过敏毒素
anaphylatoxin
定义:血清中补体系统激活时产生的补体片段C3a和C5a。可引起肥大细胞、内皮细胞和吞噬细胞发生脱颗粒作用和释放组胺。
学科:生物化学与分子生物学_氨基酸、多肽与蛋白质_蛋白质_功能性蛋白质
相关名词:补体 多肽 炎症
图片来源:视觉中国
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过敏毒素的发现与补体系统的研究密切相关。19世纪末,朱尔斯·博尔德等科学家在血清中识别出补体成分,揭示了其在免疫防御中的作用。20世纪中期,随着生物化学技术的进步,研究者发现补体激活过程中产生的片段(如C3a、C4a和C5a)具有诱导过敏反应的特性,因而被命名为“过敏毒素”。
过敏毒素的结构与其生物学功能密切相关,主要通过补体系统激活过程中产生的多肽片段发挥促炎和免疫调节作用。过敏毒素是由补体蛋白(C3、C4和C5)经蛋白酶(如C3转化酶等)切割释放的小分子多肽(C3a、C4a和C5a)。过敏毒素含多个二硫键,用于维持稳定的三维结构,防止被蛋白酶快速降解;N端形成紧密的球状结构(由二硫键支撑),包含多个α螺旋和β折叠;C末端富含精氨酸,为受体结合关键区域,C末端的序列差异决定其与不同受体结合。
过敏毒素具有促进炎症与免疫调控的功能。过敏毒素可以作为炎症介质激活肥大细胞和嗜碱性粒细胞释放组胺,导致血管通透性增加和平滑肌收缩(典型过敏反应)。过敏毒素可以招募中性粒细胞和单核细胞至感染或损伤部位,增强吞噬和氧化爆发。过敏毒素可以诱导IL-6和TNF-α等促炎性细胞因子的分泌,放大免疫应答。过敏毒素可以清除病原体,促进组织修复(如C3a参与神经再生过程)。但是过敏毒素的过度激活可导致脓毒症、类风湿关节炎和哮喘等。
过敏毒素的研究不仅深化了对补体系统复杂性的理解,还为开发抗炎疗法提供了新靶点。针对C末端结构的药物(如C5a受体拮抗剂)可阻断过敏毒素的炎症信号,用于治疗败血症或自身免疫病。目前,针对C5a的单克隆抗体(Eculizumab,依库丽单抗)已用于治疗阵发性睡眠性血红蛋白尿症。未来研究或进一步揭示其在代谢疾病和癌症中的作用,拓展临床应用。
责任编辑:张鹏辉