Кіріспе

Homo sapiens-те кездесетін сүтқоректілер ақуызы. Альфа-1 антитрипсин немесе α1 антитрипсин (A1AT, α1AT, A1A немесе AAT) – серпин суперотбасына жататын ақуыз. Адамдарда ол SERPINA1 генімен кодталады. Протеаза ингибиторы болып табылатын ол, альфа-1 протеиназа ингибиторы (A1PI) немесе альфа-1 антипротеиназа (A1AP) деп те аталады, себебі ол түрлі протеазаларды (тек трипсин емес) тежейді. Ескі биомедициналық әдебиеттерде оны кейде сарысу трипсин ингибиторы (STI, қолданыстан шыққан терминология) деп атаған, өйткені трипсинге қатысты тежеу қабілеті оның алғашқы зерттеулерінің маңызды ерекшелігі болған. Фермент ингибиторларының бір түрі ретінде, ол тіндерді қабыну клеткаларының ферменттерінен, әсіресе нейтрофильдік эластазадан қорғайды. Қандағы қалыпты деңгейі 0,9–2,3 г/л (АҚШ-та бұл көрсеткіш мг/дл немесе микромольмен өлшенеді), бірақ қабыну кезінде концентрациясы бірнеше есе артуы мүмкін. Егер қанда жеткіліксіз мөлшерде A1AT болса немесе оның функциясы бұзылған болса (мысалы, альфа-1 антитрипсин тапшылығында), нейтрофильдік эластаза эластинді ыдыратып, өкпе тінінің серпімділігін төмендетеді. Бұл ересектерде созылмалы обструктивті өкпе ауруы сияқты тыныс алу проблемаларына әкелуі мүмкін. Әдетте, A1AT өндіріс орны – бауырдан шығып, жүйелік қан айналымына қосылады. Бұзылған A1AT мұны істей алмай, бауырда жиналып, ересектер мен балаларда циррозға себеп болуы мүмкін. A1AT қабыну клеткаларынан шыққан нейтрофильдік эластазамен ғана емес, сонымен қатар жасуша бетінде орналасқан эластазамен де байланысады. Бұл жағдайда эластаза фермент ретінде емес, жасушаларды қозғалуға сигнал беру үшін қолданылады. Бауыр клеткаларынан басқа, A1PI сүйек миында, лимфоидты тіндердегі лимфоциттер мен моноциттерде, сондай-ақ ішек-қарынның Панет клеткаларында да өндіріледі. Қабыну/инфекция салдарынан A1AT-ның эластазадан басқа ферменттермен инактивациялануы Т-клеткаларының патологиялық зақымдану ошағында тоқтауына себеп болады. Бұл α1PI-нің лимфоциттердің тіндер арқылы қозғалысында ғана емес, сонымен қатар инфекция кезінде иммундық сақтықта маңызды рөл атқаратынын көрсетеді. A1AT – эндогенді және экзогенді протеаза ингибиторы, сонымен қатар дәрілік препарат ретінде қолданылады. Фармацевтикалық препарат адам донорларының қанынан тазартылып, alpha1-proteinase inhibitor (адам) деген тіркеулі есіммен және Aralast NP, Glassia, Prolastin, Prolastin C және Zemaira сияқты әртүрлі сауда атауларымен сатылады. Рекомбинантты түрлері де бар, бірақ қазіргі уақытта олар дәрі ретінде емес, медициналық зерттеулерде көбірек қолданылады.

Функция

A1AT – 52 кД серпин және медицинада ол ең маңызды серпин саналады; α1 антитрипсин және протеаза ингибиторы (Pi) терминдері көбінесе бір-бірін алмастырып қолданылады. Көптеген серпиндер ферменттерді ковалентті байланыс арқылы инактивациялайды. Бұл ферменттер жергілікті түрде салыстырмалы түрде төмен концентрацияда бөлінеді, онда оларды A1AT сияқты ақуыздар дереу жояды. Жедел фазалық реакцияда белсендірілген нейтрофильді гранулоциттер мен олардың эластаза ферментінің тудырған зақымдарын "шектеу" үшін қосымша деңгейге көтерілу қажет, ол тірілтуші тіндердің эластин талшықтарын ыдыратады. Тіндердің бұзылуын шектейтін эластаза активтілігін шектеуге қоса, A1PI лимфоциттердің, соның ішінде дамымаған T-жасушаларының тіндер арқылы, оның ішінде тимус арқылы қозғалуын да ынталандырады, онда дамымаған T-жасушалары иммундық жауапты күшейту үшін тіндерге шығарылатын иммунокомпетентті T-жасушаларына айналады. Барлық серин протеаза ингибиторлары сияқты, A1AT-да бета-парақтар мен альфа-спиральдердің ерекше екіншілік құрылымы бар. Бұл аймақтардағы мутациялар полимерленіп, бауырда жиналатын жұмыс істемейтін ақуыздарға (балалар бауыр циррозына) әкелуі мүмкін.

