Компонент С4 комплемента представляет собой полипептидную цепь с мол. массой 200 кДа, состоящую из трех фрагментов: а (95 кДа), р (75 кДа) и у (30 кДа). Все три полипептида гликозилированы и связаны между собой дис-ульфиднми мостиками (рис. 19.1). Цепи а С4А и С4В имеют мол. массу 96 и 94 кДа соответственно (Lundwall и соавт. [48], Roos и соавт. [78, 79]), обладают наибольшей биологической активностью и обусловливают антигенные различия С4-компонента комплемента. Они состоят из относительно большого фрагмента С4Ь и короткого N-терминального фрагмента С4а. Связанный с мембраной полипептид С4Ь под влиянием фактора I комплемента преобразуется в C4d. Сходное действие в отношении С4Ь оказывает трипсин (Law, Reid [45]).
Rosenfield и соавт. [80], использовав метод электрофореза, установили, что компонент С4 комплемента неоднороден и состоит из отдельных фракций.
Последующие исследования с помощью иммуноэлектрофореза в геле позволили O'Neill и соавт. [67], Teisberg и соавт. [89] определить, что С4-компонент комплемента у большинства людей присутствует в виде одного из трех типов (рис. 19.2). Первый тип комплемента - С4А (acidic, кислый) - характеризуется четырьмя быстро мигрирующими полосами, второй - С4В (basic, щелочной) - четырьмя медленно мигрирующими полосами, третий (С4АВ) имеет обе группы полос. Авторы различали также C4F (fast, быстрый) и C4S (slow, медленный) типы.
О'Neil и соавт. [67] показали, что антигены Ch и Rg связаны с С4-компонентом комплемента. Плазма лиц Ch+Rg+ имела оба изотипа (С4А и С4В) компонента С4, плазма индивидов Ch+Rg- содержала С4В-изотип, а плазма лиц Ch-Rg+ -изотип С4А (см. рис. 19.2). Таким образом, антигены Ch и Rg вели себя как производные локусов С4В и С4А соответственно. Дефицит С4-компонента наблюдали только у лиц Ch-Rg- (Atkinson и соавт. [2], Crookston и соавт. [14], Giles и соавт. [36], O'Neill и соавт. [66, 68]). Эритроциты С4-дефицитных лиц реагировали с некоторыми сыворотками анти-Ch и анти-Rg, однако, как было установлено позднее Giles и соавт. [36], положительные реакции были обусловлены присутствием в этих сыворотках сопутствующих анти-НЬА-антител.
Как отмечалось выше, эритроциты, сенсибилизированные комплементом in vitro, приобретают фенотип донора плазмы, в которой они были инкубированы. Адсорбированный на эритроцитах компонент C4d устойчив к действию трипсина: выраженность эпитопов Ch и Rg на нем сохраняется (ТШеу и соавт. [92]).
Двухлокусная генетическая модель протеина С4, предложенная О'Neil и соавт. [66], в целом подтвердилась, хотя последующие исследования показали, что антигены Ch и Rg более полиморфны, чем это должно быть при наличии только двух локусов.
Антигены Ch и Rg
Структурный полиморфизм
Широкие исследования компонента С4, в том числе субстратов, лишенных сиаловых кислот, показали, что указанный протеин полиморфен (Awdeh и соавт. [3], Bruun-Petersen и соавт. [9], Mauff и соавт. [51], Olaisen и соавт. [69]). К настоящему времени известно более 50 его разновидностей, отличающихся электрофоретической подвижностью: 24 разновидности компонента С4А и 27 разновидностей компонента С4В, включая нулевые фенотипы C4A*Q0 и C4B*Q0 (Mauff и соавт [49, 50, 52]).
Изотипы компонента С4, богатые сиаловыми кислотами и движущиеся к аноду при проведении электрофореза, обозначены С4А, изотипы, движущихся к катоду, - С4В.
Вариантам С4-компонента комплемента и образующим их генам присвоены идентификационные номера [95].
Для европеоидов характерны четыре фенотипа С4А (С4А2, С4АЗ, С4А4 и С4А6) и три фенотипа С4В (С4В1, С4В2 и С4ВЗ). Наиболее частые варианты С4АЗиС4В1.
