Фетальный белок
 | Эта статья может сбивать с толку или быть непонятной читателям . ( январь 2009 г. ) |
Фетальные белки — это высокие уровни белков, присутствующих на плода стадии развития . Часто родственные белки берут на себя схожие роли после рождения или в эмбрионе , и в этом случае фетальные разновидности называются фетальными изоформами . Иногда гены , кодирующие фетальные изоформы, располагаются рядом со своими взрослыми гомологами в геноме , и в этих случаях область локус-контроля часто координирует переход от фетальных форм к взрослым. В других случаях фетальные изоформы могут быть получены путем альтернативного сплайсинга с использованием фетальных экзонов для получения белков, которые отличаются только частью своей аминокислотной последовательности. В некоторых ситуациях продолжающееся выражение эмбриональных форм может выявить наличие болезненного состояния или служить средством лечения таких заболеваний, как серповидно-клеточная анемия . Некоторые хорошо известные примеры включают в себя:
- Альфа-фетопротеин (АФП), преобладающий белок сыворотки плода, уступающий место альбумину у взрослых. АФП классифицируется как онкофетальный белок, поскольку он также обнаруживается в опухолях. [1]
- Фетальный гемоглобин , фетальная версия гемоглобина . [2]
- фетального тропонина Т и тропонина I. Изоформы
Фетальный гемоглобин входит в состав эритроцитов, называемых F-клетками. [3] Это тетрамерный белок с 2 альфа- и 2 гамма-субъединицами. Он отличается от гемоглобина взрослого человека, поскольку имеет 2 альфа- и 2 бета-субъединицы. Фетальный гемоглобин кодируется геном на хромосоме 11. Гамма-субъединица фетального гемоглобина содержит нейтральную и неполярную аминокислоту в положении 136, в отличие от бета-субъединицы взрослого гемоглобина. Из-за этого белок имеет другую структуру, чем белок взрослого человека, и помогает в развитии плода. Фетальный гемоглобин выполняет основную функцию по переносу кислорода от беременной женщины к плоду во время беременности. Фетальный гемоглобин жизненно важен в этой системе, поскольку он имеет высокое сродство к кислороду. Фетальный гемоглобин можно использовать для скрининга осложнений беременности у плода и беременной женщины. Фетальный гемоглобин также можно использовать для лечения серповидноклеточной анемии. Этот гемоглобин с меньшей вероятностью пострадает от болезни, поскольку он имеет более высокое сродство к кислороду. Гидроксимочевину применяют для увеличения количества фетального гемоглобина у взрослого человека. [4] Уровень фетального гемоглобина снижается в течение 6 месяцев после рождения. Более высокие уровни за последние 6 месяцев могут указывать на заболевания крови, такие как талассемия, лейкемия и серповидноклеточная анемия. [5] Талассемия — это заболевание крови, при котором клетки крови не переносят достаточного количества кислорода. Лейкемия — это рак крови, а серповидноклеточная анемия — это состояние, при котором эритроциты не переносят достаточно кислорода и разрушаются, принимая серповидноклеточную форму. Фетальный гемоглобин также можно обнаружить в пуповинной крови пуповины. Более высокое сродство к кислороду позволяет более эффективно передавать больше кислорода от беременной женщины к плоду. Распространенные заболевания крови с высоким уровнем фетального гемоглобина проявляются такими симптомами, как анемия. [3]
Фетальный тропонин Т представляет собой сердечный белок, обнаруженный у взрослых и младенцев. В сердечной мышце плода обнаружено 4 изоформы тропонина Т (TnT). TnT1 и TnT2, которые также обнаружены в сердечной мышце взрослых. TnT1 присутствует вместе с двумя другими изоформами. Одна из других изоформ, изоформа ТнТ сердца плода, также обнаруживается в скелетных мышцах плода. Эти изоформы экспрессируются у плода по-разному, чем в сердечной мышце взрослого человека. [6]
Фетальный тропонин I (TnI) представляет собой сердечный и скелетный белок, обнаруженный у взрослых и младенцев, со специфичными для каждого из них изомерами. Были обнаружены две изоформы, TnIs и TnIc, причем TnIs преобладали во время развития. TnIc — это изоформа, чаще встречающаяся у взрослых. Уровни TnIs снижаются после рождения, и TnIc становится более преобладающей изоформой у взрослых. [7]
