ALLERGENI MOLECOLARI - EF-HANDS - POLCALCINE - POLCALCINS - CALCIUM-BINDING PROTEINS

 

ALLERGENI MOLECOLARI – EF-HANDS - POLCALCINE  - POLCALCINS - CALCIUM-BINDING PROTEINS 

 

Le Polcalcine sono un gruppo di allergeni che appartengono alla famiglia delle calcium -binding proteins (CBP )che condividono comuni domini (strutture ripetitive) chiamati “EF-hands”( helix-loop-helix motifs).

FOTO-EF-HANDS0001

 

 

 

Questo nome è stato coniato per indicare la particolare struttura ripetitiva chiamata “EF-hand” evidenziata per la prima volta nella  parvalbumina.  Tali strutture sono composte da 30 aminoacidi e comprendono 2 eliche α (E ed F rappresentate rispettivamente dall’indice - elica E – e dal pollice – elica F – di una mano (come da figura) collegate tra loro ad anello . Nell’ambito della fissazione di calcio l’elica F passa da una conformazione “chiusa” (apo-CaM in grigio chiaro nella immagine) in una conformazione “aperta” (holo-CaM in grigio scuro).

 

 

Le Polcalcine rappresentano la maggioranza delle Calcium-binding proteins allergeniche , e la loro espressione sembra possa essere limitata ai  pollini (tabella sottostante).

  

PRINCIPALI FONTI ALLERGENICHE (da www.allergome.org)

  

NOME

FONTE

VIE DI SENSIBILIZZAZIONE

Aln g 4

Alnus glutinosa

Alder – Ontano nero

Inalazione

Amb a 10

Ambrosia artemisiifolia

Short ragweed – Ambrosia

Inalazione

Amb a 9

Ambrosia artemisiifolia

Short ragweed – Ambrosia

Inalazione

Ant o 7

Anthoxanthum odoratum

Sveet vernal – Paleo odoroso

Inalazione

Art v 5

Artemisia vulgaris

English mugwort – Assenzio selvatico

Inalazione

Ave s 7

Avena sativa

Cultivated oat – Avena comune

Inalazione

Bet v 3

Betula verrucosa

Birch – Betulla verrucosa o alba

Inalazione

Bet v 4

Betula verrucosa

Birch – Betulla verrucosa o alba

Inalazione

Bra n 4

Brassica napus

Rapeseed – Colza

Inalazione

Bra n 7

Brassica napus

Rapeseed – Colza

Inalazione

Bra r 4

Brassica rapa

Turnip – Rapa

Inalazione

Bra r 7

Brassica rapa

Turnip  Rapa

Inalazione

Bro i 7

Bromus inermis

Smooth brome grass – Forasacco

Inalazione

Car b 4

Carpinus betulus

Hornbeam – Carpino bianco

Inalazione

Che a 3

Chenopodium album

Goosefoot – Farinaccio selvatico

Inalazione

 

Cry j 4

Cryptomeria japonica

Japanese cedar – Cedro giapponese

Inalazione

Cup a 4

Cupressus arizonica

Arizona cypress – Cipresso dell Arizona

Inalazione

Cyn d 7

Cynodon dactylon

Bermuda grass – Erba canina

Inalazione

Dac g 7

Dactylis glomerata

Orchard grass – Erba mazzolina

Inalazione

Fag s 4

Fagus sylvatica

Beech – Faggio

Inalazione

Fes e 7

Festuca elatior

Reed fescue – Paleo dei prati

Inalazione

Fra e 3

Fraxinus excelsior

Ash – Frassino

Inalazione

Jun o 4

Juniperus oxycedrus

Prickly juniper – Cipresso coccolone

Inalazione

Lol p 7

Lolium perenne

Rye grass – Loglierello

Inalazione

Ole e 3

Olea europaea

Olive tree – Olivo

Inalazione

Ole e 8

Olea europaea

Olive tree – Olivo

Inalazione

Ory s 7

Oriza sativa

Rice – Riso

Inalazione

 

Par j 4

Parietaria judaica

Pellitory – Erba muraiola

Inalazione

Phl p 7

Phleum pratense

Timothy grass – Codolina

Inalazione

Poa  p 7

Poa pratensis

June grass – Erba fienarola

Inalazione

Que a 4

Quercus alba

White oak – Quercia

Inalazione

Rob p 4

Robinia pseudoacacia

Locust tree – Robinia

Inalazione

Sor h 7

Sorghum halapense

Johnson grass – Sorgo

Inalazione

Syr v 3

Syringa vulgaris

Common lilac – Lillà

Inalazione

Tri a 7

Triticum aestivum

Wheat – Frumento

Inalazione

Zea m 7

Zea mais

Maize – Granoturco

Inalazione

 

 

In base al numero di ripetizioni, almeno tre tipi di polcalcine sono stati descritti nei pollini, vale a dire  quelli che  evidenziano due calcium-binding domain ( Aln g 4 , Amb a 9 , Art v 5 , Bet v 4 , il Che a 3 , Cyn d 7, Fra e 3, Ole e 3, Phl p 7, e Syr v 3), tre ( Amb a 10 e Bet v 3), e quattro ( Jun o 4 , e Ole e 8).

