Serpin

Serpin (serine protease inhibitor)

Sebuah molekul serpin (putih) dengan 'loop pusat reaktif'-nya (biru) terikat dengan protease (abu-abu). Ketika protease mencoba mengkatalisis enzim, maka ia akan dihambat secara irreversibel. (PDB: 1K9O)

Identifikasi

Simbol

Serpin, SERPIN (root symbol of family)

Struktur protein yang tersedia:
Pfam	struktur
PDB	RCSB PDB; PDBe; PDBj
PDBsum	ringkasan struktur

Serpin atau Serine Protease Inhibitor adalah sebuah kelompok besar protein yang bekerja sebagai penghambat protease dan merupakan penghambat protease terbesar dan paling banyak ditemui pada makhluk hidup. Gen yang menyerupai serpin telah ditemukan pada binatang, tumbuhan, virus pox dan bakteri. Serpin bekerja dengan cara mengubah bentuk untuk menghambat enzim target.^[1]

Struktur

Serpin terdiri dari 350-400 asam amino dan memiliki berat molekul 40-50 kDa. Penyusunnya adalah 3 lembaran beta (A, B, C) dan 8-9 heliks alfa (hA-hI).^[2]

Sebagai penghambat protease, serpin memiliki struktur lingkaran yang berguna untuk berhubungan dengan celah aktif protease. Berbeda dengan penghambat protease serin lainnya yang memiliki lingkaran pusat reaktif (LPR) yang pendek dan kaku, serpin memiliki LPR yang panjang dan lentur.^[3]

Pembagian

Serpin dibagi dalam beberapa clade yaitu:^[4]^[5]

Clade A (Antitripsin-like)
Clade B (Ovalbumin-like)
Clade C (Antitrombin)
Clade D (Heparin Kofaktor II)
Clade E (PAI-1/GDN)
Clade F (PEDF)
Clade G (Penghambat C1)
Clade H (Protein peredam panas 47)
Clade I (Neuroserpin)
Clade J (Belangkas)
Clade K (Serangga)
Clade L (Nematoda)
Clade M (Schistosoma)
Clade N (Viral SPI1-2/Crm-A-like)
Clade O (Viral SPI3-like)
Clade P (Tumbuhan)

Persebaran

Serpin terdapat pada semua makhluk hidup eukariota seperti binatang dan tumbuhan kecuali jamur dan klorofita. Serpin juga dapat ditemukan pada sebagian bakteri dan virus yang menginfeksi makhluk hidup eukariota.

Virus

Sejauh ini serpin baru ditemukan pada virus poxviridae. Serpin dari cabang Orthopoxvirus (pox sapi, ectromelia, vaccinia, variola dan pox kelinci) tergabung dalam 2 clade, yaitu clade n, mengandung serpin SPI-1-like dan SPI-2-like, dan clade o, mengandung serpin SPI-3-like.

Chordata

Serpin pada eukariota yang lebih tinggi dapat dibagi menjadi 2 kelompok besar, yaitu serpin intraselulkar (serpin-ov) dan serpin ekstraselular. Serpin-ov membentuk clade (b) dan merupakan nenek moyang dari serpin ekstraseluler.

Sedangkan serpin ekstraselular dapat dibagi ke dalam 8 clade, yang paling besar adalah clade a. Serpin dalam kelompok ini terlibat dalam banyak proses, paling umum adalah penghambatan proteinase serin.^[6]

Manusia

Sampai saat ini serpin yang ditemukan pada manusia berjumlah 34 buah yang berasal dari sembilan clade. Serpin pada manusia berfungsi dalam proses penggumpalan darah, fibrinolisis dan peradangan. Sebanyak 7 serpin pada manusia tidak berfungsi sebagai penghambat proteinase.^[7]

Serpin pada Manusia^[1]