Аурудың пайда болуындағы рөлі

Бұл белоктың бұзылыстарының қатарында альфа-1 антитрипсин тапшылығы бар, ол аутосомалық кодоминантты мұрагерлік ауру. Онда альфа-1 антитрипсиннің жетіспеуі тіндердің шектеусіз, созылмалы бұзылуына алып келеді. Бұл, ең алдымен, өкпе тінінің зақымдануына және соңында өкпе эмфиземасының ерекше белгілеріне әкеледі. Дәлелдер көрсеткендей, темекі түтіні α1 антитрипсинінің 358-ші метионинін (24 аминқышқылдық сигналды пептиді бар алдын ала өңделген түрінде 382-ші) тотықтыруы мүмкін, бұл эластазамен байланысу үшін маңызды қалдық. Бұл темекі шегудің (немесе екінші қолдан түскен түтіннің) эмфиземаға әкелуінің басты механизмдерінің бірі деп саналады. A1AT бауырда синтезделгендіктен, белокты кодтаушы гендегі белгілі бір мутациялар дұрыс бүгілудің бұзылуына және секрецияның нашарлауына себеп болуы мүмкін, бұл бауыр циррозына алып келуі мүмкін. Pi-дің өте сирек түрі, PiPittsburgh деп аталады, мутация (Met358Arg) салдарынан антитромбин (туысқан серпин) ретінде жұмыс істейді. Бұл мутацияға ұшыраған бір адамның қан кетуге бейімділіктен қайтыс болғаны хабарланды. Бауыр биопсиясында перипортальдық гепатоциттерде көптеген PAS-оң глобулалар табылады. Ревматоидты артрит (РА) бар пациенттердің синовиальдық сұйықтығында A1AT-тың карбамоилденген түріне қарсы аутоантителолар табылған. Бұл A1AT-тың өкпеден тыс жерде қабынуға қарсы немесе тіндерді қорғау рөлін атқаратынын көрсетеді. Бұл антителолар аурудың ауыр ағымымен байланысты, аурудың басталуына жылдар бұрын анықталуы мүмкін және артралгиясы бар пациенттерде РА дамуын болжауы мүмкін. Осылайша, қазіргі уақытта карбамоилденген A1AT РА-ның антигендік биомаркері ретінде әзірленуде.

Номенклатура

Белок бастапқыда "антитрипсин" деп аталды, себебі ол трипсин ферментін in vitro ковалентті түрде байланыстырып, қайтымсыз түрде белсенділігін жоя алады. Трипсин – пептидазаның бір түрі, он екі елі ішегінде және басқа жерлерде активті болатын ас қорыту ферменті. "Альфа 1" термині белоктың белок электрофорезіндегі қасиеттерін көрсетеді. Электрофорез кезінде қанның ақуыз құрауы электр тогы арқылы бөлінеді. Негізгі топтардың бірнешеуі бар: біріншісі – альбумин, екіншісі – альфа, үшіншісі – бета және төртіншісі – гамма (иммуноглобулиндер). Альбумин емес ақуыздар глобулиндер деп аталады. Альфа аймағын "1" және "2" деп аталатын екі кіші аймаққа бөлуге болады. Альфа-1 антитрипсин – альфа глобулинінің 1-ші аймағындағы негізгі белок. Тағы бір қолданылатын атауы – альфа 1 протеиназа ингибиторы (α1 PI).

Генетика

Ген 14-шы хромосоманың ұзын қолшатырында (14q32.1) орналасқан. Әртүрлі популяцияларда α1 антитрипсиннің 100-ден астам түрлі варианттары сипатталған. Солтүстік-батыс еуропалықтар A1AT-тың ең көп кездесетін мутантты түрінің бірі – Z мутациясын (Glu342Lys on M1A, rs28929474) тасымалдау қаупіне ең көп ұшырайды.

Тарих

Акселсон және Лорелл 1965 жылы A1AT-тың аллельдік варианттарының ауруға себеп болу мүмкіндігін алғаш зерттеді.