‫بطور طبیعي و در افراد سالم این سه جزء محکم به یکدیگر متصل مي‬
‫باشند و بصورت جداگانه دیده نمي شوند ولي در موارد پاتولوژیک‬
‫مي توان آنها را بطور جداگانه در سرم مشاهده کرد‬
‫اتصال مولکول هاي ‪C1r ، C1q‬و ‪ C1s‬وابسته به یون کلسیم است‬
‫وبا خروج یون کلسیم از این مولکول ها هر سه جزء پروتئیني این‬
‫ماکرو مولکول از هم جدا خواهند شد‬
classical pathway
activation stage
recognition stage: IC-C1
activation stage: C1s→C4, C2→C3, C5
attack stage: C5b→C5678(9)n (MAC)
C1q
(1) the biggest molecular weight, composed of 18
polypeptide chains that associate to form six collagen-like
triple helical arm
(2) the only component of complement that circulate in the
serum in functionally active forms
(3) For activation, it need to bind to at least two IgG or one
IgM and need the presence of Ca2+.
(4) Free or soluble Ab can not bind to the complement; the
formation of an antigen-antibody complex induces
conformational changes in the Fc portion of the Ab molecule.
Classical pathway normally requires:
A suitable Ab bound to antigen (Ag)
Complement components 1, 4, 2 and 3
Mg++ and Ca++ Cations
C1 activation
Binding of C1qrs (a calcium-dependent complex), present in
normal serum, to Ag-Ab complexes results in autocatalysis of
C1r.
The altered C1r cleaves C1s and this cleaved C1s becomes
an enzyme (C4-C2 convertase) capable of cleaving both C4
and C2.
‫ناحیه آزاد کروي شکل سرمولکول که عامل کربوکسیل انتهائي در آنجا‬
‫قرار گرفته است گیرنده یا محلي است که به ‪FC‬مولکول هاي‬
‫ایمونوگلبولین متصل مي شود‬
‫بنابراین هر مولکول ‪C1q‬مجموعا ً شش گیرنده یا سر )‪ (Head‬براي‬
‫اتصال به ایمونوگلبولین دارد‬
‫اتصال یک مولکول ‪ C1q‬به یک ‪IgG‬مونومر بسیار ضعیف است‬
‫ولي اگر به دو یا چند مولکول ‪ IgG‬مجاور هم در سطح فعال کننده‬
‫متصل شود این اتصال محکم است و موجب فعال شدن سیستم‬
‫کمپلمان مي گردد‬
‫از طرف دیگر اتصال یک مولکول ‪ IgM‬به ‪C1q‬براي فعال شدن‬
‫سیستم کمپلمان کافي است‬
‫مرحله شناسایي‬
‫پس از اتصال قطعة ‪ C1q‬به فعال کنندة مسیر کالسیک ‪ ،‬قطعة ‪ C1r‬خاصیت‬
‫آنزیمي براي فعال کردن قطعة ‪C1s‬را پیدا مي کند‬
‫براي انجام این فعل و انفعاالت تمام قسمت هاي ماکرو مولکول ‪C1‬و حضور‬
‫یون کلسیم الزامي است‬
‫در نتیجة شکسته شدن یک پیوند پپتیدي در مولکول ‪ C1s‬توسط ‪C1r‬مولکول‬
‫‪ C1s‬خاصیت آنزیمي هضم کنندة پروتئیني پیدا مي کند که به آن سرین استراز‬
‫گویند‬
‫طبق تقسیم بندي جدید مراحل کمپلمان به فعالیت و شناسایي ‪C1q‬تا فعال شدن‬
‫خاصیت سرین استرازي مرحله شناسایي مي گویند‬
‫مرحله ي فعال شدن آنزیم ها‬
‫حال پس از به وجود آمدن آنزیم مرحله ي دوم یا مرحله ي‬
‫فعال شدن آنزیم ها آغاز مي شود‬
‫در این مرحله آنزیم ‪ C1s‬بترتیب مي تواند پروتئین ها ي‬
‫‪ C4‬و‪ C2‬را شکسته و بترتیب ‪ C4a‬و ‪ C4b‬بوجود آورد‬
‫که ‪C4b‬بر روي سطح فعال کننده متصل مي گرددپ‬
‫‪ C2‬به ‪ C2a‬و ‪ C2b‬شکسته شده و ‪ C2b‬نیز که جزء‬
‫بزرگتر است به ‪ C4b‬در سطح فعال کننده متصل مي شود‬
‫نقش تجزیه کنندگي مولکول ‪C1‬‬
‫بواسطة تترامري از‪:‬‬
‫‪C1s-C1r-C1r-C1s‬یا )‪(C1s2-C1r2‬‬
‫اعمال مي گردد که به صورت غیر کوواالن با زیر واحد ‪ C1q‬در ارتباط است‬
‫هر دو جزء ‪C1r‬و‪ C1s‬در حقیقت سرین استرازهایي هستند که تا قبل از اتصال‬
‫کوواالن ‪C1q‬به یک کمپلکس ایمني به حالت غیر فعال باقي مانده بودند‬
‫اتصال دو یا چند عد از سرهاي کروي ‪C1q‬به مولکول هاي ‪ IgM‬یا ‪ IgG‬سبب‬
‫تغییر شکل فضائي مولکول هاي ‪ C1r‬و فعال شدن آنزیمي آن مي گردد‬
‫مولکول هاي اخیر خود سبب شکسته و سبب فعال شدن مولکول هاي ‪ C1S‬مي شوند‬
‫حال ‪ C1S‬نیز به نوبة خود بر روي دو جزء بعدي مسیر کالسیک یعني ‪ C4‬و ‪C2‬‬
‫اثر مي گذارد‬
‫یون کلسیم‬
‫برای بقاء کمپلکس )‪ (c1q-c1r2-c1s2‬بایستی ‪ 8‬یون‬
‫کلسیم )‪ (Ca2+‬در محیط حضور داشته باشد‬
