C5-convertasa

La C5 convertasa es una enzima perteneciente a una familia de serina proteasas que desempeñan un papel clave en la inmunidad innata . Participa en el sistema del complemento que termina con la muerte celular.

Existen cuatro convertasas C5 diferentes capaces de convertir específicamente la proteína C5 en fragmentos C5a y C5b . Dos de las convertasas son enzimas del complemento fisiológico, se asocian a la superficie celular y median la vía clásica ( C4b2b3b o C4b2a3b según la fuente) ^[1] o la vía alternativa ( C3bBbC3b ) del sistema del complemento. ^{[2] [3]} Se han descrito dos convertasas C5 de fase fluida: la enzima de la vía clásica, C4b2boxy3b y la convertasa C5 dependiente del factor de veneno de cobra, CVFBb .

Las convertasas C3 y C5 unidas a células difieren en sus requerimientos de C3b. La convertasa C3 (C3bBb) necesita solo una molécula de C3b para formarse, mientras que se requieren dos o más C3b para la generación de la convertasa C5 (C3bBb). Esto significa que, cuando C3b se distribuye aleatoriamente en la superficie de una célula, solo aparece actividad de la convertasa C3 después de la adición de los factores B y D. Sin embargo, cuando C3b se distribuye en grupos, la actividad de la convertasa C3 y C5 se genera tras la adición de los factores B y D. ^[3]

La vía clásica C5 convertasa está compuesta por los fragmentos de proteínas del complemento, C4b, C2a producida por escisión mediada por el complejo C1 y C3b producida por escisión mediada por la vía clásica C3 convertasa (C4bC2a). La formación de la vía alternativa C5 convertasa (C3bBbC3b) comienza por la escisión espontánea de la proteína C3 exponiendo el enlace tioéster previamente oculto. En presencia de patógeno, el fragmento C3b se une a la superficie celular microbiana a través del enlace tioéster recién mostrado. Por otro lado, si la infección no ocurre, C3b interactúa con moléculas de agua, por lo tanto, la proteína se vuelve inactiva. Sin embargo, cuando C3b sufre su cambio conformacional posterior a la escisión, también se expone un sitio de unión para una proteína plasmática llamada Factor B. El Factor B luego se une a C3b y es escindido por una serina proteasa plasmática Factor D . El complejo C3bBb (= convertasa de la vía alternativa C3) permanece unido a la superficie celular. Este complejo podría interactuar con otro C3b y formar así la convertasa de la vía alternativa C5. ^[4] CVFBb es un producto de asociación no covalente de CVF3 y el fragmento del complemento Bb. Las subunidades catalíticas de estas proteasas multimoleculares son C2b y Bb . Estas subunidades pertenecen a serina proteasas atípicas. ^{[5] [6]} CVFBb no requiere C3 para la escisión de C5, mientras que C4b2boxy necesita C3 nativo para la escisión de la proteína C5. La convertasa C5 modificada, C4b2boxy3b , contiene C2b que se deriva de C2 oxidado por yodo.

El objetivo de la C5 convertasa es la proteína del complemento C5. C5 es una glucoproteína plasmática de dos cadenas (α, β) (Mr = 196.000). C5 y C3 tienen una estructura similar. Sin embargo, C5 no parece contener el grupo tioéster interno informado para C3 y C4. C5 tiene relativamente pocos enlaces disulfuro . Hay tres enlaces disulfuro en C5a, la cadena α tiene 15 semicistinas y la cadena β tiene solo 6 semicistinas. Este nivel comparativamente bajo de puentes disulfuro estabilizadores puede proporcionar una explicación parcial del cambio conformacional irreversible impartido en C5 después de la escisión a C5a y C5b. Además, el número relativamente bajo de enlaces disulfuro podría explicar la inestabilidad de C5 cuando se expone a agentes caotrópicos como el tiocianato de potasio. ^[2] Las micrografías electrónicas de C5 teñido negativamente indican que la proteína tiene una forma irregular y contiene varios lóbulos. ^[7]

