第一节 血浆蛋白质

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血浆蛋白是血浆中最主要的固体成分,含量为60~80g/L,血浆蛋白质种类繁多,功能各异。用不同的分离方法可将血浆蛋白质分为不同的种类。最初用盐析法只是将血浆蛋白分为白蛋白和球蛋白,后来用分段盐析法可细分为白蛋白、拟球蛋白、优球蛋白和纤维蛋白等组分。用醋酸纤维薄膜电泳法可分为白蛋白、α1球蛋白、α2球蛋白、β-球蛋白和γ-球蛋白等5条区带,而用分辨力较高的聚丙烯酰胺凝脉电泳法则可分为30多条区带。用等电聚焦电泳与聚丙烯酰胺电泳组合的双向电泳,分辨力更高,可将血浆蛋白分成一百余种。目前临床较多采用简便快速的醋酸纤维薄膜电泳法,所获得的血浆蛋白种类及正常含量见表10-1。

表10-1 血浆蛋白的种类、生成部位、主要功能和正常含量

血浆蛋白种类生成部位主要功能正常含量
(克/100毫升血浆)
白蛋白肝脏维持血浆渗透
压、运输、营养
3.8-4.8
α球蛋白α1球蛋白主要在肝脏运输1.5-3.0
α2球蛋白
β球蛋白大部分在肝脏运输
γ球蛋白主要在肝外免疫
纤维蛋白原肝脏凝血0.2-0.4

近年来已知的血浆蛋白质有二百多种,有些蛋白质的功能尚未阐明。将其中主要的血浆蛋白质含量及功能归纳如表10-2。

表10-2 血浆蛋白各组分的名称、浓度及生物学活性

名称符号正常血浆中浓度(毫克/100毫升)生物学活性
白蛋白:
前白蛋白PA/Pre-AL28-35结合甲状腺素
白蛋白AIb4,200±700维持血浆胶体渗透压、运输、营养
α1球蛋白:
α脂蛋白(HDL)aLP217-270磷酯、甘油三酯、胆固醇、脂溶性维生素的运输
α1酸性糖蛋白α1AGP75-100又称乳清类粘蛋白、感染初期活性物质,抑制黄体酮
α1抗胰蛋白酶α1AT210-500抗胰蛋白酶和糜蛋白酶
运钴胺素蛋白Ⅰ与维生素B12结合
运皮质醇蛋白TSC5-7运输皮质醇
甲胎蛋白AFP0.5-2.0×10-3
α2球蛋白:
α2神经氨酸糖蛋白C1s I24±10抑制补体第一成分C1s
(C1s酯酶抑制物)酯酶的抑制物
甲状腺素结合球蛋白TBG1-2和甲状腺素(T4)结合
α2HS糖蛋白α2HS?炎症时被激活
铜兰蛋白CP27-63有氧化酶活性,与铜结合,参与铜的代谢,急性时权反应物
凝血酶原5-10参加凝血作用
α2巨球蛋白α2M200±60抑制纤溶酶和胰蛋白酶,活化生长激纱和胰岛素,也可和其它低分子物质结合,急性时相反应物
胆硷酯酶ChE1±0.2水解乙酰胆碱
缚珠蛋白(结合珠蛋白)Hp100(30-190)和Hb结合
血管紧张素原使血管收缩,升高血压;促进醛固
红细胞生成素酮分泌促进RBC生成
α2脂蛋白(VLDL)α2Lp28-71(随年龄性别而异)运输脂类(主要是甘油三酯)、脂溶性维生素和激素
β球蛋白:
β脂蛋白(LDL)βLp219-340(随年龄性别而异)运输脂类(胆固醇、磷脂等)脂溶性维生素、激素
运铁蛋白Tf250±40运输铁、抗菌、抗病素
运血红素蛋白Hpx80-100与血红素结合
C反应蛋白CRP<1.2肺炎球菌的C多糖起反应
运钴铵素蛋白Ⅱ与维生素B12结合
纤溶酶原Pm30±2有纤溶酶活性
纤维蛋白原Fib350(200-00)凝血因子Ⅰ,急性时相反应物
γ球蛋白:
免疫球蛋白AIgA247±87抗体活性,分泌型抗体
免疫球蛋白DIgD3(0.3-40)抗体活性
免疫球蛋白EIgE0.033反应素活性
 (0.01-0.13)
免疫球蛋白MIgM146±56抗体活性
免疫球蛋白GIgG1280±260抗体活性

