S100 протеиндері - организмдегі көптеген физиологиялық процестерге қатысатын, модуляциялық әсері бар тіндерге тән кальцийді байланыстыратын төмен молекулалы ақуыздар тобы. Бұл атау осы топ қосылыстарының бейтарап рН мәндерінде 100% аммоний сульфатының ерітіндісінде толық еру қабілетін сипаттайды.
Қазіргі уақытта әртүрлі ұлпаларға тән бұл тұқымдастың 25 өкілі белгілі. Бұл мүмкіндік миға тән s100 ақуыздарының ми жасушаларында болатын және нейрофизиологиялық процестерге қатысатын ақуыздар екенін көрсетеді.
Табу тарихы
Алғашқы s100 протеинін 1965 жылы ғалымдар Мур мен Грегор сиыр миынан бөліп алған. Кейіннен бұл отбасының белоктары сүтқоректілерде, құстарда, бауырымен жорғалаушыларда және адамдарда табылды. Бастапқыда s100 тек жүйке тінінде болады деп есептелді, бірақ иммунологиялық әдістердің дамуымен бұл топтың ақуыздары басқа мүшелерде де табыла бастады.
Жалпы сипаттамалар және топография
s100 тұқымдасының ақуыздары тек омыртқалылар мен адамдарда болады. Осы топтағы 25 белоктың 15-і миға тән, олардың көпшілігі орталық жүйке жүйесіндегі астроглия жасушаларында түзіледі, бірақ кейбіреулері нейрондарда да бар.
Организмдегі барлық s100 фракциясының 90% жасушалардың цитоплазмасында ерігені, 0,5% ядрода локализацияланған және 5-7% мембраналармен байланысатыны анықталды. Ақуыздың кішкене бөлігі қан мен жұлын сұйықтығын қоса, жасушадан тыс кеңістікте болады.
S100 тобындағы ақуыз көптеген мүшелерде (теріде, бауырда, жүректе, көкбауырда, т.б.) кездеседі, бірақ мида ол жүз мың есе көп. Ең жоғары концентрация мишықта байқалады. s100 ақуызы да меланоциттерде (тері ісік жасушалары) белсенді түрде өндіріледі. Бұл осы қосылыстың эктодермальды тіндік маркер ретінде қолданылуына әкелді.
Химиялық тұрғыдан s100 белоктары молекулалық салмағы 10-12 дальтон болатын димерлер. Бұл ақуыздар қышқыл болып табылады, өйткені олардың құрамында глутамин және аспарагин аминқышқылдарының қалдықтары көп (30% дейін). s100 молекулаларының құрамына фосфаттар, көмірсулар және липидтер кірмейді. Бұл ақуыздар 60 градусқа дейінгі температураға төтеп бере алады.
Құрылым және кеңістіктік конформация
s100 отбасының барлық мүшелерінің құрылымы глобулярлы белоктар. Бір димерлі молекуланың құрамына бір-бірімен ковалентті емес байланыстар арқылы қосылған 2 полипептид (альфа және бета) кіреді.
Отбасы мүшелерінің көпшілігі екі бірдей суббірліктерден құралған гомодимерлер, бірақ гетеродимерлер де бар. s100 молекуласындағы әрбір полипептидтің EF қолы деп аталатын кальцийді байланыстыратын мотиві бар. Ол спираль-ілмек-спираль түріне сәйкес жасалған.
s100 протеинінде 4 α-спиральді сегмент, айнымалы ұзындықтағы орталық топса аймағы және екі терминалдық айнымалы домен (N және C) бар.
Әрекет мүмкіндіктері
S100 ақуыздарының өздері ферментативті белсенділікке ие емес. Олардың жұмысы көптеген жасушааралық және жасушаішілік процестерге, соның ішінде сигнализацияға қатысатын кальций иондарының байланысуына негізделген. s100 молекуласына Ca2+ қосылуы оның кеңістіктік қайта орналасуына және мақсатты ақуызды байланыстыратын орталықтың ашылуына әкеледі. басқа белоктар жүзеге асырылады.
