כניסה 
עקבו אחרינו בפייסבוק הבדלים בין גרסאות בדף "המופקסין - Hemopexin"
| שורה 26: | שורה 26: | ||
חוץ מאשר בכבד, HPX מיוצר גם ב-CNS, ברשתית העין, בממברנת המזנגיום הכלייתית (Kapojos וחב' ב-Kidney Int משנת 2003) ובעצבים היקפיים (Chen וחב' ב-Exp Eye Res משנת 1998, ו-Tolosano וחב' ב-Biochim Biophys Res Commun משנת 1996). לאחר שהוא קושר heme, עובר HPX שינוי קונפורמציה המאפשר קישורו לקולטן ספציפי, המבוטא בעיקר על פני ממברנת תאים הפטוציטים, ואז הוא מוחדר אל תוך תאים אלה. בציטוזול של ההפטוציטים, עובר ה-heme קטבוליזם, והקומפלקס של HPX והקולטן שלו מתחילים מחזור חדש של קישור heme (על פי Smith ו-Hunt ב-Eur J Cell Biol משנת 1990). הקולטנים ל-heme-HPX מצויים לא רק על תאי פרנכימה של הכבד, אלא גם על תאי אפיתל פיגמנטריים ברשתית וכן על לימפוציטים Hunt וחב ב-J Cell Physiol משנת 1996, ו-Smith וחב' ב-Exp Cell Res משנת 1997). הקולטן על פני התא אליו נקשר הקומפלקס heme-HPX זוהה כ-CD91/LRP1 (Hvidberg וחב' ב-Blood משנת 2005). | חוץ מאשר בכבד, HPX מיוצר גם ב-CNS, ברשתית העין, בממברנת המזנגיום הכלייתית (Kapojos וחב' ב-Kidney Int משנת 2003) ובעצבים היקפיים (Chen וחב' ב-Exp Eye Res משנת 1998, ו-Tolosano וחב' ב-Biochim Biophys Res Commun משנת 1996). לאחר שהוא קושר heme, עובר HPX שינוי קונפורמציה המאפשר קישורו לקולטן ספציפי, המבוטא בעיקר על פני ממברנת תאים הפטוציטים, ואז הוא מוחדר אל תוך תאים אלה. בציטוזול של ההפטוציטים, עובר ה-heme קטבוליזם, והקומפלקס של HPX והקולטן שלו מתחילים מחזור חדש של קישור heme (על פי Smith ו-Hunt ב-Eur J Cell Biol משנת 1990). הקולטנים ל-heme-HPX מצויים לא רק על תאי פרנכימה של הכבד, אלא גם על תאי אפיתל פיגמנטריים ברשתית וכן על לימפוציטים Hunt וחב ב-J Cell Physiol משנת 1996, ו-Smith וחב' ב-Exp Cell Res משנת 1997). הקולטן על פני התא אליו נקשר הקומפלקס heme-HPX זוהה כ-CD91/LRP1 (Hvidberg וחב' ב-Blood משנת 2005). | ||
| − | תכונתו הבולטת של המופקסין היא זיקת הקישור הגבוהה שלו ל-heme עם Kd<1pM, כאשר החלבון קושר heme ביחס אקווי-מולארי של 1:1.1. HPX מבוטא בעיקר בכבד והוא שייך למשפחת acute phase proteins שהסינתזה שלהם מוגברת באירועי דלקת, זיהומים, טראומה ועקה. | + | תכונתו הבולטת של המופקסין היא זיקת הקישור הגבוהה שלו ל-heme עם Kd<1pM, כאשר החלבון קושר heme ביחס אקווי-מולארי של 1:1.1. HPX מבוטא בעיקר בכבד והוא שייך למשפחת acute phase proteins שהסינתזה שלהם מוגברת באירועי דלקת, זיהומים, טראומה ועקה. עם זאת HPX נחשב מגיב