血漿蛋白

血漿蛋白

血漿蛋白指的是血漿中的蛋白部分,血漿蛋白是多種蛋白質的總稱。血漿蛋白可分為清蛋白球蛋白纖維蛋白原等幾種成分。清蛋白在三類蛋白質中分子量最小,但在血漿中的含量卻是最多的。血漿蛋白可以作為畜禽飼料、營養補劑,並且可以用來提取血紅素、血卟啉衍生物、超氧化物歧化酶(SOD)以及廣泛應用在肉製品中。

概述


血漿蛋白是血漿中多種蛋白質的總稱
血漿蛋白是血漿中多種蛋白質的總稱
血漿(blood plasma)相當於結締組織的細胞間質。是血液的重要組成分,呈淡黃色液體(因含有膽紅素)。血漿的化學成分中,水分佔90~92%,溶質以血漿蛋白為主。血漿蛋白是多種蛋白質的總稱,用鹽析法可將其分為白蛋白、球蛋白和纖維蛋白原三類。
血漿蛋白的濃度是血漿和組織液的主要區別所在,因為血漿蛋白的分子很大,不能透過毛細血管管壁。在生物化學研究中,曾經用鹽析法將血漿蛋白分為白蛋白、球蛋白與纖維蛋白原三大類。以後,用電泳法又將白蛋白區分為白蛋白和前白蛋白,將球蛋白區分為a1-、a2-、a3-、β-、γ-球蛋白等。用其他方法,如免疫電泳,還可以將血漿蛋白作更進一步的區分。這說明血漿蛋白包括了很多分子大小和結構都不相同的蛋白質。

組成


血液由有形成分紅細胞、白細胞和血小板,以及無形的液體成分血漿(plasma)組成。血液凝固后析出淡黃色透明液體,稱為血清(serum)。血清與血漿的區別在於血清中沒有纖維蛋白原,但含有一些在凝血過程中生成的分解產物。
生理情況下,血液經血管在全身不斷流動,轉運各種物質與組織之間。血漿,組織間液以及其它細胞外液共同構成機體的內環境。因此血液在溝通內外環境,維持內環境的相對穩定(如pH、滲透壓、各種化學成分的濃度等),物質的運輸(營養物、代謝產物、代謝調節物),免疫防禦及凝血與抗凝血作用等方面都起著重要作用。

分類


血漿蛋白的組成
血漿蛋白的組成
血漿蛋白是血漿中最主要的固體成分,含量為60~80g/L,血漿蛋白質種類繁多,功能各異。用不同的分離方法可將血漿蛋白質分為不同的種類。最初用鹽析法只是將血漿蛋白分為白蛋白和球蛋白,後來用分段鹽析法可細分為白蛋白、擬球蛋白、優球蛋白和纖維蛋白等組分。用醋酸纖維薄膜電泳法可分為白蛋白、α1球蛋白、α2球蛋白、β-球蛋白和γ-球蛋白等5條區帶,而用分辨力較高的聚丙烯醯胺凝脈電泳法則可分為30多條區帶。用等電聚焦電泳聚丙烯醯胺電泳組合的雙向電泳,分辨力更高,可將血漿蛋白分成一百餘種。目前臨床較多採用簡便快速的醋酸纖維薄膜電泳法。
近年來已知的血漿蛋白質有二百多種,有些蛋白質的功能尚未闡明。
血漿蛋白質多種多樣,各種血漿蛋白有其獨特的功能,除按分離方法分類外。目前亦採用功能分類法。可分為以下8類:
① 凝血系統蛋白質,包括12種凝血固子(除Ca2+外)。
② 纖溶系統蛋白質,包括纖溶酶原、纖溶酶、激活劑及抑製劑等。
補體系統蛋白質。
脂蛋白
⑥ 血漿蛋白酶抑製劑,包括酶原激活抑製劑、血液凝固抑製劑、纖溶酶抑製劑、激肽釋放抑製劑、內源性蛋白酶及其他蛋白酶抑製劑。
⑧ 未知功能的血漿蛋白質。

