S100蛋白的化學(xué)本質(zhì)       

    S100蛋白是一組低分子量的鈣結(jié)合蛋白，分子量在10～12kD，其氨基酸序列在脊椎動物中高度保守，與鈣調(diào)蛋白及其他EF手型鈣離子結(jié)合蛋白具有高度同源性[1,2]。目前共發(fā)現(xiàn)有20種結(jié)構(gòu)與功能相似、存在于不同部位的可以調(diào)節(jié)細胞內(nèi)和細胞外Ca2+的S100蛋白：包括S100A1～S100A13、S100B、S100C、S100P、鈣粒蛋白C（Calgranulin C）、鈣結(jié)合蛋白3（Calbindin 3）、Profilaggrin和毛透明蛋白（Trichohyalin）等。

       S100蛋白是由兩個同分異構(gòu)的兩個亞單位（α，β）組成的同型二聚體或異型二聚體。細胞內(nèi)絕大多數(shù)S100蛋白分子以同型二聚體的形成存在，此外還能形成S100A／S100B，S100A8／S100A9異型二聚體[3]，S100A82／S100A9三聚體以及S100A82／S100A92四聚體等，其聚合作用主要依賴于疏水作用力。研究發(fā)現(xiàn)，S100分子不含任何糖類、脂類和核酸成分。S100A0含有2個α亞基，S100A只含有1個β亞基，A100B由2個β亞基組成。不同的S100蛋白含有類似的氨基酸結(jié)構(gòu)域，在氨基端和羧基端均含有疏水區(qū)，在每個亞基的羧基端均含有1個EF手型鈣離子結(jié)合區(qū)，當(dāng)與鈣離子結(jié)合后，S100蛋白構(gòu)象發(fā)生改變，暴露出其與靶蛋白的結(jié)合位點，進而通過與相應(yīng)的靶蛋白作用發(fā)揮其生物學(xué)效應(yīng)。Zn2+與S100的組氨酸殘基結(jié)合后可以誘導(dǎo)S100分子羧基端構(gòu)象的改變，從而增加氨基末端鈣離子結(jié)合位點與鈣離子的親合力。

S100蛋白的基因定位

     人類的S100的β基因有3個外顯子組成。第1個外顯子在5’端非轉(zhuǎn)錄區(qū)，第二和第三個外顯子分別編碼一個EF手型鈣離子結(jié)合區(qū)。其基因定位于染色體的21q22.2-21q22.3區(qū)域[4]。此區(qū)的基因重復(fù)可引起Down's綜合征。 人類的S100的α基因定位于染色體的1q21區(qū)域。在腫瘤組織中此區(qū)的基因常常頻繁重組，從而引起S100基因表達的失控。在腫瘤晚期和發(fā)生腫瘤轉(zhuǎn)移時可見S100的異常表達。由于S100上述的特性，近年來發(fā)現(xiàn)在腫瘤組織，特別是神經(jīng)外胚層起源的腫瘤組織中S100的異常表達，而且與疾病的分期和預(yù)后具有相關(guān)性。 表1：S100蛋白家族蛋白分子的作用機制和相關(guān)疾病 S100蛋白分子 靶蛋白 作用機制 相關(guān)疾病 S100A1 果糖1,6二磷酸醛縮酶，糖元磷酸化酶，腺苷酸環(huán)化酶，微管，膠質(zhì)細胞原纖維酸性蛋白（glial fibrillary acidic protein, GFAP）刺激鈣離子釋放，抑制微管蛋白的組裝，抑制蛋白激酶C介導(dǎo)的磷酸化 心肌病 S100A2  S100A4 微管相關(guān)蛋白質(zhì)（microtubule associated protein, MAP），原肌球蛋白，p53，肌球蛋白 微管蛋白聚合 轉(zhuǎn)移癌 S100A5 S100A6 膜聯(lián)蛋白II（Annexin II）, 膜聯(lián)蛋白VI, 膜聯(lián)蛋白XI,3-磷酸甘油醛脫氫酶 刺激鈣離子依賴的胰島素釋放，刺激催乳素的分泌, 胞吐作用 黑色素瘤 S100A7 牛皮癬 S100A8 中間纖維 抑制酪蛋白激酶，具有細胞因子功能 囊性纖維化，炎癥 S100A9 中間纖維 抑制酪蛋白激酶 囊性纖維化，炎癥 S100A10 膜聯(lián)蛋白II 胞吐作用,內(nèi)吞作用 S100B 果糖1,6二磷酸醛縮酶，p53，calponin，tau蛋白，微管蛋白，鈣調(diào)蛋白結(jié)合蛋白（caldesmon），神經(jīng)鈣蛋白（neurocalcin），neuromodulin，膠質(zhì)細胞原纖維酸性蛋白43（GFAP43） 刺激軸突延伸,刺激黑色素瘤細胞增殖，增加鈣離子通量，抑制蛋白激酶C介導(dǎo)的磷酸化，刺激星形細胞和軸突細胞增殖，抑制微管蛋白的組裝 Alzheimer's 疾病, Down's綜合征，腫瘤標(biāo)志物，癲癇 S100C 膜聯(lián)蛋白I 鈣結(jié)合蛋白3 調(diào)節(jié)分子轉(zhuǎn)運 Profilaggrin 調(diào)節(jié)細胞的結(jié)構(gòu)毛透明蛋白 角蛋白調(diào)節(jié)細胞的結(jié)構(gòu)

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