פאזה חריפה חלש יחסית, שרק לעתים רחוקות רמתו עולה יותר מאשר פי-2 מרמתו במצבי רגיעה. לאחר היווצרות הקומפלקס heme-HPX, הוא מתפנה מהצירקולציה על ידי הכבד, בניגוד לקומפלקס המוגלובין-haptoglobin המתפנה למערכת הרטיקולו-אנדותליאלית. חלבונים אלה מתחלקים ל-2 קבוצות עיקריות בהתאם לצורת תגובתם לציטוקינים. חלבוני פאזה חריפה type I, זקוקים לשילוב של 2 הציטוקינים IL-1 ו-IL-6, ולעתים אף הם זקוקים לצורך הגדלת הסינתזה שלהם גם למעורבות של גלוקו-קורטיקואידים. לעומתם חלבוני פאזה חריפה type II, מגיבים רק ל-IL-6 בעצמו בשילוב עם דקסמתאזון. HPX שייך לקבוצת type I, כאשר בקבוצה נכללים גם הפטוגלובין, complement C3, כמו גם α-1-acid glycoprotein וכן C-reactive protein וכן -serum amyloid A1, A2 ו-A3 (על פי Poli ב-J Biol Chem משנת 1998). |
הזיקה הגבוהה של HPX ל-heme, והנוכחות של קולטנים ספציפיים לקומפלקס heme-HPX על ממברנות של הפטוציטים וסוגי תאים אחרים, הופכים את HPX למועמד לטרנספורט של heme לאברונים תוך-תאיים בהם heme עובר קטבוליזם ובכך נמנע הנזק החמצוני ש-heme עלול לגרום לתאים, וכן לאיבוד לא רצוי של מולקולות ברזל. רוב המחקרים in vitro התבצעו בתאי הפאטומה, ומחקרים in vivo רבים בוצעו במודלים של חיות. | הזיקה הגבוהה של HPX ל-heme, והנוכחות של קולטנים ספציפיים לקומפלקס heme-HPX על ממברנות של הפטוציטים וסוגי תאים אחרים, הופכים את HPX למועמד לטרנספורט של heme לאברונים תוך-תאיים בהם heme עובר קטבוליזם ובכך נמנע הנזק החמצוני ש-heme עלול לגרום לתאים, וכן לאיבוד לא רצוי של מולקולות ברזל. רוב המחקרים in vitro התבצעו בתאי הפאטומה, ומחקרים in vivo רבים בוצעו במודלים של חיות. | ||
גרסה מ־09:20, 20 ביוני 2017
| מדריך בדיקות מעבדה | |
| הֶמוֹפּקסין | |
|---|---|
| Hemopexin | |
| שמות אחרים | HPX, β-1B-glycoprotein |
| מעבדה | כימיה בדם ובשתן |
| תחום | המוליזה, המוגלובין, heme |
 | |
| טווח ערכים תקין | בנסיוב-במבוגרים 50-115 מיליגרם/ד"ל; בדם אִמָּהִי רמת המופקסין גבוהה בלמעלה מ-50% בהשוואה לדם של אישה שאינה בהיריון; בעוברים או בתינוקות עם לידתם רמת המופקסין כ-30% מהרמה במבוגרים, או כ-18% מהרמה בדם אמהי. |
| יוצר הערך | פרופ' בן-עמי סלע |
המבנה של המופקסין
המופקסין (להלן HPX) הוא גליקופרוטאין בעל משקל מולקולארי של 63,000 דלטון, ומקודד על ידי הגן HPX (Altruda וחב' ב-J Mol Evol משנת 1988). גן זה בגודל של 12kb והוא נקטע על ידי 9 אֶקסוֹנים. Law וחב' מיקמו בשנת 1986 את הגן HPX לזרוע הקצרה של כרומוזום 11 בעמדה 11p15.5-p15.4, הזהה לעמדת הגן המקודד ל-β-globin.
