Komplementkomponente C3

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Komplementkomponente C3
Komplementkomponente C3

Vorhandene Strukturdaten: 4ONT, 1C3D, 1GHQ, 1W2S, 2A74, 2GOX, 2I07, 2ICE, 2ICF, 2NOJ, 2QKI, 2WII, 2WIN, 2WY7, 2WY8, 2XQW, 2XWB, 2XWJ, 3D5R, 3D5S, 3G6J, 3L3O, 3L5N, 3NMS, 3OED, 3OHX, 3OXU, 3JR3, 3T4A, 4HW5, 4HWJ, 4I6O, 4M76, 4ZH1, 5FOB, 5FO9, 5FO7, 5FO8, 5FOA

Eigenschaften des menschlichen Proteins
Bezeichner
Gen-Name C3
Externe IDs
Orthologe
Mensch Hausmaus
Entrez 718 12266
Ensembl ENSG00000125730 ENSMUSG00000024164
UniProt P01024 P01027
Refseq (mRNA) NM_000064 NM_009778
Refseq (Protein) NP_000055 NP_033908
Genlocus Chr 19: 6.68 – 6.73 Mb Chr 17: 57.2 – 57.23 Mb
PubMed-Suche 718 12266

Die Komplementkomponente C3, oft einfach C3 genannt, ist ein Protein des Immunsystems. Es spielt eine zentrale Rolle im Komplementsystem und trägt zur angeborenen Immunabwehr bei. Beim Menschen wird es auf Chromosom 19 von einem Gen namens C3 kodiert.[1][2]

Funktion

C3 spielt eine zentrale Rolle bei der Aktivierung des Komplementsystems.[3] Seine Aktivierung ist sowohl für den klassischen als auch für den alternativen Komplementaktivierungspfad erforderlich. Menschen mit C3-Mangel sind anfällig für bakterielle Infektionen.[4][5]

Eine Form der C3-Konvertase, auch bekannt als C4b2a, wird durch ein Heterodimer aus aktivierten Formen von C4 und C2 gebildet. Sie katalysiert die proteolytische Spaltung von C3 in C3a und C3b, die bei der Aktivierung über den klassischen Weg sowie über den Lektinweg entstehen. C3a ist ein Anaphylatoxin und die Vorstufe einiger Zytokine wie ASP, und C3b dient als Opsonisierungsmittel. Faktor I kann C3b in C3c und C3d spalten, wobei letzteres eine Rolle bei der Verstärkung von B-Zell-Reaktionen spielt. Im alternativen Komplementweg wird C3 durch C3bBb gespalten, eine andere Form der C3-Konvertase, die aus aktivierten Formen von C3 (C3b) und Faktor B (Bb) besteht. Sobald C3 zu C3b aktiviert ist, wird ein reaktiver Thioester freigesetzt, der es dem Peptid ermöglicht, sich kovalent an jede Oberfläche zu binden, die ein Nukleophil wie ein primäres Amin oder eine Hydroxylgruppe bereitstellen kann. Aktiviertes C3 kann dann mit Faktor B interagieren. Faktor B wird dann durch Faktor D aktiviert, um Bb zu bilden. Der entstehende Komplex, C3bBb, wird als C3-Konvertase des alternativen Weges (AP) bezeichnet.

Die Deaktivierung von C3bBb erfolgt in mehreren Schritten. Zunächst wird die proteolytische Komponente der Konvertase, Bb, durch Komplementregulationsproteine mit DAF-Aktivität. Anschließend wird C3b schrittweise zu iC3b, C3c + C3dg und schließlich zu C3d abgebaut. Faktor I ist die Protease, die C3b spaltet, aber für ihre Aktivität einen Kofaktor benötigt (z. B. Faktor H, CR1, MCP oder C4BP).

Struktur

Mehrere kristallographische Strukturen von C3 wurden bestimmt und zeigen, dass dieses Protein 13 Domänen enthält.[6][7][8][9]

Das C3-Vorläuferprotein wird zunächst durch die Entfernung von 4 Argininresten prozessiert, wodurch zwei Ketten, beta und alpha, entstehen, die durch eine Disulfidbindung verbunden sind. Die C3-Konvertase aktiviert C3 durch Abspaltung der Alpha-Kette, wodurch C3a-Anaphylatoxin freigesetzt und C3b (Beta-Kette + Alpha'-Kette) gebildet wird.

Biochemie

Biosynthese

Beim Menschen wird C3 überwiegend von Hepatozyten[1] und bis zu einem gewissen Grad von Keratinozyten der Epidermis synthetisiert.[10]

Wechselwirkungen

Es wurde nachgewiesen, dass die Komplementkomponente 3 mit Faktor H interagiert.[11][12]

Pathologie

C3-Mängel führen zu genetischen Infektionen, die in der Regel für das Neugeborene tödlich verlaufen.[13]

Klinische Anwendung

Der C3-Gehalt im Blut kann gemessen werden, um eine bestimmte medizinische Diagnosen zu bestätigen oder zu widerlegen. Niedrige C3-Werte werden zum Beispiel mit systemischem Lupus erythematodes (SLE)[14] und einigen Arten von Nierenerkrankungen wie postinfektiöser Glomerulonephritis, membranoproliferativer Glomerulonephritis und Shunt-Nephritis in Verbindung gebracht.

