【생물학】 알부민

알부민(albumin)

 

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1. 개요 [본문]

2. 알부민 수용체 [본문]

3. taxol과 abraxane [본문]

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1. 개요 [목차]

⑴ 생성

① 간세포에 의해 생성 : 매일 13-14 g의 알부민이 혈액에 공급됨

② 혈청에서 가장 풍부한 단백질 : 혈중 농도 35-50 g/L human serum

③ 조직으로 유출된 BSA는 림프계를 통해 다시 순환계로 회수됨 

⑵ 구조 

① 구형 : 심장 형태와 가까움

② 3.8 nm × 15 nm

③ 66,357 달톤 : HSA는 585개의 아미노산 잔기를 가지고 있고 BSA는 583개의 아미노산 잔기를 가지고 있음

 

Asp	Ala	His	Lys	Ser	Glu	Val	Ala	His	Arg	Phe	Lys	Asp	Leu	Gly
Glu	Glu	Asn	Phe	Lys	Ala	Leu	Val	Leu	Ile	Ala	Phe	Ala	Gln	Tyr
Leu	Gln	Gln	Cys	Pro	Phe	Glu	Asp	His	Val	Lys	Leu	Val	Asn	Glu
Val	Thr	Glu	Phe	Ala	Lys	Thr	Cys	Val	Ala	Asp	Glu	Ser	Ala	Glu
Asn	Cys	Asp	Lys	Ser	Leu	His	Thr	Leu	Phe	Gly	Asp	Lys	Leu	Cys
Thr	Val	Ala	Thr	Leu	Arg	Glu	Thr	Tyr	Gly	Glu	Met	Ala	Asp	Cys
Cys	Ala	Lys	Glu	Gln	Pro	Glu	Arg	Asn	Glu	Cys	Phe	Leu	Gln	His
Lys	Asp	Asp	Asn	Pro	Asn	Leu	Pro	Arg	Leu	Val	Arg	Pro	Glu	Val
Asp	Val	Met	Cys	Thr	Ala	Phe	His	Asp	Asn	Gln	Glu	Thr	Phe	Leu
Lys	Lys	Tyr	Leu	Tyr	Glu	Ile	Ala	Arg	Arg	His	Pro	Tyr	Phe	Tyr
Ala	Pro	Glu	Leu	Leu	Phe	Phe	Ala	Lys	Arg	Tyr	Lys	Ala	Ala	Phe
Thr	Glu	Cys	Cys	Glu	Ala	Ala	Asp	Lys	Ala	Ala	Cys	Leu	Leu	Pro
Lys	Leu	Asp	Glu	Leu	Arg	Asp	Glu	Gly	Lys	Ala	Ser	Ser	Ala	Lys
Gln	Arg	Leu	Lys	Cys	Ala	Ser	Leu	Gln	Lys	Phe	Gly	Glu	Arg	Ala
Phe	Lys	Ala	Trp	Ala	Val	Ala	Arg	Leu	Ser	Gln	Arg	Phe	Pro	Lys
Ala	Glu	Phe	Ala	Glu	Val	Ser	Lys	Leu	Val	Thr	Asp	Leu	Thr	Lys
Val	His	Thr	Glu	Cys	Cys	His	Gly	Asp	Leu	Leu	Glu	Cys	Ala	Asp
Asp	Arg	Ala	Asp	Leu	Ala	Lys	Tyr	Ile	Cys	Glu	Asn	Gln	Asp	Ser
Ile	Ser	Ser	Lys	Leu	Lys	Glu	Cys	Cys	Glu	Lys	Pro	Leu	Leu	Glu
Lys	Ser	His	Cys	Ile	Ala	Glu	Val	Glu	Asn	Asp	Glu	Met	Pro	Ala
Asp	Leu	Pro	Ser	Leu	Ala	Ala	Asp	Phe	Val	Glu	Ser	Lys	Asp	Val
Cys	Lys	Asn	Tyr	Ala	Glu	Ala	Lys	Asp	Val	Phe	Leu	Gly	Met	Phe
Leu	Tyr	Glu	Tyr	Ala	Arg	Arg	His	Pro	Asp	Tyr	Ser	Val	Val	Leu
Leu	Leu	Arg	Leu	Ala	Lys	Thr	Tyr	Glu	Thr	Thr	Leu	Glu	Lys	Cys
Cys	Ala	Ala	His	Asp	Pro	Tyr	Glu	Cys	Ala	Ala	Lys	Val	Phe	Asp
Glu	Phe	Lys	Pro	Leu	Val	Glu	Glu	Pro	Gln	Asn	Leu	Ile	Lys	Gln
Asn	Cys	Glu	Leu	Phe	Glu	Gln	Leu	Gly	Glu	Tyr	Lys	Phe	Gln	Asn
Ala	Leu	Leu	Val	Arg	Tyr	Thr	Lys	Lys	Val	Pro	Gln	Val	Ser	Thr
Pro	Thr	Leu	Val	Glu	Val	Ser	Arg	Asn	Leu	Gly	Lys	Val	Gly	Ser
Lys	Cys	Cys	Lys	His	Pro	Glu	Ala	Lys	Arg	Met	Pro	Cys	Ala	Glu
Asp	Tyr	Leu	Ser	Val	Val	Leu	Asn	Gln	Leu	Cys	Val	Leu	Glu	His
Lys	Thr	Pro	Val	Ser	Asp	Arg	Val	Thr	Lys	Cys	Cys	Thr	Glu	Ser
Leu	Val	Asn	Arg	Arg	Pro	Cys	Phe	Ser	Ala	Leu	Glu	Val	Asp	Glu
Thr	Tyr	Val	Pro	Lys	Gln	Phe	Asn	Ala	Glu	Thr	Phe	Thr	Phe	His
Ala	Asp	Ile	Cys	Thr	Leu	Ser	Glu	Lys	Glu	Arg	Gln	Ile	Lys	Lys
Gln	Thr	Ala	Leu	Val	Glu	Leu	Val	Lys	His	Lys	Pro	Lys	Ala	Thr
Lys	Glu	Gln	Leu	Lys	Ala	Val	Met	Asp	Asp	Phe	Ala	Ala	Phe	Val
Glu	Lys	Cys	Cys	Lys	Ala	Asp	Asp	Lys	Glu	Thr	Cys	Phe	Ala	Glu
Glu	Gly	Lys	Lys	Leu	Val	Ala	Ala	Ser	Gln	Ala	Ala	Leu	Gly	Leu

