Транспортный белок с ферментативной активностью – церулоплазмин

Церулоплазмин – медьсодержащий гликопротеин плазмы, обладающий оксидазной активностью. Содержание в плазме 0,31 г/л с колебаниями от 0,1 до 0,5 г/л. Мол. масса—134 кДа. Содержит 7 - 8 атомов меди, которые придают белку синий цвет.

В конце 40-х гг. ХХ в. было установлено, что церулоплазмин катализирует окисление кислородом различных полифенолов, ароматических полиаминов и других веществ. Эти оксидазные свойства церулоплазмина проявляются и в организме, где субстратами его могут служить аскорбиновая кислота, соединения двухвалентного железа (ферроксидазные свойства). Последнее имеет большое значение в процессах мобилизации и транспорта железа. По такой же схеме церулоплазмин участвует в окислении некоторых биогенных аминов.

Церулоплазмин связывает 90—95 % всей меди плазмы, остальную часть транспортирует альбумин. И хотя церулоплазмину приписывают ведущую роль в транспорте меди к тканям, тем не менее, церулоплазмин, который очень прочно связывает медь в сравнении с альбумином, ”неохотно” расстается со связанной медью. Синтезируется в печени. Уровень белка меняется при многих заболеваниях. Содержание его повышается при хронических болезнях печени, инфаркте миокарда, беременности, шизофрении, снижается при некрозе печени, гипопротеинемиях, нефрозе. Время полураспада – 5–7 дней.

Среди врожденных заболеваний, сопровождающихся изменением уровня церулоплазмина, наиболее хорошо изучена гепатолентикулярная дегенерация (болезнь Коновалова-Вильсона). Это наследственное заболевание, при котором нарушается выделение меди с желчью. Оно, возможно, связано с тем, что лизосомы неспособны выделить медь, полученную из распадающегося церулоплазмина. Медь при этом накапливается постепенно в печени, мозге, почках и эритроцитах, что приводит, в конце концов, к почти нулевому балансу меди, завершающемуся медным токсикозом. Увеличение меди в клетках печени ингибирует связывание меди с апоцерулоплазмином и ведет к низкому уровню белка в плазме (менее 20 мг/100мл). Накопление меди приводит к гемолизу эритроцитов (анемия), хроническим болезням печени и нарушению функций нейронов в базальных ганглиях и других центрах мозга. При подозрении на болезнь Вилсона необходимо провести биопсию печени: в пользу заболевания свидетельствуют высокое содержание меди в печени (более 250 мкг/г сухой ткани) низкий уровень церулоплазмина в плазме (меньше 20 мг/100 мл). Лечение состоит из диеты с низким содержанием меди и использовании D -пенициламина, формирующего комплексы с медью, которые выделяются мочой, что способствует удалению избытка меди из организма.

Фракция β-глобулинов

Главный белок, обеспечивающий транспорт железа, – трансферрин (сидерофилин), β₁-гликопротеин плазмы крови, содержание в плазме – 1,6 – 2,8 г/л. Не связанную с железом форму называют апотрансферрином. Мол. масса – 76 – 77 кДа, изоэектрическая точка – 5,9. Содержание углеводов – 6,1 %. Полипептидная цепь содержит 680 аминокислотных остатков. Считают, что трансферрин состоит из двух одинаковых доменов, каждый из которых связывает по одному атому железа.

Апотрансферрин, связывая два атома железа, образует комплекс, окрашенный в розовый цвет с максимумом поглощения при длине волны 460 – 465 нм. Изменение поглощения при этой длине волны может быть использовано для определения связывания железа. Одновременно с присоединением железа молекула связывает два иона карбоната или бикарбоната, формируя сложный комплекс.

В молекуле трансферрина железо трехвалентное, однако более легко с ним связывается Fe²⁺, которое, окисляясь, превращается в трехвалентное. Различные анионы могут замещать бикарбонат: оксалат, малонат, пируват, лактат. Связывание каждого атома железа сопровождается выде­лением трех протонов из комплекса и присоединением одного бикарбонатного иона. На основании этих отличий удается выделить четыре формы трансферрина — апотрансферрин, две различные формы, содержащие по одному атому железа, и одну форму, имеющую два атома железа.

С трансферрином может связываться и большое число других металлов: Cu²⁺, Zn²⁺ Cr³⁺, Co³⁺, Mn³⁺, Cd³⁺. Уровень трансферрина увеличивается при беременности, железодефицитных анемиях, после введения эстрогенов, снижается при циррозах печени, белковом голодании, отравлении солями железа. Содержание трансферрина у здоровых составляет 2,42 г/л.

Гемопексин — β-гликопротеин с мол. массой 57 кДа, состоит из одной полипептидной цепи. Содержание углеводов до 20 %. Концентрация в плазме – 0,85 г/л.

Синтезируется в печени. Главная функция – связывание и транспорт гема, который рассматривается и как индуктор синтеза гемопексина. Каждая молекула гемопексина связывает одну молекулу гема. Такой комплекс легко захватывается из крови печенью.