stringtranslate.com

Биливердин

Биливердин (от латинского «зеленая желчь») представляет собой зеленый тетрапирроловый желчный пигмент , продукт катаболизма гема . [1] [2] Это пигмент, ответственный за зеленоватый цвет, который иногда наблюдается при синяках . [2]

Метаболизм

Метаболизм гема

Биливердин образуется в результате распада гемовой части гемоглобина в эритроцитах . Макрофаги разрушают стареющие эритроциты и расщепляют гем на биливердин вместе с гемосидерином , в котором биливердин обычно быстро восстанавливается до свободного билирубина . [1] [3]

Биливердин ненадолго виден при некоторых синяках и имеет зеленый цвет. При ушибах его распад на билирубин приводит к желтоватому цвету. [2]

Роль в болезни

Биливердин был обнаружен в избытке в крови людей, страдающих заболеваниями печени. Желтуха вызвана накоплением биливердина или билирубина (или того и другого) в системе кровообращения и тканях. [1] Желтуха кожи и склер (белков глаз) характерна для печеночной недостаточности.

Роль в лечении заболевания

Хотя обычно биливердин считается просто отходным продуктом распада гема, появляется все больше данных, свидетельствующих о том, что биливердин – и другие желчные пигменты – играют физиологическую роль в организме человека. [4] [5]

Желчные пигменты, такие как биливердин, обладают значительными антимутагенными и антиоксидантными свойствами и, следовательно, могут выполнять полезную физиологическую функцию. [5] Было показано, что биливердин и билирубин являются мощными поглотителями гидропероксильных радикалов . [4] [5] Также было показано, что они ингибируют действие полициклических ароматических углеводородов , гетероциклических аминов и окислителей – все из которых являются мутагенами . Некоторые исследования показали, что люди с более высокими уровнями концентрации билирубина и биливердина в организме имеют меньшую частоту рака и сердечно-сосудистых заболеваний . [4] Было высказано предположение, что биливердин, как и многие другие тетрапиррольные пигменты, может действовать как ингибитор протеазы ВИЧ-1 [6] , а также оказывать благотворное воздействие при астме [5] , хотя для подтверждения этих результатов необходимы дальнейшие исследования. . В настоящее время нет практического применения биливердина для лечения каких-либо заболеваний.

У животных, не являющихся людьми

Биливердин является важным пигментным компонентом скорлупы птичьих яиц, особенно синей и зеленой скорлупы. В скорлупе синих яиц концентрация биливердина значительно выше, чем в скорлупе коричневых яиц. [7]

Исследования показали, что биливердин яичной скорлупы вырабатывается из скорлуповой железы, а не в результате распада эритроцитов в кровотоке, хотя нет никаких доказательств того, что источниками этого материала не являются ни тетрапирролы , ни свободный гем из плазма крови. [ нужны разъяснения ] [ нужна ссылка ]

Помимо присутствия в скорлупе птичьих яиц, другие исследования также показали, что биливердин присутствует в сине-зеленой крови многих морских рыб, крови табачного рогового червя , крыльях мотыльков и бабочек, сыворотке и яйцах лягушек и плацента собак. [8] У собак это в крайне редких случаях может привести к рождению щенков с зеленой шерстью; однако зеленый цвет тускнеет вскоре после рождения. [9] У саргана ( Belone belone ) и родственных видов кости ярко-зеленые из-за биливердина. [ нужна цитация ] Зеленая окраска многих кузнечиков и личинок чешуекрылых также обусловлена ​​биливердином. [10]


Биливердин также присутствует в зеленой крови, мышцах, костях и слизистой оболочке сцинков рода Prasinohaema , обитающих в Новой Гвинее . Неясно, является ли присутствие биливердина какой-либо экологической или физиологической адаптацией. Было высказано предположение, что накопление биливердина может сдерживать вредоносное заражение малярийными паразитами Plasmodium , хотя статистически значимой корреляции не установлено. [11] Камбоджийская лягушка Chiromantis samkosensis также демонстрирует эту характеристику наряду с бирюзовыми костями. [12]

При флуоресцентной визуализации

Флуоресцентные белки визуализируют развитие клеточного цикла. Флуоресценция IFP2.0-hGem(1/110) показана зеленым цветом и выделяет фазы S/G 2 /M. Флуоресценция smURFP -hCdtI(30/120) показана красным и выделяет фазы G0 / G1 .

