Гликопротеиновый комплекс Ib-IX-V
Комплекс GPIb-IX-V представляет собой обширный комплекс мембранных рецепторов , возникающий в мегакариоцитах и функционирующий исключительно на поверхности тромбоцитов . [ 1 ] В первую очередь он выполняет функцию посредника на первом критическом этапе адгезии тромбоцитов, облегчая связывание фактора фон Виллебранда (ФВ) на поврежденном субэндотелии в условиях высокого напряжения сдвига жидкости . [ 2 ] [ 3 ] Хотя основным лигандом рецептора GPIb-V-IX является фактор Виллебранда, он также может связываться с рядом других лигандов в кровотоке, таких как тромбин , P-селектин , фактор XI , фактор XII , высокомолекулярный кининоген , а также бактерии. . GPIb-IX-V играет решающую роль в тромбозе , метастазировании и жизненном цикле тромбоцитов, а также участвует в ряде тромботических патологических процессов, таких как инсульт или инфаркт миокарда . [ 1 ] [ 2 ]
Молекулярная структура
[ редактировать ]Обзор
[ редактировать ]GPIb-IX-V состоит из четырех различных субъединиц, а именно: GPIbα ( молекулярная масса (ММ) 135 кДа ), GPIbβ (ММ 26 кДа), GPIX (ММ 20 кДа) и GPV (ММ 82 кДа). Комплекс собирается таким образом, что GPIbα, GPIbβ и GPIX образуют высокоинтегрированный белковый комплекс со стехиометрией 1:2:1; и это слабо связано с GPV, что приводит к общему стехиометрическому соотношению 1:1. [ 1 ] [ 4 ] [ 5 ] [ 6 ]
Каждая субъединица комплекса представляет собой трансмембранный (ТМ) белок типа I, который состоит из , богатого лейцином повтором (LRR) эктодомена (внеклеточный домен), одиночной трансмембранной спирали и относительно короткого цитоплазматического хвоста, лишенного ферментативной активности. [ 1 ] [ 7 ]
Четвертичной стабилизации рецептора способствуют ковалентные и нековалентные взаимодействия. Субъединица GPIbα связана с двумя субъединицами GPIbβ через проксимальные к мембране дисульфидные связи , тогда как GPIX прочно связывается посредством нековалентных взаимодействий с GPIb. [ 4 ] [ 5 ] [ 7 ] Сопутствующая экспрессия всех трех субъединиц необходима для обеспечения эффективной экспрессии GPIb-IX на поверхности клеток тромбоцитов , а анализ экспрессии рецептора в трансфицированных клетках яичника китайского хомячка (CHO) дополнительно подтвердил, что взаимодействие между этими субъединицами также способствует стабилизации. их. [ 1 ]
Каждая из четырех субъединиц (GPIbα, GPIbβ, GPIX и GPV) является частью суперсемейства мотивов повторов, богатых лейцином. около 24 аминокислот Эти богатые лейцином повторяющиеся последовательности, как правило, имеют длину , встречаются по отдельности или в виде тандемных повторов, фланкированных консервативными N-концевыми и C-концевыми структурами дисульфидных петель. [ 3 ] Тем не менее, несмотря на то, что эти структурные сходства существуют, различные гены , существующие на разных хромосомах генома , кодируют полипептиды , составляющие комплекс GPIb-V-IX.
