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膜輔蛋白(CD46)

膜輔蛋白(CD46)

膜輔蛋白(membranecofactor protein,MCP)由Cole等(1985)應用C3b親和層析在外周血**細胞上發現的一種膜蛋白。由于其奇特的電泳特征,起初被命名為gp45-70,但進一步研究發現,它對I因子介導的對C3b和C4b的裂解有輔助活性,故更命為MCP。鑒于MCP的多克隆抗體與促衷變因子(DAF)、H因子或CR1均不起反應,從而認為它是補體系統的一種新的調節蛋白,在第四屆國際白細胞分型討論會上將其命名為CD46。

MCP為一單鏈穿膜糖蛋白,分子量45-70kDa,屬于RCA基因簇的成員。也通過GPI錨固定于細胞上。MCP的細胞分布甚廣,包括粒細胞、血小板、T細胞(Th、Ts、Tc)、B細胞、NK細胞、造血細胞系、成纖維細胞、表皮細胞、內皮細胞及星狀膠質細胞等。但不同類型的細胞上表達的數量有所不同。外周血單個核細胞和粒細胞為1萬個/細胞,造血細胞系為2-5萬個/細胞,Hela和Hep-2細胞分別為10萬個/細胞和25萬個/細胞。這種表達數量的差異,可能反映了MCP在正常細胞和腫瘤細胞上不同的分化和活化狀態。另外,由于不同細胞上表達的MCP不同,因此可調節兩條激活途徑的C3轉化酶形成。這一點尤其重要,因為C3慢速運轉(tickover)的機制,能夠連續不斷的產生C3b與C4b,有可能形成越來越多的C3轉化酶。而由于大多數正常細胞上有高水平的MCP,因此可保護正常細胞免遭補體介導的損傷。相反,許多異物顆粒和致病微生物則缺乏MCP,這樣沉積在它們表面的C3b便可得以保持其活化;且C3b與B因子結合的親和力高于與H因子結合的親和力,從而促進c 3bBb復合物的形成,導致在這些異物顆粒上補體有效地活化,*終將其破環**。此外,細胞表面唾液酸的含量與其結合H因子和B因子的親和力有關,唾液酸含量較高的細胞與H因子的結合親和力超過與B因子的結合親和力,唾液酸含量較低的細胞則與此相反。許多**表面涶液酸的含量低于哺乳類動物和人的細胞,因此侵入機體后易同B因子結合而導致補體替代途徑的激活。

MCP輔助I因子裂解C3b的機理

圖5-17 MCP輔助I因子裂解C3b的機理

MCP作為一種補體調節蛋白具有重要的生物學功能。在低離子強度下,它可與C3b或C3bi結合,但較CR1的親和力低。MCP的主要功能是其輔因子活性。即可與C3b或C4b結合而促進I因子對C3b和C4b的裂解滅活(圖5-17),從而保護自身宿主細胞免遭補體介導的溶解破環。有人將MCP的這種作用稱為內源性輔因子活性。Seya等還發現MCP具有增強C3轉化酶的活性,尤其對替代途徑的C3轉化酶,但其生理意義尚不明了。CR1和H因子也是具有輔因子活性的補體調節蛋白,但H因子的這一活性僅為MCP的1/50。

人MCP的基因定位于第1號染色體長臂32區,基因長度至少為43kb,含有14個外顯子和13個內含子。Seya等用從HSB-2T細胞純化獲得的MCP氨基末端設計了一個17mer的反義寡核苷酸探針,以此從U937的cDNA文庫中篩選到一條長1.5kb的cDNA。經測序表明,該cDNA中含有一個43bp的5`端非編碼區和一個編碼384個氨基酸的開讀框。其中前34個氨基酸為信號肽,后350個氨基酸為MCP的多肽鏈,分子量為39kDa。在多肽鏈的前250個氨基酸中,含有4個相鄰的CSR。SCR后為一段富含絲氨酸、蘇氨酸和脯氨酸殘基的29個氨基酸片段(可能是高度O-連接的 糖基化位點),再后依次為13個氨基酸的功能不明區、24個氨基酸的跨膜區、105個氨基酸的胞漿錨和23個氨基酸構成的胞漿尾部。大多數MCCP的變異局限在富含絲氨酸/蘇氨酸(S/T)區和胞漿尾部。在核苷酸序列上MCP與DAF具有同源性。

