S100 proteinleri, vücuttaki birçok fizyolojik süreçte yer alan modülatör etkiye sahip, düşük moleküler ağırlıklı, dokuya özgü kalsiyum bağlayıcı proteinlerin bir ailesidir. İsim, bu grubun bileşiklerinin nötr pH değerlerinde %100 amonyum sülfat çözeltisi içinde tamamen çözünme yeteneğini karakterize eder.
Şu anda, bu ailenin farklı dokuların özelliği olan 25 temsilcisi bilinmektedir. Bu özellik, beyne özgü s100 proteinlerinin beyin hücrelerinde bulunan ve nörofizyolojik süreçlerde yer alan proteinler olduğunu düşündürür.
Keşif geçmişi
İlk s100 proteini 1965 yılında bilim adamları Moore ve Gregor tarafından sığır beyinlerinden izole edildi. Daha sonra, bu ailenin proteinleri memelilerde, kuşlarda, sürüngenlerde ve insanlarda bulundu. Başlangıçta s100'ün sadece sinir dokusunda bulunduğu düşünülüyordu ancak immünolojik yöntemlerin gelişmesiyle birlikte bu gruba ait proteinler diğer organlarda da bulunmaya başladı.
Genel özellikler ve topografya
s100 ailesinin proteinleri yalnızca omurgalılarda ve insanlarda bulunur. Bu gruptaki 25 proteinden 15'i beyne özgüdür ve çoğu CNS'deki astrogliyal hücreler tarafından üretilir, ancak bazıları nöronlarda da bulunur.
Vücuttaki tüm s100 fraksiyonunun %90'ının hücrelerin sitoplazmasında çözündüğü, %0.5'inin çekirdekte lokalize olduğu ve %5-7'sinin zarlarla ilişkili olduğu tespit edilmiştir. Proteinin küçük bir kısmı, kan ve beyin omurilik sıvısı dahil olmak üzere hücre dışı boşlukta bulunur.
S100 grubunun proteini birçok organda (cilt, karaciğer, kalp, dalak vb.) bulunur, ancak beyinde yüz bin kat daha fazladır. En yüksek konsantrasyon beyincikte gözlenir. s100 proteini ayrıca melanositlerde (cilt tümörü hücreleri) aktif olarak üretilir. Bu, bu bileşiğin ektodermal orijinli bir doku belirteci olarak kullanılmasına yol açmıştır.
Kimyasal olarak, s100 proteinleri 10-12 d alton moleküler ağırlığa sahip dimerlerdir. Bu proteinler asidiktir çünkü büyük miktarda (%30'a kadar) glutamik ve aspartik amino asit kalıntıları içerirler. S100 moleküllerinin bileşimi fosfatları, karbonhidratları ve lipidleri içermez. Bu proteinler 60 dereceye kadar sıcaklıklara dayanabilir.
Yapı ve uzaysal konformasyon
s100 ailesinin tüm üyelerinin yapısı küresel proteinlerdir. Bir dimerik molekülün bileşimi, birbirine kovalent olmayan bağlarla bağlı 2 polipeptit (alfa ve beta) içerir.
Ailenin çoğu üyesi iki özdeş alt birimden oluşan homodimerlerdir, ancak heterodimerler de vardır. s100 molekülündeki her polipeptit, EF eli adı verilen bir kalsiyum bağlayıcı motife sahiptir. Spiral-loop-spiral tipine göre yapılmıştır.
s100 proteini 4 α-sarmal parça, değişken uzunlukta bir merkezi menteşe bölgesi ve iki terminal değişken alanı (N ve C) içerir.
Eylemin özellikleri
S100 proteinlerinin kendileri enzimatik aktiviteye sahip değildir. İşlevleri, sinyalleşme de dahil olmak üzere birçok hücre içi ve hücre içi süreçte yer alan kalsiyum iyonlarının bağlanmasına dayanır. S100 molekülüne Ca2+ eklenmesi, uzaysal yeniden düzenlenmesine ve hedef protein bağlama merkezinin açılmasına yol açar. diğer proteinler gerçekleştirilir.