В комплексе с реинжиниринговым бактериальным фитохромом биливердин использовался в качестве ИК-излучающего хромофора для визуализации in vivo. [13] [14] В отличие от флуоресцентных белков , которые формируют свой хромофор посредством посттрансляционных модификаций полипептидной цепи , фитохромы связывают внешний лиганд (в данном случае биливердин), и для успешной визуализации первого зонда на основе бактериофитохрома потребовалось добавление экзогенный биливердин. [13] Недавние исследования показали, что флуоресцентные белки на основе бактериофитохрома с высоким сродством к биливердину можно визуализировать in vivo, используя только эндогенный лиганд, и, следовательно, с той же легкостью, что и обычные флуоресцентные белки. [14] Появление второго и последующих поколений биливердин-связывающих зондов на основе бактериофитохрома должно расширить возможности неинвазивной визуализации in vivo.

Новый класс флуоресцентных белков был выделен из фикобилипротеина цианобактерий ( Trichodesmium erythraeum ) , α- аллофикоцианина , и в 2016 году получил название малого ультракрасного флуоресцентного белка ( smURFP ) . smURFP автокаталитически самостоятельно включает хромофор биливердин без необходимости использования внешнего белка . известный как лиаза . [15] Флуоресцентные белки медуз и кораллов требуют кислорода и производят стехиометрическое количество перекиси водорода при образовании хромофора . [16] smURFP не требует кислорода и не производит перекись водорода и использует хромофор биливердин. smURFP имеет большой коэффициент экстинкции (180 000 М -1 см -1 ) и скромный квантовый выход (0,20), что делает его биофизическую яркость сравнимой с eGFP и примерно в 2 раза ярче, чем большинство красных или дальнекрасных флуоресцентных белков , полученных из коралл . Спектральные свойства smURFP аналогичны органическому красителю Cy5 . [15]

