Osteocalcin Osteocalcin adalah protein kecil, noncollagenous dan sangat dilestarikan dan disekresi yang berhubungan dengan mineralisasi matriks tulang. Para tikus cDNA telah diisolasi oleh Pan dan Harga (1985); struktur gen telah dijelaskan oleh Lian et al, 1989. Para mouse tampaknya mengandung gen osteocalcin dua yang disebut sebagai OG1 [ osteocalcin gen 1 ] dan OG2 [ osteocalcin gen 2 ] dan diekspresikan pada tingkat yang berbeda dalam osteoblas (Desbois et al, 1994; Yanai et al, 2001). Para manusia cDNA telah diklon oleh Celeste et al (1986). Osteocalcin dinyatakan dalam osteoblas , kondrosit , odontoblasts , cementoblasts , cementocytes (lihat masing-masing jenis sel untuk referensi ) Ekspresi osteocalcin dianggap menjadi penanda spesifik untuk akhir osteoblas diferensiasi . Ekspresi osteocalcin dipengaruhi oleh berbagai faktor pertumbuhan , hormon , dan vitamin termasuk bFGF (Schedlich et al, 1994; Xiao et al, 2002), IGF-1 (Davis et al, 2006), TGF-beta (Banerjee et al, 1996; Alliston et al, 2001; Noda et al, 1989), TNF-alfa (Li dan Stashenko, 1993), 1,25-dihydroxyvitamin D3 (Lian et al, 1985; Mosavin dan Mellon, 1996; Sims et al, 1997 ; Zhang et al, 1997; Viereck et al, 2002), endotelin-1 (Shioide dan Noda et al, 1993), kalsitonin (Kobayashi et al, 1994), paratiroid hormon (Yu dan Chandrasekhar, 1997; Yu et al, 2008 ), tiroid hormon (Kanno et al, 2005), triiodothyronine (Varga et al, 1997), glukokortikoid (Meyer et al, 1997; Leclerc et al, 2005), progesteron (Chen dan Foged, 1997). Tulang bangunan: protein yang sempurna Tulang adalah sebuah contoh dari desain, hadir di semua vertebrata. Mereka memiliki keuntungan besar dibandingkan buatan manusia balok utama, di bahwa mereka terus-menerus membangun kembali dan mendesain ulang diri mereka untuk mengatasi stres berubah arah. 1 Ini melibatkan keseimbangan yang baik dari aktivitas tulang-menyetorkan sel (osteoblas) dan sel-sel resorbing tulang (osteoklas). Ini baru-baru ini menunjukkan bahwa thyroidstimulating hormone (TSH), paling dikenal untuk apa namanya mengatakan-merangsang produksi hormon di kelenjar tiroid-memiliki peran penting. Ini mengawasi kedua jenis sel-tanpa itu, tulang mengalami osteoporosis di beberapa bagian (terlalu tulang kecil, jadi sangat lemah), dan terlalu padat di patch lain. Osteocalcin dan hidroksiapatit Kekuatan tulang terutama berasal dari mineral hidroksiapatit heksagonal (HA, rumus Ca 5 (PO4) 3

OH).

3

Tapi ini harus dibangun dalam pola yang tepat. Dalam tulang vertebrata, ini

dibangun dengan protein khusus yang disebut osteocalcin (OC). Ini adalah protein kecil, 49 asam amino yang panjang (5,8 kDa), dan 'sangat kekal', yang berarti bahwa urutan yang hampir identik di antara vertebrata. Manusia OC memiliki urutan Tyr Tyr Leu Leu Trp GLN Gly Ala Val Pro Pro Pro Tyr Asp Pro Leu GLA Pro Arg Val Arg GLA Cys GLA Leu Asn Pro Asp Cys Glu Asp Ala Leu Asp Ile Nya Phe Gly Glu GLN Ala Tyr Arg Arg Phe Tyr Gly Pro Val. Seperti semua protein, instruksi untuk OC dalam DNA, tetapi ada lebih pembuatannya dari sekedar decoding / menerjemahkan kode dan sintesis OC pada ribosom. Pertama, transkripsi (DNA mRNA) diatur dengan 1,25-dihidroksi-vitamin D3, satu alasan bahwa Vitamin D sangat penting untuk kesehatan tulang. Hal ini kemudian diterjemahkan pertama (diterjemahkan) sebagai preproosteocalcin, yang 98 asam amino panjang. Ini terdiri dari tiga bagian: 23-residu sinyal protein yang dibelah selama terjemahan, . sebuah propeptide target 26-residu, dan protein residu 49-matang