En primer lugar, C5 tiene que unirse al fragmento C3b. La capacidad de unirse a C3b es una característica estable del componente C5, ya que C5b también tiene esta capacidad de unión. La convertasa C5 escinde selectivamente un enlace peptídico Arginil -Leucina en la posición 74-75 en la cadena α (Mr = 116.000) de C5. Las investigaciones han demostrado que durante la vía clásica del sistema del complemento, un alotipo A6 inactivo de c4 detiene por completo la capacidad de las moléculas para actuar como una subunidad de unión a c51. ^[8] Este defecto en la actividad de C4A6 ocurre durante el paso de unión de C5 al complejo 4b y c3b. ^{[9] Se forma} la cadena α´ (Mr, = 105.000) y el péptido de activación, C5a , mientras que la cadena β (Mr = 80.000) permanece inalterada. ^[2]

El componente del complemento C5 también puede ser activado por la convertasa de C5 en fase fluida. C5 es activado por CVFBb en presencia del componente del complemento C6 y se forma el complejo C5b6 . Sin embargo, cuando se añade C6 después de que C5 se haya convertido en C5b, el complejo C5b6 no se forma. Por lo tanto, la activación de C5 da como resultado un sitio de unión transitorio para C6. Los sitios hidrofóbicos probablemente quedan expuestos tras la activación de C5 porque C5b sufre agregación cuando C5 se convierte en C5b en ausencia de C6. Las interacciones entre C5 y C6 o C5 y membranas no son covalentes. (Por el contrario, es el éster de tio lábil el que permite la unión covalente entre C3 y los aceptores nucleofílicos). La escisión proteolítica de C5 es el único evento enzimático conocido en el ensamblaje del complejo de ataque de membrana citolítico del complemento. ^[7]

Una vez unido, el C5 es excepcionalmente eficiente en la producción de hemólisis , requiriendo menos de siete moléculas específicamente unidas por célula para la producción de una lesión hemolítica. El grado de formación del complejo intermedio C5 depende principalmente del número de moléculas de C4, C2 y C3 presentes en las células empleadas para su generación. En estos aspectos, el modo de acción del C5 es completamente análogo al de los otros componentes del complemento. Sin embargo, el paso C5 difiere en otros aspectos. La unión del C5 está influenciada por C6 y C7, componentes que se cree que actúan posteriormente en la secuencia del complemento. Además, la actividad hemolítica del complejo intermedio C5 aislado es extremadamente lábil, teniendo una vida media promedio a 30 °C de solo 9 semanas. Esta característica distingue al paso C5, junto con el paso C2, como potencialmente limitantes de la velocidad en la reacción del complemento. Sin embargo, a diferencia del C2, el C5 permanece firmemente unido a la célula durante el proceso de descomposición y aparentemente sufre una alteración in situ que lo vuelve hemolíticamente no reactivo. Por último, el C5 es único porque se adsorbe fácilmente en forma nativa a los eritrocitos no sensibilizados. Este C5 unido de forma no específica permanece firmemente adherido, aunque puede ser utilizado específicamente como fuente de C5 por una reacción del complemento en curso. ^[1]

Ambas enzimas, C4b2b3b y C3bBbC3b , son inestables y sufren una disociación por desintegración con una vida media a 37 °C de aproximadamente 1,5 - 3 min. ^[1] La properdina estabiliza la convertasa C5 de la vía alternativa cuya vida media es a 37 °C de 10 - 34 min. ^{[2] [3]} Por el contrario, la convertasa C5 de fase fluida CVFBb es estable (vida media a 37 °C = 7 h). ^[10] La oxidación de la proteína C2 estabiliza el complejo C4b2boxy. ^[11] La proteína 1 relacionada con el factor H (FHR1) ha sido identificada como un nuevo inhibidor de la vía del complemento. FHR1 bloquea la actividad de la convertasa C5 e interfiere con la deposición de la superficie de C5b y la formación del complejo de ataque de membrana (MAC). Aparentemente, el factor H y FHR1 controlan la activación del complemento de manera secuencial. En el síndrome urémico hemolítico (SUH), la ausencia de FHR1 puede resultar en una inhibición reducida de la formación del complejo terminal y en una protección reducida de las células endoteliales ante el ataque del complemento. ^{[12] [8]}

^[1]