Dolayısıyla, s100, asıl görevi Ca2+ konsantrasyonunu düzenlemek olan proteinlere ait değildir. Bu grubun proteinleri, hedef proteinlere bağlanma yoluyla hücre içi ve hücre dışı süreçleri etkileyen sinyal dönüştürücü kalsiyuma bağımlı biyolojik olarak aktif modülatörlerdir. Nörotransmitterler ayrıca sinir uyarılarının iletimi üzerindeki s100'ün etkisinin nedeni olan ikincisi olarak da hareket edebilir.
Şu anda, çinko ve/veya bakır iyonlarının bazı s100 için Ca2+ yerine düzenleyici olarak hareket ettiği ortaya çıktı. İkincisinin eklenmesi, hem proteinin aktivitesini doğrudan etkileyebilir hem de kalsiyuma olan afinitesini değiştirebilir.
İşlevler
Beyne özgü s100 proteinlerinin vücuttaki biyolojik rolünün tam bir resmi henüz mevcut değil. Yine de bu grubun proteinlerinin aşağıdaki süreçlere katılımı ortaya çıktı:
- sinir dokusunun metabolik reaksiyonlarının düzenlenmesi;
- DNA replikasyonu;
- genetik bilginin ifadesi;
- glial hücre çoğalması;
- oksidatif (oksijenle ilgili) hücre hasarına karşı koruma;
- olgunlaşmamış nöronların farklılaşması;
- apoptoz yoluyla nöronların ölümü;
- hücre iskeleti dinamiği;
- fosforilasyon ve salgılama;
- sinir impulsunun iletimi;
- hücre döngüsünün düzenlenmesi.
Türlere ve lokalizasyona bağlı olarak, beyne özgü s100 proteinleri hem hücre içi hem de hücre dışı etkilere sahip olabilir. Bazı proteinlerin etkisi konsantrasyona bağlıdır. Bu nedenle, normal içerikte iyi bilinen protein s100B, nörotrofik aktivite sergiler ve yüksek seviyelerde - nörotoksik.
Hücre dışı beyine özgü s100 proteinleri, inflamatuar yanıtlarda rol oynayabilir, glial ve nöronal farklılaşmayı düzenleyebilir ve apoptozu (programlanmış hücre ölümü) tetikleyebilir. S100'ün önemi, nöronların varlığı olmadan hayatta kalamadığı bir in vitro deneyde kanıtlanmıştır.bu protein.
Teşhis değeri s100
s100'ün tanı değeri, kan serumundaki (veya beyin omurilik sıvısındaki) konsantrasyonunun CNS patolojileri ve onkolojik hastalıklarla ilişkisine dayanır. Gliyal hücreler hasar gördüğünde bu proteinin hücre dışı boşluğa girdiği, buradan beyin omurilik sıvısına ve oradan da kana geçtiği tespit edilmiştir. Bu nedenle, serumdaki s100 konsantrasyonundaki bir artış temelinde, bir dizi beyin patolojisi hakkında bir sonuç çıkarılabilir. Bu proteinin kandaki içeriği ile merkezi sinir sistemi hastalıkları arasındaki ilişki deneysel olarak doğrulanmıştır.
Hücre dışı sıvılardaki s100 konsantrasyonunu arttırmak, sadece bu protein hücrelerini sentezleyen hücresel bariyerlerin yok edilmesinden kaynaklanmaz. Birçok beyin patolojisine ilk yanıt, bir kısmı astrositler tarafından s100 salgılanmasının yoğunluğunda bir artış olan sözde glial yanıttır. Kandaki bu proteinin içeriğindeki artış, kan-beyin bariyerinin ihlal edildiğini de gösterebilir.
S100 seviyesinin izlenmesi, tıbbi prognozda büyük önem taşıyan beyin hasarının derecesini değerlendirmenize olanak tanır. Bu proteinin miktarı ile nöropatoloji arasındaki tanısal ilişki, c-reaktif protein konsantrasyonu ile sistemik inflamasyon arasındaki korelasyona benzer.