α-Фетопротеин (АФП) является частью семейства белков α1-глобулинов. Альфа-глобулины представляют собой круглые транспортные белки, выполняющие самые разнообразные функции. Человеческий АФП вырабатывается в печени, желточном мешке и желудочно-кишечном тракте плода и диспергируется в плазме. Мать плода также получает АФП непосредственно от плода. [8] АФП был впервые обнаружен в фетальной сыворотке человека в 1965 году и был определен как фетальная версия альбумина. В 1980-х годах исследование показало, что размер плода и гестационный возраст влияют на концентрацию АФП и что материнский, венозный и пуповинный артериальный АФП связаны друг с другом. Было обнаружено, что низкие уровни АФП указывают на беременность с более низким риском, а высокий уровень АФП определяет, что беременность сопряжена с более высоким риском наряду с другими факторами. Ген, кодирующий АФП на хромосоме 4, связан с генами, кодирующими альбумин, и все они сгруппированы на хромосоме вместе. Ген AFP включает промотор, 3 энхансера и 2 сайленсера, которые помогают в регуляции AFP. Энхансеры блокируются после рождения, чтобы остановить выработку АФП и вместо этого помочь гену альбумина. [9] Этот белок похож на альбумин и является основным белком, обнаруженным в сыворотке плода. [10] Человеческий АФП кодируется геном на хромосоме 4, состоит из 591 аминокислоты и весит от 68 до 72 кДа. Это гликопротеин, однако человеческий АФП имеет углеводные боковые цепи только на одной аминокислоте в одной цепи. Белок содержит цистеин, который может создавать дисульфидные связи, придавая ему U- или V-образную двумерную структуру за счет сворачивания одной цепи в петли. Углеводы человеческого АФП могут связывать лектин, который отвечает за передачу сигналов в клетках и иммунные реакции. Это также может указать, откуда возникли очаги опухоли, и связанные лектины могут быть нацелены на лекарственную терапию. Аффинный электрофорез с лектинами можно использовать для выявления опухолей вследствие связывания лектинов. АФП может поглощать жирные кислоты, которые способствуют выработке и хранению энергии, синтезу плазмы и закреплению белков. Он также может поглощать липопротеины, которые разносят холестерин по всему организму. Концентрации АФП высоки у человеческого плода, но снижаются после рождения. [11] У взрослых нормальное количество АФП составляет 0–40 нг/мл, а высокий уровень может указывать на заболевания, рак и дефекты плода. У беременных уровень АФП повышается на сроке от 14 до 32 недель и колеблется от 10 до 150 нг/мл в середине беременности. Вот почему АФП можно использовать наряду с другими тестами в качестве белка-маркера опухолей у взрослых. [12] АФП представляет собой одну полипептидную цепь с периодом полураспада 4–5 дней. Белок, который в норме экспрессируется у плода, также может экспрессироваться в мезодермальных и энтодермальных опухолях. АФП может иметь более низкую концентрацию при пороках развития плода и используется в качестве маркера этого. Низкий уровень АФП у беременной может указывать на синдром Дауна. Существует 3 формы АФП: L1, L2 и L3. L1 — это форма, чаще всего связанная с заболеванием печени, а L3 чаще всего связана со злокачественными опухолями. AFP-L3 можно использовать для раннего выявления гепатоцеллюлярной карциномы по сравнению с общими уровнями AFP. Цирроз печени может производить больше АФП, но концентрация более 200 может указывать на гепатоцеллюлярную карциному. [12] АФП также можно использовать для определения эффективности химиотерапии. Некоторые виды рака, такие как рак печени, производят большое количество АФП, поскольку злокачественные клетки могут вернуться к работе эмбриональных клеток. Когда химиотерапия эффективна, концентрация АФП начнет снижаться до нормального уровня, тогда как если она неэффективна, концентрация не снизится. Послеоперационные тесты могут указать, были ли удалены злокачественные опухоли или есть ли пропущенные метастазы. Тестом для измерения концентрации АФП является анализ крови. Наиболее распространенные типы рака, на которые указывает АФП, находятся в печени, яичниках и яичках. [13] Редкое генетическое заболевание, называемое атаксией-телеангиэктазией, также может приводить к повышению уровня АФП у людей. [14]
Ссылки
[ редактировать ]- ^ Кал-Кошванди А.Т. (июль 2020 г.). «Последние достижения в области оптических биосенсоров для обнаружения биомаркера рака α-фетопротеина (АФП)». TrAC Тенденции в аналитической химии . 12 : 115920. doi : 10.1016/j.trac.2020.115920 . S2CID 219517182 .
