Тимозин альфа-1 і тимозин бета-4: чому це різні молекули
Тимозин альфа-1 і тимозин бета-4 — дві різні молекули. Різні гени, різна довжина, різні мішені, різні місця роботи в клітині. Альфа-1 — це 28 амінокислот, які відщеплюються від білка протимозину альфа й взаємодіють з імунними клітинами ззовні, через Toll-подібні рецептори. Бета-4 — 43 амінокислоти, які працюють усередині клітини й зв'язують мономерний актин. Спільне в них рівно одне: обидві колись витягли з однієї витяжки телячого тимусу — препарату, який у 1970-х назвали фракцією 5. Назви лишилися схожими, молекули такими ніколи не були.
Звідки взялися «альфа» і «бета», якщо родичами вони не є
На початку 1960-х у лабораторії Абрахама Вайта в Albert Einstein College of Medicine у Нью-Йорку разом з Алланом Голдстайном з телячого тимусу виділили білкову фракцію з біологічною активністю. У статті 1966 року в Proceedings of the National Academy of Sciences її вперше назвали «тимозином». Це був не пептид, а суміш. Стандартну препаративну версію цієї суміші відпрацювали вже в 1970-х і позначили як фракцію 5: за пізнішими оцінками, у ній сиділо від 40 до 60 різних поліпептидів.
Коли суміш почали розділяти на компоненти, знадобилася система назв. Її побудували не за функцією й не за спорідненістю, а за ізоелектричною точкою — тобто за pH, при якому сумарний заряд молекули дорівнює нулю й вона перестає рухатися в електричному полі. Пептиди з pI нижче 5,0 отримали префікс «альфа». Від 5,0 до 7,0 — «бета». Вище 7,0 — «гамма». Цифра в індексі означала лише порядок виділення всередині групи: α1 витягли першим із кислої групи, β4 — четвертим із середньої.
Тобто «альфа» і «бета» тут повідомляють приблизно те саме, що номер полиці на складі. Наскільки ця система байдужа до біології, добре видно з долі поліпептиду β1 — найпомітнішого за кількістю компонента фракції 5, ланцюга з 74 амінокислот. Пізніше з'ясувалося, що це фрагмент убіквітину, білка, який мітить інші білки на утилізацію. До тимусу він стосунку не має, власної активності в тих тестах не показав, а назву з грецькою літерою зберіг як історичний артефакт.
Тимозин альфа-1: 28 амінокислот і кислий характер
Формально: 28 залишків, молекулярна маса 3108 Да, ізоелектрична точка 4,2, N-кінець ацетильований — перша амінокислота йде як ацетилсерин. Послідовність записують так: Ac-SDAAVDTSSEITTKDLKEKKEVVEEAEN. Молекула помітно кисла: майже третину ланцюга складають глутамат і аспартат — саме через це вона й потрапила в «альфа»-групу при розділенні.
Окремого гена в альфа-1 немає. В організмі його вирізають з більшого білка — протимозину альфа (близько 110 амінокислот, ген PTMA), від якого відщеплюють перші 28 залишків разом з ацетильованим початком. Виробляють цей попередник епітеліальні клітини тимусу — органа, який у людини найактивніший у дитинстві й з віком поступово заміщується жировою тканиною.
Мішень описана досить конкретно: Toll-подібні рецептори, насамперед TLR2 і TLR9, на дендритних клітинах і моноцитах. Це сенсори вродженого імунітету — ті самі, що розпізнають бактеріальну ДНК і фрагменти клітинних стінок. У дослідженнях спостерігали дозрівання дендритних клітин, продукцію інтерлейкіну-12 і посилення презентації антигену. Тобто в цих моделях альфа-1 не діє на T-лімфоцит напряму, а працює поверхом вище — на клітинах, які T-лімфоциту показують мішень.
Zadaxin: де альфа-1 став зареєстрованим препаратом
Синтетичний тимозин альфа-1 має міжнародну непатентовану назву тималфазин (thymalfasin) і торгову — Zadaxin, від SciClone Pharmaceuticals. Препарат зареєстрований більш ніж у 35 юрисдикціях за показанням «хронічний гепатит B»: серед них Китай, Індія, Філіппіни, низка країн Латинської Америки та Близького Сходу. У США схвалення FDA він не отримав і існує там в іншому регуляторному статусі.
