Convertase de C5

Vías do complemento.
Sistema do complemento.

A convertase de C5 (ou C5 convertase) é un encima que pertence á familia das serina proteases moi importante na inmunidade innata desenvolvida polo sistema do complemento, xa que participa na fervenza de reaccións do complemento que producen a morte da célula diana afectada.

Hai catro tipos de convertases de C5 que poden converter especificamente a glicoproteína do complemento C5 nos fragmentos C5a e C5b. Dúas destas convertases son encimas do complemento fisiolóxicos, asociados á superficie celular, que median a vía clásica (C4b2a3b) [1] ou a vía alternativa (C3bBbC3b) da fervenza do sistema do complemento.[2][3] Describíronse tamén dúas convertases de C5 de fase fluída, que son o encima da vía clásica C4b2aoxi3b e a convertase de C5 dependente do factor do veleno de cobra, CVFBb.

Estrutura

As convertases de C3 e de C5 unidas á célula diferéncianse no seu requirimento de C3b. A convertase de C3 (C3bBb) necesita só unha molécula de C3b para formarse, mentres que para xerar a convertase de C5 (C3bBb) precísanse dúas ou máis C3b. Isto significa que cando C3b se distribúe aleatoriamente na superficie da célula, só aparece a actividade da convertase de C3 despois da adición dos factores B e D. Porén, cando C3b está distiribuída en agregados, a actividade de convertase de C3 e C5 xérase coa adición dos factores B e D.[3]

A convertase de C5 da vía clásica está composta polos fragmentos máis grandes das proteínas do complemento, C4b, C2a producido por clivaxe mediada polo complexo C1, e C3b producido por clivaxe mediada pola convertase de C3 da vía clásica (C4bC2a). A formación da convertase de C5 da vía alternativa (C3bBbC3b) empeza coa clivaxe espontánea da proteína C3, que expón un enlace tioéster previamente oculto. En presenza do patóxeno o fragmento C3b únese á superficie do microbio por este enlace tioéster exposto. Por outra parte, se a infección non ocorre, C3b interacciona con moléculas de auga, e a proteína faise inactiva. Porén, cando C3b sofre o seu cambio conformacional post-clivaxe, queda exposto tamén un sitio de unión para unha proteína plasmática chamada Factor B. O Factor B únese despois a C3b e é clivado por unha serina protease do plasma chamada Factor D. O complexo C3bBb (= convertase de C3 da vía alternativa) permanece unido á superficie celular. Este complexo pode interaccionar con outra C3b e formar así a convertase de C5 da vía alternativa.[4] CVFBb é un produto de asociación non covalente de CVF3 e o fragmento do complemento Bb. As subunidades catalíticas destas proteases multimoleculares son C2a e Bb. Estas subunidades pertencen a serina proteases atípicas.[5][6] CVFBb non require C3 para a clivaxe de C5, mentres que C4b2aoxi necesita unha C3 nativa para a clivaxe da proteína C5. A convertase de C5 modificada, C4b2aoxi3b, contén C2a, que deriva de C2 oxidada polo iodo.

Función

A diana da convertase de C5 é a proteína do complemento C5. C5 é unha glicoproteína plasmática de dúas cadeas (α, β) (masa relativa ou Mr = 196.000). C5 e C3 teñen unha estrutura similar. Porén, C5 non parece conter o grupo éster tiol que presentan C3 e C4. Ademais, C5 ten relativamente poucas pontes disulfuro. En C5a hai tres pontes disulfuro, a cadea α ten 15 medias cistinas, e a cadea β ten só 6 medias cistinas. Este nivel comparativamente baixo de pontes disulfuro estabilizantes pode proporcionar unha explicación parcial do cambio conformacional irreversible experimentado por C5 despois da clivaxe nos fragmentos C5a e C5b. Ademais, o número relativamente baixo de pontes disulfuro podería explicar a inestabilidade de C5 cando se expón a caótrofos como o tiocianato potásico.[2] Micrografías electrónicas de C5 con tinguidura negativa indican que a proteína ten forma irregular e contén varios lóbulos.[7]

Primeiramente, C5 ten que unirse ao fragmento C3b. A capacidade de unirse a C3b é unha característica estable do compoñente C5, xa que o C5b tamén ten esta capacidade de unión. A convertase de C5 cliva selectivamente un enlace peptídico arxinil-leucina situado na posición 74-75 da cadea α (Mr = 116.000) de C5. Fórmase a cadea α´ (Mr = 105.000) e o péptido de activación C5a, mentres que a cadea β (Mr = 80.000) permanece sen cambios.[2]

O compoñente do complemento C5 pode ser tamén activado pola convertase de C5 da fase fluída. C5 é activada por CVFBb en presenza do compoñente do complemento C6 e fórmase o complexo C5b6. Porén, cando se engade C6 despois de que C5 se converteu en C5b, o complexo C5b6 non se chega a formar. Xa que logo, a activación de C5 orixina o sitio de unión transitorio para C6. Probablemente quedan expostos sitios hidrofóbicos despois da activación de C5 porque C5b sofre unha agregación cando C5 se converte en C5b en ausencia de C6. As interaccións entre C5 e C6 ou C5 e as membranas son de tipo non covalente. (A diferenza disto, o enlace tiol éster lábil é o que permite a unión covalente entre C3 e os aceptores nucleofílicos). A clivaxe proteolítica de C5 é o único evento encimático coñecido na ensamblaxe do complexo de ataque á membrana citolítico do complemento.[7]

