触珠蛋白 / 结合珠蛋白（HPT-Ag）的全面解析：结构、制备与免疫特性_abio生物试剂品牌网
一、HPT 的分子结构与生物学功能 触珠蛋白（Haptoglobin, HPT），又称结合珠蛋白，是一种由肝脏合成的急性时相反应蛋白，主要功能是结合游离血红蛋白（Hb），防止肾脏损伤并回收铁离子。其关键特征包括： 分子量：约 85-100 kDa（因基因型差异而异）； 结构：由 α 链（α1 或 α2）和 β 链通过二硫键连接形成四聚体，人类中主要存在三种表型： HPT 1-1 型：α1 链（α1⁰，分子量约 16 kDa）与 β 链（27 kDa）组成（α1β）₂； HPT 2-1 型：α1 链与 α2 链（α2，分子量约 32 kDa）混合组成（α1α2β₂）多聚体； HPT 2-2 型：仅含 α2 链，形成（α2β）₂多聚体； 基因定位：α 链基因（HP1 和 HP2）位于染色体 16q22.1，β 链基因（HPB）与 α 链连锁。
二、HPT 抗原的制备方法 （一）天然提取法（从人血清） 原料预处理： 采集新鲜人血清（EDTA 抗凝），56℃灭活 30 分钟以破坏补体，4℃离心（3000×g，10 分钟）去除沉淀。 纯化流程： 硫酸铵沉淀：血清中加入 40% 饱和度硫酸铵，4℃静置 2 小时，离心（10000×g，20 分钟）收集沉淀，用 PBS（pH 7.4）溶解； 亲和层析：通过血红蛋白 - 琼脂糖柱（Hb-Sepharose）纯化，利用 HPT 与 Hb 的高亲和力（KD≈10⁻⁹ M），用 0.1 M NaCl 洗脱结合的 HPT； 凝胶过滤：经 Sephadex G-200 层析去除杂蛋白，收集分子量 85-100 kDa 的洗脱峰，超滤浓缩至 1-5 mg/mL。 关键参数： 得率：每升血清约提取 50-100 mg HPT，纯度 > 90%（SDS-PAGE 验证）； 活性保留：天然 HPT 需避免极端 pH（<5.0 或> 9.0）和高温（>50℃），以防 Hb 结合位点变性。 （二）重组表达法（基因工程技术） 表达系统选择： 哺乳动物细胞（CHO 细胞）：可实现糖基化修饰，更接近天然 HPT 构象，推荐表达 α1β 或 α2β 单体； 载体构建：克隆 α 链和 β 链基因（含信号肽），插入双顺反子载体（如 PIRES），共转染 CHO 细胞； 纯化步骤：Protein A 亲和层析（若融合 IgG Fc 标签）→离子交换层析（Q-Sepharose）→疏水层析（Phenyl-Sepharose）。 表达效率： 悬浮培养 CHO 细胞表达量约 10-20 mg/L，纯度 > 95%，需通过 Western blot 验证 α/β 链组装。
三、HPT 抗原的偶联与免疫原性 载体蛋白偶联（用于抗体生产）： 偶联方法： EDC/NHS 法：适用于 HPT 羧基与 BSA/OVA 氨基交联，优化条件为 HPT:BSA（1:5，mg/mg），EDC 浓度 5 mM，室温反应 2 小时； 戊二醛法：双功能交联剂，需控制戊二醛浓度（0.1-0.5%），避免过度交联导致抗原表位遮蔽； 偶联比测定： 紫外分光法：计算 280 nm 处 HPT（ε=1.4 mL/mg・cm）与 BSA（ε=0.66 mL/mg・cm）的吸光度，理想分子比为 3-5:1； SDS-PAGE 迁移率偏移：偶联物分子量应 > 150 kDa（BSA 分子量 66 kDa，HPT 约 90 kDa）。 抗原表位分析： 主要免疫原性区域位于 α 链 N 端（氨基酸 1-50）和 β 链 C 端（氨基酸 200-250），其中 α2 链特有的重复序列（如 Pro-Pro-Val-Leu）为 HPT 2-2 型特异性表位； 天然 HPT 的糖基化（N - 糖基化位点位于 α 链 Asn38 和 β 链 Asn154）可增强抗体识别效率。
四、HPT 的电泳特性与生化参数 SDS-PAGE 分析： 还原条件下：α1 链（16 kDa）、α2 链（32 kDa）和 β 链（27 kDa）分离； 非还原条件下：形成（αβ）₂四聚体（85 kDa）或（α2β）₂多聚体（100 kDa），HPT 2-1 型可见多条分子量介于 85-100 kDa 的条带（混合多聚体）。 等电聚焦（IEF）： pI 约 4.5-5.5（因糖基化程度而异），酸性蛋白，电泳时向阳极迁移，可与碱性蛋白（如白蛋白 pI 4.7）区分。 功能活性检测： Hb 结合能力：ELISA 法测定 HPT 与 Hb 的结合活性，饱和结合量为 1 mg HPT 结合 0.8 mg Hb，KD 值≈5×10⁻¹⁰ M； 溶血抑制实验：体外测定 HPT-Hb 复合物对红细胞的保护作用，50% 溶血抑制浓度（IC₅₀）约 10-20 μg/mL。
