Prezentare generală a albuminei și a metodelor sale de purificare

Ramin Raoufinia

1 Centrul de cercetare aplicată medicamentelor, Universitatea de Științe Medicale din Tabriz, Tabriz, Iran

2 Departamentul de biochimie clinică și medicină de laborator, Universitatea de Științe Medicale din Tabriz, Tabriz, Iran.

Ali Mota

2 Departamentul de biochimie clinică și medicină de laborator, Universitatea de Științe Medicale din Tabriz, Tabriz, Iran.

Neda Keyhanvar

1 Centrul de cercetare aplicată medicamentelor, Universitatea de Științe Medicale din Tabriz, Tabriz, Iran

Fatemeh Safari

1 Centrul de cercetare aplicată medicamentelor, Universitatea de Științe Medicale din Tabriz, Tabriz, Iran

Sara Shamekhi

1 Centrul de cercetare aplicată medicamentelor, Universitatea de Științe Medicale din Tabriz, Tabriz, Iran

Jalal Abdolalizadeh

3 Centrul de cercetare în imunologie, Universitatea de Științe Medicale din Tabriz, Tabriz, Iran.

4 Facultate paramedicală, Universitatea de Științe Medicale din Tabriz, Tabriz, Iran.

Abstract

Fiind cea mai frecventă proteină plasmatică, albumina constituie mai mult de 50% din proteinele serice la persoanele sănătoase. Are un rol cheie în menținerea presiunii oncotice și este cunoscut ca un purtător de proteine ​​versatil pentru transportul diferiților liganzi endogeni și exogeni. Cantitățile reduse de albumină din organism vor duce la diferite tipuri de boli, cum ar fi hipovolemia și hipoproteinemia. De asemenea, are diverse indicații în șocuri, arsuri, bypass cardiopulmonar, insuficiență hepatică acută etc. Alte aplicații în cercetare constau în supliment de cultură celulară, purtător de administrare a medicamentului și stabilizator de proteină/medicament. Deci, cererea de albumină a crescut anual la nivel mondial. Datorită diferitelor aplicații ale albuminei, s-au făcut multe eforturi pentru a obține albumina pe o perioadă lungă de timp. În această revizuire, sunt prezentate o prezentare generală a albuminei serice și a diferitelor metode de purificare.

Introducere

Numele proteinei albuminei este preluat din albumen (etimologic se întoarce la Albus). 1 Există diferite tipuri de albumină, inclusiv ovalbumina, albumina serică umană (HSA) și albumina serică bovină (BSA) care sunt descrise pe scurt în Tabelul 1. Albumina este cea mai predominantă proteină circulantă la adulții sănătoși (concentrația fiziologică normală este de 0,6 Mm). Este sintetizat în ficat și provoacă 80% din presiunea osmotică coloidală plasmatică (COP). Începând cu secolul trecut, datorită funcției critice fiziologice și biofarmaceutice a albuminei, s-au făcut eforturi pentru a obține o albumină pură și calificată, pentru a putea fi utilizată în abordări terapeutice și de cercetare. Albumina umană are cea mai mare cerere printre alte soluții biofarmaceutice. În prezent, cererea anuală de albumină este estimată la aproximativ 500 de tone metrice în lume. 2 Până în prezent, diverși cercetători și echipe au încercat să inoveze noi metode de producție a albuminei. Au fost dezvoltate tehnici tradiționale precum fracționarea și în prezent sunt utilizate diverse tehnici cromatografice pentru a obține albumina cu randament și puritate ridicate. Deci, în următoarea revizuire, vor fi discutate diferite metode de purificare a albuminei, producția și dezavantajele și avantajele fiecăreia dintre ele.

tabelul 1

Abrevieri: ACEST: Ovalbumină, HSA: Albumina serică umană, BSA: Ser albumină bovină, M.W: Greutate moleculară, da: Dalton, pI: punct izoelectric, aa Nu: Număr de aminoacizi.