Model osteocalcin (OC) terlibat suatu hidroksiapatit (HA) didasarkan pada kristal pertandingan kisi Ca 2 +. The OC-terikat Ca2+

(lingkaran kecil dalam yang besar) dan HA Ca

2+

(lingkaran kecil) pada permukaan kristal menyelaraskan sempurna (dari Hoang et al.). Bahkan ini tidak menyelesaikan proses, hal ini membutuhkan vitamin K yang lain. Vitamin K1 atau phylloquinone, paling dikenal untuk peran penting dalam kaskade pembekuan darah, merupakan co-faktor -karboksilasi. Artinya, residu glutamil spesifik (Glu, dari asam amino asam glutamat) pada posisi 17, 21 dan 24 memiliki gugus karboksil kedua (-COOH) ditambahkan untuk membentuk residu -carboxyglutamyl (GLA). Ini perubahan struktur dan menstabilkan bagian -heliks protein.

Bahkan sekarang, protein OC cukup berbentuk. Tapi ketika OC bertemu ion kalsium, lipatan ke struktur khusus. Kedua kelompok karboksil pada -carboxyglutamyl residu khelat untuk Ca2 + 1

ion, seperti yang ditunjukkan oleh Fourier-Transform Infrared spektroskopi2 +

(FTIR).Tidak ada perubahan spektral saat Ca

ditambahkan untuk OC dekarboksilasi (yaitu

sebagai itu akan sebelum dikonversi oleh vitamin K), menunjukkan bahwa tidak ada yang mengikat tanpa karboksilasi. Hebatnya (untuk uniformitarians), cukup osteokalsin untuk menghasilkan reaksi kekebalan ditemukan dalam tulang dari iguanodon 'tanggal' sampai 120 Ma, namun protein tidak bisa bertahan selama jutaan tahun. Dan fakta bahwa itu protein tulang menunjukkan hal itu tidak dapat kontaminasi dari luar. Osteocalcin itu struktur kristal Sekarang, struktur kristal babi OC telah ditemukan, menggunakan tipe-X difraksi sinar yang disebut metode iteratif hamburan tunggal anomali. Ini memberikan wawasan baru bagaimana halus dirancang harus bekerja. Situs aktif memiliki wilayah bermuatan negatif yang mengikat Ca2 +

ion bermuatan positif. Lima Ca

2 +

ion dikoordinasikan oleh tiga residu GLA

khusus dan Asp di posisi 30. Tapi tidak hanya dalam cara apapun-berusia lima ion kalsium terikat dalam pengaturan yang sama seperti dalam menghadapi terkena kristal HA, sejajar dengan sumbu c. Jadi OC dapat dermaga di HA dan menambahkan kalsium, dan dengan demikian tumbuh kristal, membuat tulang tumbuh di daerah yang dibutuhkan.

Profil docking OC (atas) pada permukaan kristal HA (dari Hoang et al.). Untuk melakukan ini, membangun OC blok, asam amino, harus dalam urutan yang sangat tepat. Misalnya, ada inti padat yang melibatkan residu hidrofobik Leu 16, Leu 32, Phe 38, Ala 41, 42 Tyr, Phe 45 dan Tyr 46. Ada juga ikatan hidrogen untuk menstabilkan hubungan