五、HPT 的临床检测与应用参数 作为急性时相标志物： 血清正常参考范围：成人 0.5-2.0 g/L（不同表型略有差异），儿童 0.3-1.5 g/L； 病理升高：感染、创伤、肿瘤时可升高 2-5 倍，半衰期约 3-5 天； 病理降低：溶血性贫血（HPT 与游离 Hb 结合消耗）、肝病（合成减少）、先天性 HPT 缺乏症（罕见，发病率约 1/10 万）。 检测方法学： 免疫比浊法：自动化生化分析仪（如 Roche Cobas c701），检测范围 0.1-5.0 g/L，批内 CV<5%； ELISA：双抗体夹心法（包被抗 α 链单抗，检测抗 β 链多抗），灵敏度 < 10 mg/L，适用于低浓度样本（如尿液）； 基因型检测：PCR-RFLP 法区分 HP1 和 HP2 基因，HPT 2-2 型与糖尿病肾病风险相关。 临床应用场景： 溶血性疾病鉴别：血清 HPT 降低伴游离 Hb 升高提示血管内溶血（如疟疾、输血反应）； 肝病评估：慢性肝炎或肝硬化时 HPT 合成下降，与肝损伤程度正相关； 炎症监测：动态监测 HPT 水平可评估感染性疾病（如脓毒症）的预后。
六、HPT 与其他溶血标志物的对比 标志物 检测样本 临床优势 局限性 HPT 血清 / 血浆 特异性结合 Hb，反映血管内溶血 受肝脏合成影响 游离 Hb 血浆 直接反映溶血程度 半衰期短（<1 小时） 乳酸脱氢酶（LDH） 血清 非特异性溶血指标，普及性高 多种组织损伤均可升高
七、HPT 的生物学功能延伸 抗氧化与抗炎作用： HPT-Hb 复合物可清除游离血红素介导的氧化应激，减少羟基自由基生成； 抑制中性粒细胞活化，下调炎症因子（如 TNF-α、IL-6）释放。 铁代谢调控： 结合 Hb 后被肝巨噬细胞（Kupffer 细胞）通过 CD163 受体内吞，促进铁回收（每分子 HPT-Hb 复合物可回收 4 个 Fe²⁺）； 与铁调素（Hepcidin）协同调节血清铁水平，在贫血伴炎症时发挥关键作用。
八、总结 触珠蛋白作为急性时相蛋白，其抗原制备以天然提取为主，重组表达需关注 α/β 链的正确组装。电泳特性可用于表型分析，而免疫比浊法是临床检测的金标准。HPT 在溶血与炎症疾病中的双重角色，使其成为连接血液学与肝病学的重要生物标志物，未来基于 HPT-Hb-CD163 通路的治疗策略可能为溶血性疾病提供新方向。
二、HPT 抗原的制备方法 （一）天然提取法（从人血清） 原料预处理： 采集新鲜人血清（EDTA 抗凝），56℃灭活 30 分钟以破坏补体，4℃离心（3000×g，10 分钟）去除沉淀。 纯化流程： 硫酸铵沉淀：血清中加入 40% 饱和度硫酸铵，4℃静置 2 小时，离心（10000×g，20 分钟）收集沉淀，用 PBS（pH 7.4）溶解； 亲和层析：通过血红蛋白 - 琼脂糖柱（Hb-Sepharose）纯化，利用 HPT 与 Hb 的高亲和力（KD≈10⁻⁹ M），用 0.1 M NaCl 洗脱结合的 HPT； 凝胶过滤：经 Sephadex G-200 层析去除杂蛋白，收集分子量 85-100 kDa 的洗脱峰，超滤浓缩至 1-5 mg/mL。 关键参数： 得率：每升血清约提取 50-100 mg HPT，纯度 > 90%（SDS-PAGE 验证）； 活性保留：天然 HPT 需避免极端 pH（<5.0 或> 9.0）和高温（>50℃），以防 Hb 结合位点变性。 （二）重组表达法（基因工程技术） 表达系统选择： 哺乳动物细胞（CHO 细胞）：可实现糖基化修饰，更接近天然 HPT 构象，推荐表达 α1β 或 α2β 单体； 载体构建：克隆 α 链和 β 链基因（含信号肽），插入双顺反子载体（如 PIRES），共转染 CHO 细胞； 纯化步骤：Protein A 亲和层析（若融合 IgG Fc 标签）→离子交换层析（Q-Sepharose）→疏水层析（Phenyl-Sepharose）。 表达效率： 悬浮培养 CHO 细胞表达量约 10-20 mg/L，纯度 > 95%，需通过 Western blot 验证 α/β 链组装。