 

Table. 1. HSA의 amino acid sequence (three-letter abbreviation)

 

DAHKSEVAHRFKDLG EENFKALVLIAFAQY LQQCPFEDHVKLVNE VTEFAKTCVADESAE NCDKSLHTLFGDKLC TVATLRETYGEMADC CAKEQPERNECFLQH
KDDNPNLPRLVRPEV DVMCTAFHDNQETFL KKYLYEIARRHPYFY APELLFFAKRYKAAF TECCEAADKAACLLP KLDELRDEGKASSAK QRLKCASLQKFGERA 
FKAWAVARLSQRFPK AEFAEVSKLVTDLTK VHTECCHGDLLECAD DRADLAKYICENQDS ISSKLKECCEKPLLE KSHCIAEVENDEMPA DLPSLAADFVESKDV
CKNYAEAKDVFLGMF LYEYARRHPDYSVVL LLRLAKTYETTLEKC CAAHDPYECAAKVFD EFKPLVEEPQNLIKQ NCELFEQLGEYKFQN ALLVRYTKKVPQVST
PTLVEVSRNLGKVGS KCCKHPEAKRMPCAE DYLSVVLNQLCVLEH KTPVSDRVTKCCTES LVNRRPCFSALEVDE TYVPKQFNAETFTFH ADICTLSEKERQIKK
QTALVELVKHKPKAT KEQLKAVMDDFAAFV EKCCKADDKETCFAE EGKKLVAASQAALGL

 

Table. 2. HSA의 amino acid sequence (one-letter abbreviation)

 

④ AlphaFold2로 예측한 알부민 구조

 

Figure. 1. HSA의 2D 구조

 

 

 

Figure. 2. HSA의 3D 구조

 

⑤ 결합 작용기(binding residue)

○ 시스테인 잔기 : 35개 있으며 이 중 34번째 잔기만 돌출돼 있어 maleimide-thiol reaction을 수행할 수 있음

○ 아민 잔기 : α-amino group의 N-terminal과 Lys 잔기의 ε-amino group으로 구분

○ α-amino group의 N-terminal : 24개의 N 말단이 존재함

○ Lys 잔기의 ε-amino group : 59개의 Lys 잔기가 존재함

⑥ 결합 부위(binding site)