החלבון HPX מורכב משרשרת פוליפפטידית אחת המכילה 439 חומצות אמינו ו-6 קשרים פנימיים די-סולפידים (Altruda וחב' ב-Nucleic acids Res משנת 1985). שייר ה-threonine ה-N-טרמינאלי חסום על ידי galactosamine אוליגוסכרידי בקשר O גליקוזידי, ולחלבון יש חמש שרשרות אוליגוסכרידיות בהן גלוקוזאמין קשור בקשר N-גליקוזידי לרצף Asn-X-Ser/thr, בו X יכולה להיות שייר של חומצת אמינו כלשהי, כאשר serine או threonine מופיעים בעמדה השלישית. תכונה אופיינית של HPX היא התכולה הגבוהה של 18 שיירי טריפטופן המאורגנים ב-4 צברים. עיכול טריפטי מוגבל, מבקע את apoHPX לאחר שייר ארגינין בעמדה 216, בעוד ש-HPX הקשור ל-heme עובר ביקוע דומה לאחר שייר ליזין בעמדה 101, מה שמצביע על כך שקישור הליגנד heme לחלבון HPK גורם בו לשינוי קונפורמציה.
אנליזה של ההומולוגיה של חומצות אמינו מצביעה על כך שהחלבון HPX מכיל 2 מקטעים (domains) הומולוגים שכל אחד מהם בגודל של 200 חומצות אמינו, המחוברים ביניהם על ידי פפטיד מקשר שגודלו 20 חומצות אמינו. מקטעים דומים מוצאים גם בחלבונים אחרים (Hunt וחב' ב-Protein Seq Data Anal משנת 1989), הכוללים קולאגנזות, בהם מקטע דמוי-HPX, הנקשר למקטע הקטליטי על ידי פפטיד מקשר בן 17 חומצות אמינו, החיוני להתקשרות לקולאגן. המבנה הגבישי של קולאגנזות (Li וחב' ב-Structure משנת 1995), והמקטע ה-C-טרמינאלי של HPX (על פי Faber וחב' ב-Structure משנת 1985), מראים שמקטעים אלה הם בעלי מבנה מקופל הידוע כ- 4-bladed β-propeller fold, שהוא ואריאנט של מבני β-propeller גדולים יותר שמוצאים גם בחלבוני G, ב-clathrin, וב-integrins (על פי Lambright וחב' ב-Nature משנת 1996, ו-Springer ב-Proc Natl Acad Sci USA משנת 1997).
מקטעי חלבון אלה במקובץ, מצטיירים כבעלי חשיבות רבה בביולוגיה של התא, בעיקר כמתווכים של אינטראקציות בין חלבונים (Smith וחב' ב-Trends Biochem משנת 1999). לאחר מכן קבעו Paoli וחב' ב-Nature Struct Biol משנת 1999, את המבנה הגבישי של HPX טבעי מארנבת, וכן את המבנה של apo-HPX שעבר דה-גליקוזילציה, וכן את מבנה החלבון הקשור ל-heme. לא נמצאו הבדלי מבנה משמעותיים בין HPX הטבעי לבין חלבון זה שעבר דה-גליקוזילציה. ה-heme נקשר בין 2 המקטעים הראשיים , בגומחה בה מופיע הפפטיד המקשר בן 20 חומצות האמינו. שני שיירי היסטידין מתפקדים בקואורדינציה של קישור heme ל-HPX: שייר His213 השייך לפפטיד המקשר, ו-His266, השייך ללולאה של המקטע ה-C-טרמינאלי.
ה-cDNA של HPX שובט באדם ובחולדה (Nikkila וחב' ב-Biochemistry משנת 1991, ו-Takahashi וחב' ב-Proc Natl Acad Sci USA משנת 1985). באדם, ה-HPX-cDNA הוא באורך של 1,523bp, והוא מאופיין על ידי open reading frame המקודד ל-439 חומצות אמינו, ואזור '3 בלתי מקודד שאורכו 159bp, שאחריו מופיע "זנב" של poly(A). אנליזה של רצף חומצות האמינו גילתה רצף גרעיני של בערך 45 חומצות אמינו, החוזר על עצמו 10 פעמים לאורך השרשרת הפוליפפטידית. אותו מאפיין זוהה גם ב-cDNA של חולדה, כאשר השוואה בין של רצפי חומצות האמינו של החלבון HPX בין אדם וחולדה גילה הומולוגיה של 76% בין שני חלבוני HPX בשני המינים. כן ייאמר ששיירי ציסטאין משומרים היטב, ולכן הקשרים הדיסולפידיים בחלבון זה זהים באדם והחולדה.