血浆蛋白质多种多样,各种血浆蛋白有其独特的功能,除按分离方法分类外。目前亦采用功能分类法。可分为以下8类:①凝血系统蛋白质,包括12种凝血固子(除Ca2+外)。②纤溶系统蛋白质,包括纤溶酶原、纤溶酶、激活剂及抑制剂等。③补体系统蛋白质。④免疫球蛋白。⑤脂蛋白。⑥血浆蛋白酶抑制剂,包括酶原激活抑制剂、血液凝固抑制剂、纤溶酶抑制剂、激肽释放抑制剂、内源性蛋白酶及其他蛋白酶抑制剂。⑦载体蛋白。⑧未知功能的血浆蛋白质。

血浆蛋白质具有以下共同特征:

1.血浆蛋白质绝大部分由肝脏合成。除γ球蛋白由浆细胞合成,内皮细胞合成少量血浆蛋白质外。

2.血浆蛋白质为分泌型蛋白质。在与肉质网结合的多核糖体(pllyribosome)上合成,分泌入血浆前经历了剪切信号肽、糖基化、磷酸化等翻译后修饰加工过程,成为成熟蛋白质。

 3.血浆蛋白质几乎都是糖蛋白,含有N-或O-连接的寡糖链。仅白蛋白、视黄醇结合蛋白和C-反应蛋白等少数不含糖。糖链可参与血浆蛋白分子的三级结构的形成,具有多种功能。

 4.各种血浆蛋白质都具有其特征性的循环半衰期。

5.许多血浆蛋白质有多态性(polymorphism)。多态性指在同种属人群中,有两种以上,发生频率不低于1%的表现型。最典型的是ABO血型物质。此外,α1抗胰蛋白酶、结合珠蛋白、铁转运蛋白、血浆铜蓝蛋白等都显示多态性。研究血浆蛋白多态性对遗传学及临床医学均有重要意义。

6.当急性炎症或组织损伤时,某些血浆蛋白水平增高。这些血浆蛋白被称为急性期蛋白质(acute phaseprotein)。包括C反应蛋白(CRP)、α1抗胰蛋白酶、α2酸性糖蛋白及纤维蛋白原等。急性期蛋白在人体炎症反应中发挥一定作用。

血浆蛋白的主要功能可归纳为以下几个方面:

1.维持血浆胶体渗透压。主要靠血浆白蛋白,因其含量多而分子小,血浆胶体渗透压的75~80%由它维持。

2.调节血浆pH值,维持酸碱平衡。血浆蛋白的等电点大部分在pH4~6,血浆中蛋白多以负离子形式存在,以

(Pr表示血浆蛋白)形式构成血浆中的缓冲对。

3.运输 血浆蛋白中许多组分具有运输功能,可送输营养物质、代谢物、激素、药物及金属离子等。

4.凝血和抗凝血作用。各种凝血因子及抗凝血因子在减少出血,防止循环阻塞中发挥重要作用。

5.免疫作用,抵御感染。主要靠抗体和补体系统发挥作用。

一、白蛋白

人血浆白蛋白(albumin)是人血浆含量最多的蛋白质,约45g/L,占血浆总蛋白的60%。肝脏每天合成12g白蛋白,占肝脏分泌蛋白的50%。人血浆白蛋白基因位于第4号染色体上,其初级翻译产物为前白蛋白原(preproalbumin)。在分泌过程中切除信号肽,生成白蛋白原(proalbumis)。继而在高尔基氏体经组织蛋白酶B切除N末端的一个6肽片断(精-甘-缬-苯丙-精-精),成为成熟的白蛋白。由585个氨基酸组成的一条多肽链,含17个二硫键,分子量约为69,000。白蛋白的分子呈椭园形,其长短轴分别为150和38,较球蛋白和纤维蛋白原分子对称,故白蛋白粘性较低。白蛋白等电点为pH4.7,比血浆蛋白其他组分的PI低,所以在常用的弱碱性电泳缓冲液中所带负电荷多,加之分子量小,故电泳迁移速度快。