五、H因子

H因子由Nilson等(1965)發現,根據電泳位將其命名為β1H,而Whaley和Ruddy則將其命名為C3b滅活劑加速因子?,F已確定其為由1213個氨基酸組成的單鏈糖蛋白,分子量155kDa,既有長桿狀部分,也有球形區域。新近用透射電鏡檢查發現,H因子的影象為一長而柔順的分子。伸長型分子長49.5nn,橫截直徑為3.4mm但大多數不呈線型而呈折疊狀,因此分子的實際長度僅為伸展型的一半,但其構象則呈多樣化。通過園二色譜分析表明,H因子既無α螺旋也無β折疊,借二硫鍵維持其功能活性的構象。H因子的功能包括以下幾個方面:(1)為Ⅰ因子的輔助因子,可增加C4b對Ⅰ因子的敏感性。在無H因子時,Ⅰ因子與C3b的結合呈絲狀;而在有H因子存在時,I因子與C3b的結合變為彎絲狀,同時與C3b的結合親和力增強(較無H因子時至少高15倍)。H因子強化I因子的機理,可能是H因子與C3b結合后,使C3b出現某些構象變化,增加了與I因子結合的親和力。H因子與C3b結合的活性部位存在于其N端35kDa部分。(2)加速C3轉化酶的衷變:H因子能將已同C3b結合的B因子或Bb從C3酶中逐出,而使之失去酶活性。(3)阻止替代途徑中初始和放大C3轉化酶的形成。已證實H因子和B因子在C3b上有同一結合部位,故H因子可同B因子或Bb競爭與C3b的結合。在有H因子存在時,B因子不易與C3(H2C)及C3b結合,因此不易形成C3(H2C)Bb或C 3bBb。但H因子對固相上和液相中的C3b作用在差別。對液相中或結合于非激活劑固相上裂解。而對于固定到激活劑(如酵母多糖等)表面的C3b,H因子則對C3b的親和力與B因子相當,二者競爭的結果,可形成部分C3轉化酶,以保證替代途徑的活化。有研究報道,在細胞膜上能增強C3b對H因子親和力的化學成分是涎酸和肝素氨基多糖。由于大多數**表面缺乏涎酸,因而這些**侵入機體后,可活化替代途徑,有助于在早期對感染的控制。(4)對已與P因子或腎炎因子(NeF)結合形成穩定的c 3bBbP或C 3bBbNeF,H因子對它們也有一定的作用,但其效力要比CR1差得多。H因子對C5轉化酶(c 3bnBb或C 3bBb3b)的活性也有抑制作用,并能與C5競爭結合C3b使C5不能裂解。此外,近年發現H因子還可誘導單核細胞分泌IL-1參與**應答的調節。

編碼H因子的基因定位于人的第1號染色體的長臂32區,具有多態性。已發現其有5個變異型,即FH1-5。H因子的核苷酸序列已進行了鑒定,并推導出其全部氨基酸的上等結構,含有20個SCR借此與C3b結合。H因子與MCP、CR1、CR2、DAF及C4bp具有同源性,共同屬于補體激活調節劑(RCA)基因家族的成員。

六、I因子

I因子(舊稱C3bINA)為異源二聚體血清蛋白,呈雙球狀結構,分子全長13nm。其中小球(L鏈)4.9nm,具有絲氨酸蛋白酶活性;大球(H鏈)5.4nm可與C3b結合。I因子的分子量為88kDa,重鏈50kDa,輕鏈38kDa,鏈間以二硫鍵相連接。I因子的生物學活性是,在C4bp、MCP、H因子和CR1等輔助因子的協同下,將C4b裂解為C4d和C4c;使C3b裂解出C3f形成C3bi,后者再進一步裂解為C3dg和C3c,由此而控制補體系統的活化。

編碼入I因子的基因定位于第4號染色體上。經對I因子的cDNA序列分析發現,其輕鏈為絲氨蛋白酶的活性區,與糜蛋白酶、胰蛋白酶及彈性蛋白酶等有同源性。而其重鏈是具有富含半胱氨酸的功能區,與C8、C9和低密度脂蛋白受體等具有同源性。I因子結構基因的突變,可導致先天性I因子缺陷,此類患C3的過度消耗面引起反復感染和血管性水腫。

七、過敏**滅活劑

過敏**滅活劑(AI)又稱血清羧肽酶N,分子量310kDa,由8條相同的多肽鏈組成,每條分子量各36kDa。AI具有羧基肽酶的活性,可去除C4a、C3a、和C5a C末端的精氨酸殘基,使這些片段喪失其過敏**活性。

八、S蛋白

S蛋白(CP或S)為血清中一種α單鏈糖蛋白,分子量83kDa。SP的主要調節作用是可與C5b~7的亞穩態結合部位競爭靶細胞膜脂質,通過形成親水性的SPC5b~7(簡寫為S5b~7)復合物,而使C5b~7失去膜結合活性。這樣,便可保護補體活化部位鄰近的細胞免遭偶然的攻擊。這種親水性的SC5b~7還可集資與1個分子的C8和3個分子的C9結合,分別形成SC5b~8和C5b~(9)3復合物,并C9聚合形成孔道,從而可保護補體活化部位鄰近的細胞免于遭受補體的攻擊而損傷。SP與C8和C9的結合部位為這兩種分子中富含半胱氨酸的功能功能區。電鏡下觀察,SC5b~(9)3復合物呈一楔形結構,SP位于楔形的寬部可掩蓋補體蛋白的疏水區,從而封閉MAC的膜結合部位。此外,2~3個分子的SP與C5b~7與C5b~8復合物的結合,還可使這些復合物易溶,出現親水向疏水轉換。SP也參與凝血過程,通過干擾抗凝血酶Ⅲ對凝血酶的來活而保護凝血酶。

編碼人SP基因定位于第17號染色體的長臂上,其cDNA已克隆成功。經過序列分析表明,其與具有細胞粘附作用的玻璃粘連蛋白(vitronectin)的序列完全相同,已證明二者屬同一蛋白。

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