S100-proteïene is 'n familie van lae molekulêre gewig weefselspesifieke kalsiumbindende proteïene met 'n modulerende effek wat betrokke is by baie fisiologiese prosesse in die liggaam. Die naam kenmerk die vermoë van verbindings van hierdie groep om heeltemal op te los in 'n 100% ammoniumsulfaatoplossing teen neutrale pH-waardes.
Tans is 25 verteenwoordigers van hierdie familie bekend, wat kenmerkend is van verskillende weefsels. Hierdie kenmerk dui daarop dat breinspesifieke s100-proteïene proteïene is wat in breinselle teenwoordig is en betrokke is by neurofisiologiese prosesse.
Ontdekkinggeskiedenis
Die eerste s100-proteïen is in 1965 uit beesbreine geïsoleer deur wetenskaplikes Moore en Gregor. Daarna is proteïene van hierdie familie in soogdiere, voëls, reptiele en mense gevind. Aanvanklik is gedink dat s100 slegs in die senuweeweefsel teenwoordig is, maar met die ontwikkeling van immunologiese metodes het proteïene van hierdie groep in ander organe begin gevind word.
Algemene kenmerke en topografie
Proteïene van die s100-familie kom slegs in gewerwelde diere en mense voor. Van die 25 proteïene in hierdie groep is 15 breinspesifiek, waarvan die meeste deur astrogliale selle in die SSS geproduseer word, maar sommige is ook in neurone teenwoordig.
Daar is vasgestel dat 90% van die hele s100-fraksie in die liggaam in die sitoplasma van selle opgelos word, 0,5% is in die kern gelokaliseer en 5-7% word met membrane geassosieer. 'n Klein gedeelte van die proteïen word in die ekstrasellulêre ruimte gevind, insluitend bloed en serebrospinale vloeistof.
Proteïen van die s100-groep is teenwoordig in baie organe (vel, lewer, hart, milt, ens.), maar in die brein is dit honderdduisend keer meer. Die hoogste konsentrasie word in die serebellum waargeneem. Die s100-proteïen word ook aktief in melanosiete (veltumorselle) geproduseer. Dit het gelei tot die gebruik van hierdie verbinding as 'n weefselmerker van ektodermale oorsprong.
Chemies is s100-proteïene dimere met 'n molekulêre gewig van 10-12 d alton. Hierdie proteïene is suur omdat hulle 'n groot hoeveelheid (tot 30%) glutamine- en asparaginiese aminosuurreste bevat. Die samestelling van s100-molekules sluit nie fosfate, koolhidrate en lipiede in nie. Hierdie proteïene kan temperature tot 60 grade weerstaan.
Struktuur en ruimtelike konformasie
Die struktuur van alle lede van die s100-familie is bolvormige proteïene. Die samestelling van een dimeriese molekule sluit 2 polipeptiede (alfa en beta) in, wat deur nie-kovalente bindings aan mekaar verbind is.
Die meeste lede van die familie is homodimere wat deur twee identiese subeenhede gevorm word, maar daar is ook heterodimere. Elke polipeptied binne die s100-molekule het 'n kalsiumbindende motief wat die EF-hand genoem word. Dit is gebou volgens die spiraal-lus-spiraal tipe.
Die s100-proteïen bevat 4 α-helikale segmente, 'n sentrale skarniergebied van veranderlike lengte, en twee terminale veranderlike domeine (N en C).
Kenmerke van aksie
S100-proteïene self het nie ensiematiese aktiwiteit nie. Hul funksionering is gebaseer op die binding van kalsiumione, wat betrokke is by baie intersellulêre en intrasellulêre prosesse, insluitend sein. Die byvoeging van Ca2+ tot die s100-molekule lei tot sy ruimtelike herrangskikking en die opening van die teikenproteïenbindende sentrum, waardeur interaksie met ander proteïene word uitgevoer.
