Войти
Кальпротектин - это комплекс из белков млекопитающих S100A8 и S100A9. В присутствии кальция кальпротектин способен связывать переходные металлы железо, марганец и цинк посредством хелатирования. Эта секвестрация металла обеспечивает комплексные антимикробные свойства. Кальпротектин - единственный известный антимикробный белковый комплекс, связывающий марганец. Кальпротектин составляет до 60% содержания растворимого белка в цитозоле нейтрофила и секретируется неизвестным механизмом во время воспаления. Фекалии кальпротектин использовался для выявления воспаления кишечника (колит или энтерит ) и может служить биомаркером для воспалительных заболеваний кишечника и ревматоидный артрит. Другие названия кальпротектина включают MRP8-MRP14, калгранулин A и B, антиген муковисцидоза, L1, антиген 60BB и антиген 27E10.
Кристаллическая структура кальпротектина, нагруженного Mn и Ca, показывающая два димера S100A8-S100A9. Серые и синие цепочки представляют S100A8 и S100A9 соответственно. Фиолетовые сферы представляют Mn, а зеленые сферы - Ca. Только один ион марганца может связываться с димером кальпротектина. Человеческий гомолог кальпротектина представляет собой димер 24 кДа и образован мономерами белка S100A8 (10 835 Да) и S100A9 (13 242 Да). первичная структура кальпротектина может различаться у разных видов. Например, гомолог S100A8 мыши составляет 10 295 Да, а гомолог S100A9 - 13 049 Да. Ранние эксперименты по эксклюзионной хроматографии неверно указывали, что кальпротектин имел молекулярную массу 36,5 кДа; иногда это значение используется в современной литературе. Димеры кальпротектина S100A8-S100A9 могут нековалентно спариваться друг с другом с образованием 48 кДа тетрамеров.
Кальпротектин имеет высокое сродство к кальцию, цинку, железу, и марганец. Каждый из S100A8 и S100A9 содержит два сайта связывания Ca типа EF-hand, и кальпротектин способен связывать в общей сложности четыре иона кальция на димер или восемь ионов кальция на тетрамер. Связывание кальция вызывает конформационное изменение в комплексе, которое улучшает его сродство к переходным металлам и способствует образованию тетрамера. Максимум два иона переходного металла могут связываться с каждым димером кальпротектина S100A8-S100A9.
Димер кальпротектина может связывать только один ион марганца или железа с высоким сродством, и он может делать это только в присутствии кальция. Цинк может связываться в двух участках димера кальпротектина, и это может происходить в отсутствие кальция. Однако кальций улучшает сродство кальпротектина к цинку. Хотя связывание с металлом кальпротектина происходит на границе мономеров S100A9 и S100A8, независимые мономеры обладают некоторой способностью связывать цинк и могут способствовать гомеостазу цинка у млекопитающих.
His 6 координация Mn в кальпротектине. Остатки гистидина S100A8 окрашены в серый цвет, остатки гистидина S100A9 окрашены в фиолетовый. Первый из двух участков связывания металла кальпротектина состоит из мотива His 3 Asp , причем S100A8 вносит вклад в два гистидиновые лиганды (His83 и His87) и S100A9, вносящие гистидин и лиганд аспарагиновой кислоты (His20 и Asp30). Второй сайт может координировать металлы через связывающий мотив тетрагистидин (His 4) или гексагистидин (His 6). В случае связывания His 4 S100A8 координируется как через His17, так и через His27, тогда как S100A9 координируется через His91 и His95. При связывании гексагистидина два дополнительных гистидиновых остатка, His103 и His105, привлекаются с С-концевого конца S100A9, чтобы обеспечить октаэдрическую координацию переходного металла. Марганец или железо связываются димером кальпротектина по этому сайту His 6. Цинк может быть связан с любым из сайтов, которые образуются на границе между мономерами S100A8 и S100A9.
Кальпротектин составляет до 60% содержания растворимого белка в цитозоле нейтрофильных гранулоцитов., и его можно обнаружить в более низкой концентрации в моноцитах, макрофагах и клетках плоского эпителия. Кальпротектин попадает в гной и абсцесс жидкость во время нейтрофилов гибели клеток вместе с другими антимикробными белками.
Клетки млекопитающих секретируют кальпротектин в течение воспалительная реакция. кальпротектин в плазме повышен у людей с метаболическим синдромом, заболеванием, характеризующимся хроническим воспалением. Кальпротектин секретируется во рту при воспалении десны и при оральном кандидозе инфекции. Люди, у которых есть мутации в гене кальпротектина, по-видимому, подвержены серьезным инфекциям десен. Секвестрация марганца кальпротектином, вероятно, важна при воспалении легких. Точный механизм, с помощью которого S100A8 и S100A9 секретируются клетками млекопитающих во время воспаления, остается неизвестным.
Переходные металлы необходимы для выживания всех организмов. Млекопитающие строго ограничивают доступность металлов как часть врожденной иммунной системы, и это помогает предотвратить заражение микробами и грибками. Кальпротектин был впервые описан в 1980-х годах как антимикробный белок млекопитающих, который действует посредством секвестрации цинка. В настоящее время известно, что кальпротектин также обладает антибактериальными и противогрибковыми свойствами, которые возникают благодаря его способности связывать марганец и железо. Кальпротектин - единственный известный антимикробный агент, который действует посредством секвестрации марганца.
Кальпротектин становится доступным в просвете кишечника через лейкоциты, активная секреция, нарушение клеток и гибель клеток. Это приводит к повышенным уровням фекального кальпротектина, которые можно обнаружить в стуле. Таким образом, повышенные уровни калпротектина в фекалиях указывают на миграцию нейтрофилов в слизистую кишечника, которая происходит во время воспаления кишечника. Поскольку у людей с активными воспалительными заболеваниями кишечника (ВЗК), такими как язвенный колит или болезнь Крона, уровень кальпротектина в фекалиях увеличивается в 10 раз, измерение фекального кальпротектина может служить биохимическим тестом для этих заболеваний.
Фекальный кальпротектин, хотя и относительно новый тест, регулярно используется в качестве индикатора ВЗК во время лечения и диагностического маркера. Тесты на кальпротектин в фекалиях также могут отличать пациентов с синдромом раздраженного кишечника от пациентов с ВЗК. Кальпротектин полезен в качестве маркера, поскольку он устойчив к ферментативному разложению и может быть легко измерен в фекалиях. Хотя калпротектин в фекалиях достоверно коррелирует с активностью заболевания у людей с подтвержденной ВЗК, при некоторых условиях повышенный уровень кальпротектина в фекалиях может быть ложноположительным показателем ВЗК. Важно отметить, что прием ингибитора протонной помпы связан со значительно повышенными значениями кальпротектина. Кроме того, положительный фекальный кальпротектин не помогает локализовать ВЗК или отличить язвенный колит от болезни Крона. Калпротектин в фекалиях также может указывать на другие желудочно-кишечные заболевания, такие как колоректальный рак, гастроэнтерит и пищевая непереносимость. Уровни кальпротектина варьируются в зависимости от возраста, сопутствующей патологии и могут меняться изо дня в день у разных людей. Калпротектин в фекалиях может использоваться в качестве предварительного обследования у функциональных пациентов с подозрением на ВЗК или как средство последующего заживления слизистой оболочки. Однако возможность использования фекального кальпротектина таким образом обсуждается, и предельные уровни не были согласованы.
