Albumina surowicy ludzkiej - Human serum albumin
Albumina surowicy ludzkiej to albumina surowicy znajdująca się w ludzkiej krwi . Jest to najobficiej występujące białko w ludzkim osoczu krwi ; stanowi około połowy białka surowicy . Jest produkowany w wątrobie . Jest rozpuszczalny w wodzie i jest monomeryczny .
Albumina między innymi transportuje hormony, kwasy tłuszczowe i inne związki, buforuje pH i utrzymuje ciśnienie onkotyczne .
Albumina jest syntetyzowana w wątrobie jako preproalbumina, która ma N-końcowy peptyd, który jest usuwany przed uwolnieniem powstającego białka z szorstkiej retikulum endoplazmatycznego. Produkt, proalbumina, jest z kolei rozszczepiany w aparacie Golgiego w celu wytworzenia wydzielanej albuminy.
Zakres referencyjny dla stężeń albumin w surowicy wynosi około 35–50 g/l (3,5–5,0 g/dl). Ma okres półtrwania w surowicy około 21 dni. Ma masę cząsteczkową 66,5 kDa.
Gen albuminy znajduje się na chromosomie 4 w locus 4q13.3 i mutacje w tym genie mogą skutkować anomalnymi białkami. Gen ludzkiej albuminy ma długość 16 961 nukleotydów od domniemanego miejsca „czapki” do pierwszego miejsca addycji poli(A). Jest podzielony na 15 egzonów, które są symetrycznie umieszczone w 3 domenach, które, jak się uważa, powstały w wyniku potrojenia jednej domeny pierwotnej.
Przedłużone uwalnianie leków
Rak to niekontrolowany wzrost komórek z utratą różnicowania i często z przerzutami. Leki przeciwnowotworowe służą do kontrolowania wzrostu komórek rakowych. Oksaliplatyna jest platynowym lekiem przeciwnowotworowym trzeciej generacji, który okazał się skuteczny głównie w leczeniu zaawansowanego raka jelita grubego (CRC). Podawanie oksaliplatyny ma ostre działanie pobudzające i uczulające, w tym nieprzyjemną alodynię na zimno w dystalnych kończynach, jamie ustnej i gardle i zwykle wiąże się ze skurczami mięśni. Jednak główny efekt uboczny, ograniczająca dawkę toksyczność nerwów obwodowych, wpływa na trwałość planowanego leczenia. Chociaż te ostre objawy ustępują w ciągu 1 tygodnia, ciężka przewlekła neuropatia czuciowa rozwija się wraz ze wzrostem dawki skumulowanej i charakteryzuje się parestezją dystalną i drętwieniem. Systemy dostarczania leków mają na celu dostarczanie leków przez dłuższy czas lub w określonym czasie podczas leczenia. Dlatego poprawa wydajności i wygody systemu uwalniania leku ma ogromne znaczenie. W ciągu ostatnich dwóch dekad intensywnie badano liczne nanocząstki (NP) w celu uzyskania precyzyjnie kontrolowanego dostarczania leków. Jednak zastosowanie i rozwój wysokowydajnego systemu uwalniania leku są nadal ograniczone ze względu na brak prostego, stabilnego i wydajnego nośnika dostarczania leku. Albumina surowicy ludzkiej (HSA) jest wysoce rozpuszczalnym w wodzie globularnym monomerycznym białkiem osocza o względnej masie cząsteczkowej 67 kDa, składającym się z 585 reszt aminokwasowych, jednej grupy sulfhydrylowej i 17 mostków dwusiarczkowych. Wśród nośników nanocząstek nanocząstki HSA od dawna znajdują się w centrum uwagi przemysłu farmaceutycznego ze względu na ich zdolność do wiązania się z różnymi cząsteczkami leków, dużą stabilność podczas przechowywania i stosowania in vivo, brak toksyczności i antygenowości, biodegradowalność , odtwarzalność, zwiększenie skali proces produkcyjny i lepszą kontrolę nad właściwościami uwalniania. Ponadto do matrycy cząstek można wprowadzić znaczne ilości leku z powodu dużej liczby miejsc wiązania leku w cząsteczce albuminy.
Funkcjonować
- Utrzymuje ciśnienie onkotyczne
- Transportuje hormony tarczycy
- Transportuje inne hormony, w szczególności te rozpuszczalne w tłuszczach
- Transportuje kwasy tłuszczowe („wolne” kwasy tłuszczowe) do wątroby i miocytów w celu wykorzystania energii
- Transportuje nieskoniugowaną bilirubinę
- Transportuje wiele leków ; poziom albumin w surowicy może wpływać na okres półtrwania leków. Konkurencja między lekami o miejsca wiązania albuminy może powodować interakcje leków poprzez zwiększenie wolnej frakcji jednego z leków, wpływając tym samym na siłę działania.