antara -heliks yang berbeda, Asn 26 di helix 1-2 linker dan Tyr 46 di 3. Heliks 1 dan 2 membentuk susunan berbentuk V distabilkan dengan jembatan disulfida antara 23 dan 29 Cys Cys. Jadi urutan yang sangat tepat dari OC, serta metabolisme untuk membentuk residu carboxyglutamyl penting, tampaknya menjadi contoh lain kompleksitas dapat direduksi, ciri desain. Ini berarti ini adalah satu lagi komponen yang harus tepat untuk transisi dari invertebrata ke diduga vertebrata. Jadi tidak mengherankan bahwa evolusionis tidak memiliki bukti fosil untuk bagaimana transisi terjadi-protein ini saja menunjukkan itu tidak akan terjadi. Alkalin fosfatase Alkalin fosfatase (ALP, ALKP) ( EC 3.1.3.1 ) adalah hidrolase enzim bertanggung jawab untuk menghapus fosfat kelompok dari berbagai jenis molekul, termasuk nukleotida , protein , dan alkaloid . Proses menghilangkan gugus fosfat disebut defosforilasi . Seperti namanya, fosfatase alkali yang paling efektif dalam alkali lingkungan. Hal ini kadang-kadang digunakan sebagai sinonim fosfatase dasar. Bakteri Pada bakteri , fosfatase alkali terletak di ruang periplasmic , eksternal ke membran sel . Karena ruang ini jauh lebih tunduk pada variasi lingkungan daripada bagian sebenarnya dari sel, alkaline phosphatase bakteri relatif resisten terhadap inaktivasi, denaturasi , dan degradasi , dan juga memiliki tingkat lebih tinggi aktivitas. Meskipun tujuan sebenarnya dari enzim masih belum sepenuhnya dipahami, hipotesis sederhana, bahwa itu adalah sarana bagi bakteri untuk menghasilkan gugus fosfat gratis untuk penyerapan dan penggunaan, didukung oleh fakta bahwa fosfatase alkali biasanya diproduksi oleh bakteri hanya . selama kelaparan fosfat dan bukan ketika fosfat berlimpah[3]

Namun, ada kemungkinan lain, misalnya, kehadiran gugus fosfat

biasanya mencegah molekul organik dari melewati membran, sehingga dephosphorylating mereka mungkin penting untuk penyerapan bakteri senyawa organik dalam alam liar . Beberapa kompleksitas bakteri regulasi dan metabolisme menunjukkan bahwa lain, lebih halus, tujuan untuk enzim juga mungkin memainkan peran untuk sel. Dalam laboratorium , bagaimanapun, mutan Escherichia coli kurang alkaline phosphatase bertahan hidup cukup baik, seperti halnya mutan tidak mampu untuk mematikan produksi alkaline phosphatase

PH optimal untuk aktivitas E. coli enzim 8,0 sedangkan sapi pH optimum enzim sedikit lebih tinggi sebesar 8,5. Penggunaan dalam penelitian Penggunaan yang khas di laboratorium untuk fosfatase alkali termasuk menghapus monoester fosfat untuk mencegah ligasi diri Fosfatase alkali yang umum digunakan dalam penelitian meliputi:

Udang alkalin fosfatase (SAP), dari spesies Arktik udang ( Pandalus borealis ) Alkalin fosfatase usus Calf (CIP) Plasenta alkalin fosfatase (PALP) dan C yang versi tersembuhkan terpotong yang tidak memiliki 24 asam amino yang terakhir (yang merupakan domain yang target untuk membran penahan GPI) - yang disekresikan alkali fosfatase (SEAP) Fosfatase alkali telah menjadi alat yang berguna dalam biologi molekuler laboratorium,