‫موادی نظیر اتیلن دی آمین تترا استیک اسید )‪ (EDTA‬و‬
‫اتیلن گلیکول تترا استیک اسید )‪ (EGTA‬وس یترات که به‬
‫عنوان ضد انعقاد استفاده می شوند باعث تجزیه کمپلکس‬
‫فوق می گردند‬
‫تجزیه مولکول ‪C4‬‬
‫جزء بعدي آبشار کمپلمان مولکول ‪C4‬است که از‬
‫گلیکوپروتئیني با سه زنجیره پپتیدي ‪ β ، α‬و ‪ γ‬ساخته شده و‬
‫زنجیرة ‪ α‬آن حاوي یک پیوند تیواستر داخلي است و بسیار‬
‫شبیه پیوند تیواستري است که در مولکول ‪ C3‬نیز وجود‬
‫دارد‬
‫‪ C1s‬فعال بر روي زنجیرة ‪ α‬اثر خود را اعمال کرده و از‬
‫انتهاي آمیني آن قطعة کوچکي را جدا کرده )‪(C4a‬و قطعة‬
‫بزرگتري از زنجیره را بنام )‪ (C4b‬بر جا مي گذارد‬
‫تجزیه مولکول ‪C2‬‬
‫‪C4b‬در حـــالت آزاد بسیار ناپایدار بوده و توسط غیر فعال کنندة‬
‫‪C4b‬به سرعت غیر فعال مي گردد ‪ ،‬در این راستا مولکول ‪C2‬‬
‫را نیز تجزیه مي کند‬
‫‪ C2‬پلي پپتیدي تک زنجیره اي است که در حضور یون ‪Mg2+‬به‬
‫مولکول هاي ‪(C2b‬بزرگتر) که به ‪C4b‬متصل مي گردد و‬
‫‪ C2a‬آزاد مي شود‬
‫‪C3- Convertase‬‬
‫حال که مجموعة آنزیمي بوجود آمد خاصیت تبدیل کنندگي ‪C3‬‬
‫را داشته و به همین خاطر بنام تبدیل کنندة ‪ C3‬یا ‪(C3-‬‬
‫)‪ Convertase‬نامیده مي شود‬
‫این کمپلکس آنزیمي پایدار نبوده و در مدت یک دقیقه از سطح‬
‫آنتی ژن یا فعال کننده جدا و غیر فعال مي شود‬
‫‪C3b‬‬
‫‪C5 Convertase‬‬
‫مولکول ‪ C3‬نیز ا ز دو زنجیره پپتیدي ‪ α‬و‪ β‬که بوسیله پیوندهاي دي‬
‫سولفیدي به هم متصل هستند درست شده است‬
‫آنزیم ‪ C3 convertase‬قطعة کوچکي از ناحیه نزدیک آمین انتهائي‬
‫زنجیرة ‪ α‬از مولکول ‪ C3‬را جدا کرده و در نتیجه مولکول ‪ C3‬به‬
‫دو قطعة ‪C3a‬و ‪ C3b‬تقسیم مي شود‬
‫نیز به مجموعه قبلي متصل شده و کمپلکس جدید‬
‫حال قطعة ‪C3b‬‬
‫را بوجود مي آورد‬
‫این کمپلکس خاصیت تبدیل کنندگي پروتئین ‪ C5‬را داشته و بنام‬
‫‪ C5 Convertase‬معروف است‬
‫‪ C5‬در مسیر کالسیک توسط آنزیم ‪ C5‬کانورتاز شکسته شده و‬
‫به دوقطعة ‪ C5a‬و ‪ C5b‬تبدیل مي شود‬
‫قطعة کوچک ‪ C5a‬آزاد شده و قطعة ‪ C5b‬به سطح سلول‬
‫متصل باقي مي ماند‬
‫آنزیم ‪ C5‬کانورتاز آخرین آنزیم راه کالسیک است‬
activation stage
Generation of C3-convertase
a
C4b
Generation of C5-convertase
C4b2a is C5 convertase
b
C4b
C3b
(2) Activation step
generation of C3 convertase
----Activated C1s enzymatically cleaves C4 into C4a and C4b.
----Activated C1s enzymatically cleaves C2 into C2a and C2b.
----C4b2b complex binding to the membrane, is known as
C3 convertase
generation of C5 convertase
----C3 convertase cleaves C3 into C3a and C3b.
-----C3b binds to the membrane to form C4b2b3b complex.
-----C4b2b3b complex functions as
C5 convertase
3) Effect step
C5 convertase cleaves C5 into C5a and C5b. C5b
binds the membrane.
C5b binds C6 and C7 to yield a hydrophobic C5b67
complex which attaches quickly to the cell membrane.
C8 binds to this complex and causes the insertion of
several C9 molecules.C5b6789 complex is known as
MAC which leads to formation of a hole in the
membrane resulting in cell lysis.
C4 and C2 activation (generation of C3 convertase)
Activated C1s enzymatically cleaves C4 into C4a and C4b.
C4b binds to the Ag-bearing particle or cell membrane while
C4a remains a biologically active peptide at the reaction site.
C4b binds C2 which becomes susceptible to C1s and is
cleaved into C2a and C2b.
C2b remains complexed with C4b whereas C2a is released
in the micro environment.
C4b2b complex, is known as C3 convertase in which C2b is
the enzymatic moiety.
C3 activation (generation of C5 convertase)
C3 convertase, in the presence of Mg++,cleaves
C3 into C3a and C3b.
C3b binds to the membrane to form C4b2b3b complex
whereas C3a remains in the micro environment.
C4b2b3b complex functions as C5 convertase which
cleaves C5 into C5a and C5b.