- Konkurencyjnie wiąże jony wapnia (Ca 2+ )
- Albumina surowicy, jako negatywne białko ostrej fazy, jest obniżana w stanach zapalnych. Jako taki nie jest ważnym wskaźnikiem stanu odżywienia; raczej jest markerem stanu zapalnego
- Zapobiega fotodegradacji kwasu foliowego
- Zapobiegaj patogennym skutkom toksyn Clostridioides difficile
Pomiar
Albuminę surowicy zwykle mierzy się, rejestrując zmianę absorbancji po związaniu z barwnikiem, takim jak zieleń bromokrezolowa lub purpura bromokrezolowa .
Zakresy referencyjne
Prawidłowy zakres albuminy surowicy ludzkiej u osób dorosłych (>3 lata) wynosi 3,5–5,0 g/dl (35–50 g/l). W przypadku dzieci w wieku poniżej trzech lat normalny zakres jest szerszy i wynosi 2,9–5,5 g/dl.
Niski poziom albuminy ( hipoalbuminemia ) może być spowodowane chorobą wątroby , zespołu nerczycowego , oparzenia, enteropatia z utratą białek , zespół złego wchłaniania , niedożywienie , późną ciążą, artefakt, zmiany genetyczne i nowotworu.
Wysoka albumina ( hiperalbuminemia ) jest prawie zawsze spowodowana odwodnieniem. W niektórych przypadkach niedoboru retinolu ( witaminy A ) poziom albuminy może być podwyższony do wysokich wartości prawidłowych (np. 4,9 g/dl). Dzieje się tak, ponieważ retinol powoduje pęcznienie komórek wodą (jest to również powód, dla którego zbyt dużo witaminy A jest toksyczne). Ten obrzęk prawdopodobnie występuje również podczas leczenia kwasem 13-cis retinowym ( izotrenoiną ), środkiem farmaceutycznym do leczenia między innymi ciężkiego trądziku. W eksperymentach laboratoryjnych wykazano, że kwas all-trans retinowy reguluje w dół produkcję albuminy ludzkiej.
Patologia
Hipoalbuminemia
Hipoalbuminemia oznacza niski poziom albumin we krwi. Może to być spowodowane:
- Choroba wątroby ; najczęściej występuje marskość wątroby
- Nadmierne wydalanie przez nerki (jak w zespole nerczycowym )
- Utrata nadmiaru jelit (enteropatia z utratą białka, np . choroba Ménétriera )
- Oparzenia (utrata osocza przy braku bariery skórnej)
- Redystrybucja (hemodylucja [jak w ciąży ], zwiększona przepuszczalność naczyń lub zmniejszony klirens limfatyczny)
- Ostre stany chorobowe (określane jako ujemne białko ostrej fazy )
- Niedożywienie i marnowanie
- Mutacja powodująca analbuminemię (bardzo rzadko)
- Jadłowstręt psychiczny (najczęstsza przyczyna u młodzieży)
Hiperalbuminemia
Hiperalbuminemia to zwiększone stężenie albuminy we krwi. Zazwyczaj ten stan jest spowodowany odwodnieniem. Hiperalbuminemia jest również powiązana z dietami wysokobiałkowymi.
Zastosowanie medyczne
Dostępny jest roztwór albuminy ludzkiej (HSA) do użytku medycznego, zwykle w stężeniu 5–25%.
Albumina ludzka jest często stosowana w celu uzupełnienia utraconego płynu i przywrócenia objętości krwi u pacjentów po urazach, oparzeniach i operacjach. Nie ma mocnych dowodów medycznych na to, że podawanie albuminy (w porównaniu z solą fizjologiczną) ratuje życie osobom z hipowolemią lub w stanie krytycznym z powodu oparzeń lub hipoalbuminemii . Nie wiadomo również, czy istnieją osoby w stanie krytycznym, które mogą odnieść korzyści z albuminy. Dlatego Cochrane Collaboration zaleca, aby nie stosować go, z wyjątkiem badań klinicznych .
W akustycznej waporyzacji kropelkowej (ADV) albumina jest czasami używana jako środek powierzchniowo czynny . ADV został zaproponowany jako leczenie raka za pomocą terapii okluzyjnej .