Осылайша, s100 негізгі міндеті Ca2+ концентрациясын реттеу болып табылатын белоктарға жатпайды. Бұл топтың белоктары мақсатты ақуыздармен байланысу арқылы жасушаішілік және жасушадан тыс процестерге әсер ететін сигналды түрлендіретін кальцийге тәуелді биологиялық белсенді модуляторлар болып табылады. Нейротрансмиттерлер де соңғы ретінде әрекет ете алады, бұл жүйке импульстарының берілуіне s100 әсерінің себебі болып табылады.
Қазіргі уақытта мырыш және/немесе мыс иондары Ca2+ орнына кейбір s100 үшін реттеуші ретінде әрекет ететіні анықталды. Соңғысын қосу ақуыздың белсенділігіне тікелей әсер етіп, оның кальцийге жақындығын өзгертуі мүмкін.
Функциялар
Ағзадағы миға тән s100 ақуыздарының биологиялық рөлінің толық бейнесі әлі жоқ. Осыған қарамастан, осы топтың ақуыздарының келесі процестерге қатысуы анықталды:
- жүйке тінінің зат алмасу реакцияларын реттеу;
- ДНҚ репликациясы;
- генетикалық ақпараттың көрінісі;
- глиальды жасуша пролиферациясы;
- тотықтырғыш (оттегімен байланысты) жасуша зақымдануынан қорғау;
- жетілмеген нейрондардың дифференциациясы;
- апоптоз арқылы нейрондардың өлуі;
- цитоскелет динамикасы;
- фосфорлану және секреция;
- жүйке импульсінің берілуі;
- жасуша циклінің реттелуі.
Түрлері мен локализациясына байланысты миға тән s100 ақуыздары жасушаішілік және жасушадан тыс әсерлерге ие болуы мүмкін. Кейбір ақуыздардың әсері концентрацияға байланысты. Осылайша, белгілі s100B протеині қалыпты мазмұнда нейротрофиялық белсенділікті, ал жоғары деңгейде нейротоксикалық белсенділікті көрсетеді.
Жасушадан тыс миға тән s100 протеиндері қабыну реакцияларына қатысуы мүмкін, глиальды және нейрондық дифференциацияны реттейді және апоптозды (жасушаның бағдарламаланған өлімін) қоздырады. s100 маңыздылығы in vitro экспериментінде дәлелденді, онда нейрондар олардың қатысуынсыз өмір сүрмейді.бұл ақуыз.
Диагностикалық мән s100
s100 диагностикалық мәні оның қан сарысуындағы (немесе жұлын сұйықтығы) концентрациясының ОЖЖ патологияларымен және онкологиялық аурулармен байланысына негізделген. Глиальды жасушалар зақымдалған кезде бұл ақуыз жасушадан тыс кеңістікке енетіні, ол жерден ми-жұлын сұйықтығына, содан кейін қанға түсетіні анықталды. Осылайша, сарысудағы s100 концентрациясының жоғарылауы негізінде мидың бірқатар патологиялары туралы қорытынды жасауға болады. Бұл ақуыздың қандағы мөлшері мен орталық жүйке жүйесінің аурулары арасындағы байланыс тәжірибе жүзінде расталды.
Жасушадан тыс сұйықтықтардағы s100 концентрациясын арттыру үшін бұл ақуыз жасушаларын синтездейтін жасушалық кедергілердің бұзылуы ғана емес. Мидың көптеген патологияларына бірінші жауап - бұл глиальды жауап деп аталады, оның бір бөлігі астроциттердің s100 секрециясының қарқындылығының жоғарылауы болып табылады. Қандағы бұл ақуыз мөлшерінің жоғарылауы гематоэнцефалдық бөгеттің бұзылуын да көрсетуі мүмкін.
s100 деңгейін бақылау мидың зақымдану дәрежесін бағалауға мүмкіндік береді, бұл медициналық болжамда үлкен маңызға ие. Бұл ақуыздың мөлшері мен невропатология арасындағы диагностикалық байланыс с-реактивті ақуыз концентрациясының жүйелі қабынумен корреляциясына ұқсайды.
