Układ grupowy krwi P1PK (1)
Antygeny i fenotypy układu grupowego P1PK. Według: Kaczmarek R. et al., PLoS One 2018, 13: e0196627. Licencja CC BY 4.0.
Grupy krwi, stan w styczniu 2026
Podział krwi na grupy jest metodą klasyfikacji krwinek czerwonych na podstawie obecności na ich powierzchni cząsteczek zwanych antygenami grupowymi, które mogą być rozpoznawane przez swoiste przeciwciała. Obecnie (styczeń 2026) znamy 48 układów grupowych krwi. W ich skład wchodzi 398 antygenów grupowych kodowanych przez 56 genów i 2001 alleli.
Najważniejszy pod względem klinicznym jest układ grupowy ABO, ponieważ ludzkie osocze zawiera przeciwciała rozpoznające antygeny tego układu (anty-A lub anty-B) i np. przetoczenie krwinek A osobie o grupie O może spowodować jej śmierć.
Pisałem już na tym blogu o układzie grupowym Rh, Kell i Duffy.
Ale tym razem chciałem napisać o układzie, który wprawdzie zawiera tylko 3 antygeny grupowe, ale należy do najbardziej skomplikowanych. Został odkryty w 1927 r. przez Karla Landsteinera i Philipa Levine’a i nazwany układem P (to ten sam Karl Landsteiner, który w 1901 r. odkrył układ grupowy ABO) i dopiero niedawno poznano jego podstawy molekularne. Zacznijmy od podstaw: układ grupowy P1PK zawiera 3 antygeny grupowe: Pk (inne nazwy: Gb3, CD77), P1 i NOR. Podobnie jak antygeny układu grupowego ABO, składają się one z cukrów (Ryc. 1).
Ryc. 1. Struktury antygenów Pk, P1 i NOR. Opracowanie własne.
Antygeny te są (w większości) częścią glikolipidów, czyli niepolarnych cząsteczek wchodzących w skład błon komórkowych. Glikolipidy składają się ze sfingozyny, czyli aminoalkoholu z długim łańcuchem węglowodorowym. Jeżeli do grupy aminowej przyłączony jest kwas tłuszczowy, cząsteczkę taką nazywamy ceramidem (Ryc. 2). Jeżeli do grupy -OH nr 1 jest przyłączony jakiś podstawnik (np. cukier lub kilka cukrów), to taką cząsteczkę nazywamy glikolipidem lub glikosfingolidem. Jest ich dużo w zewnętrznej warstwie błony komórkowej, gdzie pełnią ważne funkcje związane z przekazywaniem sygnału, zwłaszcza w tkance nerwowej. Glikolipidy zawierające kwas sjalowy nazywane gangliozydami stanowią 80% cząsteczek zawierających cukry w ludzkim mózgu. Jest też ich dużo w skórze, a zwłaszcza w warstwie rogowej naskórka (stratum corneum), gdzie tworzą coś w rodzaju zaprawy chroniącej nas przed utratą wody i wnikaniem patogenów.
Ryc. 2. Struktura sfingozyny, ceramidu i jego pochodnych. Opracowanie własne.
Jeżeli porównamy antygeny układu grupowego P1PK do antygenów układu ABO, to podobieństwo polega tym, że antygeny obu układów są cukrami. Różnica polega na tym, że antygeny A i B zawierają różne terminalne (czyli końcowe) cukry. Jest to N-acetylogalatozamina w antygenie A i galaktoza w antygenie B. Brak obu cukrów powoduje, że mamy do czynienia z antygenem H. Jak to się przekłada na grupy krwi? Antygen A powoduje, że mamy grupę A, antygen B, że mamy grupę B. Obecność obu antygenów powoduje, że grupa krwi to AB. Jeżeli nie mamy antygenów A ani B (czyli są tylko antygeny H), to grupa jest O.
Tak więc w układzie ABO wszystko zależy od terminalnych cukrów. W przypadku układu grupowego P1PK terminalny cukier jest zawsze ten sam: galaktoza przyłączona do następnego cukru wiązaniem α1→4. To skąd się bierze różnica między antygenami grupowymi? Popatrzmy na Ryc. 1. Antygen Pk składa się z 3 podjednostek cukrowych, antygen P1 z pięciu, jest więc prawie dwa razy większy. To powoduje, że jest lepiej „widoczny” dla przeciwciał swoistych wobec cukrowych struktur zakończonych galaktozą z wiązaniem α1→4. Jeżeli błona komórkowa krwinek zawiera antygen P1, to przeciwciała o takiej swoistości będą je zlepiać (czyli aglutynować). Grupa krwi takiej osoby to P1 (ze znaczkiem 1 u dołu). Jeżeli ktoś nie ma antygenu P1, to jego grupą krwi jest P2. Uwaga: nazwy antygenu (P1) nie powinno się mylić z nazwą grupy krwi (P1).
