ฤทธิ์ต้านโปรตีเอส

เซอร์ปินที่พบในมนุษย์ประมาณ 2 ใน 3 นั้นมีเป้าหมายการออกฤทธิ์บริเวณภายนอกเซลล์ ซึ่งมักจะเข้ายับยั้งการทำงานของโปรตีเอสในกระแสเลือดเพื่อควบคุมสมดุลการทำงานของเอนไซม์เหล่านั้น ตัวอย่างเช่น แอนตีทรอมบินที่ออกต้านการทำงานของทรอมบินในกระบวนการการจับลิ่มของเลือด; แอนตีทริปซิน, แอนตีไคโมทริปซิน และตัวยับยั้ง C1 ที่ออกฤทธิ์ในกระบวนการอักเสบและการตอบสนองของภูมิคุ้มกัน รวมไปถึง PAI-1 ในกระบวนการการซ่อมแซมเนื้อเยื่อที่เสียหาย[6] นอกเหนือจากการยับยั้งวงจรการถ่ายโอนสัญญาณของโปรตีเอสแล้ว เซอร์ปินยังส่งผลต่อการพัฒนาของเนื่อเยื่อหรืออวัยวะเป้าหมายได้ด้วย[34][35] ตารางแสดงเซอร์ปินที่พบในมนุษย์ (ด้านล่าง) แสดงให้เห็นถึงหน้าที่ของเซอร์ปินชนิดต่างๆ รวมไปถึงความผิดปกติที่เกิดขึ้นจากการขาดเซอร์ปินชนิดนั้นๆ

ส่วนบทบาทของเซอร์ปินแต่ละชนิดที่ออกฤทธิ์ยับยั้งโปรตีเอสภายในเซลล์นั้นยังไม่สามารถระบุแยกได้แน่ชัด เนื่องจากมีการทำงานที่ซ้อนทับกันของเซอร์ปินหลายชนิดในกลไกหนึ่งๆ นอกจากนี้ เซอร์ปินหลายชนิดที่พบในมนุษย์นั้นยังไม่สามารถหาเซอร์ปินเทียบเคียงที่มีบทบาทหน้าที่สมมูลย์กันในสัตว์ทดลองได้ อย่างไรก็ตาม คาดว่าหน้าที่สำคัญของเซอร์ปินที่ออกฤทธิ์ภายในเซลล์นั้น อาจช่วยป้องกันการเกิดกิจกรรมที่ไม่เหมาะสมของโปรตีเอสภายในเซลล์[36] ตัวอย่างเช่น เซอร์ปินภายในเซลล์ของมนุษย์ที่เป็นที่คุ้นเคยกันมากที่สุดอย่าง เซอร์ปิน บี9 โดยเซอร์ปินชนิดนี้จะออกฤทธิ์ต้านการทำงานของแกรนูลที่บรรจุแกรนไซม์ บี ซึ่งเป็นโปรตีเอสที่เป็นพิษต่อเซลล์ ทำให้ช่วยป้องกันการปล่อยแกรนไซม์บีโดยไม่ได้ตั้งใจและลดการกระตุ้นการเกิดอะพอพโทซิสของเซลล์ก่อนเวลาอันควรหรือโดยไม่พึงประสงค์[37]

นอกจากนี้ยังพบว่า ไวรัสบางชนิดมีการใช้เซอร์ปินเพื่อขัดขวางการทำงานของโปรตีเอสในโฮสต์ เช่น ไวรัสฝีดาษวัว (cowpox) ซึ่งจะสร้าง CrmA (cytokine response modifier A) ขึ้นมาเมื่อเข้าสู่เซลล์โฮสต์ ทั้งนี้เพื่อป้องกันไม่ให้เกิดการอักเสบและอะพอพโทซิสของเซลล์ที่ติดเชื้อ โดย CrmA จะทำให้เซลล์เป้าหมายมีการติดเชื้อเพิ่มมากขึ้นได้จากการกดกระบวนการอักเสบของเซลล์โฮสต์ด้วยการยับยั้งการทำงานของซิสตีอีนโปรตีเอสที่ชื่อแคสเปส 1 ส่งผลให้ไม่เกิดการเปลี่ยนโปรอินเตอร์ลิวคิน 1 และโปรอินเตอร์ลิวคิน 18 เป็นอินเตอร์ลิวคิน 1 (Interleukin 1; IL-1) และ อินเตอร์ลิวคิน 18 (Interleukin 18; IL-18) ตามลำดับ ซึ่งทั้งสารทั้ง 2 ชนิดนี้จัดเป็นไซโตไคน์ที่จำเป็นต่อการเกิดไพรอพโทซิสของเซลล์[38] ส่วนในยูแคริโอตนั้น พบว่าเซอร์ปินของพืชสามารถยับยั้งได้ทั้งกลุ่มเอนไซม์เมตาแคสเปส[39] และซิสตีอีนโปรตีเอสที่มีโครงสร้างคล้ายพาเพอิน[40]

บทบาทอื่น

เซอร์ปีนภายนอกเซลล์ที่ไม่มีผลยับยั้งโปรตีเอสนั้นจะทำหน้าที่อื่นที่หลากหลายแตกต่างอันออกไป อาทิ ไทโรซีน-บายดิ้ง กลอบูลิน และทรานส์คอร์ติน ซึ่งทำหน้าที่ขนส่งฮอร์โมนไทรอกซีน และคอร์ติซอล ตามลำดับ[41][26]; โอแวลบูมิน ซึ่งเป็นโปรตีนที่พบมากที่สุดในไข่ขาว ก็จัดเป็นเซอร์ปีนอีกชนิดหนึ่ง ถึงแม้จะไม่ทราบบทบาทหน้าที่ที่แน่ชัดเท่าใดนัก แต่คาดว่าโอแวลบูมินนี้อาจทำหน้าที่เป็นโปรตีนเก็บสะสมสำหรับการพัฒนาการก่อนการเกิดของตัวอ่อน (Prenatal development)[42] รวมไปถึงฮีตช็อกโปรตีน 47 ซึ่งจัดเป็นเซอร์ปินประเภทแชพเพอโรนที่มีความสำคัญต่อการม้วนพับตัวของคอลลาเจน และช่วยให้เกลียวสามสายของคอลลาเจนมีความเสถียรระหว่างกระบวนการสังเคราะห์คอลลาเจนในร่างแหเอนโดพลาซึม[25]

อย่างไรก็ตาม ยังมีเซอร์ปินบางชนิดที่นอกจากจะออกฤทธิ์ต้านโปรตีเอสแล้ว ยังมีหน้าที่อื่นที่ไม่เป็นผลเกี่ยวเนื่องมาจากการยับยั้งโปรตีเอส ตัวอย่างเช่น MENT ซึ่งเป็นเซอร์ปินที่พบในนก นอกจากจะออกฤทธิ์ต้านซิสตีอีนโปรตีเอสภายในเซลล์แล้ว ยังเป็นสารที่มีส่วนช่วยในการดัดแปรโครมาติน (chromatin remodeling) ภายในเซลล์เม็ดเลือดแดงของนกอีกด้วย[32][43]