karena DNA biasanya memiliki gugus fosfat pada 5 ' akhir. Menghapus fosfat mencegah DNA dari ligating (ujung 5 'yang melekat pada 3 ' akhir), dengan demikian menjaga molekul DNA linier sampai langkah berikutnya dari proses yang mereka sedang dipersiapkan, juga, penghapusan gugus fosfat memungkinkan radiolabeling ( penggantian dengan gugus fosfat radioaktif) dalam rangka untuk mengukur keberadaan DNA berlabel melalui langkah-langkah lebih lanjut dalam proses atau percobaan. Untuk tujuan ini, fosfatase alkali dari udang adalah yang paling berguna, karena yang paling mudah untuk menonaktifkan setelah telah melakukan tugasnya. Penggunaan lain penting dari alkali fosfatase adalah sebagai label untuk enzim immunoassay . Satu umum digunakan dalam industri susu adalah sebagai penanda pasteurisasi dalam susu sapi. Molekul ini didenaturasi dengan suhu tinggi ditemukan selama pasteurisasi, dan dapat diuji untuk melalui mengubah warna dari para-Nitrophenylphosphate substrat dalam larutan buffer (Aschaffenburg Mullen Test). Susu mentah biasanya akan menghasilkan pewarnaan kuning dalam beberapa menit, sedangkan susu dipasteurisasi benar harus menunjukkan tidak ada perubahan. Tentu saja ada pengecualian untuk ini dalam kasus panas-stabil phophatases basa yang dihasilkan oleh beberapa bakteri. Inhibitor Semua isoenzim fosfatase alkalin kecuali mamalia plasenta (PALP dan SEAP) dihambat oleh homoarginine , dan, dalam cara yang sama, kecuali yang usus dan plasenta diblokir oleh

levamisol . Pemanas untuk ~ 2 jam pada 65 C isoenzim yang paling aktif kecuali isoform plasenta (PALP dan SEAP). Manusia Fisiologi Pada manusia, fosfatase alkali hadir di semua jaringan seluruh tubuh, tetapi terutama terkonsentrasi di hati , saluran empedu , ginjal , tulang , dan plasenta . Manusia dan mamalia lainnya berisi isozymes alkalin fosfatase sebagai berikut:

Alpi - usus ALPL - jaringan non-spesifik (hati / tulang / ginjal) ALPP - plasenta (Regan isozim)

menggunakan Diagnostik Kisaran normal adalah 20-140 IU / L. kadar ALP yang tinggi dapat menunjukkan bahwa saluran empedu yang diblokir. Tingkat secara signifikan lebih tinggi pada anak-anak dan wanita hamil. Juga, ALP tinggi menunjukkan bahwa mungkin ada pembentukan tulang terjadi sebagai ALP aktif adalah produk sampingan dari osteoblas aktivitas (seperti kasus di penyakit Paget tulang ). Menurunkan kadar ALP kurang umum daripada tingkat tinggi. Peningkatan kadar Jika tidak jelas mengapa fosfatase alkali meningkat, isoenzyme studi menggunakan elektroforesis dapat mengkonfirmasi sumber dari Partai Buruh. Stabilitas panas juga membedakan tulang dan isoenzim hati ("tulang terbakar, hati berlangsung"). Alkaline phosphatase plasenta meningkat pada seminoma . [10] Menurunkan tingkat Kondisi berikut atau penyakit dapat mengakibatkan menurunnya tingkat fosfatase alkali:

Hypophosphatasia , sebuah resesif autosom penyakit Menopause wanita yang menerima terapi estrogen karena osteoporosis Pria dengan terakhir operasi jantung , malnutrisi , defisiensi magnesium , hipotiroidisme , atau berat anemia Anak-anak dengan achondroplasia dan kretinisme Anak-anak setelah episode parah enteritis Anemia pernisiosa

Anemia aplastik Leukemia kronis myelogenous Penyakit Wilson Kontrasepsi oral

Selain itu, obat-obatan berikut ini telah dibuktikan untuk mengurangi fosfatase alkali:

Leukosit alkalin fosfatase Alkalin fosfatase leukosit (PAP) ditemukan dalam sel-sel darah putih . Jumlah sel darah putih dari PAP dapat membantu dalam diagnosis kondisi tertentu.

