Identification and Characterisation of the Major Antiproteases in Equine Serum and an Investigation of their role in the onset of Chronic Obstructive Pulmonary Disease (COPD)

SUMMARY Three major antiprotease components in equine serum were identified and characterised. These were the acidic prealbumin Pr, the homologue of human alpha‐1 antitrypsin and 2 protease binding proteins, the acidic prealbumin Xc and alpha‐2 macroglobulin, both capable of inhibiting the proteolytic activity of trypsin, but with only limited inhibitory effect on its esterolytic activity. The possible role of these serum antiproteases in the onset of chronic obstructive pulmonary disease (COPD), analogous to the hereditary dysproteinaemia of alpha‐1 antitrypsin in man, was investigated. There was no evidence of a genetically determined variation in the protease binding proteins but an increased frequency of the electrophoretically slower Pr antitrypsin alleles was present in horses affected with COPD. However, because of both the mixed breeding of the animals investigated and the lack of correlation with low serum trypsin inhibitory capacity, measured by inhibition of DL‐BAPA hydrolysis, the significance of this observation could not be critically assessed. RÉSUMÉ Trois antiproteases majeures ont été identifiées dans le serum du cheval, et caractérisées. Il s'agit de la Pr préalbumine acide, homologue de l'alphaantitrypsine humaine, et de deux protéases, la préalbumine X c acide et la macroglobuline alpha 2, toutes deux capables d'inhiber l'activité protéolytique de la trypsine, mais avec seulement un effet inhibiteur limité sur l'activité estérolytique de cette enzyme. Le rôle éventuel de ces antiprotéases dans l'apparition de la maladie pulmonaire chronique obstructive, analogue à la dysproteinémie héréditaire de l'antitrypsine alpha 1 chez l'Homme, a été recherché. On n'a pas constaté une variation liée à des facteurs génétiques chez ces protéases à l'exception d'une fréquence accrue d'alléles correspondants à des antitrypsines Pr. Cependant, en raison de l'imprécision génétique des animaux étudiés et du manque de corrélation avec la capacité inhibitrice trypsique du serum, la signification de cette observation parait difficile à exploiter. ZUSAMMENFASSUNG Drei wichtige Antiproteasen konnten im Pferdeserum identifiziert und charakterisiert werden. Es handelte sich um das saure Prealbumin Pr, ein Homolog des menschlichen alpha‐1 Antitrypsins und um zwei Protease‐bindenden‐Proteine, das saure Praealbumin Xc und alpha‐2 Macroglobulin, beide befähigt, die proteolytische Aktivität von Trypsin zu hemmen aber mit nur eingeschränkter, hemmender Wirkung auf dessen esterolytische Aktivität. Die mögliche Bedeutung dieser Serum‐Antiproteasen für das Auftreten chronisch obstruktiver Lungenkrankheiten—analog der hereditären Dysproteinaemie von alpha‐1 Antitrypsin beim Menschen —wurde untersucht. Es fanden sich keine Hinweise auf eine genetisch fixierte Variation bei den protease‐bindenden Proteinen, aber die elektrophoretisch langsameren Pr Antitrypsinallele kamen bei Pferden mit chronisch obstruktiven Lungenleiden häufiger vor. Die Signifikanz dieser Beobachtung konnte indessen nicht kritisch beurteilt werden, weil die Pferde nicht aus einer Reinzucht stammten und weil sich keine Korrelation mit der tiefen Serumtrypsin‐Hemmkapazität (gemessen durch die Hemmung der DL‐BAPA Hydrolyse) ergeben hatte.