FOTO-POLCALCINE_STRUTTURE0001

 
Figura. Polcalcine . Struttura allergenica tridimensionale – In ordine monomero Bet v 4, dimero Phl p 7, tetramero Che a 3. I calcio-ioni sono rappresentati dalle palline rosse. (da Hauser M, et al. Mod.)


Uno studio comparativo tra gli allergeni con due, tre e quattro domini EF-hands ha rivelato che  l’allergene Phl p  7 (Phleum pratense) è la polcalcina  più cross- reattiva. È stato quindi suggerito che Phl p 7 potrebbe servire come marcatore molecolare per l'identificazione della polisensibiizzazione pollinica.
La funzione biologica delle polcalcine non è ancora chiarita. Tuttavia, a causa della loro localizzazione polline-specifica e la loro capacità di legare il calcio, è stato proposto che le polcalcine funzionino  nel controllo dei livelli intracellulari di calcio durante la germinazione del polline.
È interessante notare che la proprietà calcium-binding delle polcalcine riguarda sia la  IgE-reattività che la  termostabilità della molecola.
Nel loro insieme,  le polcalcine sono allergeni calcium-binding altamente cross-reattivi, espressi in modo precipuo nei tessuti pollinici. Per tale ragione la sensibilizzazione alle polcalcine non si associa ad allergia ad alimenti di tipo vegetale.
Circa il 10% dei pazienti con pollinosi reagisce  verso le polcalcine da alberi , erbe, ed erbacce. Dati recenti indicano che la rilevanza clinica di sensibilizzazione alle polcalcine è legata a fattori geografici e ai livelli di esposizione alle diverse fonti allergeniche. Infatti è stato dimostrato che tra i pazienti allergici ai pollini di erbacce, la  reattività alle polcalcine Art v 5, Amb a 9, e Amb a 10  da assenzio e da ambrosia , rispettivamente, era molto più alta nel gruppo degli italiani ( 21-28 %) rispetto a quello degli Austriaci (10%) , indicando che i risultati IgE positivi non rispecchiano solo una cross- reattività , ma anche indicano una sensibilizzazione all’assenzio  o all’ambrosia in queste popolazioni.
Quindi, un attento monitoraggio dei pazienti polcalcina-sensibilizzati deve essere eseguita in quanto queste persone sono a rischio di sviluppare  sensibilizzazioni polliniche  multiple.

Principali fonti documentali generali in Cultura Allergologica
Per eventuali apprendimenti, alcune fonti documentali specifiche:

Banderas R., Villalba M, et al. Profilin (Che a 2) and polcalcin (Che a 3) are relevant allergens of Chenopodium album pollen: isolation, amino acid sequences, and immunologic properties. J Allergy Clin Immunol 2004;113:1192-1198

Breiteneder H, Radauer CV. A classification of plant food allergens. J Allergy Clin Immunol 2004;113:821-30

Breiteneder H, Mills CEN.  Molecular proprieties of food allergens. J Allergy Clin Immunol 2005;115:14-23

Hauser M, Roulias A, Ferreira F, Egger M.  Panallergens and their impact on the allergic patient. Allergy Asthma Clin Immunol 2010;6:1

Jenkins JA, Breiteneder H, Mills ENC. Evolutionary distance from human homologs reflects allergenicity of animal food proteins. J Allergy Clin Immunol 2007;120:1399-1405

Pomés A. Les structures communes des allergens. Rev Fr Allerg Immunol Clin 2008 ; 48 :139-142

Radauer C, Breiteneder H. Pollen allergens are restricted to few protein families and show distinct patterns of species distribution. J Allergy Clin Immunol 2006;117:141-147

Radauer C, Bublin M, et al. Allergens are distribuited into few protein families and possess a restricted number of biochemical functions. J Allergy Clin Immuno 2008;121:847-852

Sastre J. Molecular diagnosis in allergy. Clin Exp Allergy,2010;40:1442-1460

Tringhino R, Twardosz A, et al. Molecular, structural, and immunologic relationships between different families of recombinant calcium-binding pollen allergens. J Allergy Clin Immunol 2002;109:314-3120