Ісік маркері ретінде пайдалану
s100 протеині 1980 жылдардың басында ісік маркері ретінде қолданыла бастады. Қазіргі уақытта бұл әдіс қатерлі ісік, қайталану немесе метастазды ерте анықтау үшін тиімді. Көбінесе s100 қолданыладымеланома немесе нейробластома диагностикасы.
ОЖЖ патологиясын немесе басқа ауруларды анықтау үшін бұл ақуыздың қашан талданатынын және оның қатерлі ісік ауруын анықтау үшін қолданылатынын ажырату қажет. Егер бағдар арнайы онкомаркерге барса, s100 протеинінің декодтауы қандағы зерттелетін зат концентрациясының жоғарылауының басқа ықтимал себептерін де ескеруі керек. Нәтижелерді интерпретациялау кезінде талдау әдісіне назар аударуды ұмытпаңыз, өйткені анықтамалық интервалдың шекаралары (қалыпты көрсеткіштер) оған байланысты.
s100 маркерінің негізгі кемшілігі оның төмен селективтілігі болып табылады, өйткені бұл ақуыздың қандағы және CSF концентрациясының жоғарылауы міндетті түрде қатерлі ісік сипатында емес, көптеген патологиялармен байланысты болуы мүмкін. Сондықтан s100 протеиніне шешуші диагностикалық мән берілмейді. Дегенмен, бұл ақуыз өзін қатерлі ісік маркері ретінде көрсетті.
Қан сарысуындағы болу деңгейі
Әдетте, s100 ақуызы сарысуда 0,105 мкг/л-ден аз мөлшерде болуы керек. Бұл көрсеткіш сау адамдағы концентрацияның жоғарғы шегіне сәйкес келеді. s100 рұқсат етілген деңгейден (DL) асып кету мынаны көрсетуі мүмкін:
- CP;
- ми жарақаты;
- қатерлі меланоманың дамуы (немесе оның қайталануы);
- жүктілік;
- нейробластома;
- дерматомиозит;
- үлкен күйік аймақтарын жабу.
Протеин деңгейі стресс немесе ұзақ әсер ету кезінде де артуы мүмкіндене ультракүлгін аймақта. Қандағы концентрация тиісті талдау арқылы анықталады.
Денеде анықтау
Сарысуда s100 бар-жоғын анықтаудың бірнеше жолы бар, соның ішінде:
- иммунорадиометриялық талдау (IRMA);
- масс-спектроскопия;
- western blot;
- ELISA (иммундық ферментті талдау);
- электрохимилюминесценция;
- сандық ПТР.
Бұл аналитикалық әдістердің барлығы жоғары сезімтал және s100 сандық мазмұнын өте дәл анықтауға мүмкіндік береді. Бұл ақуыздың жартылай шығарылу кезеңі (30 минут) қысқа болғандықтан, қан сарысуындағы жоғары концентрациялар ауру тіндерден тұрақты қамтамасыз етілген жағдайда ғана мүмкін болады.
Клиникалық диагностикада s100 протеиніне арналған автоматтандырылған электрохимилюминесцентті иммундық талдау жиі қолданылады. Зерттеу жеңіл таңбалаумен анықталатын ақуызға антиденелерді пайдалануды біріктіреді. Құрылғы s100 концентрациясын хемилюминесценттік сәулеленудің қарқындылығы арқылы анықтайды.
s100 протеиніне антиденелер
Медицинада s100 протеиніне антиденелер практикалық қолданудың 2 саласына ие:
- диагностикалық - иммунологиялық әдістерде қан сарысуындағы немесе ми сұйықтығындағы осы ақуыздың концентрациясын анықтау үшін қолданылады (бұл жағдайда s100 антиген болып табылады);
- терапевтикалық - ағзаға антиденелерді енгізу кейбір ауруларды емдеуде қолданылады.
Антиденелер өз әсерін модуляциялау арқылы көрсетедіs100 ақуыздарына әсері. Осы негізде танымал препарат - Тенотен. s100 антиденелер жүйке жүйесіне пайдалы әсер етеді, импульс беруді жақсартады. Сонымен қатар, мұндай препараттар ас қорыту жүйесіндегі вегетативті функцияның бұзылуының симптоматикалық көріністерін тоқтатуға қабілетті.
