Альтернативный путь активации

Процесс начинается с фиксации С3 фактора на активирующей поверхности. Для объяснения химизма этой реакции потребовалось по-новому взглянуть на свойства некоторых белков. Оказалось, что в составе С3 имеется высокореактивный центр, который представлен тиоэфирной связью, конформационно заэкранирован в натитвной молекуле, но раскрывается после ее протеолитического расщепления, получая (в составе С3b-фрагмента) способность к ковалентному связыванию с гидроксильными и аминогруппами (рис. 3)¹. Это первое условие, определяющее потенциальную активность С3 фактора в инициации АПАК. Вторая функция С3, обязательная для продолжения альтернативного каскада, состоит в том, что С3b, фиксированный на активаторах, участвует в построении С3-конвертазы, запуская цепную реакцию собственного воспроизводства.

События развиваются по следующей схеме. С3b (на “запускающем” этапе С3[H₂O]) в присутствии ионов Mg²⁺ рецептирует фактор В. Это обнажает участок молекулы В, который служит мишенью для специфической протеазы, фактора D¹. Он присутствует в плазме в готовой форме (т.е. не требует активации) и, атакуя единственную пептидную связь (Arg-Lys), отщепляет от фактора В небольшой фрагмент, Ва. Более крупный фрагмент (Bb) остается в связке с С3b, образуя бимолекулярный комплекс, действующий как С3-конвертаза альтернативного пути, С3bBb (на “запускающем” этапе С3[H₂O]Bb). Ее активный (протеазный) центр расположен на молекуле Вb, но сам по себе Bb не способен расщеплять С3: он активен только в сочетании с С3b. Это объясняется тем, что в составе С3-конвертазы С3b обеспечивает связывание новых молекул С3 и, меняя их конформацию, обнажает пептидную связь, чувствительную к Bb-протеазе². Новые молекулы С3b могут самостоятельно фиксироваться на объекте, запуская собственный С3-конвертазный цикл. В условиях нелимитированного снабжения факторами С3 и В (их концентрация в сыворотке достаточно высока, соответственно 1,2 мг/мл и 0,2 мг/мл) и многократного использования фактора D это ведет к лавинообразному усилению процесса . Это так называемая «петля амплификации», которая существенно повышает эффективность комплемента (рис. 5)³.

Подобно С3-конвертазе классического пути, С3-конвертаза АПАК может функционировать и как С5-конвертаза. Это происходит после присоединения дополнительной молекулы C3b, так что С5-конвертаза получает формулу С3bBb3b. Вторая молекула С3b (она конформационно слегка отличается от первой) нужна для связывания С5 фактора и его подготовки к расщеплению Bb-протеазой. Результатом является образование двух фрагментов, С5а и С5b, которые аналогичны продуктам классического каскада. С5а-пептид остается в растворе, а С5b инициирует сборку мембраноатакующего комплекса.

Мембраноатакующий комплекс (мак)

Результатом активации комплемента по классическому или альтернативному пути на поверхности клеток является цитолиз. Его непосредственным эффектором служит фактор С9, но он обретает активность лишь при поддержке нижестоящих факторов комплемента, С6-С9 (рис. 6). В отличие от предыдущих этапов сборка МАК происходит без протеолиза, ограничиваясь конформационными изменениями молекул терминального каскада. Сначала С5b соединяется с С6, превращая его в рецептор для С7. Это раскрывает гидрофобный участок С7, который, внедряясь в фосфолипидный слой плазматической мембраны, обеспечивает прочное закрепление С5b67 на клеточной поверхности и последовательную фиксацию факторов С8 и С9. Эффективно работающий МАК включает более десятка С9-молекул. Подвергаясь полимеризации, они пронизывают плазматическую мембрану, образуя канал, через который беспрепятственно поступает вода, вызывая лизис клетки.

Мембраноатакующий комплекс комплемента. С5-конвертаза классического и альтерантивного путей связывает С5, расщепляя его на С5а и С5b. С5b присоединяет С6, и комплекс С5b6 отделяется от С5-конвертазы. После связывания С7 формируется гидрофобный комплекс С5b67, который фиксируется на клеточной мембране рядом с участком активации. С8 (он рецептируется фактором С5b) пронизывает мембрану, обеспечивая внедрение и полимеризацию молекул С9 (пС9) с образованием трансмембранного канала.