- ^ Дж. Верхеул Т.К., Тринь В.Т., Васкес О., Филипсен С. (декабрь 2020 г.). «Направленная деградация белка как многообещающий инструмент для эпигенетической активации фетального гемоглобина» . ХимМедХим . 15 (24): 2436–2443. дои : 10.1002/cmdc.202000574 . ПМЦ 7756256 . ПМИД 33002296 .
- ^ Jump up to: а б говорит: Виа Питер (29 марта 2018 г.). «Фетальный гемоглобин» . Новости-Medical.net . Проверено 27 апреля 2023 г.
- ^ Кауфман, Дэниел П.; Хаттар, Жасмин; Лаппин, Сара Л. (2023), «Физиология, фетальный гемоглобин» , StatPearls , Остров сокровищ (Флорида): StatPearls Publishing, PMID 29763187 , получено 27 апреля 2023 г.
- ^ «Гемоглобин (фетальный) — Энциклопедия здоровья — Медицинский центр Университета Рочестера» . www.urmc.rochester.edu . Проверено 27 апреля 2023 г.
- ^ Андерсон, Пенсильвания; Малуф, Н.Н.; Окли, AE; Пагани, Эд; Аллен, PD (ноябрь 1991 г.). «Экспрессия изоформы тропонина Т у человека. Сравнение нормального и пораженного сердца взрослого человека, сердца плода, а также скелетных мышц взрослого и плода» . Исследование кровообращения . 69 (5): 1226–1233. дои : 10.1161/01.RES.69.5.1226 . ISSN 0009-7330 . ПМИД 1934353 .
- ^ Сасс, С; Брэнд, Нью-Джерси; Киприану, П; Дхут, ГК; Уэйд, Р; Арай, М; Периасами, М; Якуб, Миннесота; Бартон, П.Дж. (май 1993 г.). «Экспрессия гена тропонина I во время сердечного развития человека и при терминальной сердечной недостаточности» . Исследование кровообращения . 72 (5): 932–938. дои : 10.1161/01.RES.72.5.932 . ISSN 0009-7330 . ПМИД 8477526 .
- ^ «Маркеры рака — альфа-фетопротеин (АФП) — scrippslabs.com» . scrippslabs.com . Проверено 27 апреля 2023 г.
- ^ Да, Шиу-Хвэй; Линь, Мин-Вэй; Лу, Шу-Фэнь; Ву, Дай-Чен; Цай, Ши-Фэн; Цай, Чинг-И; Лай, Мин-Ян; Сюй, Эй-Чи; Чен, Дин-Шинн; Чен, Пей-Джер (октябрь 2004 г.). «Аллельная потеря хромосомы 4q21 ≍ 23 связана с гепатоканцерогенезом, связанным с вирусом гепатита B, и повышенным уровнем альфа-фетопротеина» . Гепатология . 40 (4): 847–854. дои : 10.1002/hep.1840400414 . S2CID 83704557 .
- ^ Крэндалл, Б.Ф. (1981). «Альфа-фетопротеин: обзор» . Критические обзоры клинических лабораторных наук . 15 (2): 127–185. дои : 10.3109/10408368109105870 . ISSN 1040-8363 . ПМИД 6169490 .
- ^ Кал-Кошванди, Афсане Тахери (01 июля 2020 г.). «Последние достижения в области оптических биосенсоров для обнаружения биомаркера рака α-фетопротеина (АФП)» . TrAC Тенденции в аналитической химии . 128 : 115920. doi : 10.1016/j.trac.2020.115920 . ISSN 0165-9936 . S2CID 219517182 .
- ^ Jump up to: а б Адигун, Олувасеун О.; Яррарапу, Шива Нага С.; Зубайр, Мухаммед; Кетарпал, Шайлеш (2023 г.), «Альфа-фетопротеин» , StatPearls , Остров сокровищ (Флорида): StatPearls Publishing, PMID 28613501 , получено 27 апреля 2023 г.
- ^ «Тест на опухолевый маркер альфа-фетопротеина (АФП): медицинский тест MedlinePlus» . medlineplus.gov . Проверено 27 апреля 2023 г.
- ^ «Альфа-фетопротеиновый опухолевый маркер (кровь) - Энциклопедия здоровья - Медицинский центр Университета Рочестера» . www.urmc.rochester.edu . Проверено 27 апреля 2023 г.