كالبروتكتين

الكالبروتكتين (بالإنجليزية: calprotectin)‏ تعبير عن معقد من البروتينين الثديِيَّين S100A8 وS100A9 ، الكالبروتكتين في وجود الكالسيوم قادر على احتجاز العناصر الغذائية الأساسية : المنغنيز والزنك . . واحتجاز المعادن هذا يقدم خصائص معقدة مضادة للعضيات الدقيقة. الكالبروتكتين هوالمعقد البروتيني الوحيد المضاد للعضيات الدقيقة والمعروف باحتجازه للمنغنيز. يشكل الكالبروتكتين ما يصل إلى 60% من المحتوى البروتيني المنحل في العصارة الخلوية للعدلات ، ويتم إفرازه بآلية لا تزال مجهولة في حالات الالتهاب . يتم استخدام الكالبروتكتين البرازي لتحديد التهاب الأمعاء، ويمكن حتى يعمل كواسم للأمراض المعوية الالتهابية. ويمتلك المعقد أسماء مرادفة مختلفة مثل MRP8-MRP14 والكالغرانيولين A وB ومستضد التليف الكيسي ومستضد 60BBB ومستضد 27E10.

البنية

الهجريب البللوري للكالبروتكتين المحمل للـ Mn²⁺ وCa²⁺ , تظهر مثنويّين اثنين S100A8-S100A9 . السلاسل الزرقاء والرمادية تمثل S100A8 وS100A9, على التوالي. الكرات البنفسجية تمثل Mn²⁺ والكرات الخضراء تمثل Ca²⁺. أيون واحد فقط من المنجنيز يمكن ربطه في الكالبروتكتين ثنائي الوحدات.

الارتباط بالمعادن

يمتلك الكالبروتكتين إلفة مرتفعة لكل من الكالسيوم والزنك والمنغنيز. إذ يحتوي جميع من S100A8 وS100A9 مواقع ارتباط بالكالسيوم Ca²⁺ من نمط الذراع EF ويكون الكالبروتكتين قادراً على ربط أربع ذرات كالسيوم في جميع ديمر أوثمان ذرات كالسيوم في جميع تترامير. يؤدي الارتباط مع الكالسيوم إلى تغير بنيوي في المعقد مما يحسن من إلفته للمعادن الانتنطقية ويحفز تشكل التترامير. قد ترتبط ذرتا معدنين انتنطقيين كحد أقصى في جميع ديمر كالبروتكتين S100A8 وS100A9.

يمكن لديمر الكالبروتكتين حتى يرتبط مع شاردة منغنيز واحدة فقط بإلفة مرتفعة ويتم ذلك فقط بوجود الكالسيوم. يمكن للزنك حتى يرتبط في مسقطين في ديمر الكالبروتكتين ويمكن حتى يحدث ذلك حتى في غياب الكالسيوم. . لكن الكالسيوم يحسن في جميع الأحوال من إلفة الكالبروتكتين للزنك . وبينما تظهر القدرة الرابطة للمعادن في الكالبروتكتين عند ارتباط المونوميرين S100A8 وS100A9 فإن هذين المونوميرين عند استقلالهما يمتلكان بعض القدرة على ربط الزنك وقد يساهم ذلك في استتباب الزنك عند الثدييات.

تناسق الـ(His₆) للـ Mn²⁺ في الكالبروتكتين. ثمالات الهستيدين للـS100A8 ملونة باللون الرمادي, ثمالات الهستيدين للـS100A9 ملونة باللون البنفسجي.

يتكون أول مبتري ارتباط المعادن في الكالبروتكتين من عنصر أساسي His₃Asp مع مشاركة S100A8 بلجينتي هيستيدين (His83 وHis87) ومشاركة S100A9 بلجينتي هيستيدين وحمض أسبارتيك (His20 وAsp30). يمكن للمسقط الثاني حتى يتعاون مع المعادن من خلال مكون أساسي مرتبط مع الهيتسيدين الرباعي (His₄) أوالهيستيدين السداسي (His₆). في حالة الارتباط مع His₄ يساهم S100A8 من خلال جميع من His17 وHis27 بينما يساهم S100A9 من خلال His91 وHis95 . وفي حالة الارتباط مع His6 يتم إضافة ثمالتي هيستيدين إضافيتين هما His103 وHis105 من النهاية الطرفية C في S100A9 لتمكن من الارتباط ثماني الوجوه مع المعدن الانتنطقي . يرتبط المنغنيز مع ديمر الكالبروتكتين في مسقطه His₆ . ويمكن حتى يرتبط الزنك مع أي من المسقطين اللذين يتشكلان بين مونوميري S100A8 وS100A9 .