Generation of C5 convertase marks the end of the classical
pathway.
Activation of C3 by the classical pathway
LECTIN PATHWAY
C4 activation can be achieved without antibody and C1
participation by the lectin pathway .
This pathway is initiated by three proteins:
A mannan-binding lectin (MBL), also known as mannanbinding protein (MBP) which interacts with two mannanbinding lectin-associated serine proteases (MASP and
MADSP2), analogous to C1r and C1s.
This interaction generates a complex analogous to C1qrs and
leads to antibody -independent activation of the classical
pathway.
C1q can also bind to a number of agents including some
retroviruses, mycoplasma, poly-inosinic acid and
aggregated IgG, and initiate the classical pathway .
Inosinic acid
Inosinic acid or inosine monophosphate( IMP )
is a nucleoside monophosphate. Inosinic acid is
important in metabolism .It is the ribonucleotide
of hypoxanthine and the first nucleotide formed
during the synthesis of purine .It is formed by
the deamination of adenosine monophosphate ,
and is hydrolysed to form inosine.
Important derivatives of inosinic acid include
purine nucleotides found in nucleic acids and
adenosine triphosphate ,which is used to store
chemical energy in muscle and other tissues.
In the food industry, inosinic acid and its salts such
as disodium inosinate are used as flavour
enhancers
Lectin initiated pathway
‫مسیر لکتین فعال شدن کمپلمان در غیاب آنتی بادی و بوسیلة اتصال‬
‫پلی ساکاریدهای میکروبی به لکتین های در گردش مثل ‪MBL‬‬
‫است‬
‫به نظر می رسد فعال شدن کمپلمان از راه لکتینی شبیه راه کالسیک‬
‫است‬
‫‪MBL‬به کربوهیدرات های سطح باکتری ها ی فعال کننده یا سایر مواد‬
‫متصل شده و متحمل تغییر شکل فضایی مشابه حوادثی که در ‪C1q‬‬
‫اتفاق می افتد می گردد‬
‫لکتین های دیگری مانند لکتین شناسایی کنندة ‪ N‬استیل گلوکز آمین که‬
‫بنام فیکولین هستند و از نظر ساختاری مشابه ‪ c1q‬می باشند از یک‬
‫طرف به پلی ساکاریدهای میکروبی متصل شده و از طرف دیگر به‬
‫سرین پروتئازهای همراه ‪ MBL‬یا )‪ (MASPs‬ها از نوع ‪1‬و ‪2‬و‪3‬‬
‫نیز متصل می شوند‬
‫الیگو مرهای بلندتر ‪ MBL‬با ‪ MASP-2‬و ‪ MASP-3‬همراه می‬
‫شوند‬
‫این دو پروتئاز یک کمپلکس مشابه با کمپلکس تشکیل شده بوسیله ‪c1r‬‬
‫و ‪ C1s‬را تشکیل می دهند و ‪MASP-1‬مولکول های ‪ C4‬و ‪C2‬‬
‫را می شکند‬
Ficolin
A binding protein of 40 kDa for TGF-beta-1 isolated
originally from porcine uterus membranes
Two closely related cDNA clones encode proteins
composed mainly of fibrinogen-like and collagenlike domains
The corresponding proteins are called Ficolin-alpha
and Ficolin-beta
Ficolins have a similar overall structure to
complement component C1q and the collectins
lectin
pathway
ALTERNATIVE
PATHWAY
‫پروپردین‬
‫پروتئین هایي در سرم بنام پروپردین وجود دارد که در‬
‫مجاورت مادة زیموزان که پلي ساکاریدي در دیوارة‬
‫سلولي مخمر است مي توانند سیستم کمپلمان را فعال نمایند‬
alternative pathway
activator
LPS
bacteria
zymosan
dextran
IgA
IgG4
IgE
ALTERNATIVE PATHWAY
Alternative pathway begins with the activation of C3 and
requires Factors B and D and Mg ++cation, all present in
normal serum .
Spontaneous activation of C3
A metastable C3b-like molecule (C3i) is generated by slow
hydrolysis of the native C3.
C3i binds factor B which is cleaved by Factor D to produce
C3iBb. C3iBb complex cleaves native C3 into C3a and C3b.
C3b binds factor B, which is again cleaved by Factor D to
produce C3bBb (C3 convertase)
This C3 convertase (or the one generated by classical pathway:
(C4b2a), if not inactivated, will continue to act on C3 and
cause its total depletion.
