Protini zaS100 ni familia ya protini zinazofunga kalsiamu zenye uzito wa chini wa molekuli ya tishu na athari ya urekebishaji ambayo inahusika katika michakato mingi ya kisaikolojia katika mwili. Jina linaonyesha uwezo wa misombo ya kundi hili kuyeyuka kabisa katika sulufu ya amonia ya 100% katika viwango vya pH vya upande wowote.
Kwa sasa, wawakilishi 25 wa familia hii wanajulikana, ambao ni tabia ya tishu tofauti. Kipengele hiki kinapendekeza kwamba protini za ubongo mahususi za s100 ni protini zilizopo kwenye seli za ubongo na zinazohusika katika michakato ya neurofiziolojia.
Historia ya uvumbuzi
Protini ya kwanza ya s100 ilitengwa mwaka wa 1965 kutoka kwa ubongo wa bovine na wanasayansi Moore na Gregor. Baadaye, protini za familia hii zilipatikana katika mamalia, ndege, reptilia na wanadamu. Hapo awali, ilifikiriwa kuwa s100 iko tu kwenye tishu za neva, lakini pamoja na maendeleo ya mbinu za kinga, protini za kikundi hiki zilianza kupatikana katika viungo vingine.
Sifa za jumla na topografia
Protini za familia ya s100 zinapatikana katika wanyama wenye uti wa mgongo na wanadamu pekee. Kati ya protini 25 katika kundi hili, 15 ni maalum kwa ubongo, ambazo nyingi huzalishwa na seli za astroglial katika mfumo mkuu wa neva, lakini baadhi pia ziko kwenye nyuroni.
Imethibitishwa kuwa 90% ya sehemu nzima ya s100 katika mwili huyeyushwa katika saitoplazimu ya seli, 0.5% imejanibishwa kwenye kiini na 5-7% inahusishwa na utando. Sehemu ndogo ya protini hupatikana katika nafasi ya ziada ya seli, ikijumuisha damu na ugiligili wa ubongo.
Protein ya kundi la s100 ipo kwenye viungo vingi (ngozi, ini, moyo, wengu n.k.), lakini kwenye ubongo ni mara laki zaidi. Mkusanyiko wa juu zaidi huzingatiwa kwenye cerebellum. Protini ya s100 pia inazalishwa kikamilifu katika melanocytes (seli za tumor ya ngozi). Hii imesababisha matumizi ya kiwanja hiki kama alama ya tishu ya asili ya ectodermal.
Kikemia, protini za s100 ni dimers zenye uzito wa molekuli wa d altons 10-12. Protini hizi ni tindikali kwa sababu zina kiasi kikubwa (hadi 30%) ya mabaki ya glutamic na aspartic amino acid. Muundo wa molekuli s100 haujumuishi phosphates, wanga na lipids. Protini hizi zinaweza kustahimili halijoto ya hadi nyuzi joto 60.
Muundo na muundo wa anga
Muundo wa wanafamilia wote wa s100 ni protini za globular. Muundo wa molekuli moja ya dimeric ni pamoja na polipeptidi 2 (alpha na beta), zilizounganishwa kwa kila nyingine kwa vifungo visivyoshirikiana.
Wanafamilia wengi ni warekebishaji homodima iliyoundwa na vitengo viwili vinavyofanana, lakini pia kuna vidhibiti vya heterodimer. Kila polipeptidi ndani ya molekuli ya s100 ina motifu inayofunga kalsiamu inayoitwa mkono wa EF. Imejengwa kulingana na aina ya spiral-loop-spiral.
Protein ya s100 ina sehemu 4 za α-helical, eneo la bawaba la kati la urefu wa kutofautiana, na vikoa viwili tofauti vya terminal (N na C).
Sifa za kitendo
Protini zaS100 zenyewe hazina shughuli ya enzymatic. Utendaji wao unategemea kufungwa kwa ioni za kalsiamu, ambazo zinahusika katika michakato mingi ya intercellular na intracellular, ikiwa ni pamoja na kuashiria. Kuongezwa kwa Ca2+ kwa molekuli ya s100 husababisha upangaji upya wa anga na kufunguliwa kwa kituo lengwa cha kumfunga protini, ambapo mwingiliano na protini zingine zinatekelezwa.