血浆白蛋白主要有两方面生理功能:①维持血浆胶体渗透压。因血浆中白蛋白含量最高,且分子量较小,故血浆中它的分子数最多。因此在血浆胶体渗透压中起主要作用,提供75-80%的血浆总胶体渗透压。②与各种配体(ligands)结合,起运输功能。许多物质如游离脂肪酸、胆红素、性激素、甲状腺素、肾上腺素、金属离子、磺胺药、青霉素G、双香豆素、阿斯匹林等药物都能与白蛋白结合,增加亲水性而便于运输。

二、金属结合蛋白

1.结合珠蛋白(haptoglobin;Hp)是一种血浆糖蛋白,分子量约为90.000。能与红细胞外血红蛋白(Hb)结合形成紧密的非共价复合物Hb-Hp。每100ml血浆中具有足以结合40?80mg血红蛋白的Hp。每天降解的Hb约有10%释入血循环中,成为红细胞外游离的Hb,Hb与Hp结合成Hb-Hp复合物后分子量可达155.000,不能透过肾小球,从而防止游离血红蛋白从肾脏丢失,避免Hb所含铁的丢失。保证铁再用于合成代谢。

溶血性贫血患者血浆结合珠蛋白浓度下降。由于溶血时大量的Hb释出,Hp与游离Hb结合成复合物而被肝细胞摄取、清除。此外,Hp也是一种急性期蛋白,患各种炎症时其血浆中含量升高。

2.铁转运蛋白(transferrin;Tf) 铁转运蛋白属β球蛋白。是由肝脏内合成的糖蛋白,分子量约80.000。具高度多态性,目前已发现20多种不同类型的Tf。每分子Tf可结合2分子的Fe3+。铁转运蛋白的生理功能是将铁运送到需要铁的组织与细胞。每天血红蛋白分解代谢,释出25mg左右的铁。游离铁有毒性,它与Tf结合后不仅毒性降低而且还将铁运送到需铁部位。铁是许多含铁蛋白质生物活性的发挥所必不可少的,如血红蛋白、肌红蛋白、细胞色素、过氧化物酶等。因此,任何生长、增殖细胞的膜上都有铁转运蛋白的受体。携带Fe3+的Tf与受体结合后经内吞作用进入细胞内,供细胞内合成利用。

三、铜蓝蛋白(ceruloplasmin;Cp)

铜蓝蛋白(ceruloplosminCp)属α2球蛋白。也是由脏脏合成的一种糖蛋白、分子量为160,000,由8个分子量1.8万的亚基组成。每分子Cp可牢固地结合6个铜离子,并因携铜而呈蓝色。Cp除作为铜的载体外,还具有氧化酶的活性,可将Fe2+氧化为Fe3+,利于铁掺入铁转运蛋白,促进铁的运输。

正常人体内含铜约100?50mg,主要位于骨、脏脏和肌肉中。血浆中的铜90%由Cp转运,10%与白蛋白结合而送输。成人每日摄取铜2mg,主要在小肠上段吸收,同白蛋白结合送输到肝,即掺入肝细胞合成Cp。部分铜可从胆汁中排出。肝病时铜蓝蛋白合成减少,血浆Cp含量降低。肝豆状核变性(wilso病)是一种遗传病,可能因为肝细胞溶酶体不能将来自铜蓝蛋白的铜排入胆汁,导致铜在肝、肾、脑及红细胞中聚积,发生铜中毒。肝中铜含量增加,抑制铜和Cp结合,血中Cp含量下降(<20mg/dl)。可出现溶血性贫血、慢性肝病,以及神经系统症状。由于角膜内铜的沉着,在角膜周围出现绿色或金黄色的色素环,称为KayseFleischer环,是肝豆状核变性的一种特征性改变,具有诊断价值。减少铜摄入,服用D青霉胺鳌合铜离子,可对肝豆状核变性进行治疗。

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