‫مولکول ‪C3i‬‬
‫اولین جزء الزم براي فعال شدن راه آلترناتیو قطعة ‪ C3b‬است که به‬
‫مقدار جزئي و بطور مداوم در جریان خون بوجود مي آید‬
‫مولکول ‪ C3‬در جریان خون به دو صورت دیده مي شود ‪ ،‬یکي شکل‬
‫طبیعي و دست نخورده که حاوي پیوندهاي تیواستر است و دیگري‬
‫شکل تغییر یافته که به صورت )‪ C3(H2O‬یا ‪ C3i‬نشان داده مي‬
‫شود که در آن پیوندهاي تیواستر توسط آب هیدرولیز شده است‬
‫‪ C3‬طبیعي در پالسما و بطور مداوم و به مقدار کم هیدرولیز شده و‬
‫پیوندهاي تیواستر داخلي آن تغییر یافته و مولکول ‪ C3i‬تولید مي‬
‫شود‬
‫‪ C3bBb‬کونورتاز‬
‫مولکول ‪ C3i‬در مجاورت یون منیزیوم با پروتئیني بنام فاکتور ‪ B‬تشكیل كمپلکس‬
‫)‪ (C3iBF‬را مي دهد‬
‫پروتئین دیگري بنام فاکتور ‪ D‬که خاصیت آنزیمي دارد فاکتور ‪ B‬را در این مجموعه‬
‫شکسته و به دو جزء ‪ Ba‬و ‪ Bb‬تبدیل مي کند‬
‫قطعة بزرگتر )‪ (Bb‬با ‪ C3i‬تشــــکیل کمپلکس آنزیمي را مي دهد که خود یک آنزیم‬
‫تبدیل کننده بوده و مي تواند ‪ C3‬را به اجزاء ‪ C3a‬و ‪ C3b‬تبدیل کند‬
‫برخي از مولکول هاي ‪ C3b‬که به این ترتیب بوجود مي آیند در مجاورت کمپلکس‬
‫‪C3iBb‬بر سطح آنتی ژن فرود آمده و سپس فاکتور ‪ B‬بر این مولکول هاي‬
‫‪ C3b‬تأثیر کرده و به علت پایداري بیشتر به سمت تشکیل کمپلکس پیش مي رود‬
‫این کمپلکس قادر است تعداد بیشتري مولکول ‪ C3‬را به ‪ C3b‬و ‪C3a‬تبدیل کند‬
‫بنابراین کمپلکس ‪ C3bBb‬کونورتاز مسیر آلترنایو است و عملش شکستن مولکول‬
‫های ‪ C3‬بیشتر است‬
‫‪C3-Convertase‬‬
‫حتی اگر ‪ C3b‬بوسیلة مسیر کالسیک تولید شود می تواند با ‪ Bb‬کمپلکس تشکیل داده‬
‫و این کمپلکس قادر به شکستن مولکول های ‪ C3‬بیشتری است‬
‫بنابراین ‪ C3‬کونورتاز مسیر آلترناتیو وقتی که بوسیلة مسیر آلترناتیو یا کالسیک یا‬
‫لکتین فعال شده باشد ‪ ،‬فعالیت کمپلمان را تقویت می کند‬
‫اما یک مجتمع ناپایدار بوده و به مرور تجزیه مي شود مگر اینکه پروتئیني بنام‬
‫فاکتور پروپردین )‪ (P‬به این مجموعه اضافه شود‬
‫فاکتور ‪ P‬پالسما به مجموعه قبلي اضافه شده و تشکیل کمپلکس پایدار را مي دهد که‬
‫مي تواند بخوبي سبب تجزیه مولکول هاي ‪ C3‬گردد‬
‫به همین علت این مولکول را تبدیل کنندة ‪C3‬یا )‪ (C3-Convertase‬در مسیر‬
‫آلترناتیو مي نامیم‬
‫حال مقادیر بیشتري از پروتئین ‪ C3‬تجزیه شده و به صورت یک حلقة‬
‫خود تنظیم مثبت مقادیر بیشتري از آنزیم ‪ C3‬کانورتاز را تشکیل‬
‫میدهد‬
‫بنابراین با بوجود آمدن مولکول هاي بیشتر ‪ C3b‬و اتصال به ‪C3‬‬
‫کانورتاز ‪ ،‬کمپلکس هائي از تشکیل مي گردد که خاصیت تبدیل‬
‫کنندگي مولکول ‪ C5‬را داشته و بنام ‪ C5-Convertase‬نامیده مي‬
‫شود‬
‫‪ C5-Convertase‬پروتئین ‪ C5‬را به دو جزء ‪ C5a‬و ‪ C5b‬تبدیل‬
‫مي کند ‪ ،‬با بوجود آمدن جزء ‪ C5b‬اولین جزء در تشکیل کمپلکس‬
‫حمله غشائي ایجاد شده و هر دو مسیر کالسیک و آلترناتیو به یکدیگر‬
‫مي پیوندد‬
alternative pathway
‫شباهت هائ دو مسیر‬
‫پروتئین ها از نظر خواص فیزیکي و شیمیایي و مکانیزم فعال شدن مشابهت دارند‬
‫آنزیم هاي ‪ C1s‬و فاکتور ‪ D‬شبیه به یکدیگرند زیرا هر دو پروتئین از آنزیم هاي سرین استرازي‬
‫مي باشند‬
‫آنزیم ‪ C1s‬پروتئین ها ي ‪ C4‬و ‪ C2‬را مي شکند که سرانجام آنزیم جدید ‪ C4b2b‬یا ‪ C3‬کانورتاز‬
‫درست مي شود‬
‫فاکتور‪ D‬هم در مجاورت قطعة ‪ C3b‬فاکتور ‪ B‬را که از نظر فیزیکي و شیمیایي شباهت بسیاري با‬
‫پروتئین ‪ C2‬دارد شکسته و در مجاورت یون منیزیوم مجموعا ً تشکیل آنزیم ‪ C3bBbP‬یا‪C3‬‬
‫کانورتاز را مي دهد‬
‫هر دو آنزیم ‪ C3‬کانورتاز یک پیوند پپتیدي را در مولکول ‪ C3‬شکسته و با قطعة ‪ C3b‬مجموعا ً‬
‫آنزیم جدیدي را بوجود مي آورند‬
‫آنزیم های ‪ C4b2b3b‬در مسیر کالسیک و ‪ (C3b)nBbP‬در مسیر آلترناتیو پروتئین ‪ C5‬را‬
‫مي شکنند و بنابراین ‪ C5‬کانورتاز نامیده مي شوند‬
Normal regulation of C3 convertase
C3b, in fluid phase, is very short lived unless it finds a
suitable stabilizing membrane or molecule (C3
activator).
In the absence of exogenous pathogen, it binds quickly to
autologous red cells via the C3b receptor, CR1 at a site
close to decay accelerating factor (DAF) which prevents
the binding of Factor B.
Binding to CR1 also makes C3b susceptible to Factor I
which cleaves it into many fragments (iC3b, C3d, C3e ,
etc) .
