S100 zülalları orqanizmdə bir çox fizioloji proseslərdə iştirak edən modulyasiyaedici təsirə malik aşağı molekulyar çəkili toxuma-spesifik kalsium bağlayan zülallar ailəsidir. Bu ad bu qrupun birləşmələrinin neytral pH dəyərlərində 100% ammonium sulfat məhlulunda tamamilə həll olma qabiliyyətini xarakterizə edir.
Hazırda bu ailənin müxtəlif toxumalar üçün xarakterik olan 25 nümayəndəsi məlumdur. Bu xüsusiyyət beyinə məxsus s100 zülallarının beyin hüceyrələrində mövcud olan və neyrofizioloji proseslərdə iştirak edən zülallar olduğunu göstərir.
Kəşf tarixçəsi
İlk s100 proteini 1965-ci ildə elm adamları Mur və Gregor tərəfindən iribuynuzlu heyvanların beyinlərindən təcrid olunub. Sonradan bu ailənin zülalları məməlilərdə, quşlarda, sürünənlərdə və insanlarda tapıldı. Əvvəlcə s100-ün yalnız sinir toxumasında olduğu düşünülürdü, lakin immunoloji üsulların inkişafı ilə bu qrupun zülalları başqa orqanlarda da tapılmağa başladı.
Ümumi xüsusiyyətlər və topoqrafiya
s100 ailəsinin zülalları yalnız onurğalılarda və insanlarda mövcuddur. Bu qrupdakı 25 zülaldan 15-i beyinə xasdır, əksəriyyəti MSS-dəki astroglial hüceyrələr tərəfindən istehsal olunur, lakin bəziləri neyronlarda da mövcuddur.
Müəyyən edilmişdir ki, orqanizmdə bütün s100 fraksiyasının 90%-i hüceyrələrin sitoplazmasında həll olunur, 0,5%-i nüvədə, 5-7%-i isə membranlarla əlaqələndirilir. Zülalın kiçik bir hissəsi qan və onurğa beyni mayesi daxil olmaqla hüceyrədənkənar boşluqda olur.
s100 qrupunun zülalı bir çox orqanlarda (dəri, qaraciyər, ürək, dalaq və s.) mövcuddur, lakin beyində yüz min dəfə çoxdur. Ən yüksək konsentrasiya beyincikdə müşahidə olunur. s100 proteini də melanositlərdə (dəri şiş hüceyrələri) aktiv şəkildə istehsal olunur. Bu, bu birləşmənin ektodermal mənşəli toxuma markeri kimi istifadə edilməsinə səbəb oldu.
Kimyəvi cəhətdən s100 zülalları molekulyar çəkisi 10-12 d alton olan dimerlərdir. Bu zülallar turşudur, çünki onların tərkibində çoxlu miqdarda (30%-ə qədər) qlutamik və aspartik amin turşusu qalıqları vardır. s100 molekullarının tərkibinə fosfatlar, karbohidratlar və lipidlər daxil deyil. Bu zülallar 60 dərəcəyə qədər temperatura davam edə bilir.
Struktur və məkan uyğunluğu
s100 ailəsinin bütün üzvlərinin quruluşu qlobulyar zülallardır. Bir dimerik molekulun tərkibinə bir-biri ilə qeyri-kovalent bağlarla bağlı olan 2 polipeptid (alfa və beta) daxildir.
Ailə üzvlərinin əksəriyyəti iki eyni alt vahiddən əmələ gələn homodimerlərdir, lakin heterodimerlər də var. s100 molekulundakı hər bir polipeptidin EF əli adlı kalsium bağlayan motivi var. O, spiral-loop-spiral tipinə uyğun tikilib.
s100 zülalı 4 α-sarmal seqmentdən, dəyişən uzunluqda mərkəzi menteşə bölgəsindən və iki terminal dəyişən domenindən (N və C) ibarətdir.
Fəaliyyət xüsusiyyətləri
S100 zülallarının özləri fermentativ aktivliyə malik deyillər. Onların fəaliyyəti bir çox hüceyrələrarası və hüceyrədaxili proseslərdə, o cümlədən siqnalizasiyada iştirak edən kalsium ionlarının bağlanmasına əsaslanır. s100 molekuluna Ca2+ əlavə edilməsi onun məkanda yenidən qurulmasına və hədəf zülal bağlama mərkəzinin açılmasına səbəb olur. digər zülallar həyata keçirilir.