Четыре гена, кодирующие компоненты рецептора у человека, имеют простую организацию, в которой кодирующая последовательность содержится в одном экзоне . Это за исключением гена GPIbβ, который содержит интрон через 10 оснований после стартового кодона . [ 3 ]
Человеческий GPIbα является продуктом гена на хромосоме 17, а именно 17p12, GPIbβ является продуктом гена на хромосоме 22, а именно 22q11.2, тогда как GPV и GPIX являются продуктами генов, обнаруженных на хромосоме 3, а именно 3q21 и 3q29 соответственно. [ 8 ] В нормальных условиях все четыре молекулы экспрессируются исключительно в тромбоцитарной линии. GPIbα, GPIbβ и GPIX необходимы для эффективного биосинтеза рецептора и тесно связаны с мембраной тромбоцитов. Обычно отсутствие одной субъединицы значительно снижает поверхностную экспрессию всего рецепторного комплекса. [ 8 ] [ 9 ]
ГПИbα
[ редактировать ]
GPIbα (CD42b), состоящий из 610 аминокислот, является основной субъединицей и содержит все известные внеклеточные сайты связывания лигандов комплекса, например: домен A1 фактора фон Виллебранда (VWF) имеет область связывания, отмеченную в N-концевом домене. GPIbα; в то время как сайт связывания тромбина содержится в конформационно гибкой последовательности, богатой кислотными остатками, содержащей сульфатированные тирозины . [ 1 ] [ 3 ]
Анализ кристаллической структуры N-концевого повторяющегося домена, богатого лейцином, GPIbα обнаруживает наличие одной дисульфидной связи между цистеиновыми (Cys) остатками Cys4 и Cys17 в N-кэпирующей области, а также двух дисульфидных связей (Cys209-Cys248 и Cys211- Cys264) в области C-кэпирования. Кроме того, существует семь тандемных богатых лейцином повторов и их фланкирующие последовательности в центральной параллельной области β-спирали. Эта параллельная область β-спирали состоит из трехсторонних катушек, уложенных слоями, и содержит два остатка аспарагина (Asn21 и Asn159), которые служат сайтами N-гликозилирования . За повторяющимся доменом, богатым лейцином, следует последовательность, богатая кислыми остатками, содержащая сульфатированные тирозины, высокоO-гликозилированный макрогликопептид, область стебля, состоящая примерно из 40–50 остатков, одиночную трансмембранную последовательность и, наконец, цитоплазматический хвост, содержащий 96 аминокислотных остатков, который включает остатки серина , такие как Ser587, Ser590 и Ser609, которые могут фосфорилироваться . [ 1 ] [ 3 ] [ 10 ]
GPIbβ, GPIX, ГПВ
[ редактировать ]GPIbβ (CD42c) содержит 181 аминокислоту. Во внеклеточном домене (эктодомене) как N-кэпирующая, так и C-кэпирующая области, которые фланкируют богатую лейцином повторную последовательность, содержат две взаимосвязанные дисульфидные связи. Более того, существует только один богатый лейцином повтор, приводящий к гораздо менее изогнутой параллельной области β-спирали по сравнению с таковой в GPIbα. GPIbβ содержит только один сайт N-гликозилирования (Asn41) и дисульфидно связан с GPIbα непосредственно проксимальнее плазматической мембраны тромбоцита через Cys122, расположенный на стыке внеклеточного и трансмембранного доменов. [ 1 ] [ 3 ]
Цитоплазматический домен GPIbβ имеет последовательность из 34 аминокислот. Область, прилегающая к мембране, обогащена основными остатками, а Ser166, находящийся более дистально, фосфорилируется и, по-видимому, играет роль в перестройке цитоскелета тромбоцитов .
GPIX (CD42a) содержит 160 аминокислот. Внеклеточный домен, который также имеет только одну богатую лейцином повторяющуюся последовательность, имеет более чем 45% идентичности последовательности с аналогом GPIbβ. Однако трансмембранные и цитоплазматические последовательности существенно различаются. Цитоплазматический хвост GPIX короткий, состоит из 8 остатков и не связан с внутриклеточными белками. Также имеется остаток цистеина (Cys154), расположенный на стыке трансмембранного и цитоплазматического доменов. Внеклеточный домен GPV содержит 13 богатых лейцином повторов, фланкированных N- и C-кэпирующими областями, оба из которых содержат две взаимосвязанные дисульфидные связи. За ним следует область стебля, трансмембранная последовательность и короткий цитоплазматический хвост, богатый основными остатками. [ 1 ] [ 3 ]
Субъединица GPV . (CD42d) лишь слабо связана с частью GPIb-IX рецепторного комплекса посредством взаимодействий между трансмембранными доменами и мало влияет на поверхностную экспрессию GPIb-IX, хотя GPIb-IX необходим для эффективной экспрессии GPV . [ 1 ] [ 6 ] Более того, GPV, по-видимому, не имеет решающего значения для связывания VWF или передачи сигнала . [ 7 ]
Роль в болезни
[ редактировать ]Нарушения комплекса GPIb-V-IX приводят к аномальному внешнему виду и функционированию тромбоцитов, что приводит к синдрому Бернара-Сулье (BSS), состоянию, впервые описанному Bernard J и Soulier JP. [ 11 ] Это редкое наследственное нарушение свертываемости крови, чаще всего имеющее аутосомно-рецессивное наследование и диагностируемое на основании длительного времени кожного кровотечения , уменьшения количества очень крупных тромбоцитов (макротромбоцитопения) и дефектной ристоцетином . агглютинации тромбоцитов, индуцированной [ 12 ]
Синдром Бернара Сулье характеризуется незначительной экспрессией или отсутствием экспрессии GPIb-IX на поверхности тромбоцитов, что, в свою очередь, оказывает такое же влияние на GPV. Был обнаружен ряд мутаций, связанных с пациентами с BSS, которые были картированы с GPIbα, GPIbβ и GPIX, демонстрируя, что все три субъединицы необходимы для эффективной поверхностной экспрессии комплекса на тромбоцитах. [ 7 ]
Ссылки
[ редактировать ]- ^ Jump up to: а б с д и ж г час я дж Ли Р., Эмсли Дж. (апрель 2013 г.). «Принцип организации гликопротеинового комплекса тромбоцитов Ib-IX-V» . Дж. Тромб. Гемост . 11 (4): 605–14. дои : 10.1111/jth.12144 . ПМК 3696474 . ПМИД 23336709 .