C4b, generated in the classical pathway, is
also regulated by DAF, CR1 and Factor I.
A defect in or deficiency of DAF can lead to
cell lysis and anemia, as in its absence
further activation of C will proceed and lead
to the membrane attack pathway and cell
lysis .
Another serum protein, factor H, can displace factor B and
bind to C3b. Binding of factor H makes C3b more
susceptible to factor I.
C3 convertase generated by the classical pathway is
regulated also in a similar manner by DAF, Cr1 and
Factor I.
The only difference is that C4b-binding protein (C4b-BP, not
factor H) makes it susceptible to Factor I.
A genetic deficiency of factor I (or factor H) leads to
uncontrolled C3 activation and is a major cause of
inherited C3 deficiency
Regulation of C1rs
Stabilization of C3 convertase
Certain bacteria or their products (peptidoglycan,
polysaccharides, etc.), provide a protected (activator)
surface for C3b.
Thus, C3b bound to such a surface is relatively resistant to
the action of factor I.
Even membrane bound C3bBb dissociates fairly rapidly.
However, binding of another protein ,properdin ,further
stabilizes this complex. It is for this reason, the alternative
pathway is also called the properdin pathway .
Generation of C5 convertase
Stabilized C3 convertase cleaves more C3 and produces
C3bBbC3b complex (analogous to C4b2a3b of the classical
pathway), the C5 convertase which cleaves C5 into C5a and C5b.
C5b initiates the membrane attack pathway which leads to cell lysis.
While these pathways of C3 activation are initiated by different
mechanisms, they are analogous to each other and both can lead to
membrane lysis.
The alternative pathway provides a means of non-specific resistance
against infection without the participation of antibodies and hence
provides a first line of defense against a number of infectious
agents.
Many gram negative and some gram positive bacteria,
Certain viruses,
Parasites,
Heterologous red cells,
Aggregated immunoglobulins (particularly, IgA),
Some other proteins (e.g. proteases, clotting pathway
products)
can activate the alternative pathway.
One protein, cobra venom factor (CVF), has been extensively
studied for its ability to activate this pathway
LYTIC PATHWAY
The lytic (membrane attack) pathway involves the C5-9 components
C5 convertase generated by the classical or alternative pathway cleaves
C5 into C5a and C5b. C5b binds C6 and subsequently C7 to yield a
hydrophobic C5b67 complex which attaches quickly to the plasma
membrane.
Subsequently, C8 binds to this complex and causes the insertion of
several C9 molecules,bind to this complex and lead to formation of a
hole in the membrane resulting in cell lysis.
The lysis of target cell by C5b6789 complex is nonenzymatic and is
believed to be due to a physical change in the plasma membrane.
C5b67 can bind indiscriminately(randomly) to any cell membrane leading
to cell lysis.
Such an indiscriminate damage to by-standing cells is prevented by
protein S (vitronectin) which binds to C5b67 complex and blocks its
indiscriminate binding to cells other than the primary target.
The lytic pathway
BIOLOGICALLY ACTIVE PRODUCTS OF
COMPLEMENT ACTIVATION
Activation of complement results in the production of
several biologically active molecules which
contribute to
resistance ,
anaphylaxis
inflammation.
Kinin production
C2b generated during the classical pathway of C
activation is a prokinin which becomes biologically
active following enzymatic alteration by plasmin.
Excess C2b production is prevented by limiting C2
activation by C1 inhibitor (C1-INH) also known as
serpin which displaces C1rs from the C1qrs
complex.
A genetic deficiency of C1-INH results in an
overproduction of C2b and is the cause of hereditary
angioneurotic edema.
This condition can be treated with Danazol which
promotes C1-INH production or with ε-amino caproic
acid which decreases plasmin activity.
Anaphylotoxins
C4a, C3a and C5a (in increasing order of activity) are all
Anaphylotoxins which cause basophil/mast cell degranulation and
smooth muscle contraction.
Undesirable effects of these peptides are controlled by
carboxypeptidase B (C3a-INA).
Chemotactic Factors
C5a and MAC (C5b67) are both chemotactic. C5a is also a potent
activator of neutrophils, basophils and macrophages and causes
induction of adhesion molecules on vascular endothelial cells.
Opsonins
C3b and C4b in the surface of microorganisms attach to C-receptor
(CR1) on phagocytic cells and promote phagocytosis
Other Biologically active products of C
activation
Degradation products of C3 (iC3b, C3d and C3e) also bind to
different cells by distinct receptors and modulate their functions
In summary, the complement system takes part in both specific and
non-specific resistance and generates a number of products of
biological and pathophysiological significance (Table 2).
There are known genetic deficiencies of most individual C
complement components, but C3 deficiency is most serious and
fatal.
Complement deficiencies also occur in immune complex diseases
(e.g .SLE) and acute and chronic bacterial, viral and parasitic
infections.
Table 2: Biological Properties of C Activation Products and their Regulatory Molecules
Component
Biological activity
Effect
Controls
C2b (prokinin)
Accumulation of body fluid
Edema
C1-INH
Anaphylaxis
C3a (anaphylatoxin)
Basophil and mast cell degranulation;
enhanced vascular permeability; smooth
muscle contraction
Induction of suppressor T cells.
Immunoregulation
C3b and its products
Opsonization; Phagocyte activation
Phagocytosis
Factors H & I
C4a (anaphylatoxin)
Basophil & mast cell activation; smooth
muscle contraction; enhanced vascular
permeability.
Anaphylaxis
C3a-INA
C4b
Opsonization
Phagocytosis
C4-BP, Factor I
Carboxy-peptidase- B
(C3a-INA)
C5a (anaphylatoxin;
Chemotactic factor)
C5b67
Basophil & mast cell activation;
enhanced vascular permeability; smooth
muscle contraction.