الخصائص المضادة للعضيات الدقيقة

المعادن الانتنطقية ضرورية لاستمرار الكائنات الحية على قيد الحياة. تحد الثدييات بقوة من توافر المعادن كجزء من الجهاز المناعي السليم مما يساعد في الوقاية من الإنتانات الناجمة عن الجراثيم والفطور. لقد وصف الكالبروتكتين لأول مرة في ثمانينات القرن الماضي كبروتين ثديي مضاد للعضيات يعمل من خلال احتجاز الزنك . من المعروف اليوم حتى الكالبروتكتين يمتلك أيضاً خصائص مضادة للجراثيم ومضادة للفطور تعود إلى قدرته على احتجاز المنغنيز والكالبروتكتين هوالعامل المضاد للعضيات الدقيقة الوحيد الذي يعمل من خلال احتجاز المنجنيز .

يشكل الكالبروتكتين ما يصل إلى 60% من المحتوى البروتيني المنحل في العصارة الخلوية للعدلات، وقد يوجد بتراكيز أقل في الوحيدات والبالعات والخلايا الظهارية المتوسفة . يدخل الكالبروتكتين في القيح وسائل الخراجات عند موت العدلات شأنه شأن البروتينات الأخرى المضادة للعضيات. تفرز الخلايا الثديية الكالبروتكتين خلال الاستجابة الالتهابية. فيفرز مثلا في الفم عند التهاب اللثة وفي عدوى المبيضات الفموي. يظهر حتى الأشخاص الذين يمتلكون طفرات في مورثة الكالبروتكتينقد يكونون أكثر عرضة لانتانات اللثة. يظهر حتى احتجاز المنغنيز بواسطة الكالبروتكتين هام في إنتانات الرئة. ولا تزال الآلية التي تقوم من خلالها الخلايا الثديية بإفراز S100A8 وS100A9 غير معروفة.

الكالبروتكتين البرازي

يصبح الكالبروتكتين موجوداً في اللمعة المعوية من خلال طرح الكريات البيض والإفراز الفعال وتوزع الخلية وموتها. وهذا يؤدي إلى ازدياد مستويات الكالبروتكتين البرازية وهوما يمكن تحديده في البراز. ولذلك فإن ازدياد مستويات الكالبروتكتين البرازية يشير إلى هجرة العدلات إلى المخاطية المعوية. وبما حتى الأشخاص المصابين بأمراض معوية التهابية (IBD) كالتهاب القولون القرحي أوداء كرون يمتلكون زيادة قد تصل إلى عشرة أضعاف في مستويات الكالبروتكتين البرازية، فإن قياس الكالبروتكتين البرازي يمكن حتى يشكل اختباراً كيميائياً حيوياً لهذه الأمراض. وعلى الرغم من كون اختبار الكالبروتكتين البرازي اختباراً حديثاً نسبياً فإنه يستخدم بشكل منتظم كمؤشر على IBD خلال المعالجة، وكواسم تشخيصي. يمكن حتى تعمل اختبارات الكالبروتكتين البرازي أيضاً على تمييز سقمى متلازمة الأمعاء التهيجية عن السقمى المصابين بـIBD . الكالبروتكتين مفيد كواسم لأنه يقاوم التخرب الأنزيمي ويمكن قياسه بسهولة في البراز. وعلى الرغم من حتى الكالبروتكتين البرازي يتعلق بشكل ملحوظ بفعالية السقم عند السقمى المصابين بـIBD، مؤكد فإن ازدياد الكالبروتكتين البرازي قد يحدث مؤشراً إيجابياً كاذباً على IBD في بعض الحالات. ومن الجدير بالذكر حتى تناول مثبطات مضخة البروتون يترافق مع ازدياد ملحوظ في قيم الكالبروتكتين. كما حتى الكالبروتكتين البرازي الإيجابي لا يساعد في تحديد موضع IBD أوتمييز التهاب القولون القرحي عن داء كرون . يمكن للكالبروتكتين البرازي حتى يشير أيضاً إلى حالات هضمية أخرى مثل السرطان القولوني المستقيمي والتهاب المعدة والأمعاء وعدم تحمل الطعام. تتغير مستويات الكالبروتكتين بناء على العمر والحالة السقمية، وقد تتغير من يوم لآخر بين الأشخاص . يمكن استعمال الكالبروتكتين البرازي أيضاً كمسح أولي عند السقمى الآخرين الذين تتسقط إصابتهم بـIBD أوكطريقة لمتابعة شفاء المخاطية. ولا تزال احتمالية استخدام الكالبروتكتين البرازي في هذا المجال موضع شك حتى الآن ولم يتم الاتفاق على المستويات الصفرية.