Tümör belirteci olarak kullanın
s100 proteini, 1980'lerin başında bir tümör belirteci olarak kullanılmaya başlandı. Şu anda, bu yöntem kanser, nüks veya metastazın erken tespiti için etkilidir. Çoğu zaman s100 kullanılırmelanom veya nöroblastom teşhisi.
Bu proteinin ne zaman CNS patolojilerini veya diğer hastalıkları tespit etmek için analiz edildiği ile kanseri tespit etmek için ne zaman kullanıldığını ayırt etmek gerekir. Yönlendirme özellikle oncomarker'a gidiyorsa, s100 proteininin kodunun çözülmesi, test maddesinin kandaki konsantrasyonundaki artışın diğer olası nedenlerini de hesaba katmalıdır. Sonuçları yorumlarken, referans aralığının sınırları (normal göstergeler) buna bağlı olduğundan, analiz yöntemine dikkat ettiğinizden emin olun.
s100 markörünün ana dezavantajı, düşük seçiciliğidir, çünkü bu proteinin kandaki ve BOS'taki konsantrasyonundaki bir artış, mutlaka kanserli bir yapıya sahip olmak zorunda olmayan birçok patolojiyle ilişkilendirilebilir. Bu nedenle, s100 proteinine belirleyici bir tanı değeri verilemez. Bununla birlikte, bu protein, eşlik eden bir kanser belirteci olduğunu kanıtlamıştır.
Kan serumunda bulunma seviyesi
Normalde, s100 proteini serumda 0.105 µg/l'den daha az miktarda bulunmalıdır. Bu değer, sağlıklı bir insanda konsantrasyonun üst sınırına karşılık gelir. İzin verilen seviyenin (DL) s100 aşılması şunları gösterebilir:
- CP;
- beyin hasarı;
- malign melanom gelişimi (veya nüksü);
- hamilelik;
- nöroblastom;
- dermatomiyozit;
- geniş yanık alanlarını kaplamak.
Protein seviyeleri stres veya uzun süreli maruz kalma ile de artabilirultraviyole bölgesinde vücut. Kandaki konsantrasyon uygun analizle belirlenir.
Vücutta algılama
Serumda s100'ün varlığını tespit etmenin birkaç yolu vardır:
- immünoradyometrik tahlil (IRMA);
- kütle spektroskopisi;
- batı lekesi;
- ELISA (enzim immunoassay);
- elektrokimyasal ışıldama;
- kantitatif PCR.
Bu analitik yöntemlerin tümü son derece hassastır ve s100'ün nicel içeriğinin çok doğru bir şekilde belirlenmesine izin verir. Bu protein kısa bir yarı ömre (30 dakika) sahip olduğundan, yüksek serum konsantrasyonları ancak hastalıklı dokulardan sürekli bir tedarik ile mümkündür.
Klinik teşhiste, en sık olarak s100 proteini için otomatik bir elektrokemilüminesan immünolojik test kullanılır. Çalışma, ışık işaretleme ile saptanabilir bir proteine karşı antikorların kullanımını birleştirir. Cihaz, s100 konsantrasyonunu kemilüminesan radyasyonun yoğunluğuna göre belirler.
Protein s100'e karşı antikorlar
Tıpta, s100 proteinine karşı antikorların 2 pratik uygulama alanı vardır:
- diagnostik - bu proteinin serum veya BOS içindeki konsantrasyonunu saptamak için immünolojik yöntemlerde kullanılır (bu durumda, s100 bir antijendir);
- terapötik - antikorların vücuda girmesi belirli hastalıkların tedavisinde kullanılır.
Antikorlar etkilerini modüle ederek gösterirler.s100 proteinleri üzerindeki etkileri. Bu temelde iyi bilinen bir ilaç Tenoten'dir. S100'e karşı antikorlar, sinir sistemi üzerinde faydalı bir etkiye sahiptir, dürtü iletimini iyileştirir. Ek olarak, bu tür ilaçlar sindirim sistemindeki otonom fonksiyon bozukluklarının semptomatik tezahürlerini durdurabilir.