三、HPT 抗原的偶联与免疫原性 载体蛋白偶联（用于抗体生产）： 偶联方法： EDC/NHS 法：适用于 HPT 羧基与 BSA/OVA 氨基交联，优化条件为 HPT:BSA（1:5，mg/mg），EDC 浓度 5 mM，室温反应 2 小时； 戊二醛法：双功能交联剂，需控制戊二醛浓度（0.1-0.5%），避免过度交联导致抗原表位遮蔽； 偶联比测定： 紫外分光法：计算 280 nm 处 HPT（ε=1.4 mL/mg・cm）与 BSA（ε=0.66 mL/mg・cm）的吸光度，理想分子比为 3-5:1； SDS-PAGE 迁移率偏移：偶联物分子量应 > 150 kDa（BSA 分子量 66 kDa，HPT 约 90 kDa）。 抗原表位分析： 主要免疫原性区域位于 α 链 N 端（氨基酸 1-50）和 β 链 C 端（氨基酸 200-250），其中 α2 链特有的重复序列（如 Pro-Pro-Val-Leu）为 HPT 2-2 型特异性表位； 天然 HPT 的糖基化（N - 糖基化位点位于 α 链 Asn38 和 β 链 Asn154）可增强抗体识别效率。
四、HPT 的电泳特性与生化参数 SDS-PAGE 分析： 还原条件下：α1 链（16 kDa）、α2 链（32 kDa）和 β 链（27 kDa）分离； 非还原条件下：形成（αβ）₂四聚体（85 kDa）或（α2β）₂多聚体（100 kDa），HPT 2-1 型可见多条分子量介于 85-100 kDa 的条带（混合多聚体）。 等电聚焦（IEF）： pI 约 4.5-5.5（因糖基化程度而异），酸性蛋白，电泳时向阳极迁移，可与碱性蛋白（如白蛋白 pI 4.7）区分。 功能活性检测： Hb 结合能力：ELISA 法测定 HPT 与 Hb 的结合活性，饱和结合量为 1 mg HPT 结合 0.8 mg Hb，KD 值≈5×10⁻¹⁰ M； 溶血抑制实验：体外测定 HPT-Hb 复合物对红细胞的保护作用，50% 溶血抑制浓度（IC₅₀）约 10-20 μg/mL。
五、HPT 的临床检测与应用参数 作为急性时相标志物： 血清正常参考范围：成人 0.5-2.0 g/L（不同表型略有差异），儿童 0.3-1.5 g/L； 病理升高：感染、创伤、肿瘤时可升高 2-5 倍，半衰期约 3-5 天； 病理降低：溶血性贫血（HPT 与游离 Hb 结合消耗）、肝病（合成减少）、先天性 HPT 缺乏症（罕见，发病率约 1/10 万）。 检测方法学： 免疫比浊法：自动化生化分析仪（如 Roche Cobas c701），检测范围 0.1-5.0 g/L，批内 CV<5%； ELISA：双抗体夹心法（包被抗 α 链单抗，检测抗 β 链多抗），灵敏度 < 10 mg/L，适用于低浓度样本（如尿液）； 基因型检测：PCR-RFLP 法区分 HP1 和 HP2 基因，HPT 2-2 型与糖尿病肾病风险相关。 临床应用场景： 溶血性疾病鉴别：血清 HPT 降低伴游离 Hb 升高提示血管内溶血（如疟疾、输血反应）； 肝病评估：慢性肝炎或肝硬化时 HPT 合成下降，与肝损伤程度正相关； 炎症监测：动态监测 HPT 水平可评估感染性疾病（如脓毒症）的预后。
六、HPT 与其他溶血标志物的对比 标志物 检测样本 临床优势 局限性 HPT 血清 / 血浆 特异性结合 Hb，反映血管内溶血 受肝脏合成影响 游离 Hb 血浆 直接反映溶血程度 半衰期短（<1 小时） 乳酸脱氢酶（LDH） 血清 非特异性溶血指标，普及性高 多种组织损伤均可升高
七、HPT 的生物学功能延伸 抗氧化与抗炎作用： HPT-Hb 复合物可清除游离血红素介导的氧化应激，减少羟基自由基生成； 抑制中性粒细胞活化，下调炎症因子（如 TNF-α、IL-6）释放。 铁代谢调控： 结合 Hb 后被肝巨噬细胞（Kupffer 细胞）通过 CD163 受体内吞，促进铁回收（每分子 HPT-Hb 复合物可回收 4 个 Fe²⁺）； 与铁调素（Hepcidin）协同调节血清铁水平，在贫血伴炎症时发挥关键作用。
八、总结 触珠蛋白作为急性时相蛋白，其抗原制备以天然提取为主，重组表达需关注 α/β 链的正确组装。电泳特性可用于表型分析，而免疫比浊法是临床检测的金标准。HPT 在溶血与炎症疾病中的双重角色，使其成为连接血液学与肝病学的重要生物标志物，未来基于 HPT-Hb-CD163 通路的治疗策略可能为溶血性疾病提供新方向。
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