Dus, s100 behoort nie aan proteïene wie se hooftaak is om die konsentrasie van Ca2+ te reguleer. Proteïene van hierdie groep is sein-omskakelende kalsium-afhanklike biologies aktiewe moduleerders wat intrasellulêre en ekstrasellulêre prosesse beïnvloed deur binding aan teikenproteïene. Neuro-oordragstowwe kan ook as laasgenoemde optree, wat die rede is vir die invloed van s100 op die oordrag van senuwee-impulse.
Tans is dit aan die lig gebring dat sink- en/of koperione as reguleerders vir sowat s100 optree in plaas van Ca2+. Die byvoeging van laasgenoemde kan beide die aktiwiteit van die proteïen direk beïnvloed en die affiniteit daarvan vir kalsium verander.
Functions
'n Volledige prentjie van die biologiese rol van breinspesifieke s100-proteïene in die liggaam bestaan nog nie. Nietemin is die deelname van proteïene van hierdie groep aan die volgende prosesse geopenbaar:
- regulering van metaboliese reaksies van senuweeweefsel;
- DNA-replikasie;
- uitdrukking van genetiese inligting;
- gliale selproliferasie;
- beskerming teen oksidatiewe (suurstofverwante) selskade;
- differensiasie van onvolwasse neurone;
- dood van neurone deur apoptose;
- sitoskeletdinamika;
- fosforilering en afskeiding;
- oordrag van 'n senuwee-impuls;
- regulering van die selsiklus.
Afhangende van die spesie en lokalisering, kan breinspesifieke s100-proteïene beide intrasellulêre en ekstrasellulêre effekte hê. Die effek van sommige proteïene is konsentrasieafhanklik. Dus, die bekende proteïen s100B by normale inhoud vertoon neurotrofiese aktiwiteit, en by verhoogde vlakke - neurotoksies.
Buitensellulêre breinspesifieke s100-proteïene kan betrokke wees by inflammatoriese reaksies, reguleer gliale en neuronale differensiasie, en sneller apoptose (geprogrammeerde seldood). Die belangrikheid van s100 is bewys in 'n in vitro eksperiment waarin neurone nie oorleef het sonder die teenwoordigheid vanhierdie proteïen.
Diagnostiese waarde s100
Die diagnostiese waarde van s100 is gebaseer op die verband tussen die konsentrasie daarvan in bloedserum (of serebrospinale vloeistof) met SSS-patologieë en onkologiese siektes. Dit is vasgestel dat wanneer gliale selle beskadig word, hierdie proteïen die ekstrasellulêre ruimte binnedring, van waar dit die serebrospinale vloeistof binnedring en dan in die bloed. Dus, op grond van 'n toename in die konsentrasie van s100 in die serum, kan 'n gevolgtrekking gemaak word oor 'n aantal breinpatologieë. Die verband tussen die inhoud van hierdie proteïen in die bloed en siektes van die sentrale senuweestelsel is eksperimenteel bevestig.
Om die konsentrasie van s100 in ekstrasellulêre vloeistowwe te verhoog, lei nie net as gevolg van die vernietiging van sellulêre hindernisse wat hierdie proteïenselle sintetiseer nie. Die eerste reaksie op baie breinpatologieë is die sogenaamde gliale reaksie, waarvan deel 'n toename in die intensiteit van s100-afskeiding deur astrasiete is. 'n Verhoging in die inhoud van hierdie proteïen in die bloed kan ook dui op 'n oortreding van die bloed-brein versperring.
Monitering van die vlak van s100 stel jou in staat om die graad van breinskade te bepaal, wat van groot belang is in mediese prognose. Die diagnostiese verband tussen die hoeveelheid van hierdie proteïen en neuropatologie lyk soos die korrelasie van die konsentrasie c-reaktiewe proteïen met sistemiese inflammasie.