共同特徵


1、血漿蛋白質絕大部分由肝臟合成。除γ球蛋白由漿細胞合成,內皮細胞合成少量血漿蛋白質外。
2、血漿蛋白質為分泌型蛋白質。在與肉質網結合的多核糖體(pllyribosome)上合成,分泌入血漿前經歷了剪切信號肽、糖基化、磷酸化等翻譯后修飾加工過程,成為成熟蛋白質。
3、血漿蛋白質幾乎都是糖蛋白,含有N-或O-連接的寡糖鏈。僅白蛋白、視黃醇結合蛋白和C-反應蛋白等少數不含糖。糖鏈可參與血漿蛋白分子的三級結構的形成,具有多種功能。
4、各種血漿蛋白質都具有其特徵性的循環半衰期。
5、許多血漿蛋白質有多態性(polymorphism)。多態性指在同種屬人群中,有兩種以上,發生頻率不低於1%的表現型。最典型的是ABO血型物質。此外,α1抗胰蛋白酶、結合珠蛋白、鐵轉運蛋白、血漿銅藍蛋白等都顯示多態性。研究血漿蛋白多態性對遺傳學及臨床醫學均有重要意義。
6、當急性炎症或組織損傷時,某些血漿蛋白水平增高。這些血漿蛋白被稱為急性期蛋白質(acute phase protein)。包括C反應蛋白(CRP)、α1抗胰蛋白酶、α2酸性糖蛋白及纖維蛋白原等。急性期蛋白在人體炎症反應中發揮一定作用。

主要功能


1、營養功能 每個成人3L左右的血漿中約含有200g蛋白質,它們起著營養貯備的功能。雖然消化道一般不吸收蛋白質,吸收的是氨基酸,但是,體內的某些細胞,特別是單核吞噬細胞系統,吞飲完整的血漿蛋白,然後由細胞內的酶類將吞入細胞的蛋白質分解為氨基酸。這樣生成的氨基酸擴散進入血液,隨時可供其它細胞合成新的蛋白質之用。
2、運輸功能蛋白質巨大的表面上分佈有眾多的親脂性結合位點,它們可以與脂容性物質結合,使之成為水溶性,便於運輸;血漿蛋白還可以與血液中分子較小的物質(如激素、各種正離子)可逆性的結合,即可防止它們從腎流失,又由於結合狀態與遊離狀態的物質處於動態平衡之中,可使處於遊離狀態的這些物質在血中的濃度保持相對穩定。
3、緩衝血漿中可能發生的酸鹼變化,保持血液pH的穩定。調節血漿pH值,維持酸鹼平衡。血漿蛋白的等電點大部分在pH4~6,血漿中蛋白多以負離子形式存在,以(Pr表示血漿蛋白)形式構成血漿中的緩衝對。
4、形成膠體滲透壓,調節血管內外的水份分佈,維持血漿膠體滲透壓,主要靠血漿白蛋白,因其含量多而分子小,血漿膠體滲透壓的75~80%由它維持。。
5、參與機體的免疫功能在實現免疫功能中有重要作用的免疫抗體、補體系統等,都是由血漿球蛋白構成的。
6、參與凝血和抗凝血功能絕大多數的血漿凝血因子、生理性抗凝物質以及促進血纖維溶解的物質都是血漿蛋白。各種凝血因子及抗凝血因子在減少出血,防止循環阻塞中發揮重要作用。

白蛋白


人血漿白蛋白(albumin)是人血漿含量最多的蛋白質,約45g/L,占血漿總蛋白的60%。肝臟每天合成12g白蛋白,占肝臟分泌蛋白的50%。人血漿白蛋白基因位於第4號染色體上,其初級翻譯產物為前白蛋白原(preproalbumin)。在分泌過程中切除信號肽,生成白蛋白原(proalbumis)。繼而在高爾基氏體經組織蛋白酶B切除N末端的一個6肽片斷(精-甘-纈-苯丙-精-精),成為成熟的白蛋白。由585個氨基酸組成的一條多肽鏈,含17個二硫鍵,分子量約為69,000。白蛋白的分子呈橢園形,其長短軸分別為150和38,較球蛋白和纖維蛋白原分子對稱,故白蛋白粘性較低。白蛋白等電點為pH4.7,比血漿蛋白其他組分的PI低,所以在常用的弱鹼性電泳緩衝液中所帶負電荷多,加之分子量小,故電泳遷移速度快。
血漿白蛋白主要有兩方面生理功能:
① 維持血漿膠體滲透壓。因血漿中白蛋白含量最高,且分子量較小,故血漿中它的分子數最多。因此在血漿膠體滲透壓中起主要作用,提供75-80%的血漿總膠體滲透壓。
② 與各種配體(ligands)結合,起運輸功能。許多物質如遊離脂肪酸、膽紅素、性激素、甲狀腺素、腎上腺素、金屬離子、磺胺葯、青霉素G、雙香豆素、阿斯匹林等藥物都能與白蛋白結合,增加親水性而便於運輸。