Tingkat yang lebih tinggi terlihat pada polisitemia vera (PV), trombositosis esensial (ET), myelofibrosis primer (AM), dan reaksi leukemoid . Tingkat yang lebih rendah ditemukan pada leukemia myelogenous kronis[12]

(CML),

paroxysmal nocturnal hemoglobinuria (PNH) dan myelogenous leukemia akut . Pengenalan Alkalin fosfatase (EC 3.1.3.1, ALP) adalah enzim yang mencakup keluarga fosfatase yang melaksanakan aktivitas enzimatik mereka dalam lingkungan alkalin (Gambar 1)1,5

Meskipun

peran yang tepat mereka fisiologis tidak diakui, mereka biasanya. enzim yang terikat membran yang sering dikaitkan dengan sikat perbatasan. Peningkatan permeabilitas membran tidak menyebabkan pembebasan mereka menjadi plasma gen ALP1,5

Dua, ditunjuk gen spesifik usus

dan jaringan, telah diakui.. 1 Para isoenzim berbagai ALP ditemukan dalam jaringan tubuh yang berbeda yang dihasilkan dari kedua gen. 1 ini isoenzim bervariasi dalam glikosilasi mereka 1 Para isoenzim ALP yang penggunaan klinis dalam bidang kedokteran hewan termasuk hati, kortikosteroid-diinduksi, tulang, usus, dan bentuk plasenta.. 1 Para isoenzim kortikosteroid yang diinduksi ALP adalah unik untuk anjing. Meskipun ALP hadir dalam banyak jaringan dan organ di seluruh tubuh, hanya yang tercantum di atas menghasilkan cukup ALP untuk meningkatkan plasma atau aktivitas ALP serum. 5

Gambar 1. Molekul model fosfatase alkali. Klinis Pentingnya Mengukur Aktivitas fosfatase alkali Paling berguna atribut klinis Pengukuran ALP serum adalah sensitivitas dalam penyakit hepatobiliary membedakan 2 Namun., Karena isoenzim banyak nya, kehadirannya di non-hepatik jaringan, dan sensitivitas terhadap induksi obat, memiliki spesifisitas yang rendah untuk penyakit hepatobiliary.2

hanya bertambah dalam pengukuran ALP serum membantu klinis. Tidak ada6

penyebab yang signifikan dari ALP menurun 6 Juga, tidak ada korelasi antara besarnya kenaikan ALP dan prognosis atau keseriusan penyakit.. Meskipun terutama digunakan untuk evaluasi5

penyakit hati, ada beberapa kegunaan lain untuk pengukuran ALP . Pengukuran kortikosteroiddiinduksi ALP dapat digunakan sebagai tes skrining untuk hyperadrenocorticism pada anjing. ALP telah terbukti menjadi indikator prognostik untuk osteosarkoma anjing.3

Pengukuran7

konsentrasi ALP dalam urin telah digunakan sebagai indikator awal tubular beracun cedera.

rentang acuan untuk ALP pada spesies hewan besar cukup lebar, membuat pengukuran yang kurang berguna dalam hewan ini. 1 Pada kucing, ALP hadir dalam tingkat rendah dan memiliki waktu paruh yang pendek, baik yang mengurangi kegunaannya sebagai diagnostik bantuan. 1 Diferensiasi isoenzim ALP Subtipe ALP individu dapat diukur dengan elektroforesis. Peningkatan hati dan kortikosteroiddiinduksi ALP pada anjing dapat dibedakan oleh inaktivasi panas atau pengobatan levamisol in

vitro. Partai Buruh kortikosteroid-induksi resisten terhadap inaktivasi levamisol atau panas, sedangkan isoenzim hati dan tulang terhambat Hepatic isoenzyme Isoenzyme hati dari alkaline phosphatase (ALP L-) dianggap sebagai enzim (kolestatik) diinduksi1,5 1

Gandum lektin kuman dapat digunakan untuk

membedakan tulang dari ALP ALP hati dengan menyebabkan pengendapan ALP tulang.. 1

yang relatif spesifik untuk kolestasis pada anjing dan kucing.

