גליקופורין - Glycophorin - A

הדפס

מדריך בדיקות מעבדה
גליקופורין א
Glycophorin a
שמות אחרים	ISGLYCFIHCTO, CD235a ,GY.
מעבדה	כימיה בדם
תחום	קודמנים של תאים אריתרואידים במח העצם.
יוצר הערך	פרופ' בן-עמי סלע

מטרת הבדיקה:

סיוע בזיהוי של קודמנים אריתרואידיים במח העצם, כמו גם לסייע באבחון של לויקמיה אריתרואידית.

גנומיקה

גליקופורינים A ו-B הם סיאלו-גילקופרוטאינים ראשיים של ממברנת אריתרוציטים, הנושאים את הפעילות האנטיגנית של קבוצות הדם MN ו-Ss. בנוסף לאנטיגנים M, N ו-S או s, המופיעים בכל האוכלוסיות, בערך 40 מהפנוטיפים הוריאנטים זוהו. וריאנטים אלה כוללים את כל הוריאנטים של קומפלקס Miltenberger ומספר איזופורמים של Dantu, Sat, He, Mg, והארינטים של שמט Ena, Mk ו-S-s-U. ‏GypA, GypB ו-GypE הם חברים באותה משפחה וממוקמים על הזרוע הארוכה של כרומוזום 4 באתר 4q31. המשפחה עברה אבולוציה דרך 2 אירועים נפרדים של דופליקצית הגן. הדופליקציה ההתחלתית הביאה לאבולוציה של שני גנים: האחד שהביא לאבולוציה של GypA, והשני שגרם לאירועי דופליקציה של GypB ושל GypE. שני האירועים התרחשו תוך פרק זמן קצר. הגן המקודד ל-GypA מורכב מ-7 אקסונים ויש לו הומולוגיה של 97% עם הגן המקודד ל-GypB ול-GypE, מהאזור ה- '5 untranslated transcriiption עד לרצף המקודד של 45 חומצות האמינו הראשונות. GypA יכול להימצא בכל הפרימטים, כאשר GypB נמצא רק במספר גורילות ובמספר פרימטים גבוהים יותר, מה שמוכיח שאירועי הדופליקציה התרחשו מאוחר בתהליך התפתחות הפרימטים. יש בערך מיליון עותקים של גליקופורין A בכל אריתרוציט (Dean ב-Blood Groups and Red Cell Antigens משנת 2005). קבוצת הדם MNS זוהתה בשנת 1927 על ידי Landsteiner ו-Levine. קבוצות הדם S ו-s, תוארו בשנת 1947. האנטיגנים M ו-N שונים בשני שיירים של חומצות אמינו: אלל M מכיל serine בעמדה 1 וגליצין בעמדה 5, בעוד שאלל N מכיל leucine בעמדה 1 וחומצה גלוטמית בעמדה 5. גליקופורינים A ו-B קושרים את הלקטין anti-N מהצמח Vicia graminea. ישנם כ-40 וריאנטים ידועים בקבוצת הדם MNS. מוטנטים אלה הם תוצאה של מוטציות בתוך אזור 4kb המקודד למקטע החוץ-תאי. וריאנטים אלה כוללים את האנטיגנים Mg ,Henshaw ,Miltenberger ,Nya ,Osa ,Orriss ,Raddon ,Stone. גם שימפנזים מכילים מערכת קבוצות דם MN, אם כי בקופים אלה קבוצת דם M מגיבה חזק יותר מאשר קבוצת דם N (‏Blumenfeld וחב' ב-Biochem Genet משנת 1983). אנטיגן Wright b (להלן Wrb) ממוקם על GpA ופועל כקולטן לטפיל המלריה Plasmodium falciparum. תאים החסרים GpA (להלן Ena), עמידים לפלישה של טפיל זה. האנטיגן הקושר אריתרוציטים 175 של P. falciparum מזהה את הקצה של הרצף Neu5Ac(alpha 2-3)Gal. דרך הקפסיד שלו של GpA. מספר נגיפים נקשרים ל-GpA דרך הקפסיד שלו כולל הפטיטיס A, וכן bovine parvovirus, נגיף Sendai, ‏influenza A ו-B, קבוצה C של rotavirus, נגיף encephalomyocarditis ונגיף Reo ‏(Smith וחב' ב-Biochemistry משנת 2001). המבנה הבסיסי שותל ה- O-linked oligosaccharide מורכב משתי חומצות סיאליות, מגלקטוז ומ-GalNAc, היוצרים טטרה-סכריד, ושייר GalNAc הטרמינלי מחובר ל- The/Ser של השרשרת הפוליפפטידית (Smith וחב' ב-Biochem J משנת 1982, ו-Fukuda וחב' ב-J Biol Chem משנת 1982). המבנה הבסיסי של N-linked oligosaccharide מורכב מ-NeuGc ,Gal, Fuc .Man ,Fuc ,GlcNAc כאשר שייר ה-GlcNAc קשור ל-Asp 26 של השרשרת הפוליפפטידית (Yoshima וחב' ב-J Biol Chem משנת 1980).