Kwa hivyo, s100 si mali ya protini ambazo kazi yake kuu ni kudhibiti mkusanyiko wa Ca2+. Protini za kikundi hiki ni vidhibiti-amilifu vinavyobadili ishara vinavyotegemea kalsiamu ambavyo huathiri michakato ya ndani ya seli na nje ya seli kupitia kuunganisha kwa protini lengwa. Neurotransmitters pia inaweza kufanya kazi kama ya mwisho, ambayo ndiyo sababu ya ushawishi wa s100 kwenye upitishaji wa msukumo wa neva.
Kwa sasa, imefichuliwa kuwa zinki na/au ayoni za shaba hutumika kama vidhibiti kwa baadhi ya s100 badala ya Ca2+. Nyongeza ya mwisho inaweza kuathiri moja kwa moja shughuli ya protini na kubadilisha mshikamano wake wa kalsiamu.
Kazi
Taswira kamili ya jukumu la kibaolojia la protini maalum za ubongo s100 katika mwili bado haipo. Hata hivyo, ushiriki wa protini za kundi hili katika michakato ifuatayo ulifichuliwa:
- udhibiti wa athari za kimetaboliki ya tishu za neva;
- kujirudia kwa DNA;
- ufafanuzi wa taarifa za kinasaba;
- kuongezeka kwa seli za glial;
- kinga dhidi ya uharibifu wa seli ya vioksidishaji (kuhusiana na oksijeni);
- tofauti ya niuroni ambazo hazijakomaa;
- kifo cha niuroni kupitia apoptosis;
- mienendo ya cytoskeleton;
- fosphorylation and secretion;
- usambazaji wa msukumo wa neva;
- udhibiti wa mzunguko wa seli.
Kulingana na spishi na ujanibishaji, protini za ubongo mahususi za s100 zinaweza kuwa na athari ndani ya seli na nje ya seli. Athari za baadhi ya protini hutegemea ukolezi. Kwa hivyo, protini inayojulikana sana s100B katika maudhui ya kawaida huonyesha shughuli ya neurotrophic, na katika viwango vya juu - niurotoxic.
Protini za ziada za ubongo maalum za s100 zinaweza kuhusika katika miitikio ya uchochezi, kudhibiti upambanuzi wa glial na niuroni, na kusababisha apoptosis (kifo cha seli kilichopangwa). Umuhimu wa s100 ulithibitishwa katika majaribio ya ndani ambayo niuroni hazikuishi bila kuwepo kwaprotini hii.
Thamani ya uchunguzi s100
Thamani ya uchunguzi wa s100 inategemea uhusiano wa ukolezi wake katika seramu ya damu (au ugiligili wa ubongo) na magonjwa ya mfumo mkuu wa neva na magonjwa ya onkolojia. Imeanzishwa kuwa wakati seli za glial zinaharibiwa, protini hii huingia kwenye nafasi ya ziada ya seli, kutoka ambapo huingia kwenye maji ya cerebrospinal na kisha ndani ya damu. Kwa hiyo, kwa misingi ya ongezeko la mkusanyiko wa s100 katika seramu, hitimisho linaweza kutolewa kuhusu idadi ya patholojia za ubongo. Uhusiano kati ya maudhui ya protini hii katika damu na magonjwa ya mfumo mkuu wa neva umethibitishwa kwa majaribio.
Kuongeza ukolezi wa s100 katika vimiminika nje ya seli husababisha si tu kwa sababu ya uharibifu wa vizuizi vya seli zinazounganisha seli hizi za protini. Jibu la kwanza kwa patholojia nyingi za ubongo ni kinachojulikana kama majibu ya glial, ambayo sehemu yake ni ongezeko la usiri wa s100 na astrocytes. Kuongezeka kwa maudhui ya protini hii katika damu kunaweza pia kuonyesha ukiukaji wa kizuizi cha damu-ubongo.
Kufuatilia kiwango cha s100 hukuruhusu kutathmini kiwango cha uharibifu wa ubongo, ambao ni muhimu sana katika ubashiri wa kimatibabu. Uhusiano wa uchunguzi kati ya kiasi cha protini hii na ugonjwa wa neuropatholojia unafanana na uwiano wa mkusanyiko wa protini c-reactive na kuvimba kwa utaratibu.