Albumina surowicy ludzkiej może być użyta do potencjalnego odwrócenia toksyczności leku/środka chemicznego poprzez wiązanie się z wolnym lekiem/środkiem.
Albumina ludzka może być również stosowana w leczeniu zdekompensowanej marskości wątroby.
Albumina surowicy ludzkiej została wykorzystana jako składnik wskaźnika kruchości .
Nie wykazano, że daje lepsze wyniki niż inne płyny, gdy jest stosowany po prostu w celu uzupełnienia objętości, ale jest często stosowany w stanach, w których utrata albuminy jest głównym problemem, takich jak infekcja wirusowa, zapalenie i choroba wątroby z wodobrzuszem .
Glikacja
Od dawna wiadomo, że ludzkie białka krwi, takie jak hemoglobina i albumina surowicy, mogą ulegać powolnej nieenzymatycznej glikacji , głównie poprzez tworzenie zasady Schiffa między grupami ε-aminowymi reszt lizyny (i czasami argininy) a cząsteczkami glukozy w krew ( reakcja Maillarda ). Ta reakcja może zostać zahamowana w obecności środków przeciwutleniających. Chociaż reakcja ta może zachodzić normalnie, w cukrzycy obserwuje się podwyższony poziom glikoalbuminy.
Glikacja może zmieniać strukturę biologiczną i funkcję białka albuminy surowicy.
Ponadto glikacja może skutkować powstaniem końcowych produktów zaawansowanej glikacji (AGE), które powodują nieprawidłowe efekty biologiczne. Akumulacja AGE prowadzi do uszkodzenia tkanki poprzez zmianę struktury i funkcji białek tkankowych, stymulację odpowiedzi komórkowych poprzez receptory specyficzne dla białek AGE i wytwarzanie reaktywnych związków pośrednich tlenu. AGE reagują również z DNA, powodując w ten sposób mutacje i transpozycję DNA. Obróbka termiczna białek i węglowodanów przynosi duże zmiany w alergenności. AGE są antygenowe i reprezentują wiele ważnych neoantygenów występujących w gotowanej lub przechowywanej żywności. Zaburzają również normalny produkt tlenku azotu w komórkach.
Chociaż w strukturze albuminy surowicy znajduje się kilka reszt lizyny i argininy, bardzo niewiele z nich może brać udział w reakcji glikacji.
Utlenianie
Albumina jest dominującym białkiem w większości płynów ustrojowych, jej Cys34 reprezentuje największą frakcję wolnych tioli w organizmie. Tiol albuminy Cys34 występuje zarówno w postaci zredukowanej, jak i utlenionej. W osoczu zdrowych młodych dorosłych 70–80% całkowitej HSA zawiera wolną grupę sulfhydrylową Cys34 w postaci zredukowanej lub merkaptoalbuminę (HSA-SH). Jednak w stanach patologicznych charakteryzujących się stresem oksydacyjnym oraz podczas procesu starzenia może dominować forma utleniona, czyli niemerkaptoalbumina (HNA). Tiol albuminy reaguje z rodnikiem hydroksylowym (.OH), nadtlenkiem wodoru (H 2 O 2 ) i reaktywnymi formami azotu jako nadtlenoazotyn (ONOO.) i wykazano, że utlenia Cys34 do pochodnej kwasu sulfenowego (HSA-SOH). można poddać recyklingowi do merkaptoalbuminy; jednak przy wysokich stężeniach reaktywnych form prowadzi do nieodwracalnego utleniania do kwasu sulfinowego (HSA-SO2H) lub sulfonowego (HSA-SO3H) wpływając na jego strukturę. Obecność reaktywnych form tlenu (ROS) może wywołać nieodwracalne uszkodzenia strukturalne i zmienić aktywność białek.
Utrata przez nerki
W zdrowej nerce wielkość albuminy i ujemny ładunek elektryczny wykluczają jej wydalanie w kłębuszkach nerkowych . Nie zawsze tak jest, jak w przypadku niektórych chorób, w tym nefropatii cukrzycowej , która czasami może być powikłaniem niekontrolowanej lub długotrwałej cukrzycy, w której białka mogą przenikać przez kłębuszki nerkowe. Utraconą albuminę można wykryć za pomocą prostego testu moczu. W zależności od ilości utraconej albuminy pacjent może mieć prawidłową czynność nerek, mikroalbuminurię lub albuminurię .
Interakcje
Wykazano , że albumina surowicy ludzkiej wchodzi w interakcje z FCGRT .