גליקופורין העיקרי, glycophorin A, הוא פוליפפטיד חד-שרשרתי, והוא קשור למספר סיאלו-אוליגוסכרידים, הנושאים מספר אנטיגנים של קבוצות דם. אנטיגנים של קבוצות דם אלה ממוקמים בקשר O עם האוליגוסכרידים ליד רצף חומצות האמינו הסמוך. Glycophorin A נושא את אנטיגני M ו-N, כפי שנקבע על ידי רצף חומצות האמינו ליד השיירים 1 ו-5 של הפוליפפטיד הבשל (Ser1/Gly5 של M, ו-Leu1/Glu5 של N). מצד שני, glycophorin B, הוא בעל צורת N בלבד, ורצף חומצות האמינו שלו זהה לזה של N-type glycophorin A.

גליקופורין B נושא אנטיגנים של קבוצת דם נוספת, זו הידועה כ-Ss, כפי שנקבע על ידי רצפי חומצות אמינו ליד Met 29 עבור S, או ליד Thr 29 עבור s (‏Dahr וחב' ב-Hoppe-Seyler Z Physiol. Chem משנת 1980). שני הגליקופפטידים הגליקופוריניים מכילים 3 O-linked אוליגוסכרידים, חומצה סיאלית הקשורה לשיירי חומצות אמינו 2, 3 ו-4. שני הגליקופורינים מאבדים פעילויות של קבוצות הדם על ידי דה-סיאליזציה (Prohaska וחב' ב-J Biol Chem משנת 1981). האנטיגנים ע"ש Wright (להלן Wr) קשורים עם band 3 ועם GpA (‏Pang ו-Reithmeyer ב-Biochem J משנת 2009).‏ Glycophorin C והצורה הקצרה יותר שלו, glycophorin D, שונים אנטיגנית מגליקופורינים A ו-B. ‏ Glycophorin C נושא מספר אנטיגנים של קבוצות דם (Gerbich, Yus, Wb, Ana, Dha ואחרות),‏ (Anstee וחב' ב-Biochem J משנת 1984). הגליקופורין A הוא סמן אריתרואידי של המטופויאזה נורמלית וממאירה (Proc Natl Acad Sci USA). המבנה המולקולרי של Glycophorin A (להלן GpA), שהוא הסיאלו-גליקופרוטאין העיקרי של פני אריתרוציטים, הוא אחד החלבונים האינטגרליים המאופיינים ביותר (Tomita ו-Marchesi ב-Proc Natl Acad Sci USA משנת 1975), ורצף חומצות האמינו שלו ידוע. ל-GpA שלושה מקטעים: מקטע הידרופילי הנושא את הקצה ה-N-טרמינלי ממוקם בצד החיצוני של פני הכדורית האדומה, וקצה C-טרמינלי הממוקם בציטופלזמה המגיב כנראה עם חלבונים פריפריים בצד הפנימי של פני הכדורית. שני רצפים הידרופיליים אלה קשורים על ידי המקטע ההידרופובי של 23 חומצות אמינו בתוך ה-lipid bilayer. החלק הגדול (בערך 60%) מה-GpA הוא קרבוהירטי. המולקולה מכילה 15 אוליגוסכרידים בקשר O-גליקוסידי, עם מבנה של N -acetyl neuraminyl a(2-3)-galactosyl ß(1-3) IN-acetyl neuraminyl (2-6)1 N-acetyl galactosamine (‏Thoams ו-Winzler ב-J Biol Chem משנת 1969), וקשר יחיד N-glycosidicoligosaccharide הממוקם מחוץ ל-lipid bilayer במקטע ה-N-טרמינלי תוך קשר ל-Asp26. ל‏GpA נושא את פעילות קבוצת הדם MN של התאים האדומים (Marchesi וחב' ב-Ann Rev Biochem משנת 1976). ממצא זה מתרחש בגלל האינטראקציה בין חומצות אמינו ואוליגוסכרידים O-גליקוזידיים, כיוון שטיפול עם האנזים neuraminidase, או מודיפיקציות של חומצות אמינו מבטלות את הפעילות. GpAs מתאי M ו-N הם בעלי רצפים שונים של חומצות אמינו בקצה ה-N-טרמינלי (Dahr וחב' ב-Biol Chem Hoppe-Seyler משנת 1985). הדימר של GpA מופיע מתחת ל-band 3 בג'ל SDS-polyacrylamide, והוא על משקל מולקולרי שבין 29-36 אלף דלטון. הנדידה האלקטרופורטית של גליקופורין נמוכה יחסית בהשוואה למרכיבים ממברנליים אחרים בגלל היותו בעל תכולה גליקוליטית גבוהה.

גליקופורינים מדווחים גם כנשאים של אנטיגני קבוצת הדם ABH (‏Wilczyńska וחב' ב-FEBS Lett משנת 1980, ו-Podbielska וחב' ב-Arch Biochim Biophys משנת 2004). על פי האחרונים אוליגוסכרידים שהם O-linked המבודדים מ-GpA נושאים את האנטיגן של קבוצת הדם B, A, או H. תפקיד פיזיולוגי אחר של גליקופורינים כרוך בקולטנים ללקטינים. גליקופורינים כרוכים במספר סיאלו-אוליגוסכרידים, לפיכך, מספר לקטינים כגון זה מ-Psathyrella velutina, האגלוטינין מ-wheat germ, מגיבים עם השייר האוליגוסכרידי של הגליקופורין (Sueyosh וחב' ב-Carbohydr Res משנת 1988, Krotkiewska וחב' ב-Acta Biochim Pol משנת 2002, ו-Anderson וחב' ב-J Agric Food Chem משנת 2002). תפקודים נוספים של גליקופורינים כקולטנים כרוכים באינטראקציות של אריתרוציטים עם נגיף influenza (‏Ellens וחב' ב-Biochemistry משנת 1990, ו-Kanaseki וחב' ב-J Cell Biol משנת 1991), נגיף Sendai (‏Suzuki וחב' ב-J Biochem משנת 1983, ו-Wybenga וחב' ב-Biochemistry משנת 1996), טפיל המלריה (Templeton וחב' ב-J Exp Med משנת 1998, ו-Lobo ב-Immunology משנת 2008), ו-α-haemolysin של Escherichia coli (‏Cortajarena וחב' ב-J Biol Chem משנת 2001). בשנות ה-90 של המאה ה-20 התפקיד החיוני של GpA נעשה ברור לאחר פיתוח שיטות ניסוייות חדשות כגון שימוש בדטרגנטים (Cochet וחב' ב-J Chromatogr B משנת 2001).