○ site Ⅰ : Warfarin binding site 

○ 내부 환경은 비극성이지만 두 개의 극성 잔기를 포함함

○ binder : 지용성 방향족 구조가 중앙에 있고 음전하가 둥글게 둘러쌈

○ site Ⅰ을 타겟팅하는 약제 

○ benoxaprofen

○ phenytoin

○ bromphenyl blue

○ evans blue

○ phenol red

○ site Ⅱ : benzodiazepine binding site 

○ 입구 근처에 한 개의 주요 극성 패치가 존재

○ 양전하는 결합을 억제함

○ binder : 지용성 carboxylate 유도체

○ site Ⅱ를 타겟팅하는 약제 

○ benoxaprofen

○ cicloprofen

○ flurbirpofen

○ ketorprofen

○ narproxen

○ ibuprofen

○ octanoate

○ dazepam

○ octylamine 

⑶ 특성

① 수용성(water-soluble) : 특히 음전하

② 반감기 : 19일

③ 면역원성, 독성이 낮음 

④ 기능 1. 삼투압 조절

⑤ 기능 2. 호르몬, 사이토카인, 지방산 운반

⑥ 기능 3. 에너지원

 

 

2. 알부민 수용체 [목차]

⑴ gp60 

① gp60 (albondin) : 60 kDa의 당단백질로 알부민이 결합할 수 있음

② caveolin-1을 활성화하여 caveolar-mediated endocytosis를 유도

⑵ SPARC(secreted protein, acidic and rich in cysteine) 

① SPARC : osteonectin, BM-40이라고도 함

② 암세포 섭취를 활성화 : 특히 glioblastoma에서 두드러짐

③ 아직 가설적인 경로

⑶ gp18, gp30 : 내피세포, 대식세포에 발현되어 엔도솜-리소좀 경로를 따름

⑷ megalin / cubilin 

① 신장 근위세뇨관 apical side에서 발현

② 세뇨관으로 어쩌다가 흘러 들어간 알부민의 재흡수를 담당

⑸ 신생아 Fc 수용체 (FcRn) : 알부민 재활용과 관련

 

 

3. taxol과 abraxane [목차]

⑴ taxol

① 화학적 이름 : paclitaxel

② 물에 잘 녹지 않아 Cremophor-EL을 vehicle로 하여 용해도를 높임

③ Cremophor-EL : 파마자유를 산화 에틸렌과 반응시켜 만든 비이온성 용해제 및 유화제. 독성이 있음

④ 생리학적 작용 : 세포 분열 시 미세소관의 분해를 억제하여 암세포를 제거함

⑵ abraxane

① 화학적 이름 : albumin-bound or nab-paclitaxel

② class : protein carrier

○ 알부민을 통해 paclitaxel의 매우 낮은 용해도를 극복함

② drug : Paclitaxel

③ diameter : 130 nm

④ drug / carrier ratio ＞ 10,000

⑤ FDA 승인  

○ 2005년 유방암(breast cancer) 치료에 대하여 FDA 승인

○ 2012년 non-small cell lung cancer에 대하여 FDA 승인

○ 2013년 췌장암(pancreatic cancer) 치료에 대하여 FDA 승인  

⑥ key design feature

○ non-specific binding of paclitaxel to albumin

○ dissolved in Cremophor EL and ethanol

○ nanoparticle albumin-bound paclitaxel is an injectable formulation of paclitaxel

⑶ 견해 1. abraxane이 paclitaxel보다 성능이 뛰어남

① 이유 1. abraxane은 Cremophor-EL을 필요로 하지 않아 정상 조직에 대한 독성이 크지 않음

② 이유 2. abraxane은 paclitaxel을 왕창 뭉친 것이기 때문에 한 번 타겟에 도달할 때 왕창 전달할 수 있음

③ 이유 3. albumin이 붙어서 passive targeting이 우수함

⑷ 견해 2. abraxane과 paclitaxel에 관한 survival 확률이 유의미하게 차이나지 않는다는 보고가 있음

① 그럼에도 abraxane은 다음과 같은 장점을 가짐

② 장점 1. solvent 및 보조 taxol은 solvent와 함께 처방해야 하고 이에 부작용을 억제하게 위해 보조약을 함께 복용하기도 함

○ abraxane은 그러한 solvent를 제공할 필요도 없고 따라서 보조약도 필요하지 않음

③ 장점 2. taxol보다 abraxane이 anthracyclin chemotherapy before surgery와의 시너지 효과가 좋음

○ 다음은 anthracyclin medicine의 목록임

○ adriamycin (chemical name : doxorubicin)

○ ellence (chemical name : epirubicin)

○ doxil (chemical name : doxorubicin)

○ daunorubicin (brand name : cerubidine, daunoxome)

○ mitoxantrone (brand name : novantrone)

④ 장점 3. taxol과 abraxane 간 부작용 양상이 달라 환자 상태에 따라 특정 약이 더 유리할 수 있음

 

입력: 2021.10.07 22:24