התפקיד הפיזיולוגי של המופקסין ויצירת הקומפלקס heme-HPX
חוץ מאשר בכבד, HPX מיוצר גם ב-CNS, ברשתית העין, בממברנת המזנגיום הכלייתית (Kapojos וחב' ב-Kidney Int משנת 2003) ובעצבים היקפיים (Chen וחב' ב-Exp Eye Res משנת 1998, ו-Tolosano וחב' ב-Biochim Biophys Res Commun משנת 1996). לאחר שהוא קושר heme, עובר HPX שינוי קונפורמציה המאפשר קישורו לקולטן ספציפי, המבוטא בעיקר על פני ממברנת תאים הפטוציטים, ואז הוא מוחדר אל תוך תאים אלה. בציטוזול של ההפטוציטים, עובר ה-heme קטבוליזם, והקומפלקס של HPX והקולטן שלו מתחילים מחזור חדש של קישור heme (על פי Smith ו-Hunt ב-Eur J Cell Biol משנת 1990). הקולטנים ל-heme-HPX מצויים לא רק על תאי פרנכימה של הכבד, אלא גם על תאי אפיתל פיגמנטריים ברשתית וכן על לימפוציטים Hunt וחב ב-J Cell Physiol משנת 1996, ו-Smith וחב' ב-Exp Cell Res משנת 1997). הקולטן על פני התא אליו נקשר הקומפלקס heme-HPX זוהה כ-CD91/LRP1 (Hvidberg וחב' ב-Blood משנת 2005).
תכונתו הבולטת של המופקסין היא זיקת הקישור הגבוהה שלו ל-heme עם Kd<1pM, כאשר החלבון קושר heme ביחס אקווי-מולארי של 1:1.1. HPX מבוטא בעיקר בכבד והוא שייך למשפחת acute phase proteins שהסינתזה שלהם מוגברת באירועי דלקת, זיהומים, טראומה ועקה. עם זאת HPX נחשב מגיב פאזה חריפה חלש יחסית, שרק לעתים רחוקות רמתו עולה יותר מאשר פי-2 מרמתו במצבי רגיעה. לאחר היווצרות הקומפלקס heme-HPX, הוא מתפנה מהצירקולציה על ידי הכבד, בניגוד לקומפלקס המוגלובין-haptoglobin המתפנה למערכת הרטיקולו-אנדותליאלית. חלבונים אלה מתחלקים ל-2 קבוצות עיקריות בהתאם לצורת תגובתם לציטוקינים. חלבוני פאזה חריפה type I, זקוקים לשילוב של 2 הציטוקינים IL-1 ו-IL-6, ולעתים אף הם זקוקים לצורך הגדלת הסינתזה שלהם גם למעורבות של גלוקו-קורטיקואידים. לעומתם חלבוני פאזה חריפה type II, מגיבים רק ל-IL-6 בעצמו בשילוב עם דקסמתאזון. HPX שייך לקבוצת type I, כאשר בקבוצה נכללים גם הפטוגלובין, complement C3, כמו גם α-1-acid glycoprotein וכן C-reactive protein וכן -serum amyloid A1, A2 ו-A3 (על פי Poli ב-J Biol Chem משנת 1998).
הזיקה הגבוהה של HPX ל-heme, והנוכחות של קולטנים ספציפיים לקומפלקס heme-HPX על ממברנות של הפטוציטים וסוגי תאים אחרים, הופכים את HPX למועמד לטרנספורט של heme לאברונים תוך-תאיים בהם heme עובר קטבוליזם ובכך נמנע הנזק החמצוני ש-heme עלול לגרום לתאים, וכן לאיבוד לא רצוי של מולקולות ברזל. רוב המחקרים in vitro התבצעו בתאי הפאטומה, ומחקרים in vivo רבים בוצעו במודלים של חיות.