金屬結合蛋白


1、結合珠蛋白(haptoglobin;Hp)是一種血漿糖蛋白,分子量約為90.000。能與紅細胞外血紅蛋白(Hb)結合形成緊密的非共價複合物Hb-Hp。每100ml血漿中具有足以結合40?80mg血紅蛋白的Hp。每天降解的Hb約有10%釋入血循環中,成為紅細胞外遊離的Hb,Hb與Hp結合成Hb-Hp複合物後分子量可達155.000,不能透過腎小球,從而防止遊離血紅蛋白從腎臟丟失,避免Hb所含鐵的丟失。保證鐵再用於合成代謝。
溶血性貧血患者血漿結合珠蛋白濃度下降。由於溶血時大量的Hb釋出,Hp與遊離Hb結合成複合物而被肝細胞攝取、清除。此外,Hp也是一種急性期蛋白,患各種炎症時其血漿中含量升高。
2、鐵轉運蛋白(transferrin;Tf) 鐵轉運蛋白屬β球蛋白。是由肝臟內合成的糖蛋白,分子量約80.000。具高度多態性,目前已發現20多種不同類型的Tf。每分子Tf可結合2分子的Fe3+。鐵轉運蛋白的生理功能是將鐵運送到需要鐵的組織與細胞。每天血紅蛋白分解代謝,釋出25mg左右的鐵。遊離鐵有毒性,它與Tf結合后不僅毒性降低而且還將鐵運送到需鐵部位。鐵是許多含鐵蛋白質生物活性的發揮所必不可少的,如血紅蛋白、肌紅蛋白、細胞色素過氧化物酶等。因此,任何生長、增殖細胞的膜上都有鐵轉運蛋白的受體。攜帶Fe3+的Tf與受體結合后經內吞作用進入細胞內,供細胞內合成利用。

銅藍蛋白


銅藍蛋白(ceruloplosmin Cp)屬α2球蛋白。也是由機體臟臟合成的一種糖蛋白、分子量為160,000,由8個分子量1.8萬的亞基組成。每分子Cp可牢固地結合6個銅離子,並因攜銅而呈藍色。Cp除作為銅的載體外,還具有氧化酶的活性,可將Fe2+氧化為Fe3+,利於鐵摻入鐵轉運蛋白,促進鐵的運輸。
正常成人體內一般含銅7ffe 100mg,平均每千克體重含銅 1.guZ. ling。主要位於骨、臟臟和肌肉中。血漿中的銅90%由Cp轉運,10%與白蛋白結合而送輸。成人每日攝取銅2mg,主要在小腸上段吸收,同白蛋白結合送輸到肝,即摻入肝細胞合成Cp。部分銅可從膽汁中排出。肝病時銅藍蛋白合成減少,血漿Cp含量降低。肝豆狀核變性(wilso病)是一種遺傳病,可能因為肝細胞溶酶體不能將來自銅藍蛋白的銅排入膽汁,導致銅在肝、腎、腦及紅細胞中聚積,發生銅中毒。肝中銅含量增加,抑制銅和Cp結合,血中Cp含量下降(<20mg/dl)。可出現溶血性貧血、慢性肝病,以及神經系統癥狀。由於角膜內銅的沉著,在角膜周圍出現綠色或金黃色的色素環,稱為KayseFleischer環,是肝豆狀核變性的一種特徵性改變,具有診斷價值。減少銅攝入,服用D青黴胺鰲合銅離子,可對肝豆狀核變性治療。