انظر أيضاً

الزنك في البيولوجيا
المنغنيز في البيولوجيا
الدور الغذائي للكالسيوم
الكيمياء الحيوية اللاعضوية

المصادر

↑ Lehmann, F. S.; Burri, E.; Beglinger, C. (13 October 2014). "The role and utility of faecal markers in inflammatory bowel disease". Therapeutic Advances in Gastroenterology. 8 (1): 23–36. doi:10.1177/1756283X14553384. مؤرشف من الأصل في 17 ديسمبر 2019. اطلع عليه بتاريخ 20 يناير 2015.
↑ Striz, I; Trebichavsky, I (2004). "Calprotectin - a pleiotropic molecule in acute and chronic inflammation". Physiological research / Academia Scientiarum Bohemoslovaca. 53 (3): 245–53. PMID 15209531.
↑ Costa, Lucio G; Aschner, Michael (2014). . Royal Society of Chemistry. صفحة 146. ISBN . مؤرشف من الأصل في 26 يناير 2020. اطلع عليه بتاريخ 27 يناير 2015.
↑ Brophy, Megan Brunjes; Nolan, Elizabeth M. (16 January 2015). "Manganese and Microbial Pathogenesis: Sequestration by the Mammalian Immune System and Utilization by Microorganisms". ACS Chemical Biology: 150116125412006. doi:10.1021/cb500792b.
↑ Marshall, William Marshall,; Lapsley, Marta; Day, Andrew; Ayling, Ruth (2014). (الطبعة 3). Elsevier Health Sciences, 2014. ISBN . مؤرشف من الأصل في 17 ديسمبر 2019. اطلع عليه بتاريخ 19 يناير 2015. CS1 maint: extra punctuation (link)
↑ Gupta, Ramesh (2014). . San Diego, CA: Academic Press. صفحات 272–273. ISBN . مؤرشف من الأصل في 26 يناير 2020. اطلع عليه بتاريخ 19 يناير 2015.
↑ Celio, Marco R.; Pauls, Thomas; Schwaller, Beat (1996). Guidebook to the calcium-binding proteins. Oxford: Sambrook & Tooze Publication at Oxford University Press. صفحات 147–148. ISBN .
↑ van Rheenen PF, Van de Vijver E, Fidler V (2010). "Faecal calprotectin for screening of patients with suspected inflammatory bowel disease: diagnostic meta-analysis". BMJ. 341: c3369. PMC 2904879. PMID 20634346. ضع ملخصا – MedScape.
↑ Evans, G.O. (2009). (الطبعة 2). Boca Raton: Taylor & Francis. صفحات 107–108. ISBN . مؤرشف من الأصل فيستة أبريل 2016. اطلع عليه بتاريخ 19 يناير 2015.
^ Strupat, K; Rogniaux, H; Van Dorsselaer, A; Roth, J; Vogl, T (September 2000). "Calcium-induced noncovalently linked tetramers of MRP8 and MRP14 are confirmed by electrospray ionization-mass analysis". Journal of the American Society for Mass Spectrometry. 11 (9): 780–8. PMID 10976885.
↑ Maret, Wolfgang; Wedd, Anthony (2014). . [S.l.]: Royal Soc Of Chemistry. صفحة 271. ISBN . مؤرشف من الأصل في 26 يناير 2020. اطلع عليه بتاريخ 27 يناير 2015.
^ UniProt Consortium. "P05109- S10A8_HUMAN". http://www.uniprot.org/. UniProt Consortium. مؤرشف من الأصل في 16 ديسمبر 2017. اطلع عليه بتاريخ 21 يناير 2015. روابط خارجية في |مسقط= (مساعدة)
^ UniProt Consortium. "P06702- S10A9_HUMAN". http://www.uniprot.org/. UniProt Consortium. مؤرشف من الأصل في 23 ديسمبر 2017. اطلع عليه بتاريخ 21 يناير 2015. روابط خارجية في |مسقط= (مساعدة)
↑ Hood, M; Skaar, E (2013). "Nutritional immunity: transition metals at the pathogen-host interface". Nature Reviews Microbiology. 10 (8): 525–537. doi:10.1038/nrmicro2836. PMC 3875331.
↑ Schaechter, Moselio (2009). (الطبعة 3). [S.l.]: Elsevier. صفحة 570. ISBN . مؤرشف من الأصل في 26 يناير 2020. اطلع عليه بتاريخ 27 يناير 2015.
^ Vacharaksa, Anjalee (2007). . ProQuest. صفحة 20. ISBN . مؤرشف من الأصل في 26 يناير 2020. اطلع عليه بتاريخ 27 يناير 2015.
^ Tibble J, Teahon K, Thjodleifsson B, Roseth A, Sigthorsson G, Bridger S, Foster R, Sherwood R, Fagerhol M, Bjarnason I (2000). "A simple method for assessing intestinal inflammation in Crohn's disease". Gut. 47 (4): 506–13. PMC 1728060. PMID 10986210.
^ D'Haens G, Ferrante M, Vermeire S, Baert F, Noman M, Moortgat L, Geens P, Iwens D, Aerden I, Van Assche G, Van Olmen G, Rutgeerts P (2012). "Fecal calprotectin is a surrogate marker for endoscopic lesions in inflammatory bowel disease". Inflamm. Bowel Dis. 18 (12): 2218–24. doi:10.1002/ibd.22917. PMID 22344983.
^ Poullis A, Foster R, Mendall MA, Shreeve D, Wiener K (2003). "Proton pump inhibitors are associated with elevation of faecal calprotectin and may affect specificity". Eur J Gastroenterol Hepatol. 15 (5): 573–4, author reply 574. PMID 12702920.