Jeszcze jedna uwaga. Nie należy mylić antygenów P1 i Pk, w których galaktoza jest związana do innej galaktozy wiązaniem α1→4, z tzw. antygenem α-Gal, gdzie wiązanie między galaktozami jest α1→3. Enzym, który syntezuje taki wiązanie, jest nieaktywny u człowieka i małp wąskonosych. Pisałem o tym w moim tekście o zespole α-Gal. Podobnie jak antygeny α-Gal, również antygeny P1 o Pk występują nie tylko na krwinkach czerwonych, ale też na wielu innych komórkach, w tym na nabłonku.
Skąd różnica między grupami krwi P1 i P2?
Za syntezę antygenów Pk i P1 (a także NOR, ale o tym za chwilę) odpowiada enzym o nazwie α1,4-galaktozylotransferaza, zwana też syntazą GB3/CD77. Jest to glikozylotransferaza, czyli enzym przyłączający cukier (w tym przypadku: galaktozę) do innej cząsteczki (w antygenach Pk i P1 jest to również galaktoza) z utworzeniem wiązania α1→4. Podobnie jak większość glikozylotransferaz, enzym jest ulokowany w aparacie Golgiego, czyli wewnątrzkomórkowego zespołu cystern, które odpowiadają m.in. za wydzielanie białek na zewnątrz komórki oraz ich modyfikacje (w tym przyłączanie cukrów czyli glikozylację). U człowieka enzym ten jest kodowany przez gen A4GALT. Dlaczego jeden enzym produkuje 3 różne glikolipidy? W przypadku antygenów Pk i P1 wszystko zależy od ilości enzymu: jeżeli jest go dużo, powstaje Pk i P1. Jeżeli enzymu jest mało, produkowany jest jedynie Pk. Dzieje się tak prawdopodobnie dlatego, że enzym, mając stosunkowo krótką domenę transmembranową (czyli ten fragment białka, który przebija błonę komórkową) nie jest w stanie efektywnie przyłączać cukrów do dłuższych glikolipidów (a takim glikolipidem jest prekursor antygenu P1). Jeżeli enzymu jest mało, produkuje wyłącznie antygen Pk. Model tego enzymu pokazałem na Ryc. 3.
Ryc. 3. Struktura α1,4-galaktozylotransferazy przewidziana przez program Alpha-fold i schemat genu A4GALT. Zaznaczono trzy eksony, z których trzeci zawiera otwartą ramę odczytu (ORF, open reading frame), czyli sekwencję kodującą białko. Pokazano polimorfizm rs5751348 wpływający na transkrypcję genu oraz polimorfizm rs397514502, który wpływa na swoistość enzymu. Według: Szymczak-Kulus K. et al., Cell. Mol. Biol. Lett., 2024, 29:137. Licencja CC BY 4.0.
Dlaczego jedni ludzie produkują dużo α1,4-galaktozylotransferazy (i oni mają grupę krwi P1), a inni mało (i ci mają grupę P2 )? Wszystko zależy od jednego nukleotydu znajdującego się w regionie niekodującym białka (czyli w pierwszym intronie), w odległości 3084 par zasad od miejsca inicjacji transkrypcji. Miejsce to jest polimorficzne, czyli sekwencje DNA mogą zawierać więcej niż jeden rodzaj nukleotydu. Zjawisko takie nazywa się polimorfizmem pojedynczego nukleotydu (single nucleotide polymorphism, SNP), a tego rodzaju polimorficzne nukleotydy są opisywane za pomocą numeru rs (od reference SNP). Wspomniany polimorfizm w genie A4GALT oznaczony numerem rs5751348 znajduje się w miejscu wiązania czynników transkrypcyjnych EGR1 i RUNX. Czynniki transkrypcyjne to białka wiążące się do sekwencji DNA w regionie promotora genu lub sekwencji wzmacniającej i regulujące transkrypcję, czyli wydajność przepisania DNA na RNA. O czynnikach transkrypcyjnych pisałem w moim tekście o wpływie sekwencji genów na rysy twarzy.