To może również wchodzić w interakcje z jeszcze niezidentyfikowanych- albondin (gp60), określonej pary gp18 / GP30 i innych białek, takich jak osteonektynie , hnRNPs , kalretikulinę obecną , cubilin i megaliną .
Zobacz też
Bibliografia
Dalsza lektura
- Komatsu T, Nakagawa A, Curry S, Tsuchida E, Murata K, Nakamura N, Ohno H (wrzesień 2009). „Rola triady aminokwasów na wejściu do kieszeni hemu w albuminie surowicy ludzkiej dla wiązania O(2) i CO z protoporfiryną żelaza IX”. Chemia organiczna i biomolekularna . 7 (18): 3836-41. doi : 10.1039/b909794e . PMID 19707690 .
- Milojevic J, Raditsis A, Melacini G (listopad 2009). „Albumina surowicy ludzkiej hamuje fibrylizację Abeta poprzez mechanizm „monomer-konkurencja”” . Czasopismo Biofizyczne . 97 (9): 2585–94. Kod Bib : 2009BpJ....97.2585M . doi : 10.1016/j.bpj.2009.08.028 . PMC 2770600 . PMID 19883602 .
- Silva AM, Hider RC (październik 2009). „Wpływ nieenzymatycznych modyfikacji potranslacyjnych na zdolność albuminy surowicy ludzkiej do wiązania żelaza. Implikacje dla specjacji żelaza niezwiązanego z transferyną”. Biochimica i Biophysica Acta . 1794 (10): 1449–58. doi : 10.1016/j.bbapap.2009.06.003 . PMID 19505594 .
- Otosu T, Nishimoto E, Yamashita S (luty 2010). „Wielokrotny stan konformacyjny ludzkiej albuminy surowicy wokół pojedynczej pozostałości tryptofanu przy różnym pH ujawniony w czasie spektroskopii fluorescencyjnej”. Czasopismo Biochemii . 147 (2): 191-200. doi : 10.1093/jb/mvp175 . PMID 19884191 .
- Blindauer CA, Harvey I, Bunyan KE, Stewart AJ, Sleep D, Harrison DJ, Berezenko S, Sadler PJ (sierpień 2009). „Struktura, właściwości i inżynieria głównego miejsca wiązania cynku w ludzkiej albuminie” . Czasopismo Chemii Biologicznej . 284 (34): 23116-24. doi : 10.1074/jbc.M109.003459 . PMC 2755717 . PMID 19520864 .
- Juárez J, López SG, Cambón A, Taboada P, Mosquera V (lipiec 2009). „Wpływ oddziaływań elektrostatycznych na proces migotania ludzkiej albuminy surowicy”. Czasopismo Chemii Fizycznej B . 113 (30): 10521-9. doi : 10.1021/jp902224d . PMID 19572666 .
- Fu BL, Guo ZJ, Tian JW, Liu ZQ, Cao W (sierpień 2009). „[Produkty końcowe zaawansowanej glikacji indukują ekspresję PAI-1 w hodowanych ludzkich komórkach nabłonka kanalików proksymalnych poprzez szlak zależny od oksydazy NADPH]”. Xi Bao Yu Fen Zi Mian Yi Xue Za Zhi = Chińskie czasopismo Immunologii Komórkowej i Molekularnej . 25 (8): 674–7. PMID 19664386 .
- Ascenzi P, di Masi A, Coletta M, Ciaccio C, Fanali G, Nicoletti FP, Smulevich G, Fasano M (listopad 2009). „Ibuprofen zaburza allosterycznie izomeryzację peroksyazotynów przez żelazową albuminę hemu ludzkiej surowicy” . Czasopismo Chemii Biologicznej . 284 (45): 31006-17. doi : 10.1074/jbc.M109.010736 . PMC 2781501 . PMID 19734142 .
- Sowa ME, Bennett EJ, Gygi SP, Harper JW (lipiec 2009). „Definiowanie ludzkiego krajobrazu interakcji enzymów deubikwitynujących” . Komórka . 138 (2): 389-403. doi : 10.1016/j.cell.2009.04.042 . PMC 2716422 . PMID 19615732 .
- Curry S (sierpień 2002). „Poza ekspansją: badania strukturalne nad rolami transportowymi ludzkiej albuminy surowicy”. Vox Sanguinis . 83 (Suplement 1): 315-9. doi : 10.1111/j.1423-0410.2002.tb05326.x . PMID 12617161 . S2CID 44482133 .
- Guo S, Shi X, Yang F, Chen L, Meehan EJ, Bian C, Huang M (wrzesień 2009). „Podstawy strukturalne transportu lizofosfolipidów przez albuminę surowicy ludzkiej”. Czasopismo Biochemiczne . 423 (1): 23–30. doi : 10.1042/BJ20090913 . PMID 19601929 .