תכונה בולטת של אזור הקישור של heme ל-HPX, היא הריבוי של שיירי חומצות אמינו בסיסיות וארומטיות. שמונה שיירים הידרופוביים ששבעה מתוכם הן חומצות אמינו ארומטיות, מגדירים את הגומחה של קישור heme, המאופיינת גם על ידי פוטנציאל חיובי בולט כתוצאה מנוכחות 4 שיירי ארגינין, ו-4 שיירי היסטידין. המבנה והמיקום של גומחת הקישור של heme, תואמים בברור הן את הזיקה הגבוהה של heme ל-HPX, כמו גם את ההפיכות (reversibility) של קישור זה, בדומה למבנה של חלבונים אחרים הקושרים ליגנדים, דוגמת קישור ברזל לחלבון הנשא טרנספרין (Anderson וחב' ב-Nature משנת 1990). ראוי לציין שכאשר מולקולת heme נקשרת ל-HPX, חלבון זה נעשה יותר קומפקטי, והפפטיד המקשר הופך להיות פחות רגיש לביקוע פרוטאוליטי. הזיקה הגבוהה של heme לחלבון הקושר, נובעת מיציבות האינטראקציה בין הברזל לבין שייר היסטידין, וכן מהתְאימוּת הסטרית, הגומחה ההידרופובית האופפת את ה-heme, וכן כתוצאה מאינטראקציות הידרופוביות. השתחררות ה-heme מתאחיזתו על ידי HPX, נובעת מהרס גומחת הקישור של heme לחלבון, בעקבות התנודתיות של שני המקטעים הראשיים ושל הפפטיד המקשר ביניהם.
HPX חוץ מאשר בכבד, HPX מיוצר גם ב-CNS, ברשתית העין, בממברנת המזנגיום הכלייתית (Kapojos וחב' ב-Kidney Int משנת 2003) ובעצבים היקפיים (Chen וחב' ב-Exp Eye Res משנת 1998, ו-Tolosano וחב' ב-Biochim Biophys Res Commun משנת 1996). לאחר שהוא קושר heme, עובר HPX שינוי קונפורמציה המאפשר קישורו לקולטן ספציפי, המבוטא בעיקר על פני ממברנת תאים הפטוציטים, ואז הוא מוחדר אל תוך תאים אלה. בציטוזול של ההפטוציטים, עובר ה-heme קטבוליזם, והקומפלקס של HPX והקולטן שלו מתחילים מחזור חדש של קישור heme (על פי Smith ו-Hunt ב-Eur J Cell Biol משנת 1990). הקולטנים ל-heme-HPX מצויים לא רק על תאי פרנכימה של הכבד, אלא גם על תאי אפיתל פיגמנטריים ברשתית וכן על לימפוציטים Hunt וחב ב-J Cell Physiol משנת 1996, ו-Smith וחב' ב-Exp Cell Res משנת 1997). הקולטן על פני התא אליו נקשר הקומפלקס heme-HPX זוהה כ-CD91/LRP1 (Hvidberg וחב' ב-Blood משנת 2005).
גרעין heme מורכב מפרוטופורפירין IX ומברזל, מה שיוצר מבנה שטוח וקשיח שהוא הידרופובי באופיו, המשתרבב במהירות לתוך השכבה הליפידית של ממברנת תאים, כאשר הוא אינו קשור ל-HPX. ברזל במצבי חמצון דו-ערכי (ferrous) או תלת-ערכי (ferric), יכולים ליטול חלק בריאקציית Fenton ליצירת רדיקלים הידרוקסילים מאוד טוקסיים. היכולת של heme לחדור לתוך הממברנה הליפידית ולהשתתף בריאקציית Fenton, הופכת את ה-heme לקטליסט של נזק הנגרם על ידי H2O2, על ידי LPS מחומצן או על ידי ניטרופילים משופעלים (Balla וחב' ב-Arteriosclr Throb משנת 1991 ו-Lab Invest מאותה שנה). בתוך התא heme עובר קטבוליזם מהיר, על ידי האנזים heme oxidase (להלן HO), הפותח את טבעת הפורפירין ליצירה של biliverdin ו-CO, תוך שהוא משחרר את הברזל שיכול להיקשר על ידי פריטין.