Смотрите также

Рекомендации

  1. ^ abc Boron W, Boulpaep E. Медицинская физиология: клеточный и молекулярный подход, 2005. 984-986. Эльзевир Сондерс, США. ISBN  1-4160-2328-3
  2. ^ abc Москеда, L; Бернайт, К; Ляо, С. (2005). «Жизненный цикл синяков у пожилых людей». Журнал Американского гериатрического общества . 53 (8): 1339–1343. дои : 10.1111/j.1532-5415.2005.53406.x. PMID  16078959. S2CID  12394659.
  3. ^ Сейфрид, Х; Кличпера, М; Лейтнер, К; Пеннер, Э. (1976). «Билирубиновый обмен (авторский перевод)». Венская клиническая больница . 88 (15): 477–82. ПМИД  793184.
  4. ^ abc Балмер, AC; Рид, К.; Бланчфилд, Джей Ти; Вагнер, К.Х. (2008). «Антимутагенные свойства желчных пигментов». Мутационные исследования . 658 (1–2): 28–41. doi :10.1016/j.mrrev.2007.05.001. ПМИД  17602853.
  5. ^ abcd Оруи, Т.; Ясуда, Х.; Ямая, М.; Мацуи, Т.; Сасаки, Х. (2003). «Преходящее облегчение симптомов астмы во время желтухи: возможная полезная роль билирубина». Журнал экспериментальной медицины Тохоку . 199 (3): 193–196. дои : 10.1620/tjem.199.193 . ПМИД  12703664.
  6. ^ Макфи, Ф.; Кальдера, PS; Бемис, Г.В.; МакДонах, AF; Кунц, И.Д.; Крейк, CS (1996). «Желчные пигменты как ингибиторы протеазы ВИЧ-1 и их влияние на созревание вируса ВИЧ-1 и его инфекционность in vitro». Биохимический журнал . 320 (Часть 2): 681–686. дои : 10.1042/bj3200681. ПМК 1217983 . ПМИД  8973584. 
  7. ^ Халепас, Стивен; Хамчанд, Рэнди; Линдейер, Сэмюэл ЭД; Брюкнер, Кристиан (2017). «Выделение биливердина IXα в виде его диметилового эфира из яичной скорлупы эму». Журнал химического образования . 94 (10): 1533–1537. Бибкод : 2017JChEd..94.1533H. doi : 10.1021/acs.jchemed.7b00449.
  8. ^ Фанг, Л.С.; Бада, Дж. Л. (1990). «Сине-зеленая плазма крови морских рыб». Сравнительная биохимия и физиология Б . 97 (1): 37–45. дои : 10.1016/0305-0491(90)90174-R. ПМИД  2253479.
  9. ^ «Эти щенки родились с зеленой шерстью» .
  10. ^ Шамим, Г; Ранджан, С; Панди, Д; Рамани, Р. (2014). «Биохимия и биосинтез пигментов насекомых» (PDF) . Европейский журнал энтомологии . 111(2): 155. doi :10.14411/eje.2014.021 . Проверено 25 июня 2023 г.
  11. ^ Остин, К; Перкинс, С. (2006). «Паразиты в горячей точке биоразнообразия: исследование гематозой и молекулярно-фиолгенетический анализ плазмодия у сцинков Новой Гвинеи». Журнал паразитологии . 92 (4): 770–777. дои : 10.1645/GE-693R.1. PMID  16995395. S2CID  1937837.
  12. ^ Ли Грисмер, Л.; Твой, Неанг; Чав, Ты; Холден, Джереми (2007). «Новый вид Chiromantis Peters 1854 (Anura: Rhacophoridae) из Пном Самкоса в северо-западных Кардамоновых горах, Камбоджа». Герпетологика . 63 (3): 392–400. doi :10.1655/0018-0831(2007)63[392:ANSOCP]2.0.CO;2. S2CID  84472376.
  13. ^ аб Х. Шу; и другие. (2009). «Экспрессия инфракрасных флуоресцентных белков у млекопитающих, созданных на основе бактериального фитохрома». Наука . 324 (5928): 804–807. Бибкод : 2009Sci...324..804S. дои : 10.1126/science.1168683. ПМК 2763207 . ПМИД  19423828. 
  14. ^ аб Г.С.Филонов; Пяткевич Кирилл Д; Тинг, Ли-Мин; Чжан, Цзинхан; Ким, Ками; Верхуша, Владислав В; и другие. (2011). «Яркий и стабильный флуоресцентный белок в ближнем инфракрасном диапазоне для визуализации in vivo». Нат Биотехнология . 29 (8): 757–761. дои : 10.1038/nbt.1918. ПМК 3152693 . ПМИД  21765402. 
  15. ^ Аб Родригес, Эрик А.; Тран, Джеральдин Н.; Гросс, Ларри А.; Крисп, Джессика Л.; Шу, Сяокунь; Лин, Джон Ю.; Цянь, Роджер Ю. (01 августа 2016 г.). «Дальний красный флуоресцентный белок произошел из цианобактериального фикобилипротеина». Природные методы . 13 (9): 763–9. дои : 10.1038/nmeth.3935. ISSN  1548-7105. ПМК 5007177 . ПМИД  27479328. 
  16. ^ Цянь, Роджер Ю. (1 января 1998 г.). «Зеленый флуоресцентный белок». Ежегодный обзор биохимии . 67 (1): 509–544. doi :10.1146/annurev.biochem.67.1.509. ПМИД  9759496.

Внешние ссылки