Tumia kama alama ya uvimbe
Protini ya s100 ilianza kutumika kama alama ya uvimbe mwanzoni mwa miaka ya 1980. Hivi sasa, njia hii ni nzuri kwa kutambua mapema ya saratani, kurudi tena au metastasis. Mara nyingi s100 hutumiwa katikakutambua melanoma au neuroblastoma.
Ni muhimu kutofautisha wakati protini hii inachambuliwa ili kugundua magonjwa ya mfumo mkuu wa neva au magonjwa mengine, na inapotumika kugundua saratani. Ikiwa mwelekeo unakwenda mahsusi kwa oncomarker, decoding ya protini s100 inapaswa pia kuzingatia sababu nyingine zinazowezekana za kuongezeka kwa mkusanyiko wa dutu ya mtihani katika damu. Wakati wa kutafsiri matokeo, hakikisha kuwa makini na njia ya uchambuzi, kwani mipaka ya muda wa kumbukumbu (viashiria vya kawaida) hutegemea.
Hasara kuu ya alama ya s100 ni uteuzi wake mdogo, kwa kuwa ongezeko la mkusanyiko wa protini hii katika damu na CSF inaweza kuhusishwa na patholojia nyingi, si lazima za asili ya saratani. Kwa hiyo, protini ya s100 haiwezi kupewa thamani ya uchunguzi. Hata hivyo, protini hii imejidhihirisha kama kiashirio cha saratani.
Kiwango cha uwepo katika seramu ya damu
Kwa kawaida, protini ya s100 inapaswa kuwepo kwenye seramu kwa kiasi cha chini ya 0.105 µg/l. Thamani hii inalingana na kikomo cha juu cha mkusanyiko katika mtu mwenye afya. Kuzidi kiwango kinachoruhusiwa (DL) s100 kunaweza kuonyesha:
- CP;
- jeraha la ubongo;
- maendeleo ya melanoma mbaya (au kujirudia kwake);
- mimba;
- neuroblastoma;
- dermatomyositis;
- kufunika sehemu kubwa za kuungua.
Viwango vya protini pia vinaweza kuongezeka kwa mfadhaiko au kukaribiana kwa muda mrefumwili katika ukanda wa ultraviolet. Mkusanyiko katika damu hubainishwa na uchanganuzi ufaao.
Kugunduliwa katika mwili
Kuna njia kadhaa za kutambua kuwepo kwa s100 kwenye seramu, ikiwa ni pamoja na:
- kipimo cha immunoradiometric (IRMA);
- mass spectroscopy;
- blot ya magharibi;
- ELISA (kinga ya vimeng'enya);
- electrochemiluminescence;
- PCR ya kiasi.
Njia hizi zote za uchanganuzi ni nyeti sana na huruhusu uamuzi sahihi sana wa kiasi cha maudhui ya s100. Kwa kuwa protini hii ina nusu ya maisha mafupi (dakika 30), viwango vya juu vya seramu vinawezekana tu kwa usambazaji wa mara kwa mara kutoka kwa tishu zilizo na ugonjwa.
Katika uchunguzi wa kimatibabu, kipimo cha kinga ya kielektroniki kiotomatiki cha protini ya s100 hutumiwa mara nyingi zaidi. Utafiti unachanganya matumizi ya kingamwili kwa protini inayoweza kutambulika na kuashiria mwanga. Kifaa huamua ukolezi s100 kwa ukubwa wa mionzi ya chemiluminescent.
Kingamwili kwa protini s100
Katika dawa, kingamwili kwa protini ya s100 zina maeneo 2 ya matumizi ya vitendo:
- uchunguzi - hutumika katika mbinu za kinga ya mwili kutambua mkusanyiko wa protini hii katika seramu au CSF (katika hali hii, s100 ni antijeni);
- matibabu - kuingizwa kwa kingamwili mwilini hutumika katika kutibu baadhi ya magonjwa.
Kingamwili hutoa athari kupitia urekebishajiathari kwenye protini za s100. Dawa inayojulikana kwa msingi huu ni Tenoten. Antibodies kwa s100 ina athari ya manufaa kwenye mfumo wa neva, kuboresha maambukizi ya msukumo. Kwa kuongeza, dawa hizo zina uwezo wa kuacha dalili za matatizo ya kazi ya kujitegemea katika mfumo wa utumbo.
