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中性粒细胞的大分子代谢

DNA与RNA

早期的中性粒细胞祖细胞中DNA聚合酶很丰富,但随着细胞的成熟,该酶逐渐消退以至在成熟的细胞中几乎测不到活性,因此中幼粒细胞(骨髓细胞)是仍然能进行DNA合成的最晚的中性粒细胞祖细胞。

中性粒细胞具有哺乳动物RNA代谢的全部特性,其合成RNA也是以DNA为模板。由于中性粒细胞不是一均质的群体而是各亚群的混合体,故若用14C尿嘧啶掺入RNA测定其合成情况是极为困难的。现在一般采用Northern印迹法进行,已知中性粒细胞在静止或应激(如干扰素刺激)状态均有合成特异性mRNA的能力,吞噬作用期间RNA的合成与转换都加快。尽管在成熟的中性粒细胞中RNA合成的意义相对于脂质介质而言是有限的,但近年对其意义的认识似有了提高。

蛋白质

哺乳动物的白细胞极少用于研究蛋白质的合成,其原因主要是由于吞噬细胞中有大量蛋白水解酶,且已合成的蛋白质种类太多、太复杂,这都给研究带来极大的技术难度,因而中性粒细胞蛋白质合成的研究比较薄弱。一般认为,中性粒细胞的许多功能蛋白是在其成熟过程中逐步合成好后储存起来备用的,到细胞成熟时蛋白质合成能力几乎丧失,而且这些功能蛋白用一次少一次不能得到补充。虽然中性粒细胞在受激时其表面FMLP受体、C3b及C3bi受体表达增加,但已有报告指出,这是由于开启了胞内存放这些受体的库存之故,而非有新的受体合成。也可能中性粒细胞合成蛋白质的能力很有限,因而对已有的蛋白质的利用是重复使用。例如,自吞噬作用到胞吐作用中间需要经过多次的膜融合和膜分裂,这些膜和受体均能重复使用。但已有报告指出成熟的粒细胞和粒系组细胞中标记的氨基酸能掺入到蛋白分子中,还发现中性粒细胞能合成纤粘连蛋白(fibronectin)。

近年,对溶酶体中酶蛋白分子的合成和加工等研究有了新的进展,溶酶体中虽然包含丰富的酶,但其本身不能合成蛋白质,实质上是一个大酶库,所有的酶等蛋白质均是合成后输入的。这些酶在早期细胞中在内质网上合成后可能被挑选出来,通过一系列加工(主要在高尔基体上)被送入溶酶体中存放。现在认为蛋白合成后与分检相关的基序不在酶蛋白本身肽链的特殊结构域中,而是在翻译后加工接合到肽链上的糖类分子上。

核苷酸的生物合成

中性粒细胞等白细胞具有从头合成嘧啶核苷酸的能力,正常白细胞中存在参与嘧啶合成的酶系,如天门冬氨酸转氨甲酰酶、二氢乳清酸脱氢酶和乳清酸脱羧酶等。但白细胞似乎不能从头开始合成嘌呤核苷酸,除了可以从头合成嘧啶核苷酸外,还有人认为可以由“替补”途径,通过催化ATP与核苷或脱氧核苷(胞苷、尿苷、脱氧胞苷、脱氧尿苷和胸苷)的激酶生成核苷酸或脱氧核苷酸,但催化核苷酸转变为脱氧核苷酸的酶类并未在正常粒细胞中找到。

核酸的降解

中性粒细胞等白细胞的溶酶体中存在核糖核酸酶和脱氧核糖核酸酶。表明这些细胞器参与破坏外源性或内源性的核酸。成熟粒细胞中的核糖核酸酶的活性比母细胞时期的高10倍,此外对核苷酸酶、若干酸性磷酸酶的同工酶和核苷脱氨酶参与核酸的降解代谢已有报道,但成熟粒细胞中含有低水平的5’-核苷酸酶和腺苷脱氨酶。

白细胞碱性磷酸酶(LAP)是研究得最多的粒细胞酶类之一。其为一含锌的磷酸单酯酶,在pH 10附近可对多种磷酸酯催化水解。LAP仅限于中性粒细胞系列,在后期粒细胞中首次出现,以后随着细胞成熟,酶活性迅速增高,直至进入多形核粒细胞阶段。正常白细胞中糖皮质激素能明显增进此酶活性,可能是糖皮质激素诱导该酶之故,这也许解释了为何在感染期间LAP的活性增高。虽然LAP的功能仍待最后确定,但测定该酶活性在临床上仍有应用价值,如在CML病人中其白细胞LAP活性明显降低,而在真性红细胞增多症中LAP活性却明显增高,而且该酶的活性还与自发性血小板减少性紫癜、传染性单个核细胞增多症、再生障碍性贫血及类肉瘤病等相关联。

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