C5 konvertáza
C5 konvertasa je enzym, který řadíme do rodiny serinových proteas. Je součástí komplementové kaskády a hraje tedy důležitou roli v přirozené imunitě.
Existují 4 různé C5 konvertasy, které jsou schopné konvertovat sérový glykoprotein C5 na fragmenty C5a a C5b. Dvě z nich fyziologicky patří mezi enzymy komplementu, které asociují s buněčným povrchem a zprostředkovávají klasickou cestu komplementové kaskády (C4bC2aC3b)[1] nebo cestu alternativní (C3bBbC3b).[2][3] Byly popsány dvě konvertasy tekuté fáze – enzym klasické dráhy (C4bC2aoxyC3b) a C5 konvertasa závislá na „faktoru jedu kobry“ (CVFBb).
Struktura[editovat | editovat zdroj]
C3 a C5 konvertasy, které se vážou k buněčnému povrchu, se liší svým požadavkem na vazbu C3b fragmentu. C3bBb potřebuje pouze 1 molekulu C3b, zatímco alespoň dvě molekuly C3b jsou zapotřebí, aby mohla být vytvořena C5 konvertasa (C3bBbC3b). To znamená, když je C3b na povrchu buňky rozmístěno náhodně, přidáním faktorů B a D se může aktivovat funkce jedině C3 konvertasy. Pokud by bylo na povrchu buňky C3b distribuováno ve shlucích, pak přidáním faktorů B a D můžeme pozorovat aktivitu C3 i C5 konvertasy.[3]
C5 konvertasa klasické cesty se skládá z velkých fragmentů - C4b a C2a, které vznikají štěpením komplementových proteinů (C4 a C2) prostřednictvím komplexu C1, a C3b fragmentu, který vzniká štěpením C3 zprostředkované klasickou C3 konvertasou (C4bC2a).
Skládání alternativní C5 konvertasy (C3bBbC3b) začíná spontánním štěpením C3 proteinu, čímž je odkryta jeho thiolesterová vazba. V přítomnosti patogenu je právě přes tuto vazbu fragment C3b vázán na mikrobiální buněčný povrch. Pokud však infekce neprobíhá, C3b interaguje s molekulami vody, a tím dochází k jeho inaktivaci. Navázaný C3b na buněčný povrch může vázat plazmatický protein faktor B, který je následně štěpen plazmatickou serinovou proteasou faktorem D. Vzniklý komplex C3bBb (= alternativní C3 konvertasa) zůstává asociovaný s buněčným povrchem. Pokud tento komplex interaguje s další molekulou C3b, pak společně vytváří alternativní C5 konvertasu.[4]
CVFBb je nekovalentně asociovaný produkt CVF3 a komplementového fragmentu Bb.
Katalytická podjednotka těchto proteas je C2a či Bb a patří mezi atypické serinové proteasy.[5][6] CVFBb nepotřebuje další molekulu C3, aby mohla štěpit C5, ale C4b2aoxy ano. Modifikovaná C5 konvertasa C4b2aoxyC3b obsahuje C2a, které je odvozeno od oxidovaného C2 proteinu.
Funkce[editovat | editovat zdroj]
Cíl působení[editovat | editovat zdroj]
Cílem C5 konvertasy je glykoprotein C5, který je tvořen dvěma řetězci (α a β). C5 a C3 proteiny jsou podobné struktury, ale C5 neobsahuje thiolesterovou vazbu, jako je tomu u C3 a C4. Malý počet disulfidických můstků v C5 může částečně vysvětlovat ireverzibilní konformační změny po štěpení C5 na C5a a C5b. Navíc může zodpovídat za nízkou stabilitu proteinu C5, jakmile jej vystavíme chaotropům.[2] Na elektronovém mikroskopu bylo pozorováno, že protein C5 má nepravidelný tvar.[7]
Zaprvé se musí C5 navázat na C3b fragment. Vazebná kapacita pro C3b je stálým znakem komponenty C5, stejně tak fragmnetu C5b. C5 konvertasa selektivně štěpí peptidovou vazbu Arginin-Leucin na α řetězci proteinu C5 v pozici 74-75. Vzniká α´ řetězec o menší molekulové hmotnosti a aktivační peptid C5a. C5a je uvolňováno do okolí, zatímco β řetězec zůstává beze změny.[2]
