Cấu trúc và các loại C5 Convertase
Có hai dạng C5 convertase, mỗi dạng được hình thành thông qua các con đường khác nhau của hệ thống bổ thể:
- Con đường cổ điển và lectin: C5 convertase được tạo thành từ C4b, C2a và C3b, thường được biểu diễn là $C4b2a3b$. Trước đây, danh pháp $C4b2b3b$ cũng được sử dụng, trong đó C2b tương đương với C2a trong danh pháp hiện đại. Trong phức hợp này, C3b liên kết với $C4b2a$, cho phép enzyme phân cắt C5.
- Con đường thay thế: C5 convertase được hình thành từ C3b, Bb và một phân tử C3b khác, được biểu diễn là $(C3b)_2Bb$ hoặc $C3bBb3b$. Tương tự như con đường cổ điển và lectin, phân tử C3b thứ hai liên kết với $C3bBb$, tạo thành phức hợp có khả năng phân cắt C5.
Chức năng
Chức năng chính của C5 convertase là phân cắt protein bổ thể C5 thành hai đoạn:
- C5a: Một anaphylatoxin mạnh, hoạt động như một chất hóa hướng động, thu hút các tế bào miễn dịch như bạch cầu trung tính và đại thực bào đến vị trí nhiễm trùng. C5a cũng gây ra sự giãn mạch và tăng tính thấm của mạch máu, góp phần vào phản ứng viêm.
- C5b: Khởi đầu sự hình thành phức hợp tấn công màng (MAC) bằng cách liên kết với C6. Sự liên kết này bắt đầu một chuỗi phản ứng liên tiếp, dẫn đến việc C7, C8 và nhiều phân tử C9 tập hợp lại, tạo thành MAC. MAC chèn vào màng tế bào của mầm bệnh, tạo ra các lỗ thủng và dẫn đến sự ly giải của tế bào.
Ý nghĩa lâm sàng
Sự thiếu hụt hoặc rối loạn chức năng của C5 convertase có thể dẫn đến tăng nguy cơ nhiễm trùng, đặc biệt là nhiễm trùng do vi khuẩn Neisseria. Ngược lại, hoạt động quá mức của C5 convertase có thể góp phần vào các bệnh tự miễn và các tình trạng viêm.
Tóm lại
C5 convertase là một enzyme quan trọng trong hệ thống bổ thể, đóng vai trò then chốt trong việc loại bỏ mầm bệnh. Hiểu về cấu trúc và chức năng của nó rất quan trọng để hiểu được hệ thống miễn dịch và các bệnh liên quan.
Điều hòa hoạt động của C5 Convertase
Vì C5 convertase là một thành phần quan trọng trong hệ thống bổ thể, hoạt động của nó được kiểm soát chặt chẽ để ngăn ngừa sự hoạt hóa quá mức và tổn thương mô của chính cơ thể. Một số protein điều hòa quan trọng bao gồm:
- Factor H: Factor H liên kết với C3b, ngăn chặn sự hình thành C3 convertase và C5 convertase của con đường thay thế. Nó cũng thúc đẩy sự phân hủy của C3b bởi Factor I.
- Factor I: Factor I là một serine protease phân cắt C3b và C4b, bất hoạt chúng và ngăn chặn sự hình thành C3 convertase và C5 convertase.
- C4-binding protein (C4BP): C4BP liên kết với C4b, ngăn chặn sự hình thành $C4b2a$ và do đó ức chế sự hình thành C5 convertase của con đường cổ điển và lectin.
- Decay-accelerating factor (DAF): DAF ngăn chặn sự hình thành C3 convertase và C5 convertase bằng cách thúc đẩy sự phân ly của $C4b2a$ và $C3bBb$.
- Membrane cofactor protein (MCP) hoặc CD46: MCP liên kết với C3b và C4b, làm cho chúng dễ bị phân cắt bởi Factor I.
Mối liên hệ với các bệnh lý
Sự hoạt hóa không được kiểm soát của C5 convertase và sự sản sinh quá mức C5a có liên quan đến một số bệnh lý, bao gồm:
- Hội chứng tán huyết urê huyết (HUS): Một tình trạng hiếm gặp nhưng nghiêm trọng đặc trưng bởi tán huyết, giảm tiểu cầu và suy thận cấp.
- Thoái hóa điểm vàng do tuổi tác (AMD): Một nguyên nhân hàng đầu gây mất thị lực ở người lớn tuổi.
- Bệnh Alzheimer: Một bệnh thoái hóa thần kinh tiến triển ảnh hưởng đến trí nhớ, suy nghĩ và hành vi.
- Đái tháo đường type 2: Một bệnh chuyển hóa mãn tính đặc trưng bởi lượng đường trong máu cao.
Nghiên cứu đang diễn ra
Nghiên cứu đang được tiến hành để phát triển các liệu pháp nhằm mục tiêu vào C5 hoặc C5a để điều trị các bệnh lý liên quan đến hoạt hóa bổ thể quá mức. Các liệu pháp này bao gồm các kháng thể đơn dòng, các phân tử nhỏ và các liệu pháp dựa trên protein.