- de Jong PE, Gansevoort RT (2009). „Skoncentruj się na mikroalbuminurii w celu poprawy ochrony serca i nerek” . Praktyka Kliniczna Nefronu . 111 (3): ok. 204–10, dyskusja ok. 211. doi : 10.1159/000201568 . PMID 19212124 .
- Page TA, Kraut ND, Page PM, Baker GA, Bright FV (wrzesień 2009). „Dynamika pętli 1 domeny I w albuminie surowicy ludzkiej po rozpuszczeniu w cieczach jonowych”. Czasopismo Chemii Fizycznej B . 113 (38): 12825-30. doi : 10.1021/jp904475v . PMID 19711930 .
- Roche M, Rondeau P, Singh NR, Tarnus E, Bourdon E (czerwiec 2008). „Właściwości przeciwutleniające albuminy surowicy” . Listy FEBS . 582 (13): 1783-7. doi : 10.1016/j.febslet.2008.04.057 . PMID 18474236 . S2CID 5364683 .
- Wyatt AR, Wilson MR (luty 2010). „Identyfikacja białek osocza ludzkiego jako głównych klientów zewnątrzkomórkowej klusteryny opiekuńczej” . Czasopismo Chemii Biologicznej . 285 (6): 3532-9. doi : 10.1074/jbc.M109.079566 . PMC 2823492 . PMID 19996109 .
- Cui FL, Yan YH, Zhang QZ, Qu GR, Du J, Yao XJ (luty 2010). „Badanie interakcji między 5-metylourydyną a albuminą surowicy ludzkiej przy użyciu metody wygaszania fluorescencji i modelowania molekularnego”. Czasopismo Modelowania Molekularnego . 16 (2): 255–62. doi : 10.1007/s00894-009-0548-4 . PMID 19588173 . S2CID 9042021 .
- Caridi G, Dagnino M, Simundic AM, Miler M, Stancic V, Campagnoli M, Galliano M, Minchiotti L (marzec 2010). „Albumin Benkovac (c.1175 A> G; p.Glu392Gly): nowy wariant genetyczny albuminy surowicy ludzkiej”. Badania translacyjne . 155 (3): 118–9. doi : 10.1016/j.trsl.2009.10.001 . PMID 20171595 .
- Deeb O, Rosales-Hernández MC, Gómez-Castro C, Garduño-Juárez R, Correa-Basurto J (luty 2010). „Poszukiwanie miejsc wiązania albuminy surowicy ludzkiej przez dokowanie i dynamikę molekularną elastycznych oddziaływań ligand-białko”. Biopolimery . 93 (2): 161–70. doi : 10.1002/bip.21314 . PMID 19785033 .
- Karahan SC, Koramaz I, Altun G, Uçar U, Topbaş M, Menteşe A, Kopuz M (2010). „Zmodyfikowana niedokrwieniem redukcja albumin po operacji pomostowania tętnic wieńcowych jest związana ze skutecznością kardioprotekcyjną kardioplegii z zimną krwią wzbogaconej N-acetylocysteiną: badanie wstępne”. Europejskie Badania Chirurgiczne . 44 (1): 30–6. doi : 10.1159/000262324 . PMID 19955769 . S2CID 26699371 .
- Jin C, Lu L, Zhang RY, Zhang Q, Ding FH, Chen QJ, Shen WF (październik 2009). „Związek albuminy glikowanej w surowicy, białka C-reaktywnego i poziomów ICAM-1 z rozlaną chorobą wieńcową u pacjentów z cukrzycą typu 2”. Clinica Chimica Acta; Międzynarodowy Czasopismo Chemii Klinicznej . 408 (1–2): 45–9. doi : 10.1016/j.cca.2009.07.003 . PMID 19615354 .
Zewnętrzne linki
- Struktura albuminy ludzkiej w banku danych białkowych
- Informacje o albuminach ludzkich w bazie danych Swiss-Prot/TrEMBL
- Albuminy surowicy ludzkiej na białka ludzkie bazy danych referencyjnych
- Przewidywanie wiązania albumin
- Albumina w testach laboratoryjnych online
- Albumina: monografia analitu od Stowarzyszenia Biochemii Klinicznej i Medycyny Laboratoryjnej
- Przegląd wszystkich informacji strukturalnych dostępnych w PDB dla UniProt : P02768 (albumina surowicy) w PDBe-KB .