Anaphylaxis
Chemotaxis; neutrophil aggregation;
Oxidative metabolism stimulation.
Inflammation
Stimulation of leukotriene release
Delayed anaphylaxis.
Induction of helper T-cells.
Immunoregulation.
Chemotaxis; attachment to other cell
membranes.
Inflammation; lysis of
bystander cells.
C3a INA
Protein-S
‫مکانیسم هاي کنترل کنندة سیستم کمپلمان‬
‫پروتئین ها ي فعال شده سیستم کمپلمان در صورتي که تحت‬
‫کنترل نباشند و از پیشروي آنها جلوگیري نشود ضایعات‬
‫زیادي را به میزبان وارد مي کنند‬
‫در هر مرحله از مراحل فعال شدن پروتئین ها ي سیستم‬
‫کمپلمان ‪ ،‬دو عامل بازدارنده یا کنترل کننده شرکت دارند‬
‫تخریب خودبخودي و ناگهاني مجموعه هاي تشکیل شده‬
‫فعال‪:‬‬
‫محل اتصال قطعات ‪ C4b‬و ‪ C2b‬و ‪C3b‬و ‪ C5b‬با یکدیگر و در‬
‫روي فعال کننده سیستم کمپلمان بسیار سست است ‪ ،‬بنابراین مقداري‬
‫از قطعات فوق در روي فعال کننده به یکدیگر متصل نشده و یا‬
‫بسرعت جدا شده که پس از ورود به پالسما خنثي مي شوند و در‬
‫نهایت آنزیم هاي کانورتاز کمتري براي ادامه واکنش بوجود مي آیند‬
‫از طرف دیگر طول عمر مجموعه هاي آنزیمي ‪ C3‬کانورتاز و ‪C5‬‬
‫کانورتاز در هر دو مسیر کالسیک و آلترناتیو نسبتا ً کوتاه و در‬
‫برابر حرارت ناپایدار هستند‬
‫پروتئین ها ي اختصاصي تنظیم کننده‬
‫این پروتئین ها در مراحل مختلف فعالیت آبشار کمپلمان شرکت دارند و‬
‫مانع پیشروي پروتئین ها ي فعال شده و صدمات بافتي به میزبان مي‬
‫گردند‬
‫اوالً با توجه به اینکه کمپلمان هم در فاز مایع و هم به طور موضعي در‬
‫سطح غشاء سلول فعالیت دارد مکانیسم هاي تنظیمي نیز به دو‬
‫صورت ‪ ،‬پروتئین هاي تنظیمي محلول در پالسما و پروتئین ها ي‬
‫تنظیمي درون غشائي تکوین یافته اند ‪ ،‬این مسئله باعث مي شود که‬
‫فعالیت کمپلمان هم در داخل جریان خون و هم بر سطح سلول هاي‬
‫میزبان بیش از حد تداوم نیابد‬
‫تشکیل ‪ C3‬کانورتاز و تولید ‪ C3b‬یک رویداد کلیدي در هر‬
‫دو مسیر کالسیک و فرعي بشمار مي آید ‪ ،‬بنابراین دور از‬
‫انتظار نیست که بیشتر مکانیسم هاي تنظیمي بر تنظیم‬
‫فعالیت ‪ C3‬کانورتاز متمرکز شده باشد‬
‫اساس تنظیم ‪ C3‬کانورتاز و ‪ C5‬کانورتاز بر دو پایه استوار‬
‫است ‪ ،‬یکي تسریع تخریب )‪ (Decay acceleration‬که‬
‫در جریان آن تخریب کمپلکس کانورتاز سرعت بیشتري‬
‫بخود مي گیرد و دیگري پروتئولیز اجزاء فعال کمپلمان مانند‬
‫‪ C3b‬و ‪C4b‬‬
‫برخي از پروتئین هاي تنظیمي قادرند هم در نقش تسریع کنندة‬
‫تخریب و هم در نقش کوفاکتور براي پروتئولیز عمل نمایند‬
‫برخي از این پروتئین ها مي توانند فعالیت کانورتاز را در هر‬
‫دو مسیر کالسیک و آلترناتیو مهار نمایند‬
‫بسیاری از این پروتئین های تنظیم کننده به همراه تعدادی از‬
‫پروتئین های مسیر کالسیک و آلترناتیو متعلق به خانواده ای‬
‫هستند که تنظیم کننده های فعالیت کمپلمان )‪ (RCA‬نامیده‬
‫می شوند‬
‫‪Regulators of Complement activity‬‬
‫ممانعت کنندة ‪ ( C1- Inhibitor ): C1‬یا ‪(C1-‬‬
‫‪INH‬‬
‫این گلیکوپروتئین سرمي سبب مهار فعالیت مولکول هاي و‬
‫شده و در حقیقت مانع تجمع )‪ (C1s2,- C1r2‬فعال در‬
‫سرم مي شود و میزان اتصال آنها به ایمونوگلوبولین هاي‬
‫متصل به سطح سلول را کاهش مي دهد‬
‫فاکتور ‪I‬‬
‫یک بتاگلبولین سرمي است که نام قدیمي آن ‪(C3-‬‬
‫)‪ Inactivator‬بوده و سبب شکسته شدن ‪ C3b‬و ‪C4b‬‬
‫مي شود و از مشارکت بیشتر این مولکول ها در تشکیل‬
‫‪ C3‬و ‪ C5‬کانورتاز جلوگیري مي کند‬
‫فاکتور ‪H‬‬
