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보체 #

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  • 최초 작성자
    bellcastle
  • 최근 업데이트
    shlee

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Category
Biology

보체(complement) #

보체(complement)란 병원체를 제거하기 위해 면역 작용 및 세균 파괴 기능을 보충시키는 물질을 말합니다. 대부분 간세포(hepatocyte)에 의해 만들어지고, 대부분 활성이 없는 전구체 상태로 혈액에 존재합니다. 열에 약하고, 살균성 뿐만 아니라, 용혈현상, 용균현상, 보체결합 반응에도 이용되는 혈청 성분으로 "C"(complement)라고 약칭합니다. 보체는 항원 혹은 항체와 단독으로 결합하지 않고, 항원항체 복합체와 결합합니다. 항원 항체 복합체와 보체 단백질이 결합되면 보체 활성화 반응을 촉진시켜서, 미생물 병원체를 제거하는 경로를 강화하고, 병원체 자체를 직접 공격합니다.

보체 활성화 #

보체 활성화 경로는 먼저, 항원항체 복합체(antigen-antibody complex)에 의하여 나타나는 고전경로(Classical pathway), 다음으로는, 항체와 관계없이 미생물의 특별한 표면구조에 의해 활성화 되는 대체경로(Alternative pathway), 마지막으로는 렉틴경로(Lectin pathway)까지 3가지 경로가 있는데, 이 경로들은 초기단계만 다를 뿐, 최종경로와 산물은 같습니다. 이 경로들 중 하나를 거쳐 활성화되고, 단백질 집합반응으로 막공격복합체(membrane attack complex, MAC)를 형성하여 세포막을 분해해 구멍을 냄으로서 이온은 통과되고 물은 세포로 들어가면서 세포는 부풀게해 터트리는 세포 용해를 일으키고, 세균은 분해되어 죽게됩니다.

Fig.1. 3가지의 pathway #

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[출처 : google]

보체 활성화 조절 #

보체가 숙주세포에 결합하여 그곳에서 활성화 되면 숙주세포를 죽일 수도 있습니다. 또한 보체가 마구 활성화되면, 그 과정에 만들어진 여러 가지 단백질 조각들로 인하여 염증반응이 유도되어 숙주에 나쁘게 작용할 수도 있습니다. 따라서, 숙주세포는 보체의활동을 조절하는 여러 조절단백질을 이용하여 과다한 활성화를 조절합니다.

조절 단백질 작용 경로
C1INH(C1 에스터라제 저해제) 고전경로
CR1(보체 수용체1) 고전경로, 대체경로
c4bp(C4b 결합 단백질) 고전경로
DAF(붕괴가속인자) 고전경로, 대체경로, 렉틴경로
MCP,CD46(막 보조인자 단백질) 고전경로, 대체경로, 렉틴경로
I인자 고전경로, 대체경로, 렉틴경로
H인자 대체경로
SP-40(S-단백질) MAC

보체의 기능 #

보체는 세포에 MAC를 형성하여 직접적으로 세포를 분해하는 것 이외에도 보체의 활성화 과정동안에 만들어진 보체 단백질 조각들에 의하여 다양한 기능이 나타난다.

  • 옵소닌화(Opsonization) - 옵소닌이란, 혈청 중의 식균작용 보조물질으로, 옵소닌에 둘러싸인 세균은 탐식세포(대식세포)에 의해서 빠르게 파괴됩니다.

  • 아나필락시스 독소(Anaphylatoxin) - 감염체 제거를 위한 염증반응으로, 조직에 침투한 감염체를 제거하는 신체방어 중 하나인 염증반응을 유도하는데 관여하는 주요 기능을 수행합니다. 호중구에 대한 주화성(chemotactic) 물질이고, 평활근 수축을 유도합니다. 조직 내 호산구비만세포와의 상호작용 결과 히스타민을 포함한 다수의 염증반응 매개물질이 분비됩니다.

  • 용해(Lysis) - 이 작용은 보체가 미생물의 표면에 결합하여 미생물의 세포벽에 구멍을 만들어 죽이는 과정으로, 보체 활성 최종경로입니다. 즉, 세포 표면에서의 MAC 형성 단계에서 일어나는 세포의 용해를 말합니다.

  • 기타(etc)

    -B세포 반응 증강 : 보체 구성성분인 C3d나 C3의 최종 분해산물인 C3dg가 CR2(CD21)에 결합하면 몇몇 경로로 항체 반응 을 증강시킵니다.