化驗單


肝臟是機體蛋白代謝的主要器官。如白蛋白、脂蛋白、凝血因子和纖溶因子以及各種轉運蛋白等均系肝細胞合成,當肝功能受損時這些蛋白質便減少;γ-球蛋白雖非肝臟細胞合成,但肝臟功能受損時,如有炎症時,γ-球蛋白可增多。測定血漿蛋白水平,可了解肝臟對蛋白質的代謝功能。
脂肪肝最常見的異常變化是血漿蛋白總量改變和白、球蛋白比值倒置,有些病人的血漿蛋白電泳示α1-、α2-、β-球蛋白增加。脂肪肝治癒后,血漿蛋白的異常較其他任何生化改變更晚恢復,常要經過3-6個月之後才恢復正常。

應用


在我國豬血在飼料工業、食品工業和醫藥工業中應用的比較多。
(1)在飼料中的應用
畜禽血液飼料,80年代前利用形式主要是蒸煮血粉或壓榨血粉80年代初期一些科研單位和企業,開始聯合研製發酵血粉。如武漢肉聯廠同中國科學院武漢病毒研究所,研製的“喂壯—W發酵血粉”;80年代中期杭州商學院試製成功酶化豬血粉。
(2)在食品工業中的應用。
①在肉製品中:在香腸、灌腸、西式火腿和肉脯中添加適量的豬血漿蛋白,脂肪含量略有相對降低,蛋白質含量提高特別是血漿蛋白乳化性能好,產品的保水性、切片性、彈性和粒度、產率等均有提高,成本降低。如江蘇省泰縣食品公司加工廠在紅腸中加入10%-12%的血漿,蛋白質含量提高7%,產品得率提高20.4%,每公斤香腸成本降低5%-8%,該廠用血粉代替雞蛋添加到肉脯中,效果很好,節約成本。
②烹飪菜肴:天津肉聯廠利用豬血漿蛋白烹制出12種菜肴,例如油爆蛋白丁、鍋它蛋白,辣油蛋白、蛋白四寶等。這些菜肴具有高蛋白、低脂肪的特點,味道鮮美,潤滑可口,吃而不膩,營養豐富,色香味俱佳。
③糖果糕點:血漿或全血經水解后,其蛋白質含量比奶粉的含量要高。邯鄲肉聯廠採用酶降解,經過脫色脫臭,研製出食用蛋白,應用與糕點效果很好。揚州市生化製藥廠採用酶水解血蛋白粉,以1%、2%、3%的比例加入京果粉、蛋糕、餅乾、麵包等,效果也很好。上海市食品研究生用血蛋白粉摻入麵包、餅乾中,提高了產品蛋白質含量。經應用發現血漿蛋白粉是很好的發泡劑和乳化劑。江蘇省泰州肉聯廠把血漿蛋白添加到蛋糕中,能部分代替雞蛋,並且效果很好。
④營養補劑:由於血中含有豐富的蛋白質、微量元素和鐵質等,特別適宜於作營養添加劑。
(3)在醫藥工業中的應用
①血卟啉衍生物:血卟啉衍生物是在原卟啉基礎上經過分子結構修飾而值得的。該物質有與癌細胞中的核糖核酸緊密結合的作用。揚州生化製藥廠承擔的國家重點攻關課題“激光血卟啉衍生物防治癌症”的研究,通過對基底細胞癌、黑色素癌、胃癌、食道癌等臨床試驗,對癌腫細胞有較強殺傷力,藥物毒性小。療效好。
②原卟啉鈉:揚州生化製藥廠採用酯化法研製的原卟啉鈉有保肝和降轉氨酶作用,用於治療急慢性肝炎
③超氧化物歧化酶(SOD):SOD是從豬血中採用生化方法製取,具有重要保護作用的一種酶,能有效地清除超氧化自由基陰離子。我國蘇州醫學院與蘇州生化製藥廠聯合研製成功,珠海某科技開發公司也製取成功。
④球蛋白製劑:杭州商學院從豬血中製取球蛋白製劑,主要應用於獸醫上。還從血液中提取出了血活素、氧化血紅素、氨基酸、凝血酶、免疫血清等物質,在醫藥工業中都有應用。