Serpiny lidské plazmy

Serpiny mají jednotnou prostorovou strukturu tvořenou asi 400 aminokyselinovými zbytky. S cílovým enzymem sice také reagují prostřednictvím exponovaného úseku, ten však nemá definovanou strukturu a může zaujímat různé konformace. K dramatické změně prostorové struktury pak dochází zejména po štěpení proteázou. Aktivní serpiny vytvářejí s cílovou proteázou komplexy v poměru 1:1, tvořené rozštěpeným serpinem (blíže C-konci) kovalentně vázaným k proteáze prostřednictvím esterové vazby mezi nově vzniklým karboxyterminálem a serinem aktivního místa proteázy. Serpin přitom prochází výraznou změnou prostorové struktury, která molekulu v porovnání s intaktním serpinem thermodynamicky stabilizuje (denaturační teplota stoupe z 55 st. na 100 st.C). Proteáza je přitom přetažena na opačný pól molekuly serpinu a rozdíl energií je využit k prostorové deformaci cílové proteázy. Dochází k narušení vzájemných vzdáleností katalytických reziduí, takže enzym ztrácí katalytické vlastnosti, a navíc se díky rozvolnění původní kompaktní struktury stává substrátem pro jiné proteázy. Tento scénář platí pro specifické dvojice proteáza-serpin, jako např. elastáza versus alfa-1-antitrypsin. U tzv. neinhibičních serpinů (např. ovalbuminu) je serpin rozštěpen jako substrát bez současné inhibice, u méně aktivních serpinů se může jednat o smíšený mechanismus účinku. Cirkulující lidské serpiny mají biologický poločas přes 24 h. Naproti tomu serpinproteázové komplexy jsou odstraňovány z plazmy 10krát rychleji, a to receptory zprostředkovaným mechanismem.

 

 

Serpin	Cílová proteáza/funkce	Koncentrace (mM)	Mr (kDa)
Inhibiční: alfa-1-antitrypsin (a1-proteinázový inhibitor) a1-antichymotrypsin antithrombin-III C1-inhibitor alfa-2-antiplasmin heparinový kofaktor kallistatin protein C inhibitor PAI-1,2	neutrofilová elastáza   catepsin G thrombin, koag. faktor Xa C1s, kalikrein plasmin thrombin tkáňový kalikrein aktivovaný protein C aktivátor plasminogenu	25   7 2 2 1 1 0.3 10-2 10-4	51   69 58 104 70 60   57 52
Neinhibiční: angiotensinogen thyroxine-binding globulin corticosteroid-binding globulin	peptidový donor transport hormonů štítné žlázy   transport kortizolu, progesteronu	10-2 0.3   0.5	59 54   58

 

Literatura

Gettings P.G.W., Patston P.A., Olson S.T.: Serpins: structure, function and biology. New York, Chapman&Hall, 1996.

 

 

Další informace

Proteiny systému proteáz a antiproteáz

 

Jaromír Kotyza