Інструкція описує 1,6 мг підшкірно двічі на тиждень курсом від шести до дванадцяти місяців. Період напіввиведення — близько двох годин, тобто в крові пептид не затримується, і схема «двічі на тиждень» тримається не на концентрації в плазмі, а на тому, що відбувається з клітинами після контакту. Опорне рандомізоване дослідження 1998 року, опубліковане в Hepatology, розподілило 98 пацієнтів на три групи. Повну вірусологічну відповідь через 18 місяців від початку описали у 40,6% при 26-тижневому курсі, у 26,5% при 52-тижневому і в 9,4% у контролі.
Це один з небагатьох пептидів «тимусної» історії, який пройшов шлях від сирої фракції з телячого тимусу до реєстраційного досьє з рандомізованим дослідженням. Більшість сусідів по каталогу такої дистанції не долали — розкладка за обсягом даних зібрана в рейтингу пептидів за доказовою базою.
Тимозин бета-4: 43 амінокислоти й робота з актином
Бета-4 виділили з тієї самої фракції 5 у 1981 році. 43 амінокислоти, маса близько 4964 Да, ген TMSB4X на X-хромосомі. Це в півтора раза довший ланцюг і на 60% більша маса, ніж в альфа-1, — і жодної спільної ділянки послідовності.
Найцікавіше сталося у 1991-му. З'ясувалося, що тимозин бета-4 — це та сама молекула, яку незалежно описали в тромбоцитах людини під робочою назвою Fx і яка виявилася головним білком, що секвеструє G-актин. Пептид, названий на честь тимусу, насправді присутній майже в кожній клітині організму й прив'язаний до тимусу не більше, ніж до будь-якої іншої тканини.
Що таке секвестрування актину, якщо на пальцях. Актин у клітині існує у двох формах: вільні мономери (G-актин) і зібрані з них нитки (F-актин), які тримають форму клітини й тягнуть її при русі. Клітині потрібен запас мономерів напоготові, інакше нитки нема з чого добудовувати. Бета-4 зв'язує мономер один до одного й тримає цей запас у розчинному стані — приблизно як піддон з цеглою біля будівництва. За зв'язування відповідає мотив LKKTET, залишки з 17-го по 22-й.
Саме через актин і клітинну міграцію бета-4 потрапив у доклінічні роботи про загоєння: у моделях описували вплив на міграцію клітин, ангіогенез і поведінку сполучної тканини. Це клітинні й тваринні моделі, а не готові висновки про людину.
TB-500 — це не тимозин бета-4, і різниця не косметична
Те, що продають під назвою TB-500, — це Ac-LKKTETQ: сім амінокислот з ацетильованим N-кінцем, маса близько 889 Да. Фрагмент 17-23 повного тимозину бета-4, тобто актин-зв'язувальний мотив плюс один залишок. Порівняно з повною молекулою це приблизно одна шоста довжини й менше однієї п'ятої маси.
Це не здогадка з форуму. У 2012 році в журналі Drug Testing and Analysis вийшла робота, автори якої синтезували ацетильований фрагмент 17-23 і порівняли його аналітично з тим, що фактично містилося в комерційних препаратах з етикеткою TB-500. Збіг був саме з коротким фрагментом, а не з повним 43-амінокислотним пептидом.
Чому каталоги все одно пишуть «TB-500 (Thymosin Beta-4)» через дужки. Частково інерція описів, частково економіка синтезу. Твердофазний синтез коштує приблизно пропорційно кількості циклів приєднання: сім залишків проти сорока трьох — це різні порядки собівартості й різний вихід після очищення. Повний бета-4 існує як реагент, але коштує зовсім інших грошей і в роздрібних каталогах трапляється рідко.
До плутанини додає ще один фрагмент: Ac-SDKP — чотири залишки з N-кінцевої частини бета-4, які в літературі проходять окремою темою й теж іноді опиняються в продажу під схожими літерами. Це третя молекула, не TB-500 і не повний пептид. Тобто під загальною вивіскою «тимозин бета-4» на ринку живуть щонайменше три різні речовини з різними ланцюгами й різними масами.