‫این فاکتور را در ابتدا ممانعت کنندة ‪ ،‬بتاگلبولیني سرم ‪(β1-H‬‬
‫)‪ Inhibitor‬مي نامیدند ولي بعدها که نقش معاونت آن براي فاکتور‬
‫‪ I‬مشخص شد آنرا تسهیل کنندة فاکتور ‪ I‬یا کوفاکتور ‪ I‬نامیدند‬
‫این فاکتور مي تواند به ‪ C3b‬متصل شده و از اتصال آن به فاکتور ‪β‬‬
‫( در مسیر آلترناتیو) جلوگیري کند ‪ ،‬همچنین مي تواند کمپلکس‬
‫‪ C3b-BF‬را نیز تجزیه نماید و بعالوه فاکتور ‪ H‬با فاکتور ‪ I‬در‬
‫تبدیل و تجزیه ‪ C3b‬به اجزاء کوچکتر مشارکت مي کند‬
‫پروتئین متصل شونده به ‪( C4-Binding C4‬‬
‫)‪protein ) (C4Bp‬‬
‫پروتئین بسیار بزرگي متشکل از هفت زنجیره یکسان است که مي‬
‫تواند حداکثر به شش مولکول ‪ C4b‬متصل شده و محل اتصال به‬
‫مولکول ‪ C2‬را مسدود نماید ‪ ،‬این پروتئین عالوه بر اینکه مستقیما ً‬
‫از تشکیل آنزیم ‪ C3‬کانورتاز جلوگیري مي نماید به عنوان عامل‬
‫کمکي یا کوفاکتور براي فاکتور ‪ I‬نیز فعالیت مي کند‬
‫‪ C4Bp‬و فاکتور ‪H‬پروتئین ها ي پالسمائي و محلول هستند و وظیفة‬
‫اصلي شان تنظیم فاز مایع فعالیت کمپلمان مي باشد‬
‫این دو فاکتور نقش تسریع کنندگي تخریب را نیز دارا هستند‬
‫پروتئین ‪ S‬یا ‪(Vitronectin‬‬
‫گلیکپروتئیني سرمي که با اتصال به کمپلکس مانع از فرورفتن آن به‬
‫داخل غشاء سلولي مي شود و مجموعة )‪ (Sc5b6.7‬را بوجود مي‬
‫آورد‬
‫سپس پروتئین ها ي ‪ C8‬و ‪ C9‬نیز به این مجموعه اضافه شده و‬
‫مجموعة )‪ (Sc5b6.7.8.(9)n‬را تشکیل مي دهند که هیچگونه‬
‫فعالیت لیتیکي ندارد‬
‫اخیراً پروتئین دیگري بنام )‪ ((Sp- 40,40‬کالسترین) در سرم پیدا‬
‫شده است که شبیه پروتئین ‪ S‬عمل مي کند‬
‫فاکتور تسریع کنندة تخریب )‪(DAF‬‬
‫) ‪ (Decay accelerating factor‬یا )‪(CD55‬‬
‫این پروتئین بر سطح اکثر سلول هاي خوني ‪ ،‬اندوتلیوم و اپي تلیوم‬
‫بارز مي گردد مانند ‪ ، RBC‬لکوسیت ها ‪ ،‬پالکت ها ‪ ،‬سلول هاي‬
‫پوششي‬
‫مکانیسم عمل آن اتصال به ‪ C3‬کانورتاز در مسیرهاي فرعي و‬
‫کالسیک و تجزیه و جدا شدن سریع ‪Bb‬از ‪ C3b‬و ‪ C2b‬از‬
‫‪ c4b‬مي باشد‬
‫این پروتئین با اتصال به ‪ C4b‬نیز مي تواند از تشکیل ‪ C3‬کانورتاز‬
‫در مسیر کالسیک جلوگیري کند ‪ ،‬همچنین در هر دو مسیر نیز مي‬
‫تواند سبب تجزیه ‪ C5‬کانورتاز شود‬
‫پروتئین عامل کمکي غشاء )‪ (MCP‬؛ ‪(Membrane‬‬
‫) ‪ cofactor protein‬یا ‪(CD46‬‬
‫این پروتئین بر سطح اکثر انواع سلول ها بجز ‪ RBC‬بروز‬
‫مي کند و مي تواند به ‪ C3b‬و ‪ C4b‬متصل شده و به‬
‫عنوان کوفاکتوري براي پروتئولیز آنها بواسطة فاکتور ‪I‬‬
‫عمل کند‬
‫مولکول "‪ : " CD59‬یا ‪ MIRL‬یا ‪(Protectin‬‬
‫مهمترین مهار کنندة غشائي ‪ MAC‬بوده که بنام مهار کنندة غشائي لیز واکنش یا‬
‫)‪ (Integral membrane protein‬نیز مشهور است‬
‫پروتئیني تک زنجیره اي است که به شکل گسترده بر سطح سلول هاي مختلف‬
‫توزیع شده است‬
‫‪ CD59‬در اکثر مایعات بدن نیز دیده مي شود و مي تواند با اتصال به هر دو‬
‫مولکول ‪ C8‬و ‪ C9‬و با واسطة ترکیب با کمپلکس هاي ‪ MAC‬در حال تشکیل‬
‫در مرحلة )‪ (C5b.6.7‬مانع رخنة ‪ C9‬در غشاء و پلیمریزاسیون آن گردد‬
‫به این پروتئین و باقي پروتئین هایي که مي توانند از تشکیل ‪ MAC‬جلوگیري کنند‬
‫اصطالح )‪ (MAC –Inhibiting protein‬داده شده است‬
‫پروتئین ‪HRF‬‬
‫‪Homologous restriction‬‬
‫‪factor‬‬
‫فاکتور محدود کنندة همولوگ نیز تا حدودي داراي خاصیت‬
‫مهار کنندگي فعالیت ‪ MAC‬بوده و فعالیتي مشابه ‪CD59‬‬
‫دارد ولي احتماالً بازدارندة ضعیف تري براي ورود ‪C8‬‬