Установлено, что С4А эффективнее связывается с аминокислотными остатками, в то время как С4В лучше взаимодействует с гидроксильными группами (Dodds и соавт. [16]). С4В более активен по сравнению с С4А в реакции опосредованного антителами гемолиза эритроцитов (Awdeh и соавт. [3]).
Протеин С4А экспрессирует антигены Rg, протеин С4В - антигены Ch. Существуют исключения из этого правила в виде так называемой обратной ан-тигенности. Так, протеин С4А1 реагирует с анти-СЬ-антителами, но не реагирует с антителами анти-Rg, а протеин С4В5 взаимодействует с анти-Rg-антителами и некоторыми образцами анти-Ch (Rittner [75], Roos и соавт.[78]).
Генетический полиморфизм
Гены, кодирующие антигены Chi и Rgl, идентифицированы Barba и соавт. [5], Schneider и соавт. [82] посредством ПЦР.
Локус С4А имеет величину 22 кб и состоит из 41 экзона; С4В имеет протяженность 16 или 22 кб, возникновение укороченного варианта связано с утратой интрона величиной 6,8 кб (Carroll и соавт. [10], Yu [98]).
Гены С4А и С4В весьма консервативны. При секвенировании ДНК и определении аминокислотных последовательностей выявлено сходство обоих протеинов, превышающее 99 % (Belr и соавт. [6]). Восемь аминокислотных различий внутри а-цепи C4d^pameHTa определяют различия аллотипов С4А и С4В (Belr и соавт. [6, 7], Moulds [58]). Четыре аминокислотных остатка, кодируемых экзоном 26, определяют изотип внутри группы. Так, С4А имеет последовательность Pro-Cys-Pro-Val-Leu-Asp в позициях 1101-1106, для С4В характерна последовательность Leu-Ser-Pro-Val-Ile-His в тех же позициях (Yu и соавт. [101]). Аминокислотные замены в положениях 1054,1157,1188 и 1191, кодируемые эк-зонами 25 и 28, определяют специфичность антигенных детерминант Ch и Rg.
Изменения &/-гаплотипов могут быть обусловлены дупликацией генов С4А и С4В. Некоторые из удвоенных генов (С4А*ЗА*2 и С4В*2В*1) встречаются с частотой около 1 % среди европеоидов (Bruun-Petersen и соавт. [9], Carroll и соавт. [11], Giles и соавт. [38], Nordhagen и соавт. [62], Raum и соавт. [73]).
Примерно половина молчащих аллелей обусловлена делецией участка ДНК протяженностью 28 кб (Schneider и соавт. [81].
Carrol и соавт. [12] предположили, что дупликация и делеций приводят к неэквивалентному кроссинговеру. Молчащий аллель С4А *Q0 может возникать в результате встраивания участка ДНК величиной 2 пн в экзоне 29. Это приводит к формированию стоп-кодона в следующем за ним экзоне 30 (Barba и соавт. [4]). Локус С4В может быть полностью заменен копией С4А в случае генной конверсии (Braun и соавт. [8], Palsdottir и соавт. [70]). Неэквивалентный
кроссинговер с образованием гибридных генов С4А/В объясняет возникновение обратной антигенности. При этом возникают протеины С4А и С4В, экспрессирующие необычные антигенные детерминанты Ch и Rg (Giles и соавт. [28], Roos и соавт. [78]).
Молекулярно-генетический анализ 76 гаплотипов показал, что в 58 случаях присутствовало два С4-локуса, в 12 - один, в 6 - сразу четыре (Teisberg и соавт. [90]).
Локус С4В фланкирован геном CYP21B (ген стероидной 21-гидроксилазы), а локус С4А - псевдогеном CYP21A. Указанные генетические структуры тесно связаны между собой на хромосоме 6 в регионе III большого комплекса гистосовместимости. Некоторые гаплотипы С4А и HLA показывают высокую степень неравновесного сцепления. Так, гаплотип С4А *Q0 у европеоидов ассоциирован с фенотипом HLA-A1,B8,DR3, у негроидов - с фенотипом HLA-B44,DR2, гаплотип C4B*Q0 чаще встречается у лиц HLA-B5,B 12.