Beləliklə, s100 əsas vəzifəsi Ca2+ konsentrasiyasını tənzimləmək olan zülallara aid deyil. Bu qrupun zülalları hədəf zülallara bağlanaraq hüceyrədaxili və hüceyrədənkənar proseslərə təsir edən siqnala çevrilən kalsiumdan asılı bioloji aktiv modulyatorlardır. Nörotransmitterlər də sonuncu kimi çıxış edə bilər, bu da s100-ün sinir impulslarının ötürülməsinə təsirinin səbəbidir.
Hal-hazırda sink və/və ya mis ionlarının Ca2+ əvəzinə bəzi s100 üçün tənzimləyici rolunu oynadığı aşkar edilmişdir. Sonuncunun əlavə edilməsi həm zülalın aktivliyinə birbaşa təsir edə bilər, həm də onun kalsiuma yaxınlığını dəyişə bilər.
Funksiyalar
Beynə məxsus s100 zülallarının orqanizmdə bioloji rolunun tam təsviri hələ mövcud deyil. Buna baxmayaraq, bu qrupun zülallarının aşağıdakı proseslərdə iştirakı aşkar edilmişdir:
- sinir toxumasının metabolik reaksiyalarının tənzimlənməsi;
- DNT replikasiyası;
- genetik məlumatın ifadəsi;
- glial hüceyrə proliferasiyası;
- oksidləşdirici (oksigenlə əlaqəli) hüceyrə zədələnməsinə qarşı qorunma;
- yetişməmiş neyronların differensasiyası;
- apoptoz vasitəsilə neyronların ölümü;
- sitoskeleton dinamikası;
- fosforilasiya və sekresiya;
- sinir impulsunun ötürülməsi;
- hüceyrə dövrünün tənzimlənməsi.
Növlərdən və lokalizasiyadan asılı olaraq, beyinə məxsus s100 zülalları həm hüceyrədaxili, həm də hüceyrədənkənar təsirlərə malik ola bilər. Bəzi zülalların təsiri konsentrasiyadan asılıdır. Beləliklə, tanınmış zülal s100B normal tərkibdə neyrotrofik, yüksək səviyyədə isə neyrotoksik fəaliyyət göstərir.
Hüceyrədənkənar beyinə xas s100 zülalları iltihablı reaksiyalarda iştirak edə bilər, qlial və neyronal diferensiasiyanı tənzimləyir və apoptozu (proqramlaşdırılmış hüceyrə ölümü) tetikleyebilir. s100-ün əhəmiyyəti neyronların iştirakı olmadan sağ qalmadığı in vitro təcrübədə sübut edilmişdir.bu protein.
Diaqnostik dəyər s100
s100-ün diaqnostik dəyəri onun qan zərdabında (və ya onurğa beyni mayesində) konsentrasiyasının MSS patologiyaları və onkoloji xəstəliklərlə əlaqəsinə əsaslanır. Müəyyən edilmişdir ki, qlial hüceyrələr zədələndikdə bu zülal hüceyrədənkənar boşluğa, oradan onurğa beyni mayesinə, sonra isə qana daxil olur. Beləliklə, serumda s100 konsentrasiyasının artması əsasında bir sıra beyin patologiyaları haqqında bir nəticə çıxarmaq olar. Bu zülalın qandakı tərkibi ilə mərkəzi sinir sisteminin xəstəlikləri arasında əlaqə eksperimental olaraq təsdiq edilmişdir.
Hüceyrədənkənar mayelərdə s100 konsentrasiyasını artırmaq təkcə bu protein hüceyrələrini sintez edən hüceyrə maneələrinin məhv edilməsinə səbəb olmur. Bir çox beyin patologiyalarına ilk cavab sözdə glial reaksiyadır, onun bir hissəsi astrositlər tərəfindən s100 ifrazının intensivliyinin artmasıdır. Qanda bu zülalın miqdarının artması qan-beyin baryerinin pozulmasını da göstərə bilər.
s100 səviyyəsinin monitorinqi tibbi proqnozda böyük əhəmiyyət kəsb edən beyin zədələnməsinin dərəcəsini qiymətləndirməyə imkan verir. Bu zülalın miqdarı ilə nevropatologiya arasındakı diaqnostik əlaqə c-reaktiv zülalın konsentrasiyası ilə sistemli iltihabın korrelyasiyasına bənzəyir.