‫و‪ C9‬به کمپلکس در حال تشکیل ‪ MAC‬است‬
‫گیرندة‪(Complement receptor-I) CR1‬‬
‫)‪(CD35‬‬
‫این مولکول ‪ ،‬گیرندة قطعات ‪ C3c ، C4b ، C3b‬و ‪iC3b‬‬
‫کمپلمان در سطح گلبول هاي قرمز و لکوسیت ها مي باشد‬
‫و داراي هر دو نوع فعالیت تسریع کنندگي تخریب و‬
‫کوفاکتوري مي باشد‬
‫این مولکول مي تواند فعالیت ‪ C3‬کانورتاز را در هر دو‬
‫مسیر کالسیک و آلترناتیو مهار کرده و همچنین با اتصال به‬
‫‪ C4b‬از فعالیت ‪ C5‬کانورتاز در مسیر کالسیک جلوگیري‬
‫کند‬
‫خواص بیولوژیکي قطعات کمپلمان‬
‫پروتئین ها ي سیستم کمپلمان در حالت طبیعي و دست نخورده‬
‫فعالیت بیولوژیک ندارند ولي با فعال شدن اولین پروتئین و‬
‫شکسته شدن آن ‪ ،‬عالوه بر از بین رفتن سلول هدف ‪،‬‬
‫یکسري اعمال بیولوژیک نیز توسط این قطعات صورت‬
‫مي پذیرد‬
‫سیتولیز‬
‫اجزاي فعال شده کمپلمان توسط تشکیل کمپلکس حمله غشائي یا ‪MAC‬‬
‫در سطح سلول ها با ایجاد منافذ و یا اختالل در یکپارچگي‬
‫فسفولیپیدهاي دو الیه غشاء سبب لیز سلولي آنها مي گردند و چنانچه‬
‫این عمل در سطح ارگانیسم هاي بیگانه صورت پذیرد و آنها را به‬
‫طریقة لیز اسموتیک نابود مي سازد‬
‫سلول هائي مانند ‪ ، RBC‬لنفوسیت ها ‪ ،‬پالکت ها ‪ ،‬باکتری ها و‬
‫ویروس ها ي پوشش لیپوپروتئیني دار از این جمله هستند‬
‫اُپسونیزاسیون و فاگوسیتوز‬
‫ذرات یا ارگانیسم هاي بیگانه به کمک اتصال به پروتئین ها ي‬
‫کمپلمان مورد فاگوستیوز قرار مي گیرند ‪ ،‬زیرا فاگوسیتها‬
‫داراي گیرنده اختصاصي براي اجزاء کمپلمان مي باشند‬
‫قطعات ‪ C4b،C3b‬به باکتری ها و کمپلکس هاي ایمني‬
‫متصل شده و فاگوسیتوز آنها را تسهیل مي کنند ‪ ،‬بنابراین‬
‫این قطعات به صورت اُپسونین عمل کرده و عالوه بر‬
‫اپسونیزاسیون سبب تحریک و فعالیت بیشتر فاگوسیت ها و‬
‫اگزوسیتوز گرانول هاي حاوي آنزیم آنها مي شود‬
‫فعال شدن التهاب‬
‫قطعات کوچک پپتیدي ‪ C4a، C3a‬و ‪ C5a‬خواصي شبه خواص‬
‫هورموني دارند زیرا به گیرنده هاي اختصاصي در سطح سلول ها‬
‫متصل شده و آنها را وادار به انجام اعمال بیولوژیکي خود مي کنند‬
‫چون این مولکول ها مي توانند در بسیاري از موارد حالت آنافیالکسي را‬
‫تقلید کنند به آنها قطعات آنافیالتوکسین نیز مي گویند‬
‫همچنین به علت اینکه این قطعات سبب کیموتاکسي سلول هاي بیگانه‬
‫خوار چند هسته اي و تک هسته اي نیز مي شوند به عنوان عوامل‬
‫کموتاکتیک نیز معروفند‬
‫انحالل کمپلکس هاي ایمني و پاکسازي فاگوسیتیک‬
‫یکي از کارهاي مثبت قطعات کمپلمان تجزیه و جلوگیري از‬
‫تشکیل کمپلکس هاي ایمني بزرگ و رسوب آنها در دیواره‬
‫هاي عروقي یا نسوج مختلف است‬
‫این امر با اتصال کوواالن قطعة ‪ C3b‬به آنتی بادي در کمپلکس‬
‫صورت مي گیرد ‪ ،‬زیرا این قطعه با ایجاد ممانعت فضایی‬
‫از اتصال بیشتر مولکول های آنتی بادی به آنتی ژن جلوگیری‬
‫می کند و از احتمال تشکیل شبکه های بزرگ کمپلکس ایمنی‬
‫ممانعت بعمل مي آورد‬
‫تقویت پاسخ های ایمني هومورال‬
‫لنفوسیت ها ي ‪ B‬انسان داراي گیرنده هاي ‪ CR2 ، CR1‬کمپلمان‬
‫هستند و تحریک این گیرنده ها سبب واکنش و تکثیر سلول ‪B‬و تبدیل‬
‫آن به پالسموسیت مي گردد ‪ ،‬پروتئین ‪ C3d‬تولید شده از ‪ C3‬به‬
‫گیرندة ‪CRII‬سلول های ‪ B‬متصل می شود‬
‫فعال شدن سلول های ‪ B‬و آغاز پاسخ های ایمنی هومورال را تسهیل‬
‫می کند‬
‫‪ C3d‬وقتی تولید می شود که کمپلمان بوسیله یک آنتی ژن فعال شده‬
‫است‬
‫قطعة ‪ C3a‬مانع تکثیر سلول ‪ B‬و سنتز آنتی بادي شده ولي قطعة ‪C5a‬‬
‫سبب تکثیر شدید سلول ‪ B‬و تشدید سنتز آنتی بادي مي گردد‬