W przypadku genu kodującego α1,4-galaktozylotransferazę, polimorfizm rs5751348 polega na obecności guaniny lub tyminy. Obecność guaniny powoduje, że oba czynniki transkrypcyjne silnie się wiążą i powodują, że powstaje dużo mRNA kodującego ten enzym (a co za tym idzie, enzymu też powstaje dużo). Tymina w tym samym miejscu sprawia, że czynniki te łączą się słabo: powstaje znacznie mniej mRNA, co przekłada się na mniejszą ilość białka. Jeżeli enzymu jest mało, może on syntezować tylko swój „podstawowy” produkt, czyli antygen Pk. Antygen P1 nie powstaje. Jeżeli enzymu jest dużo, produkuje nie tylko antygeny Pk i P1, ale jest też w stanie przyłączać reszty galaktozy do cukrów związanych z białkami. Wśród 48 układów grupowych krwi u człowieka, P1PK jest jedynym, w którym o obecności antygenu grupowego decyduje polimorficzne miejsce wpływające na wydajność transkrypcji.
Trzeba jeszcze dodać, że grupa krwi P1 jest cechą dominującą w stosunku do P2. Znaczy to, że wystarczy jeden allel z polimorficznym miejscem rs5751348 zawierającym guaninę, żeby powstawał antygen P1, co determinuje grupę P1. Jeżeli oba allele zawierają tyminę, to mamy do czynienia z grupą P2, która jest cechą recesywną.
Antygen NOR: tylko u członków dwóch rodzin na świecie
W skład układu grupowego P1PK wchodzi jeszcze antygen NOR, o którym do niedawna wiedziano tylko tyle, że powoduje poliaglutynację NOR. Co to jest poliaglutynacja? Jest to aglutynacja czerwonych krwinek przez większość surowic. Dzieje się tak dlatego, że surowice te zawierają przeciwciała rozpoznające antygen obecny na większości ludzkich krwinek. W przypadku poliaglutynacji NOR jest to właśnie antygen NOR. Jego struktura została określona przez zespół prof. Elwiry Lisowskiej z Instytutu Immunologii i Terapii Doświadczalnej PAN im. Ludwika Hirszfelda.
Antygen NOR przypomina antygen P1 i Pk, bo jest glikolipidem i zawiera terminalną (czyli znajdującą się na końcu łańcucha) galaktozę związaną wiązaniem α1→4. Galaktoza ta jest związana jednak nie do innej galaktozy, ale do N-acetylogalaktozaminy. Jest to wielka osobliwość, ponieważ takie połączenie Galα1→4 GalNac znaleziono jak dotąd tylko u jednego przedstawiciela kręgowców: żaby śmieszki (Rana ridibunda). Dlaczego taka dziwna struktura powstaje? Okazuje się, że w genie kodującym α1,4-galaktozylotransferazy miała miejsce punktowa mutacja w pozycji 631 sekwencji nukleotydowej. Zamiana cytozyny na guaninę w tej pozycji powoduje zamianę aminokwasu w białku w pozycji 211: zamiast glutaminy jest kwas glutaminowy. Właśnie ta zmiana jednego aminokwasu powoduje, że enzym zaczyna przyłączać galaktozę nie tylko do galaktozy, ale również do N-acetylogalaktozaminy.
Dlaczego enzym ze zmienioną resztą aminokwasową zmienia swoistość (czy raczej: ją rozszerza)? Przypuszcza się, że wymiana glutaminy na kwas glutaminowy umożliwia powstanie wiązania wodorowego pomiędzy grupą OH w reszcie kwasu glutaminowego a grupą NH w N-acetylogalaktozaminie. Czy zatem obecność reszty aminokwasowej z grupą -OH wystarczy, żeby enzym produkował antygen NOR? Nie, ponieważ jeżeli wstawimy w tym miejscu asparaginę lub kwas asparaginowy, czyli reszty aminokwasowe podobne do glutaminy i kwasy glutaminowego (ale z łańcuchem bocznym o 1 atom węgla krótszym), to enzym całkowicie traci aktywność. Oba te aminokwasy mają łańcuchy boczne krótsze o jedną grupę metylenową w porównaniu z glutaminą i kwasem glutaminowym. Prawdopodobnie są w związku z tym zbyt małe, aby utworzyć centrum aktywnego zdolne do przenoszenia cukrów na inne cząsteczki, a to właśnie jest podstawą aktywności enzymatycznej glikozylotransferaz. Ale bez poznania struktury przestrzennej α1,4-galaktozylotransferazy nie będziemy w stanie powiedzieć, jak jest naprawdę. Alpha-fold, narzędzie sztucznej inteligencji służące do rozszyfrowywania struktury białek, jest mało użyteczny w tym przypadku, ponieważ nie znamy struktury żadnego enzymu chociaż trochę podobnego do α1,4-galaktozylotransferazy.