Gebruik as tumormerker
Die s100-proteïen het in die vroeë 1980's as 'n tumormerker begin gebruik word. Tans is hierdie metode effektief vir vroeë opsporing van kanker, herhaling of metastase. Meestal word s100 gebruik indiagnoseer melanoom of neuroblastoom.
Dit is nodig om te onderskei tussen wanneer hierdie proteïen ontleed word om SSS-patologieë of ander siektes op te spoor, en wanneer dit gebruik word om kanker op te spoor. As die oriëntasie spesifiek na die oncommarker gaan, moet die dekodering van die s100-proteïen ook ander moontlike redes vir die toename in die konsentrasie van die toetsstof in die bloed in ag neem. Wanneer u die resultate interpreteer, moet u aandag gee aan die metode van ontleding, aangesien die grense van die verwysingsinterval (normale aanwysers) daarvan afhang.
Die grootste nadeel van die s100-merker is sy lae selektiwiteit, aangesien 'n toename in die konsentrasie van hierdie proteïen in die bloed en CSF met baie patologieë geassosieer kan word, nie noodwendig van 'n kankeragtige aard nie. Daarom kan die s100-proteïen nie 'n beslissende diagnostiese waarde gegee word nie. Nietemin, hierdie proteïen het homself bewys as 'n metgesel kankermerker.
Teenwoordigheidsvlak in bloedserum
Normaalweg moet s100-proteïen teenwoordig wees in serum in 'n hoeveelheid van minder as 0.105 µg/l. Hierdie waarde stem ooreen met die boonste limiet van konsentrasie in 'n gesonde persoon. Oorskryding van die toelaatbare vlak (DL) s100 kan aandui:
- CP;
- breinbesering;
- ontwikkeling van kwaadaardige melanoom (of die herhaling daarvan);
- swangerskap;
- neuroblastoom;
- dermatomiositis;
- dek groot areas van brandwonde.
Proteïenvlakke kan ook toeneem met stres of langdurige blootstellingliggaam in die ultraviolet sone. Die konsentrasie in die bloed word deur die toepaslike ontleding bepaal.
Opsporing in die liggaam
Daar is verskeie maniere om die teenwoordigheid van s100 in serum op te spoor, insluitend:
- immunoradiometriese toets (IRMA);
- massaspektroskopie;
- western klad;
- ELISA (ensiem-immunotoets);
- elektrochemiluminesensie;
- kwantitatiewe PCR.
Al hierdie analitiese metodes is hoogs sensitief en laat baie akkurate bepaling van die kwantitatiewe inhoud van s100 toe. Aangesien hierdie proteïen 'n kort halfleeftyd (30 minute) het, is hoë serumkonsentrasies slegs moontlik met 'n konstante toevoer van siek weefsels.
In kliniese diagnostiek word 'n outomatiese elektrochemiluminescerende immuuntoets vir die s100-proteïen die meeste gebruik. Die studie kombineer die gebruik van teenliggaampies teen 'n waarneembare proteïen met ligmerke. Die toestel bepaal die konsentrasie s100 deur die intensiteit van chemiluminescerende bestraling.
Teenliggaampies teen proteïen s100
In medisyne het teenliggaampies teen die s100-proteïen 2 areas van praktiese toepassing:
- diagnosties - gebruik in immunologiese metodes om die konsentrasie van hierdie proteïen in serum of CSF op te spoor (in hierdie geval is s100 'n antigeen);
- terapeuties - die inbring van teenliggaampies in die liggaam word gebruik in die behandeling van sekere siektes.
Teenliggaampies oefen hul effek uit deur moduleringeffekte op s100 proteïene. 'n Bekende middel op hierdie basis is Tenoten. Teenliggaampies teen s100 het 'n voordelige uitwerking op die senuweestelsel, verbeter impulsoordrag. Daarbenewens is sulke middels in staat om die simptomatiese manifestasies van versteurings van die outonome funksie in die spysverteringstelsel te stop.