Einzelnachweise

  1. ↑ a b M. H. de Bruijn, G. H. Fey: Human complement component C3: cDNA coding sequence and derived primary structure. In: Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. Band 82, Nr. 3, Februar 1985, ISSN 0027-8424, S. 708–712, doi:10.1073/pnas.82.3.708, PMID 2579379.
  2. ↑ C3 complement C3 [Homo sapiens (human)]. National Center for Biotechnology Information, 3. Oktober 2021, abgerufen am 24. September 2021.
  3. ↑ A. Sahu, J. D. Lambris: Structure and biology of complement protein C3, a connecting link between innate and acquired immunity. In: Immunological Reviews. Band 180, April 2001, ISSN 0105-2896, S. 35–48, doi:10.1034/j.1600-065x.2001.1800103.x, PMID 11414361.
  4. ↑ P. Lachmann: Genetics of the complement system. In: Journal of Medical Genetics. Band 12, Nr. 4, Dezember 1975, ISSN 0022-2593, S. 372–377, doi:10.1136/jmg.12.4.372, PMID 768477, PMC 1013316 (freier Volltext).
  5. ↑ W. Matsuyama, M. Nakagawa, H. Takashima, F. Muranaga, Y. Sano: Molecular analysis of hereditary deficiency of the third component of complement (C3) in two sisters. In: Internal Medicine (Tokyo, Japan). Band 40, Nr. 12, Dezember 2001, ISSN 0918-2918, S. 1254–1258, doi:10.2169/internalmedicine.40.1254, PMID 11813855.
  6. ↑ Bert J. C. Janssen, Eric G. Huizinga, Hans C. A. Raaijmakers, Anja Roos, Mohamed R. Daha: Structures of complement component C3 provide insights into the function and evolution of immunity. In: Nature. Band 437, Nr. 7058, 22. September 2005, ISSN 1476-4687, S. 505–511, doi:10.1038/nature04005, PMID 16177781.
  7. ↑ Christian Wiesmann, Kenneth J. Katschke, JianPing Yin, Karim Y. Helmy, Micah Steffek: Structure of C3b in complex with CRIg gives insights into regulation of complement activation. In: Nature. Band 444, Nr. 7116, 9. November 2006, ISSN 1476-4687, S. 217–220, doi:10.1038/nature05263, PMID 17051150.
  8. ↑ Folmer Fredslund, Lasse Jenner, Lise B. Husted, Jens Nyborg, Gregers Rom Andersen: The structure of bovine complement component 3 reveals the basis for thioester function. In: Journal of Molecular Biology. Band 361, Nr. 1, 4. August 2006, ISSN 0022-2836, S. 115–127, doi:10.1016/j.jmb.2006.06.009, PMID 16831446.
  9. ↑ Bert J. C. Janssen, Agni Christodoulidou, Andrew McCarthy, John D. Lambris, Piet Gros: Structure of C3b reveals conformational changes that underlie complement activity. In: Nature. Band 444, Nr. 7116, 9. November 2006, ISSN 1476-4687, S. 213–216, doi:10.1038/nature05172, PMID 17051160.
  10. ↑ M. C. Pasch, N. H. Van Den Bosch, M. R. Daha, J. D. Bos, S. S. Asghar: Synthesis of complement components C3 and factor B in human keratinocytes is differentially regulated by cytokines. In: The Journal of Investigative Dermatology. Band 114, Nr. 1, Januar 2000, ISSN 0022-202X, S. 78–82, doi:10.1046/j.1523-1747.2000.00841.x, PMID 10620119.
  11. ↑ C. J. Soames, R. B. Sim: Interactions between human complement components factor H, factor I and C3b. In: The Biochemical Journal. 326 ( Pt 2), 1. September 1997, ISSN 0264-6021, S. 553–561, doi:10.1042/bj3260553, PMID 9291131, PMC 1218704 (freier Volltext).
  12. ↑ T. S. Jokiranta, J. Westin, U. R. Nilsson, B. Nilsson, J. Hellwage: Complement C3b interactions studied with surface plasmon resonance technique. In: International Immunopharmacology. Band 1, Nr. 3, März 2001, ISSN 1567-5769, S. 495–506, doi:10.1016/s1567-5769(00)00042-4, PMID 11367533.
  13. ↑ Abul K. Abbas: Basic immunology : functions and disorders of the immune system. Fourth edition Auflage. Philadelphia, PA 2014, ISBN 978-1-4557-0707-2, S. 162.
  14. ↑ Complement C3 (Blood) - Health Encyclopedia - University of Rochester Medical Center. Abgerufen am 24. September 2021 (englisch).
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