Structura albuminei

Albumina este o proteină cu un singur lanț cu greutate moleculară mică (66/5 kDa) care conține 585 aminoacizi. Este o proteină simplă, polipeptidă neglicozilată, plasturi/cavități hidrofobe și lipsește grupuri protetice. Gena albuminei umane este localizată pe cromozomul 4 q (11-22), iar mutațiile acestei gene se vor termina în proteine ​​anormale. Această genă are 1691 nucleotide și conține 14 introni și 15 exoni. 3-6 Structura albuminei este compusă din trei domenii care au caracteristici structurale omoloage (acest lucru a fost elucidat prin utilizarea cristalografiei cu raze X) (Figura 1).

Structura albuminei. Proteina albuminei este compusă din trei domenii (elucidate prin cristalografie cu raze X).

Structura include domeniile I în resturile 1 la 195, domeniul II în resturile 196 la 383 și resturile domeniului III 384 la 585. Fiecare domeniu este format din 2 subunități identice (A și B) și este compus din 4 și 6 helice α consecutiv. În cristalografia cu raze X, albumina a fost prezentată sub formă de inimă terțiară în corpul uman și conține 17 perechi de punți disulfură. În structura albuminei, există o singură cisteină liberă (Cys34 este nepereche). Dimensiunile sale aproximative sunt de 80 × 80 × 30 Å și aproximativ 68% α - helix (orice foaie β). 1.7

Proprietăți enzimatice

Albumina umană are proprietăți enzimatice interesante, inclusiv: activitatea esterazei, activitatea enolazei, efectele asupra eicosanoidelor, activitatea aril acilamidazei, stereospecificitatea, reacțiile de condensare, legarea și activarea conjugatelor medicamentoase. De asemenea, unele dintre proprietățile enzimatice ale complexelor de albumină - ligand sunt după cum urmează: hem- și hemin - albumina umană, albumina umană și fulgerul Buckminster, inactivarea speciilor reactive de oxigen și azot, metalloenzimele construite folosind albumina, activitatea peroxidului lipidic peroxidazic și nanoparticulele. 8

Sinteza albuminei

Sinteza albuminei apare în celulele hepatocitelor, dar nu este stocată de ficat. Odată produs, acesta este secretat în circulația portalului. 9 Concentrația normală de albumină este de 3,5-5 g/dl la adulții sănătoși și de 2,9-5,5 g/dl la copii. Aproape 35 la sută din totalul albuminei corpului există în compartimentul intravascular. Rata de sinteză este de aproximativ 12-25 de grame pe zi. Timpul său de înjumătățire biologic este de aproximativ 19 zile. Rotația obișnuită a albuminei a avut loc în jur de 14 grame la un adult normal de 70 kg, ceea ce reprezintă aproximativ 50% în mușchi și piele. 10,11 Printre factorii care modifică metabolismul albuminei și duc la sinteza sa redusă, se poate remarca scăderea transcripției genelor (cum ar fi traume, sepsis, boli hepatice, diabet, scăderea hormonului de creștere, scăderea corticosteroizilor) și dezagregarea ribozomilor (cum ar fi epuizarea proteinelor), post). 12

Hipoalbuminemia, care este descrisă ca niveluri scăzute insuficiente de HSA în sânge, este un simptom comun al pacienților bolnavi. Acest simptom nu este doar un rezultat al reducerii sintezei albuminei, ci este legat de defalcarea, absorbția proteinelor și scurgerea în spațiul extravascular. 13,14 Aceste condiții sunt create în sub-condiții cum ar fi ficatul și rinichii, infecții, SIDA, limfom, cancer, sărăcie nutriție, intervenții chirurgicale, arsuri, chimioterapie, peritonită bacteriană spontană, administrare de medicamente, prematuritate sugar, sindrom de detresă respiratorie acută, boli respiratorii cronice, necrozătoare acută, hemoragie cerebrală infantilă, hidrops fetal, sindrom de răspuns inflamator sistemic, sepsis și edem infantil. Mai mult, poate fi văzut în boli intestinale, cum ar fi Castleman. 15-20