Antygen NOR jest bardzo rzadką cechą: znane są tylko dwie rodziny, w których występuje: jedna w Polsce i jedna w USA. Ponieważ mutacja zmieniająca glutaminę na kwas glutaminowy zaszła na allelu zawierającym guaninę w polimorficznym miejscu rs5751348 (czyli tym, którego obecność skutkuje powstawaniem antygenu P1), to wszystkie osoby NOR-pozytywne mają grupę krwi P1.
A dlaczego prawie wszyscy ludzie mają przeciwciała rozpoznające antygen NOR, skoro raczej nie zetknęli się z tym antygenem (chyba że jedli żaby)? Przypuszczalnym winowajcą jest kropidlak popielaty (Aspergillus fumigatus). Jest to gatunek grzybów z rzędu kropidlakowców, znany wszystkim między innymi dlatego, że powoduje pleśnienie chleba. A. fumigatus może powodować liczne choroby, jak np. aspergiloza u osób z obniżoną odpornością lub tzw. płuco farmera. Przeciwciała rozpoznające antygen NOR powstają prawdopodobnie w wyniku kontaktu komórek naszego układu odpornościowego z produkowanym przez A. fumigatus polisacharydem o sekwencji (Gal α4→4GalNac)n. Terminalny fragment tego polisacharydu jest taki sam, jak w antygenie NOR. Można postawić hipotezę, że im ktoś ma więcej pleśni w domu, tym więcej będzie miał w osoczu przeciwciał anty-NOR.
Osoby z antygenem NOR są zdrowe, ale obecność przeciwciał anty-NOR u większości ludzi powoduje, że osoby NOR-pozytywne nie mogą być dawcami krwi ani dawcami narządów (chyba, że dla innych osób NOR-pozytywnych).
P1PK: Jeden enzym, trzy antygeny, cztery fenotypy
Tak więc można mieć grupę P1 , P2 albo P1NOR. Ale 1 osoba na 5 milionów ma rzadką grupę krwi p (p małe). Powstaje ona w wyniku mutacji w genie kodującym α1,4-galaktozylotransferazę, które powodują utratę aktywności enzymu. Jeżeli takie mutacje mają miejsce na obu allelach, nie powstaje ani antygen P1 ani antygen Pk. Przypomina to trochę powstanie grupy O w układzie grupowym ABO, gdzie przyczyną powstania fenotypu O są mutacje w genie kodującym transferazę ABO, w wyniku których enzym traci aktywność. Różnica polega na tym, że częstość występowania grupy O (ok. 40%) jest znacznie wyższa niż częstość występowania grupy p.
Osoby o fenotypie p przeważnie wytwarzają przeciwciała rozpoznające antygeny P1 i Pk; dlatego takim osobom można przetaczać tylko krwinki p, co może stwarzać problemy ze względu na małą liczbę potencjalnych dawców. Ponadto, u kobiet o fenotypie p często mają miejsce poronienia, ponieważ łożysko zawiera dużo antygenów P1 i Pk.
Tak więc charakterystykę układu grupowego P1PK można streścić w zdaniu: jeden enzym, trzy antygeny, cztery fenotypy.
A jaki związek mają antygeny P1Pk z opornością na różne choroby, w tym bąblowicą i krwawą biegunką? O tym napiszę w następnym odcinku.
Literatura dodatkowa
Podstawy układu grupowego P1PK
DOI: 10.1016/j.tmrv.2014.04.007
α1,4-galaktozylotransferaza
DOI: 10.1186/s11658-024-00658-7
Antygen NOR
Autor
- chemik z wykształcenia, biolog molekularny z zawodu. Interesuje się glikobiologią i grupami krwi, a prywatnie fotografią. Miłośnik twórczości Stanisława Lema. X: @CzerwinsMarcin, Bluesky: @czerwinsmarcin.bsky.social.
Ostatnie wpisy
biologia23 lutego 2026Układ grupowy krwi P1PK (2): czy grupa krwi P(2) może nas chronić przed bąblowicą?- astronautyka18 lutego 2026EM poleca (#45): Dlaczego warto czytać „Solaris” Stanisława Lema po 65 latach od pierwszego wydania
- biologia molekularna6 lutego 2026Układ grupowy krwi P1PK (1)
- biologia molekularna17 listopada 2025Od semaglutydu do jadowitej jaszczurki, czyli jak badanie gadów wpływa na leczenie cukrzycy i otyłości