Unha vez unido, C5 é excepcionalmente eficiente na produción de hemólise, e cómpren menos de sete moléculas unidas especificamente por célula para que se produza unha lesión hemolítica. A cantidade de complexo intermediario de C5 que se forme depende principalmente do número de moléculas de C4, C2 e C3 presentes nas células empregadas par a súa xeración. Neste sentido, o modo de acción de C5 é completamente análogo ao doutros compoñentes do complemento. Porén, o paso de C5 na vía é diferente noutros aspectos. A unión de C5 está influída por C6 e C7, que son compoñentes que se cre que actúan despois na secuencia do complemento. Ademais, a actividade hemolítica do complexo intermediario C5 illado é moi lábil, cunha vida media a 30 °C moi baixa. Esta característica distingue o paso de C5, xunto co paso de C2, como potencialmente limitantes da velocidade da reacción do complemento. Con todo, a diferenza de C2, C5 permanece firmemente unido ás células durante a proceso de decadencia e aparentemente sofre unha alteración in situ que o fai non reactivo hemoliticamente. Finalmente, C5 é peculiar en que se adsorbe doadamente en forma nativa a eritrocitos insensibilizados. Este C5 unido non especificamente permanece firmamente unido, aínda que pode ser utilizado especificamente como unha fonte de C5 nunha reacción do complemento en curso.[1]

Estabilización e regulación

Os encimas C4b2a3b e C3bBbC3b son ambos inestables e sofren disociación cunha vida media a 37 °C de aproximadamente de 1,5 a 3 minutos.[1] A properdina estabiliza a convertase de C5 da vía alternativa, que ten unha vida media a 37 °C de 10 a 34 minutos.[2][3] Ao contrario, a convertase de C5 de fase fluída CVFBb é estable (vida media a 37 °C = 7 horas).[8] A oxidación da proteína C2 estabiliza o complexo C4b2aoxi.[9] Identificouse a proteína 1 relacionada co Factor H (CFHR1) como un novo inhibidor da vía do complemento. A CFHR1 bloquea a actividade da convertase de C5 e interfire coa deposición na superficie de C5b e a formación do complexo de ataque á membrana (MAC). Aparentemente o Factor H e a CFHR1 controlan a activación do complemento dunha maneira secuencial. Na síndrome urémica hemolítica, a ausencia de CFHR1 pode ter como resultado a redución da inhibición da formación do complexo terminal e unha redución da protección das células endoteliais ante o ataque do complemento.[10]

Notas

  1. ↑ 1,0 1,1 1,2 Cooper NR, Müller-Eberhard HJ (1970). "THE REACTION MECHANISM OF HUMAN C5 IN IMMUNE HEMOLYSIS". J Exp Med 132: R775–793. 
  2. ↑ 2,0 2,1 2,2 2,3 DiScipio RG (1982). "The activation of the alternative pathway C3 convertase by human plasma kallikrein". Immunology 45: R587–595. 
  3. ↑ 3,0 3,1 3,2 Medicus RG, Götze O, Müller-Eberhard HJ (1976). "ALTERNATIVE PATHWAY OF COMPLEMENT: RECRUITMENT OF PRECURSOR PROPERDIN BY THE LABILE C3/C5 CONVERTASE AND THE POTENTIATION OF THE PATHWAY". J Exp Med 144: R1076–1093. 
  4. ↑ Abbas AK, Lichtman AH, Pillai S (2010). Cellular and Molecular Immunology. (6th ed.). Elsevier. ISBN 978-1-4160-3123-9. 
  5. ↑ Kerr MA, Gagnon J (1982). "The purification and properties of the second component of guinea-pig complement". Biochem J 205: R59–67. 
  6. ↑ Christie DL, Gagnon J, Porter RR (1980). "Partial sequence of human complement component Factor B: Novel type of serine protease". Proc. Natl. Acad. Sci. USA 77: R4923–4927. 
  7. ↑ 7,0 7,1 DiScipio RG, Smith CA, Müller-Eberhard HJ, Hugli TE (1983). "The Activation of Human Complement Component C5 by a Fluid Phase C5 Convertase". J Biol Chem 258: R10629–10636. 
  8. ↑ Vogel CW, Müller-Eberhard HJ (1982). "The Cobra Venom Factor-dependentC 3 Convertase of Human Complement". J Biol Chem 257: R8292–8299. 
  9. ↑ Polley MJ, Müller-Eberhard HJ (1967). "ENHANCEMENT OF THE HEMOLYTIC ACTIVITY OF THE SECOND COMPONENT OF HUMAN COMPLEMENT BY OXIDATION". J Exp Med 126: R1013–1025. 
  10. ↑ Heinen S, Hartmann A, Lauer N; et al. (2009). "Factor H–related protein 1 (CFHR-1) inhibits complement C5 convertase activity and terminal complex formation". Blood 114: R2439–2447. 

Véxase tamén

Ligazóns externas