Şiş markeri kimi istifadə edin
s100 zülalı 1980-ci illərin əvvəllərində şiş markeri kimi istifadə olunmağa başladı. Hazırda bu üsul xərçəngin, residivlərin və ya metastazların erkən aşkarlanmasında effektivdir. Ən çox s100 istifadə olunurmelanoma və ya neyroblastoma diaqnozu.
Mərkəzi sinir sisteminin patologiyalarını və ya digər xəstəliklərin aşkarlanması üçün bu zülalın nə vaxt analiz edildiyini və xərçəngin aşkarlanması üçün istifadə edildiyini ayırd etmək lazımdır. Orientasiya xüsusi olaraq onkomarkerə gedirsə, s100 zülalının dekodlanması qanda test maddəsinin konsentrasiyasının artmasının digər mümkün səbəblərini də nəzərə almalıdır. Nəticələri şərh edərkən, istinad intervalının (normal göstəricilər) sərhədləri ondan asılı olduğundan, təhlil metoduna diqqət yetirməyi unutmayın.
s100 markerinin əsas çatışmazlığı onun aşağı seçiciliyidir, çünki bu zülalın qanda və CSF-də konsentrasiyasının artması mütləq xərçəng xarakterli deyil, bir çox patologiyalarla əlaqələndirilə bilər. Buna görə də, s100 zülalına həlledici diaqnostik dəyər verilə bilməz. Buna baxmayaraq, bu zülal xərçəngin köməkçi markeri kimi özünü sübut etdi.
Qan serumunda mövcudluq səviyyəsi
Normalda s100 proteini zərdabda 0,105 µg/l-dən az miqdarda olmalıdır. Bu dəyər sağlam insanda konsentrasiyanın yuxarı həddinə uyğundur. İcazə verilən səviyyəni (DL) aşmaq s100 göstərə bilər:
- CP;
- beyin zədəsi;
- bədxassəli melanomanın inkişafı (və ya onun təkrarlanması);
- hamiləlik;
- neyroblastoma;
- dermatomiyozit;
- geniş yanıq sahələrini əhatə edir.
Protein səviyyələri də stress və ya uzun müddət məruz qalma ilə arta bilərbədən ultrabənövşəyi zonada. Qanda konsentrasiya müvafiq analizlə müəyyən edilir.
Bədəndə aşkarlanma
Zərdabda s100 varlığını aşkar etməyin bir neçə yolu var, o cümlədən:
- immunoradiometrik analiz (IRMA);
- kütlə spektroskopiyası;
- western blot;
- ELISA (ferment immunoassay);
- elektrokimemilüminesans;
- kəmiyyət PCR.
Bu analitik metodların hamısı yüksək həssasdır və s100-ün kəmiyyət məzmununu çox dəqiq müəyyən etməyə imkan verir. Bu zülalın yarımxaricolma dövrü qısa olduğundan (30 dəqiqə) yüksək serum konsentrasiyası yalnız xəstə toxumaların daimi tədarükü ilə mümkündür.
Klinik diaqnostikada ən çox s100 zülalı üçün avtomatlaşdırılmış elektrochemiluminescent immunoassay istifadə olunur. Tədqiqat işıq işarəsi ilə aşkar edilə bilən bir proteinə qarşı antikorların istifadəsini birləşdirir. Cihaz s100 konsentrasiyasını kimilüminesans şüalanmanın intensivliyi ilə müəyyən edir.
Protein s100 üçün antikorlar
Tibbdə s100 zülalına qarşı antikorların 2 praktik tətbiq sahəsi var:
- diaqnostik - bu zülalın serumda və ya CSF-də konsentrasiyasını aşkar etmək üçün immunoloji üsullarda istifadə olunur (bu halda s100 antigendir);
- terapevtik - antikorların orqanizmə daxil edilməsi müəyyən xəstəliklərin müalicəsində istifadə olunur.
Antikorlar təsirini modulyasiya yolu ilə göstərirs100 zülallarına təsir. Bu əsasda məşhur bir dərman Tenotendir. s100-ə qarşı antikorlar sinir sisteminə faydalı təsir göstərir, impulsların ötürülməsini yaxşılaşdırır. Bundan əlavə, bu cür dərmanlar həzm sistemində avtonom funksiyanın pozulmasının simptomatik təzahürlərini dayandırmağa qadirdir.