    -면역 복합체 제거 : 거대한 불용성 항원-항체 복합체가 형성되면 염증반응 유도해서 주변세포가 손상된다. 불용성 항원-항체 복합체에 C3b가 축적되면 대식세포에 의해 제거되도록 유도됩니다. 또한, C3b가 축적된 항원-항체 복합체가 적혈구에 결합할 수 있게되고, 순환계를 통해 간과 비장으로 수송되어 제거됩니다.

    -죽어가거나 죽어가는 세포 제거 : 죽어가는 세포들은 보체를 활성화 시켜 C4b와 C3b가 축적 되도록 합니다. 이후, 탐식세포의 CR1,CR3과 결합하여 제거됩니다. 세포소기관(미토콘드리아)으로 부터 유래된 세포내 막 또한 유사한 방식으로 제거됩니다. 이와 같이, 죽었거나 죽어가는 세포들을 조직으로부터 제거해 항상성에 기여합니다.

    -바이러스에 대한 반응 : 바이러스성 감염에 대한 방어 역할을 합니다. C1은 몇몇 바이러스 표면에 직접 결합하여 활성화되고, 렉틴경로의 MBL은 HIV,인플루엔자 바이러스의 만노스 잔기에 결합하여 활성화 됩니다. 이러한 결합은 바이러스의 옵소닌화와 탐식세포에 의한 분해를 유도하고, 바이러스의 표적세포 막과 결합하는 능력을 방해해서, 세포 내 바이러스 도입을 차단합니다.

보체 결핍 #

보체 성분이 결핍되면, 보체 기능에 영향을 미치게 되고, 임상적 질환을 유발시킵니다. 또한 미생물의 지속감염이나 자가면역증 등으로 인하여 보체가 비정상적으로 활성화되어 질병이 유도되기도 합니다.

결핍된 보체 성분 보체 기능에 영향 임상적 질환
C3 C3b 및 다른 옵소닌 절편들이 생성되지 않음, 말단성분들이 활성화되지 않음 중증 화농성 감염과 염증질환(사구체신염)
C1, C4 또는 C2 고전경로의 활성화 손실 자가면역질환(SLE)과 화농성 감염
Properdin, B인자 또는 D인자 MAC의 형성 불능 중증 화농성 감염
만노스 결합 렉틴 렉틴경로의 활성화 소실 재현성 세균 감염
C5, C6, C7, C8 또는 C9 MAC의 형성 불능 재현성 나이세리아 감염
C1 저해제(C1INH) 모든 활성화 경로의 통제되지 않은 활성화 혈관부종
Cd 59, DAF MAC의 숙주세포 손상 발작성 야간혈색뇨증(용혈 및 혈전증)
H 인자, I 인자 C3의 통제되지 않은 활성화 사구체신염, 용혈성 요독증
CR3 백혈구의 부착과 이동 결손 재현성 세균 감염

보체 와 생물정보학 #

보체(complement)는 면역 체계의 일부로서 병원체나 다른 외부 세포에 대한 방어 기능을 수행하며, 면역 반응을 조절하고 역할을 하기 때문에 다양한 면역학적 연구와 응용 분야에서 생물정보학을 활용한 다양한 연구가 수행되고 있다.

  • 보체 단백질과 구조 분석: 보체 단백질의 구조를 분석하고 예측하여 기능을 이해하고 질병과의 연관성을 추적한다.

  • 단백질-단백질 상호 작용: 보체 단백질은 다른 단백질과 상호 작용하여 면역 반응을 조절하기 때문에 생물정보학을 통해 단백질 간의 상호 작용 네트워크를 분석하고 모델링한다.

  • 유전자 발현: 보체와 연관이 있는 유전자의 발현 패턴을 분석하여 특정 조건에서 어떠한 유전자가 활성화되는지 이해하여 면역 반응 및 면역 질환 연구에 서브 데이터로써 활용한다.

  • 면역 질환과 연관성: 자동 면역 질환(Autoimmune Disease)나 염증성 질환(Inflammatory Disease)과의 연관성을 조사하고 질병 메커니즘을 이해하는 데 활용된다.

  • 바이오마커 및 치료법 개발: 질병의 바이오마커를 식별하여 질병 예측 및 치료법을 개발하는 데 활용된다.

참조 #

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