- ^ Jump up to: а б Макьюэн П.А., Эндрюс Р.К., Эмсли Дж. (ноябрь 2009 г.). «Структура комплекса ингибиторов гликопротеина Ибальфа обнаруживает комбинированный стерический и аллостерический механизм антагонизма фактора фон Виллебранда» . Кровь . 114 (23): 4883–5. doi : 10.1182/blood-2009-05-224170 . ПМИД 19726719 .
- ^ Jump up to: а б с д и ж г Лопес Х.А., Эндрюс Р.К., Афшар-Харган В., Берндт М.К. (июнь 1998 г.). «Синдром Бернара-Сулье». Кровь . 91 (12): 4397–418. дои : 10.1182/blood.V91.12.4397 . ПМИД 9616133 .
- ^ Jump up to: а б Ду X, Бойтлер Л., Руан С., Кастальди П.А., Берндт М.С. (май 1987 г.). «Гликопротеин Ib и гликопротеин IX полностью образуют комплекс в интактной мембране тромбоцитов» . Кровь . 69 (5): 1524–7. дои : 10.1182/blood.V69.5.1524.1524 . ПМИД 2436691 .
- ^ Jump up to: а б Луо С.З., Мо Х, Афшар-Харган В., Шринивасан С., Лопес Х.А., Ли Р. (январь 2007 г.). «Гликопротеин Ибальфа образует дисульфидные связи с двумя субъединицами гликопротеина Иббета в покоящемся тромбоците» . Кровь . 109 (2): 603–9. doi : 10.1182/blood-2006-05-024091 . ПМК 1785083 . ПМИД 17008541 .
- ^ Jump up to: а б Мо Х, Лю Л, Лопес Х.А., Ли Р. (сентябрь 2012 г.). «Трансмембранные домены имеют решающее значение для взаимодействия между гликопротеином V тромбоцитов и комплексом гликопротеина Ib-IX» . Дж. Тромб. Гемост . 10 (9): 1875–86. дои : 10.1111/j.1538-7836.2012.04841.x . ПМК 3499136 . ПМИД 22759073 .
- ^ Jump up to: а б с д Макьюэн П.А., Ян В., Карр К.Х. и др. (ноябрь 2011 г.). «Четвертичная организация комплекса GPIb-IX и понимание синдрома Бернара-Сулье, выявленное с помощью структур GPIbβ и химеры GPIbβ/GPIX» . Кровь . 118 (19): 5292–301. doi : 10.1182/blood-2011-05-356253 . ПМК 3217411 . ПМИД 21908432 .
- ^ Jump up to: а б Ланца Ф (2006). «Синдром Бернара-Сулье (геморрагипарозная тромбоцитарная дистрофия)» . Orphanet J Редкий дис . 1 : 46. дои : 10.1186/1750-1172-1-46 . ПМК 1660532 . ПМИД 17109744 .
- ^ Нурден А.Т. (август 2005 г.). «Качественные нарушения тромбоцитов и мегакариоцитов» . Дж. Тромб. Гемост . 3 (8): 1773–82. дои : 10.1111/j.1538-7836.2005.01428.x . ПМИД 16102044 .
- ^ Холленхорст, Мари А.; Тимейер, Кэтрин Х.; Махони, Кира Э.; Аоки, Казухиро; Исихара, Маюми; Лоури, Сара К.; Рангель-Ангарита, Валентина; Бертоцци, Кэролайн Р.; Малакер, Стейси А. (апрель 2023 г.). «Комплексный анализ гликозилирования эктодомена гликопротеина тромбоцитов Ibα» . Журнал тромбозов и гемостаза . 21 (4): 995–1009. дои : 10.1016/j.jtha.2023.01.009 . ПМЦ 10065957 . ПМИД 36740532 .
- ^ Бернар Дж., Сулье Дж. П. (1948). «О новой разновидности врожденной геморрагипарной тромбоцитарной дистрофии». Сем Хоп Париж . 24 :3217–3223.
- ^ Штрассел С., Дэвид Т., Экли А. и др. (январь 2006 г.). «Синтез бета-GPIb с новыми трансмембранными и цитоплазматическими последовательностями у пациента Бернара-Сулье, приводящий к дефектной GPIb передаче сигналов в клетках CHO» . Дж. Тромб. Гемост . 4 (1): 217–28. дои : 10.1111/j.1538-7836.2005.01654.x . ПМИД 16409472 .