Практичний висновок простий: якщо у флаконі 5 мг TB-500, це 5 мг гептапептиду, а не 5 мг тимозину бета-4. При однаковій масі кількість молекул відрізняється приблизно в 5,6 раза, і механічний перерахунок «як у публікації про бета-4» до вмісту такого флакона не застосовується.
Перевіряється все це одним рядком у сертифікаті аналізу. Мас-спектрометрія показує молекулярну масу: близько 889 Да — це фрагмент, близько 4964 Да — повний пептид. Як цей рядок читати, розібрано окремо — молекулярна маса пептиду як доказ ідентичності і що має бути в COA.
Три молекули поруч
| Параметр | Тимозин альфа-1 | Тимозин бета-4 | TB-500 |
|---|---|---|---|
| Довжина ланцюга | 28 амінокислот | 43 амінокислоти | 7 амінокислот |
| Молекулярна маса | 3108 Да | ≈4964 Да | ≈889 Да |
| Походження | фрагмент протимозину альфа (ген PTMA) | власний ген TMSB4X, X-хромосома | синтетичний фрагмент 17-23 бета-4 |
| Де працює | поверхня імунних клітин | усередині клітини | ділянка зв'язування актину |
| Мішень | TLR2, TLR9 на дендритних клітинах і моноцитах | мономерний G-актин | той самий актин-зв'язувальний мотив |
| Що описано в дослідженнях | дозрівання дендритних клітин, IL-12, презентація антигену; рандомізовані дослідження при хронічному гепатиті B | секвестрування актину, міграція клітин, ангіогенез у доклінічних моделях | доклінічні моделі загоєння; опублікованих досліджень ефективності на людях немає |
| Регуляторний статус | тималфазин / Zadaxin, зареєстрований у 35+ юрисдикціях | реагент, схвалень немає | реагент; у списку WADA як заборонена речовина |
Що з цього випливає для того, хто читає етикетку
Перше. Слово «тимозин» на флаконі не говорить нічого про механізм — воно говорить лише, що молекулу колись знайшли в тій самій витяжці. Альфа-1 і бета-4 споріднені рівно настільки, наскільки споріднені дві книжки, що стояли поруч на полиці.
Друге. Альфа-1 і TB-500 не є взаємозамінними позиціями ні в чому. Один пептид описаний у роботах про сигнали вродженого імунітету й має реєстраційне досьє в кількох десятках юрисдикцій; другий — короткий актин-зв'язувальний фрагмент з доклінічною літературою. Ми продаємо TB-500 і не продаємо альфа-1: це різні молекули з різними ланцюгами постачання.
Сам запит «тимозин альфа-1 чи TB-500» зазвичай приховує припущення, що це два варіанти однієї речовини — дешевший і дорожчий. Насправді питання поставлене про різні класи молекул, і відповіді на нього в такій формі не існує. Порівнювати має сенс альфа-1 з іншими пептидами імунної сигналізації, а TB-500 — з повним бета-4 або з іншими його фрагментами.
Третє. Якщо в описі комбінованого флакона написано просто «тимозин», без послідовності й маси, — це привід питати, а не здогадуватися. Логіка перевірки сумішей окрема, про неї в матеріалі про пептидні бленди.
Четверте. Обсяг даних у трьох стовпцях таблиці відрізняється на порядки, і це нормальна причина не переносити висновки з одного стовпця в інший. Конкретно про фрагмент і критерії його якості — у розборі TB-500.
Коротко
- Тимозин альфа-1 — 28 амінокислот, 3108 Да, фрагмент протимозину альфа; у дослідженнях мішенню називають TLR2 і TLR9 на клітинах вродженого імунітету.
- Тимозин бета-4 — 43 амінокислоти, ≈4964 Да, окремий ген TMSB4X; зв'язує мономерний актин усередині клітини.
- Спільного між ними — тимусна витяжка, яку згодом назвали фракцією 5, і система назв за ізоелектричною точкою, більше нічого.
- TB-500 — це Ac-LKKTETQ, сім залишків, ≈889 Да, фрагмент 17-23. Не повний бета-4, хоча етикетки часто пишуть саме так.
- Розрізнити фрагмент і повний пептид можна за масою в мас-спектрі: 889 проти 4964 Да.
Матеріал має інформаційний характер. Усі продукти Polar Peptides призначені виключно для лабораторних досліджень і не для споживання людиною, медичного чи діагностичного застосування.