Komplementová komponenta C5 může být rovněž aktivována C5 konvertasou tekuté fáze. C5 je aktivováno prostřednictvím CVFBb v přítomnosti komplementového proteinu C6. Takto se vytváří komplex C5bC6. Pokud je C6 protein přidán až poté, co je C5 štěpen, nedochází k tvorbě komplexu C5bC6. Pokud C6 zcela chybí, podléhají fragmenty C5b agregaci. Interakce mezi C5 a C6 nebo C5 a membránou jsou nekovalentního charakteru. Proteolytické štěpení proteinu C5 je jediným známým enzymatickým krokem ve formování cytolytického komplexu napadajícího membránu (MAC).[7]
Formace komplexu C5 je závislá na počtu molekul C4, C2 a C3, které jsou přítomné na povrchu buňky. Vazbu C5 ovlivňují proteiny C6 a C7. Na rozdíl od C2, během procesu rozpadu zůstává protein C5 pevně navázaný na buněčném povrchu.[1]
Stabilizace a regulace[editovat | editovat zdroj]
Oba enzymy, C4bC2aC3b a C3bBbC3b, jsou nestabilní a podléhají disociaci (poločas rozpadu při 37 °C cca 1,5 – 3 min).[1] Alternativní C5 konvertasa je stabilizována pomocí properdinu (poločas rozpadu při 37 °C cca 10 – 34 min).[2][3] Na druhou stranu C5 konvertasa tekuté fáze (CVFBb) je stabilní (při 37 °C až 7 h).[8] Oxidace proteinu C2 také stabilizuje komplex C4b2aoxy.[9]
Protein příbuzný faktoru H 1 (CFHR1) blokací C5 konvertasy inhibuje komplementovou kaskádu. Ovlivňuje vazbu fragmentů C5b na povrch buňky a tedy i utváření komplexu napadajícího membránu (MAC). Faktor H a CFHR1 v dané posloupnosti kontrolují aktivaci komplementu. U pacientů s hemolyticko-uremickým syndromem (HUS) chybí CFHR1, a v důsledku toho je snížena schopnost inhibovat skládání konečného hemolytického komplexu. Tím pádem jsou vlastní buňky méně chráněné před napadením komplementem.[10]
Reference[editovat | editovat zdroj]
V tomto článku byl použit překlad textu z článku C5-convertase na anglické Wikipedii.
- ↑ a b c Cooper NR, Müller-Eberhard HJ. THE REACTION MECHANISM OF HUMAN C5 IN IMMUNE HEMOLYSIS. J Exp Med. 1970, s. R775-793.
- ↑ a b c d DiScipio RG. The activation of the alternative pathway C3 convertase by human plasma kallikrein. Immunology. 1982, s. R587-595.
- ↑ a b c Medicus RG, Götze O, Müller-Eberhard HJ. ALTERNATIVE PATHWAY OF COMPLEMENT: RECRUITMENT OF PRECURSOR PROPERDIN BY THE LABILE C3/C5 CONVERTASE AND THE POTENTIATION OF THE PATHWAY. J Exp Med. 1976, s. R1076-1093.
- ↑ Abbas AK, Lichtman AH, Pillai S. Cellular and Molecular Immunology.. 6th. vyd. [s.l.]: Elsevier, 2010. Dostupné online. ISBN 978-1-4160-3123-9.
- ↑ Kerr MA, Gagnon J. The purification and properties of the second component of guinea-pig complement. Biochem J. 1982, s. R59-67.
- ↑ Christie DL, Gagnon J, Porter RR. Partial sequence of human complement component Factor B: Novel type of serine protease. Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 1980, s. R4923-4927.
- ↑ a b DiScipio RG, Smith CA, Müller-Eberhard HJ, Hugli TE. The Activation of Human Complement Component C5 by a Fluid Phase C5 Convertase. J Biol Chem. 1983, s. R10629-10636.
- ↑ Vogel CW, Müller-Eberhard HJ. The Cobra Venom Factor-dependentC 3 Convertase of Human Complement. J Biol Chem. 1982, s. R8292-8299.
- ↑ Polley MJ, Müller-Eberhard HJ. ENHANCEMENT OF THE HEMOLYTIC ACTIVITY OF THE SECOND COMPONENT OF HUMAN COMPLEMENT BY OXIDATION. J Exp Med. 1967, s. R1013-1025.
- ↑ Heinen S, Hartmann A, Lauer N et al. Factor H–related protein 1 (CFHR-1) inhibits complement C5 convertase activity and terminal complex formation. Blood. 2009, s. R2439-2447.