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补体C3aR信号传导

发布时间:2026/03/27分类:技术文章来源:科佰生物

 

背景

 

补体级联反应可以通过三种途径之一被激活:经典途径、凝集素结合途径和替代途径。这些通路中的每一条都触发一连串早期反应,生成称为C3转化酶的蛋白酶,切断中心补体组分3(C3),生成C3a和C3b。C3b作为调解蛋白,激活溶解通路。C3a是一种可溶因子,能以自分泌和旁分泌方式激活其对应受体C3aR,对先天免疫细胞进行调控局部和全身炎症。

 

 

C3aR是G蛋白偶联受体(GPCR)家族的成员,其特征是具有七个跨膜结构域。基于同源的G蛋白对C3aR的分类一直具有挑战性。G蛋白是异三聚体复合物,在GPCR激活时解离为Gα和Gβγ亚基。这种解离促进了通过第二信使如cAMP和钙的产生以及下游信号的调控。虽然文献中有些证据表明C3aR激活会触发Gαi家族,但其他研究表明Gαs和Gαq参与其中。最近一项研究发现,C3aR主要与Gαi/o/z亚型耦合,以抑制cAMP积累并介导钙回流。C3aR激活下游最常被报道的影响是细胞内钙的增加,但其他分子通路如GSK3β、Wnt、ERK、JAK/STAT和HIF1α信号也被发现位于C3aR激活的下游。

 


C3aR与其两个配体
 

C3aC3aR最为人熟知的配体是一种由 77 个氨基酸组成的肽,分子量约为 9KDa。一旦形成,C3a 很快会转变为 C3a-desArg,后者不再能与 C3aR 结合。结构上,C3a 由四个螺旋组成,其 C 端已被发现对其激动剂活性是必需的。

 

研究曾经认为 C3aR 仅能被 C3a 激活,但近期研究发现一种 21 个氨基酸的肽,其前四个氨基酸为苏氨酸(T)、亮氨酸(L)、谷氨酰胺(Q)和脯氨酸(P),因此得名 TLQP-21,是 C3aR 的高亲和力配体。TLQP-21 是一种从神经肽 VGF裂解产生的分泌肽。TLQP-21 以无序肽的形式存在,呈随机卷曲构象。然而,一旦与 C3aR 结合,它就会转变为有序构象。这一过程在 C3ar1 基因敲除细胞中未被观察到,并且可被 C3aR 拮抗剂阻断。

 

虽然C3a和TLQP-21都与C3aR结合,但它们的结合亲和力和动力学有显著差异。C3a的EC50是小鼠TLQP-21的三倍,是人类TLQP-21的22倍。与形成时迅速降解的C3a相比,TLQP-21的半衰期约为110分钟,远长于C3a。



 C3aR的信号调控

 

 C3aR的信号调控

在无活性状态下,C3aR与异三聚体G蛋白复合物的Gαi亚家族结合。配体结合(C3a或TLQP-21)后,附着在Gαi上的GDP转化为GTP,导致亚基解离成Gαi和Gβγ。这种解离启动下游信号级联,抑制腺苷酸环化酶,降低cAMP水平,增加钙通量。在下游,C3aR激活激活STAT3和HIF-1等转录因子,启动与炎症、脂质代谢、葡萄糖代谢和OXPHOS抑制相关的基因转录。为了终止这一信号级联,GRK2/3磷酸化C3aR的胞质环和尾部,促进β-阻滞蛋白识别并与受体结合。β-抑制蛋白结合触发受体复合物的内化,然后在核内体进行分类。该复合体要么被引导到循环内体,受体再循环到细胞表面,要么被送到溶酶体降解。

 

 

 


靶向C3aR的药物研发进展

作为补体系统的重要组成部分,C3a-C3aR的激活不仅对先天免疫反应和细菌感染的调控有重要意义,而且作为一类新的免疫检查点受体,成为癌症免疫治疗的新靶点。目前靶向C3aR的药物多在临床前或药物研发阶段,具有小分子化药和单克隆抗体等多种形式。

 

 

C3aR的细胞模型

为助力C3aR靶点药物研发,南京科佰开发了C3aR/CHO、C3aR/β-Arrestin/CHO细胞筛选模型,产品验证结果如下:

 

C3aR/CHO CBP71375

Figure 3. Recombinant C3aR/CHO constitutively expressing C3aR.

 

Figure  4HTRF cAMP Assay With C3aR CHO Cell(C4).
 

C3aR/β-Arrestin/CHOCBP71386

Figure  5. Recombinant C3aR/β-Arrestin/CHO constitutively expressing C3aR/β-Arrestin.

 

Figure  6. Dose Response of [Trp63, 64]-C3a(63-77)in C3aR β-Arrestin CHO(C8).

 

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