FAKT I- cząsteczka albuminy (66,5kDa = 66.500 g/mol
) jest zbudowana z pojedynczego łańcucha 585
aminokwasów. Będąc białkiem występującym w osoczu
w stężeniu aż 0,6 mM.

Dla zrozumienia biologicznej funkcji tego białka

potrzebne są informacje na temat jej struktury
trzeciorzędowej wykazującej obecność trzech
strukturalnych domen (I, II, III) z których każda złożona
jest z dwóch subdomen nazywanych A i B.

FAKT II – biologiczna funkcja albuminy
związana jest między innymi z obecnością
ujemnego ładunku (netto) na powierzchni tego
białka, ograniczającego kontakt z powierzchnią
komórek śródbłonka naczynia krwionośnego i
warunkującego ciśnienie osmotyczne
( zwane ciśnieniem onkotycznym).

FAKT III – na powierzchni trzech domen
albuminy znajdują się miejsca wiązania
drobnocząsteczkowych ligandów, takich jak:

a)

Wolne kwasy tłuszczowe

( krótko i długo łańcuchowe)

b)

Cholesterol

c)

Bilirubinę

d)

Wolny hem

e)

Leki

f)

Jony metali

Kwasy tłuszczowe uwalniane są w procesie
lipolizy, a albumina dostarcza je do
odpowiednich komórek naszego organizmu.
Cząsteczka albuminy wykazuje aż 7
odrębnych miejsc wiążących kwasy
tłuszczowe FA1-FA7 .

FA2, FA4, FA5 mają największe powinowactwo do
długołańcuchowych kwasów tłuszczowych. FA6 i FA7
wiążą kwasy tłuszczowe wyłącznie wiązaniami
hydrofobowymi

W warunkach fizjologicznych do jednej cząsteczki albuminy

wiążą się dwie cząsteczki długołańcuchowych kwasów

tłuszczowych FFA.

W stanach chorobowych, takich jak cukrzyca wszystkie

miejsca wiążące mogą ulec wysyceniu. Obecność trzech

cząsteczek FFA i więcej związanych z cząsteczką albuminy

wywołuje zmianę konformacji całej cząsteczki, zmieniając

dramatycznie strukturę N-końcowej pętli białka zawierającej

jedyną wolną resztę cysteiny występującej w formie tiolanu.

3
FFA

Znaczenie 34 cysteiny albuminy

dla biologicznej funkcji tego

białka.

Albumina ludzka zawiera 17 mostków
dwusiarczkowych (S-S) i tylko jedną resztę
wolnej cysteiny w pozycji 34. Cysteina 34
występuje w formie tiolanu ( anionu 34 S ),
co radykalnie zwiększa jej zdolność
do reagowania i neutralizacji toksycznych
cząsteczek nadtlenku wodoru (H

2

O

2

).

Cys

34

S + H

2

O

2

Cys

34

OH + H

2

O

_

_

H

+

Kwas sulfenowy
cysteiny

Reakcja powyższa dokumentuje biologiczną funkcję albuminy jako
przeciwutleniacza ( neutralizuje toksyczny nadtlenek wodoru)

Wolne kwasy tłuszczowe obecne w osoczu
diabetyków w nadmiarze, wiążąc się w swoich
miejscach wiązania indukują zmianę całej
cząsteczki albuminy przenoszoną na
subdomenę IA zawierającą cysteinę 34.

Zlokalizowana na dnie kieszonki
mieszczącej się w domenie 1A od
końca
N-aminowego

Przeniesiony na powierzchnię
cząsteczki albuminy w następstwie
interakcji albuminy z więcej niż
dwiema cząsteczkami
długołańcuchowych kwasów
tłuszczowych FFA.

3
FFA

TIOLAN CYSTEINY 34

TIOLAN CYSTEINY 34

W warunkach prawidłowych ( do 2 reszt FFA związanych

z albuminą) tiolan cysteiny 34 znajduje się na dnie

kieszonki domeny IA, a więc jest odseparowany

przestrzennie (topologicznie ) od cząsteczek H

2

O

2

.

Wyeksponowanie reszty tiolanu cysteiny 34 na

powierzchnię domeny IA ułatwia kontakt z ligandem

jakim jest H

2

O

2

.

Zjawisko dodatniej interakcji pomiędzy różnymi

ligandami FFA i H

2

O

2

w przypadku albuminy nazywamy

heterotropową kooperatywnością dodatnią.

OH

3
FFA

H

2

O

2

Wysokie stężenia glukozy i FFA we krwi
diabetyków skutkują wzrostem aktywności
błonowej oksydazy NADPH (patrz wykład 1!)
oraz stężenia produktu reakcji tego enzymu –
H

2

O

2.

W osoczu ludzkim tlenek azotu (NO) znany czynnik

wazodylatacyjny ( obniża ciśnienie krwi) występuje w

stężeniu 7 µM z czego 82% to tlenek azotu związany z

grupą 34 cysteiny. Utlenienie cysteiny skutkuje brakiem

wiązania tlenku azotu, a co za tym idzie obkurczeniem

naczyń krwionośnych w tym zaopatrujących w tlen nerwy

obwodowe, co leży u podstawy mechanizmu

obwodowej

polineuropatii cukrzycowej.

Biorąc pod uwagę biologiczne

skutki wiązania nadmiaru cząsteczek kwasów tłuszczowych

do albuminy w cukrzycy, tzn aktywację utlenienia 34

cysteiny przez FFA ( kooperatywność heterotropowa

dodatnia). Finalnym efektem biologicznym, będzie

obniżenie zdolności utlenionej cząsteczki albuminy do

wiązania i dostarczania tlenku azotu do komórek

śródbłonka. Obserwujemy więc finalnie

efekt allosteryczny

ujemny

w nawiązaniu do funkcji biologicznej albuminy.

FAKT IV- w cząsteczce albuminy występują

dwa miejsca wiązania leków, nazwane od

nazwiska odkrywcy miejscem Sudlowa I i II.

Miejsce Sudlowa I jest swoistym między
innymi dla wiązania leku
przeciwzakrzepowego warfaryny, natomiast
miejsce II wiąże ibuprofen- lek
przeciwzapalny i przeciwbólowy.

warfaryn
a

ibuprofe
n

Oba te leki wykazują kooperatywność

heterotropową negatywną w stosunku do siebie.

Jakie konsekwencje ma to zjawisko dla praktyki
lekarskiej?

Odpowiedź: Lekarz przepisujący duże ilości
ibuprofenu i warfaryny musi liczyć się z negatywnym
efektem swojego postępowania (efekt jatrogenny).
Uwolniona w wyniku negatywnej kooperatywności
warfaryna może wywołać niepożądane krwawienia.