Nama Gen	Nama Umum	Letak	Fungsi
SERPINA1	Antitripsin	Ekstraselular	Menghambat elastase neutrofil
SERPINA2	Protein terkait Antitripsin	Extracellular	Kemungkinan pseudogen
SERPINA3	Antikimotripsin	Ekstracellular	Menghambat katepsin G
SERPINA4	Kallistatin (PI4)	Extracellular	Menghambat kalikrein
SERPINA5	Penghambat Protein C (PAI-3)	Extracellular	Menghambat protein C aktif
SERPINA6	Globulin Pengikat Kortikosteroid	Extracellular	Mengikat kortisol
SERPINA7	Globulin Pengikat Tiroksin	Extracellular	Mengikat tiroksin
SERPINA8	Angiotensinogen	Extracellular	Memotong amino-terminal dengan renin protease mengakibatkan pelepasan angiotensin I
SERPINA9	Centerin	Extracellular	Memelihara sel B naive
SERPINA10	Penghambat Proteinase Protein Z-dependen	Extracellular	Menghambat faktor Z dan XI teraktivasi
SERPINA11	XP_170754.3	Extracellular
SERPINA12	Vaspin	Extracellular	Adipositokin pemeka insulin
SERPINA13	XM_370772	Extracellular	Menghambat elastase neutrofil
SERPINB1	Penghambat Elastase Neutrofil Monosit	Intracellular	Menghambat uPA
SERPINB2	Penghambat Pengaktif Plasminogen 2 (PAI2)	Intracellular/extracellular	Menghambat katepsin L dan V
SERPINB3	Antigen Karsinoma Sel Skuamosa 1	Intracellular	Menghambat katepsin G dan kimase
SERPINB4	Antigen Karsinoma Sel Skuamosa 2	Intracellular	Menghambat metastasis
SERPINB5	Maspin	Intracellular	Menghambat katepsin G
SERPINB6	Penghambat Proteinase 6 (PI6)	Intracellular	Pematangan megakariosit
SERPINB7	Megsin	Intracellular	Menghambat furin
SERPINB8	Antiproteinase sitoplasmik 8 (PI8)	Intracellular	Menghambat granzim B
SERPINB9	Antiproteinase sitoplasmik 9 (PI9)	Intracellular	Menghambat trombin dan tripsin
SERPINB10	Bomapin (PI10)	Intracellular	-
SERPINB11	Epipin	Intracellular	Menghambat tripsin
SERPINB12	Yukopin	Intracellular	Menghambat katepsin L dan K
SERPINB13	Headpin (PI13)	Intracellular	Menghambat trombin dan faktor Xa
SERPINC1	Antitrombin	Extracellular	Menghambat trombin
SERPIND1	Kofaktor Heparin II	Extracellular	Menghambat trombin, uPA, tPA dan plasmin
SERPINE1	Penghambat Aktivator Plasminogen 1 (PAI1)	Extracellular	Menghambat uPA dan tPA
SERPINE2]	Neksin Protease I (PI7)	Ekstracellular
SERPINF1	Hs.512272	Extracellular	Molekul anti-angiogenik poten
SERPINF2	Faktor Turunan Epitelium Pigmen	Extracellular	Penghambat plasmin
SERPING1	Antiplasmin Alfa 2	Extracellular	Penghambat esterase C1
SERPINH1	Protein Penyekat Panas 47kDa	Intracellular	Molekul Kaperon untuk kolagen
SERPINI1	Neuroserpin	Extracellular	Penghambat tPA, uPA dan plasmin
SERPINI2	Penghambat Proteinase Serin Turunan Myoepitelium	Extracellular	Menghambat metastasis kanker

Sumber

1 2 Law RH, Zhang Q, McGowan S, Buckle AM, Silverman GA, Wong W, Rosado CJ, Langendorf CG, Pike RN, Bird PI, Whisstock JC (2006). "An overview of the serpin superfamily". Genome Biology. 7 (5): 216. doi:10.1186/gb-2006-7-5-216. PMC 1779521. PMID 16737556. Pemeliharaan CS1: DOI bebas tanpa ditandai (link)
↑ Khan, Mohammad Sazzad; Singh, Poonam; Azhar, Asim; Naseem, Asma; Rashid, Qudsia; Kabir, Mohammad Anaul; Jairajpuri, Mohamad Aman (2011). "Serpin Inhibition Mechanism: A Delicate Balance between Native Metastable State and Polymerization". Journal of Amino Acids (dalam bahasa Inggris). Diakses tanggal 2020-01-19.
↑ Huntington, J. A. (2011). "Serpin structure, function and dysfunction". Journal of Thrombosis and Haemostasis (dalam bahasa Inggris). 9 (s1): 26–34. doi:10.1111/j.1538-7836.2011.04360.x. ISSN 1538-7836.
↑ Silverman, Gary A.; Lomas, David A (2007). Molecular And Cellular Aspects Of The Serpinopathies And Disorders In Serpin Activity (dalam bahasa Inggris). Singapore: World Scientific Publishing. hlm. 9–10. ISBN 978-981-256-963-9.
↑ Gettins, Peter G.W., 2002.
↑ Irving J.A, et al. (2000). "Phylogeny of the Serpin Superfamily: Implications of Patterns of Amino Acid Conservation for Structure and Function". Genome Research. doi:10.1101/gr.147800.
↑ Gettins, Peter G. W. (2002-12-01). "Serpin Structure, Mechanism, and Function". Chemical Reviews. 102 (12): 4751–4804. doi:10.1021/cr010170+. ISSN 0009-2665.