1

Kolestasis dapat1

didefinisikan sebagai penurunan sekresi empedu dari penyebab ekstrahepatik atau intrahepatik

Meningkatkan ALP aktivitas serum pada hewan umumnya. adalah hasil dari isoenzyme L-ALP karena produksi dengan epitel empedu dan hepatosit yang diinduksi selama kolestasis obstruktif.1,5

Ketika mempertimbangkan berbagai jenis penyakit hati (Tabel 1), 5 fokal atau menyebar atau2

kolestasis intrahepatik ekstrahepatik menyebabkan peningkatan terbesar dalam aktivitas ALP serum. Ketika konsentrasi empedu di hati meningkat, L-ALP produksi dipicu dan L-ALP mengumpulkan pada sisi (sebagai lawan canalicular) sinusoidal hepatosit yang (Gambar 1).. Ini mengumpulkan lebih dari enzim pada sisi (sinus darah) sinusoidal adalah alasan utama untuk peningkatan aktivitas ALP diukur dalam serum5

Studi klinis telah dijelaskan peningkatan2,5

aktivitas hati ALP berikut administrasi antikonvulsan seperti fenobarbital.. dapat bertahan selama 2-4 minggu setelah obat dihentikan. 5 Tabel 1. Kondisi atau gangguan yang mengakibatkan peningkatan ALP L-5. Cholestasis, atau posthepatic

Kegiatan ALP

Terimbas tidak nyata sampai beberapa hari setelah obat administrasi dan aktivitas ALP serum

intrahepatik Degeneratif: Nekrosis atau hepatosit pembengkakan yang menyebabkan gangguan aliran empedu Metabolik: Lipidosis, diabetes melitus, hyperadrenocorticism Neoplastik: karsinoma duktus empedu, pankreas karsinoma, limfoma Obstruktif: Non-neoplastik penghalang, termasuk choleliths dan parasit menyimpang Inflamasi: Periportal hepatitis, kolangitis, pancreatitits (Beracun): Pyrrolizidine alkaloid yang mengandung tanaman

Induksi dengan obat-obatan Phenobarbitol, Dilantin, primidone

atau hormon

Kortikosteroid2,5

Kortikosteroid-induced isoenzyme Isoenzyme kortikosteroid yang diinduksi ALP (C-ALP) adalah unik untuk anjing empedu..4

isoenzyme

ini disebabkan ditemukan berada di daerah membran hepatosit yang merupakan canaliculi Serum C-ALP aktivitas meningkat sekitar satu minggu setelah pengobatan steroid telah mulai. 5 Dua teori utama yang ada untuk menjelaskan pembentukan C-ALP. Teori pertama menyatakan bahwa up-peraturan gen tertentu dalam hasil hepatosit anjing dalam produksi isoenzyme C-ALP. Teori kedua berspekulasi bahwa kortikosteroid kimia memodifikasi ALP usus yang diangkut ke hepatosit oleh darah portal. 5 Kedua glukokortikoid endogen dan eksogen (termasuk obat-obatan topikal dan mata) dapat menyebabkan peningkatan yang nyata dalam aktivitas ALP pada anjing1

pengobatan

kortikosteroid Menyusul, kenaikan awal dalam kegiatan ALP adalah karena isoenzyme hati ALP (L-ALP).. Setelah beberapa minggu terapi kortikosteroid, C-ALP progresif menjadi isoenzyme utama dalam plama atau serum 1 Dalam anjing dengan hyperadrenocorticism, C-ALP mungkin hadir isoenzyme utama ketika aktivitas ALP peningkatan serum pertama terdeteksi..1

Seperti

yang dinyatakan sebelumnya, levamisol dapat digunakan untuk membedakan antara isoenzim yang berbeda. Para isoenzim steroid dan usus ALP resisten terhadap penghambatan levamisol, sementara semua isoenzim lain (hati, tulang, plasenta) rentan terhadap penghambatan levamisol. Oleh karena itu, jika uji ALP diulang di hadapan levamisol dan aktivitas ALP serum tetap relatif konstan, maka isoenzyme paling menonjol adalah C-ALP. Tulang isoenzyme Isoenzyme tulang ALP (B-ALP) menyebabkan aktivitas enzimatik meningkat dalam serum atau plasma anjing muda (