Funcții

Aplicații

Albumina serică este utilizată în diferite condiții clinice. Restabilirea volumului de sânge, tratamentul de urgență al șocului, gestionarea acută a arsurilor și alte situații asociate cu hipovolemia sunt câteva dintre aplicațiile clinice ale albuminei. Știind acest lucru, albumina serică este un biomarker nobiliar pentru sinteza funcției hepatice și, de asemenea, pentru mai multe boli, cum ar fi, tulburări inflamatorii, tumori cerebrale, artrită reumatoidă, ischemie miocardică, cancer, leziuni ale barierei hematoencefalice (BBB), boli de rinichi, boli cerebrovasculare, boli cu risc cardiovascular și, de asemenea, în tulburările care necesită controlul glicemiei. 35-39 În plus, albumina are diferite aplicații în domeniul de cercetare aferent, inclusiv crioconservarea, stabilizantul unora dintre proteine ​​și ca supliment în cultura celulară. Noua aplicare a HSA constă dintr-o fuziune de peptide, un nanopurtător de medicamente și un transportor de oxigen. 2,11,40

Formate terapeutice

Indicarea clinică a albuminei se face în două forme. Primul este albumina 4-5% (aproape soluție izo-oncotică) care duce la expansiunea volumului intravascular, iar al doilea este albumina 20-25% (soluție hiper oncotică) care se aplică în restabilirea COP și conservarea echilibrului fluidelor printre compartimente. 41 Injecția acestor 5%, 20% sau 25% albumine este utilizată pentru tratamentul hipoalbuminemiei care este sterilizată la 60 ± 0,5 ° C timp de 10-11 ore până la inactivare virală. Este posibil ca acest proces de sterilizare să inducă HSA denaturat. 42-45

Indicații

Indicațiile clinice ale soluției de albumină 4-5% includ tratamentul de urgență al șocului hipovolemic, bypass cardiopulmonar, insuficiență hepatică acută, sechestrarea fluidelor bogate în proteine. 46.47 Indicațiile clinice ale soluției de albumină 20-25% pot include hipovolemie, hipoproteinemie, sindrom de detresă respiratorie la adult (ARDS), boală hemolitică a nou-născutului (HDN), nefroză acută, insuficiență hepatică acută, dializă renală, șoc hipovolemic, terapie cu arsuri, cardiopulmonar bypass, sechestrarea fluidelor bogate în proteine ​​și resuspensia eritrocitară. 48

Contraindicații

Deși albumina este un produs terapeutic valoros într-o gamă largă de tulburări, dar administrarea sa în unele situații poate fi periculoasă. Înainte de prescrierea albuminei, trebuie verificată cantitatea sa de circulație, nivelul mai mare de 2,5 g/dl (hiperalbuminemie) provoacă contraindicații. Insuficiențele cardiace și renale, pancreatita acută sau cronică, edemul pulmonar sau anemia severă din cauza riscului de supraîncărcare circulatorie acută sunt celelalte situații în care albumina este interzisă. În plus, utilizarea albuminei la pacienții cu tulburări ale sistemului nervos, cum ar fi ischemia cerebrală și leziunile cerebrale traumatice (TBI) poate fi periculoasă și poate pune viața în pericol. De asemenea, nu se recomandă indicarea albuminei în afecțiuni, cum ar fi ascita care răspunde la diuretice, șocul nehemoragic, hipoalbuminemia fără incidența edemului sau hipotensiunii acute, malnutriției, vindecării rănilor, hemodiluției acute normovolemice în intervenții chirurgicale, ascitei care răspund la diuretice, pierderea enteropatiilor și malabsorbției, hemodiluție acută normovolemică în chirurgie. 41,49-52

Efecte secundare

Împreună cu efectele benefice ale albuminei, poate avea o varietate de efecte secundare atunci când este indicat intravenos. Lista acestor reacții adverse este menționată în Tabelul 2. 53,54

• Revizuirea metodelor de tratare a gutei o prezentare generală a principalelor metode și medicamente
• Prezentare generală - Bournemouth School for Girls (Drama Dept.) - NHS
• Prezentare generală - Slimming World Group Mill Road - NHS
• Prezentare generală - Broom Hall - NHS
• Prezentare generală a tulburărilor demielinizante - tulburări ale creierului, măduvei spinării și ale nervilor - manuale Merck