Medical and Biological Sciences XXII/1 - Collegium Medicum ...

16Grażyna Dymek i in.Zasadniczą cechą białek serpinowych jest ich zdolnośćdo reakcji z enzymem, która zależy od konformacjicząsteczki. Charakterystykę białek serpinowychprzedstawia tabela I.Tabela I. Charakterystyka białek serpinowych [11]Table I. Characterisation of serpin proteins [11]InhibitorInhibitorα 1 -antytrypsynaα 1 -antitrypsinα 1 -chymotrypsynaα 1 -antichymotrypsinAntytrombina IIIAntithrombin IIIInhibitor C1C1 inhibitorα 2 -antyplazminaα 2 -antiplasminKofaktor IIheparynyHeparin cofactor IIInhibitor białka CPC inhibitorInhibitor aktywatoraplazminogenuPA inhibitorAngiotensynogenAngiotensinogenStężenie [µM]Concentration[µM]Masa cząsteczkowa[kDa]Molecularweight[kDa]25 527 692 612 1041 701 6610 -2 5710 -4 5010 -2 50Białko doceloweTarget proteinElastazaElastaseKatepsyna GCathepsin GTrombinaThrombinC1, kalikreinaC1s, kallikreinPlazminaPlasminTrombinaThrombinAktywne białko CActivated protein CAktywatorplazminogenuPlasminogenactivatorBrakNonfunctionalWszystkie białka serpinowe w swojej strukturzeposiadają ruchome domeny odpowiedzialne za inaktywacjęproteaz. W przypadku α 1 -antytrypsyny jest totetrapeptyd: Pro-Met-Ser-Ile [11]. Aminokwasemodpowiedzialnym za unieczynnienie elastazy jest metioninaw pozycji 358 łańcucha polipeptydowego, doktórej dołączone są trzy boczne łańcuchy oligosacharydoweza pomocą reszt asparaginowych w pozycji 46,83, 247 [1, 3, 8, 11]. Schemat działania α 1 -antytrypsyny przedstawia rycina 1.Leukocytarna elastaza jest oznaczana najczęściejmetodami immunoenzymatycznymi w postaci kompleksówz α 1 -antytrypsyną. Stężenie kompleksóww surowicy/osoczu krwi jest uważane za miarę aktywnościtoczącego się procesu zapalnego oraz jako wykładnikpobudzenia neutrofilów w ognisku zapalnym.Nieaktywne kompleksy mogą być również oznaczanew moczu, nasieniu, popłuczynach oskrzelowopęcherzykowych(bronchoalveolar lavage, BAL),wydzielinie z szyjki macicy, płynie z kieszonki dziąsłowej,ślinie lub kale [14, 15].W ostatnich latach opisano inne antyproteazy, np.SLPI (secretory leukocyte proteinase inhibitor), elafinai inhibitor ludzkiej elastazy [10, 14, 16]. Cząsteczki tesą znacznie mniejsze niż α 1 -antytrypsyna (SLPI12kDa, elafina 6kDa), dzięki czemu mogą działaćw przestrzeni międzykomórkowej niedostępnej dladużej cząsteczki antyelastazy [10, 16].GEN α 1 - ANTYTRYPSYNYGen kodujący α 1 -antytrypsynę określany jest mianemSERPIN (SERine Proteinase Inhibitor, clade A,member 1) [11, 17]. Usytuowany jest na długim ramieniuchromosomu 14 (14q31-q32.3) [3, 8]. Jegowielkość określana jest na 12,2 tysiąca par zasad [1, 3,6, 7, 8]. Gen składa się z siedmiu eksonów: trzechniekodujących (I A , I B , I C ) i czterech kodujących (II, III,IV,V) oraz z sześciu intronów [1, 3, 6-8]. Ekson piątyzawiera sekwencję kodującą centrum aktywne α 1 -antytrypsyny [21]. Gen SERPIN koduje łańcuch polipeptydowyo długości 418 aminokwasów, który zawierapeptyd sygnałowy (24 aminokwasy), odcinany podczastransportu białka do retikulum endoplazmatycznego[6]. W siateczce endoplazmatycznej zachodzirównież proces potranslacyjnego wbudowywania oligosacharydóww cząsteczkę α 1 - antytrypsyny [6].Rysunek genu α 1 -antytrypsyny przedstawia rycina 2.Ryc.1. Mechanizm unieczynniania elastazy neutrofilów przezα 1 -antytrypsynę [3]Fig. 1. The mechanism of inactivating neutrophil elastase byα 1 -antitrypsin [3]Ryc. 2. Schemat genu kodującego α 1 -antytrypsynę [6]Fig. 2. Scheme of the α 1 -antitrypsin gene [6]Gen SERPIN wykazuje wysoki polimorfizm [2, 6].Związane z tym jest występowanie różnych fenotypówbiałka [6-8]. Fenotypowanie odbywa się na podstawiepunktu izoelektrycznego i szybkości migracji na żelupoliakrylamidowym [3, 6-8]. W wyniku rozdziałuelektroforetycznego otrzymuje się cztery frakcje: