补体系统膜攻击复合物

膜攻击复合物（MAC），是一种通常生成于致病细菌表面的结构。人体补体系统的替代补体途径、经典补体途径、凝集素途径均可产生这种复合物。该复合物是免疫系统的效应蛋白之一，它可以在靶细胞的细胞膜上形成能破坏后者双层磷脂质的穿膜通路，从而使得靶细胞裂解死亡^[1]。

有多种蛋白质参与膜攻击复合物的组装。具有高活性的C5b会与C6连接形成C5b-6复合体，随后，C5b还会与C7连接形成C5b-6-7复合体。C5b-6-7复合物又会与由α、β、γ三条炼构成的C8结合，形成C5b-6-7-8配合体。后者又会与C9结合^[2]^[3]^[4]，并作为C9聚合的催化剂。

具有活性的膜攻击复合物的亚基组成为C5b-C6-C7-C8-C9{n}。

结构和功能

膜攻击复合物形成的孔洞会使细胞外液涌入

膜攻击复合物由四种补体蛋白（C5b、C6、C7和C8）组成，在黏附上细胞膜时，它会同时和许多的C9结合，并与后者一起黏附到靶细胞的细胞膜上，并在其上生成一个环。C6-C9蛋白都含有相同的膜攻击复合物/穿孔素超家族结构域（英语：MACPF）（Membrane Attack Complex/Perforin superfamily，MACPF结构域）^[5]。这一结构域与革兰氏阳性菌分泌的胆固醇依赖性（英语：Cholesterol-dependent cytolysin）溶细胞素（Cholesterol-dependent Cytolysin，CDC）具有同源性^[6]。

上述由C9生成的环可以认为是膜上的一个可以允许分子自由出入的孔洞。如果有足够多的这种孔洞生成的话，那么靶细胞就难以再存活。

起始：C5-C7

膜攻击复合物形成的第一步是C5转化酶（英语：C5 convertase）将补体成分5（英语：Complement component 5）（C5）裂解为C5a和C5b的过程。随后，另一种补体蛋白补体成分6会与C5b结合，形成C5b-C6复合体。后者随后又会与补体成分7（C7）绑定。上述过程可改变蛋白质的结构，并让C7暴露出一个疏水的位点从而使其可以与靶细胞的磷脂双分子层结合。

聚合：C8-C9

膜攻击复合物的形成

C8和补体成分9也会在与膜攻击复合物连接时暴露出能够插入靶细胞脂双层的疏水位点。其中，C8是由C8-β和C8α-γ两种蛋白质构成的。

C8α-γ上的疏水区域使得它可以插入脂双层中，另外，它还起到诱导10-16个C9分子聚合参与生成膜攻击复合物的作用。

膜攻击复合物形成的孔洞有使其与脂双层结合的疏水性外层和一个能允许水通过的亲水性内层。

抑制

CD59存在于人体细胞中，对该复合物有抑制作用，使得人类细胞不会受到膜攻击复合物的攻击。

其中有一种罕见疾病，阵发性睡眠性血红蛋白尿（英语：paroxysmal nocturnal haemoglobinuria），红血球因为缺乏CD59，因而会遭到膜攻击复合物的攻击而裂解。

参考

^ Peitsch MC, Tschopp J. Assembly of macromolecular pores by immune defense systems. Curr. Opin. Cell Biol. 1991, 3 (4): 710–716. PMID 1722985. doi:10.1016/0955-0674(91)90045-Z.
^ Stanley KK, Marazziti D, Eggertsen G, Fey GH. Relationships between the gene and protein structure in human complement component C9. Biochemistry. 1988, 27 (17): 6529–6534. PMID 3219351. doi:10.1021/bi00417a050.
^ Stanley KK, Luzio JP, Tschopp J, Kocher HP, Jackson P. The sequence and topology of human complement component C9. EMBO J. 1985, 4 (2): 375–382. PMC 554196  . PMID 4018030.
^ Fey GH, Hugli TE, Podack ER, Gehring MR, Kan CC, DiScipio RG. Nucleotide sequence of cDNA and derived amino acid sequence of human complement component C9. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 1984, 81 (23): 7298–7302. PMC 392133  . PMID 6095282. doi:10.1073/pnas.81.23.7298.
^ Tschopp J, Masson D, Stanley KK. Structural/functional similarity between proteins involved in complement- and cytotoxic T-lymphocyte-mediated cytolysis. Nature. 1986, 322 (6082): 831–4. PMID 2427956. doi:10.1038/322831a0.
^ Carlos J. Rosado, Ashley M. Buckle, Ruby H. P. Law, Rebecca E. Butcher, Wan-Ting Kan, Catherina H. Bird, Kheng Ung, Kylie A. Browne, Katherine Baran, Tanya A. Bashtannyk-Puhalovich, Noel G. Faux, Wilson Wong, Corrine J. Porter, Robert N. Pike, Andrew M. Ellisdon, Mary C. Pearce, Stephen P. Bottomley, Jonas Emsley, A. Ian Smith, Jamie Rossjohn, Elizabeth L. Hartland, Ilia Voskoboinik, Joseph A. Trapani, Phillip I. Bird, Michelle A. Dunstone, and James C. Whisstock. A Common Fold Mediates Vertebrate Defense and Bacterial Attack. Science. 2007, 317 (5844): 1548–51. PMID 17717151. doi:10.1126/science.1144706.

外部链接

[PUB00001056-1] Peitsch MC, Tschopp J. Assembly of macromolecular pores by immune defense systems. Curr. Opin. Cell Biol. 1991, 3 (4): 710–716. PMID 1722985. doi:10.1016/0955-0674(91)90045-Z.

[PUB00000295-2] Stanley KK, Marazziti D, Eggertsen G, Fey GH. Relationships between the gene and protein structure in human complement component C9. Biochemistry. 1988, 27 (17): 6529–6534. PMID 3219351. doi:10.1021/bi00417a050.

[PUB00001141-3] Stanley KK, Luzio JP, Tschopp J, Kocher HP, Jackson P. The sequence and topology of human complement component C9. EMBO J. 1985, 4 (2): 375–382. PMC 554196  . PMID 4018030.

[PUB00004608-4] Fey GH, Hugli TE, Podack ER, Gehring MR, Kan CC, DiScipio RG. Nucleotide sequence of cDNA and derived amino acid sequence of human complement component C9. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 1984, 81 (23): 7298–7302. PMC 392133  . PMID 6095282. doi:10.1073/pnas.81.23.7298.

[5] Tschopp J, Masson D, Stanley KK. Structural/functional similarity between proteins involved in complement- and cytotoxic T-lymphocyte-mediated cytolysis. Nature. 1986, 322 (6082): 831–4. PMID 2427956. doi:10.1038/322831a0.

[macpfstructure-6] Carlos J. Rosado, Ashley M. Buckle, Ruby H. P. Law, Rebecca E. Butcher, Wan-Ting Kan, Catherina H. Bird, Kheng Ung, Kylie A. Browne, Katherine Baran, Tanya A. Bashtannyk-Puhalovich, Noel G. Faux, Wilson Wong, Corrine J. Porter, Robert N. Pike, Andrew M. Ellisdon, Mary C. Pearce, Stephen P. Bottomley, Jonas Emsley, A. Ian Smith, Jamie Rossjohn, Elizabeth L. Hartland, Ilia Voskoboinik, Joseph A. Trapani, Phillip I. Bird, Michelle A. Dunstone, and James C. Whisstock. A Common Fold Mediates Vertebrate Defense and Bacterial Attack. Science. 2007, 317 (5844): 1548–51. PMID 17717151. doi:10.1126/science.1144706.

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