Следующим этапом эволюции системы комплемента было становление лектинового пути активации. Однако в силу устойчивой традиции и связанной с ней терминологии удобнее вначале рассмотреть классический путь активации комплемента. Его кардинальное отличие от двух других путей состоит в зависимости от факторов адаптивного иммунитета, а именно — от антител и их комплексов с антигеном.
Активация C1q и образование комплекса Clqrs
Первый компонент комплемента при активации по классическому пути — dq (см. рис. 2.39). Активация C1q происходит при его взаимодействии со связавшим антиген антителом. При связывании антигена конформация молекулы иммуноглобулина изменяется, в результате чего в ее константных доменах (Су2 и Су3, а также Сц3 и Сц4 — см. раздел 3.1.1.3) «открывается» участок, имеющий сродство к молекуле dq. Подобный участок присутствует только в молекулах IgM, IgG1, IgG3 и (в меньшей степени) IgG2. dq, являясь 6-валентной молекулой, взаимодействует через С-концевые участки глобулярной части «ветвей букета» (см. выше) одновременно не менее чем с двумя Сц-доменами одной и той же молекулы IgM или с Су2-доменами разных молекул IgG. Этот процесс зависит от присутствия ионов Са2+. Oq может связываться также с другими молекулами, как эндогенными (С-реактивный белок, холестеринсодержащие липиды), так и экзогенными (липид А бактериального ЛПС, некоторые вирусные белки). Однако основные активаторы Oq — иммуноглобулины в составе иммунных комплексов.
При связывании Oq с перечисленными молекулами происходит его активация, благодаря чему Oq приобретает активность сериновой протеазы (эстеразы). Субстрат для Oq-протеазы — молекулы С1г и C1s, расщепляемые на контактный и каталитический фрагменты (удерживаются в составе комплекса за счет внутримолекулярных связей). При расщеплении происходит активация каталитического фрагмента. Сначала C1q расщепляет С1г. Затем активный С1г участвует в расщеплении C1s. В результате попарного взаимодействия контактных и каталитических фрагментов C1r и C1s образуется комплекс Oqrs, обладающий активностью трипсиноподобной про- теазы/эстеразы. Сближение активных участков C1r и Os способствует их активации. Формированием комплекса C1qrs завершается фаза узнавания. Компонент C1r расщепляет C1s, активированный C1s — факторы С4 и С2. Комплекс Oqrs может существовать в растворимой и связанной с мембраной формах. Мембранная форма образуется, если иммунный комплекс локализован на поверхности клетки (на ней же происходит фиксация компонентов комплемента).
Формирование СЗ-конвертазы
Следующая стадия активации состоит в образовании С3-конвертазы. Oqrs-эстераза расщепляет С4 и С2 на тяжелые (C4b и C2b) и легкие (С4а и С2а) фрагменты. C4b взаимодействует с комплексом C1qrs и затем, при участии ионов Mg2+, связывает С2Ь. Комплекс C4b2b обладает активностью С3-конвертазы. Ферментативная специфичность комплекса связана с С2Ь (подобно тому, как специфичность С3-конвертазы альтернативного пути связана с Bb).
В данном случае, как и при активации факторов В, С3 и С5 соблюдается общее правило активации системы комплемента: активация каждого очередного фактора системы комплемента происходит при его расщеплении на крупный и мелкий фрагменты. При этом крупные фрагменты («b») обладают ферментативной (протеазной/эстеразной) активностью и непосредственно участвует в активации других компонентов комплемента. Мелкие фрагменты («а») лишены ферментативной активности и не участвуют в последующих реакциях каскада. Однако им свойственны сосудорасширяющая, хемотаксическая и другие формы биологической активности, что делает их важными факторами воспаления и реакции гиперчувствительности (см. разделы 2.3.2.1 и 4.6.1.3). Так, упоминавшийся выше пептид С4а обладает хемотаксической и кининовой (сосудорасширяющей) активностью.
При формировании мембранного комплекса Oqrs4b2b он связывается с поверхностью клетки не только через комплекс «мембранный антиген-антитело», но и ковалентно (что обеспечивается благодаря разрыву тиоэфирной связи, присутствующей в составе молекулы C4b и взаимодействия СООН-группы остатка глутаминовой кислоты с N^-группами мембранных белков). С этого момента комплекс обозначают как C4bC2b. Если комплекс остается в растворе, он быстро инактивируется. Даже связанный с мембраной комплекс подвергается атакам инактивирующих факторов — С4bp (С4b-связывающий белок), мембранных рецепторов CR1 ^D35) и DAF (CD55); все они способны вытеснять С2 из комплекса. Время полужизни комплекса C4bC2b — около 2 мин.
Расщепление С3
Конвертаза C4bС2b (как и описанная выше конвертаза C3bBb) действует на a-цепь молекулы С3. Активный центр конвертазы локализован в молекуле C2b. Как и при альтернативном пути активации, С3 расщепляется на большой фрагмент C3b, участвующий в дальнейших реакциях каскада комплемента, и малый фрагмент С3а, обладающий хемотаксической и сильной анафилактогенной активностью. Рецепторы для С3а представлены на поверхности лимфоцитов, нейтрофилов, тучных и эндотелиальных клеток, что обусловливает его действие на эти клетки, проявляющееся, например, в повышении проницаемости сосудов и индукции дегрануляции.
С3Ь связывается с иммобилизованным на мембране комплексом Oqrs4b2b. При этом происходит фиксация на клетке значительно большего числа молекул С3Ь, чем необходимо для насыщения комплекса — часть молекул С3Ь формирует ковалентную связь непосредственно с молекулами клеточной мембраны (по тому же механизму, как С4Ь). Иммобилизованный комплекс C1qrs4b2b3b способен расщеплять компонент комплемента С5, т.е. обладает активностью С5-конвертазы. И в этом случае специфичность фермента связана с С2Ь. Таким образом, С3- и С5-конвертаза — фактически один и тот же фермент (иногда их обозначают как С3/С5-конверта- за). Однако на разных этапах формирования С2^содержащего комплекса создаются оптимальные условия для связывания и расщепления разных субстратов — сначала С3, а затем С5.
Оставаясь в жидкой фазе, фрагмент С3Ь быстро расщепляется в двух точках фактором I в присутствии фактора Н. В результате образуется фрагмент iC3b. Фактор I действует и на иммобилизованный C3b, но значительно слабее. Фрагмент iC3b далее расщепляется на С3c (содержит фрагменты a-цепи и связанную с ними через дисульфидные связи интактную в-цепь) и C3dg. Последний дополнительно расщепляется на фрагменты C3d и С3g (см. рис. 2.40). При деградации мембранного С3Ь фрагмент C3dg, а затем C3d остается связанным с мембраной, поскольку именно в них локализуются остатки, формирующие тиоэфирную связь. Перечисленные фрагменты лишены ферментативной активности, но фрагменты iC3b и C3d являются лигандами для рецепторов макрофагов и некоторых других фагоцитирующих клеток (см. раздел 2.3.4.2). Присутствие на фагоцитах рецепторов для этих фрагментов определяет значение опсонизации.