Рецепторный комплекс гликопротеина Ib-IX-V - Glycoprotein Ib-IX-V Receptor Complex

В Комплекс GPIb-IX-V обильный мембрана рецептор комплекс, происходящий из мегакариоциты и исключительно функциональна на поверхности тромбоциты.[1] Он в первую очередь функционирует, чтобы опосредовать первый критический этап адгезии тромбоцитов, облегчая связывание фактор фон Виллебранда (VWF) на поврежденном субэндотелии в условиях высокого напряжения сдвига жидкости.[2][3] Хотя первичный лиганд для рецептора GPIb-V-IX - VWF, он также может связываться с рядом других лиганды в обращении, например тромбин, Р-селектин, фактор XI, фактор XII, высокая молекулярная масса кининоген а также бактерии. GPIb-IX-V играет важную роль в тромбоз, метастаз, и жизненный цикл тромбоцитов, и участвует в ряде тромботических патологических процессов, таких как Инсульт или же инфаркт миокарда.[1][2]

Молекулярная структура

Обзор

GPIb-IX-V состоит из четырех различных субъединиц, а именно: GPIbα (молекулярная масса (MW) 135 кДа ), GPIbβ (молекулярная масса 26 кДа), GPIX (молекулярная масса 20 кДа) и GPV (молекулярная масса 82 кДа). Комплекс собран таким образом, что GPIbα, GPIbβ и GPIX образуют высоко интегрированный белок комплекс в стехиометрии 1: 2: 1; и это слабо ассоциируется с ОТС, что приводит к общему стехиометрическому соотношению 1: 1.[1][4][5][6]

Каждая субъединица комплекса относится к I типу трансмембранный (TM) белок, который состоит из богатый лейцином повтор (LRR) эктодомен (внеклеточный домен), одиночная трансмембранная спираль и относительно короткий цитоплазматический хвост, которому не хватает ферментативный Мероприятия.[1][7]

Четвертичной стабилизации рецептора способствует ковалентный и нековалентный взаимодействия. Субъединица GPIbα связана с двумя субъединицами GPIbβ через проксимальную к мембране дисульфидные связи, в то время как GPIX тесно связывает себя через нековалентные взаимодействия с GPIb.[4][5][7] Сопутствующая экспрессия всех трех субъединиц необходима для эффективной экспрессии GPIb-IX на тромбоцит клеточная поверхность и анализ экспрессии рецепторов в трансфицированных клетках яичников китайского хомячка (СНО) также подтвердили, что взаимодействие между этими субъединицами также действует, чтобы стабилизировать их.[1]

Вид сверху на проксимальную часть мембраны GPIb-IX, показывающий красным цветом дисульфидные связи между GPIbα и GPIbβ.

Каждая из четырех субъединиц (GPIbα, GPIbβ, GPIX и GPV) является частью суперсемейства мотивов с высоким содержанием лейцина. Эти богатые лейцином повторяющиеся последовательности обычно составляют около 24 аминокислоты по длине либо поодиночке, либо в тандем повторяет в окружении консервативных N-концевой и C-терминал дисульфидные петлевые структуры.[3] Тем не менее, хотя эти структурные сходства существуют, отличительные гены которые существуют на разных хромосомы из геном код для полипептиды которые составляют комплекс GPIb-V-IX.

Четыре гена, кодирующие компоненты рецептора у людей, имеют простую организацию, в которой кодирующая последовательность содержится в одном экзон. Это за исключением гена GPIbβ, который содержит интрон 10 баз после стартовый кодон.[3]

Человеческий GPIbα является продуктом гена на хромосоме 17, в частности 17p12, GPIbβ является продуктом гена на хромосоме 22, в частности 22q11.2, тогда как GPV и GPIX являются продуктами генов, обнаруженных на хромосоме 3, в частности 3q21 и 3q29 соответственно.[8] В нормальных условиях все четыре молекулы экспрессируются исключительно в линии тромбоцитов. GPIbα, GPIbβ и GPIX необходимы для эффективного биосинтез рецептора и тесно связаны с мембраной тромбоцитов. Обычно отсутствие одной субъединицы значительно снижает поверхностную экспрессию всего рецепторного комплекса.[8][9]

GPIbα

А ленточная диаграмма изображающий Кристальная структура N-концевого домена GPIbα, включая сайты связывания VWF A1 и тромбина.

GPIbα (CD42b), состоящий из 610 аминокислот, является основной субъединицей и содержит все известные внеклеточный лигандсвязывающие сайты комплекса, например: домен A1 фактора фон Виллебранда (VWF) имеет область связывания, как отмечено в N-концевом домене GPIbα; в то время как тромбин сайт связывания содержится в конформационно гибкой последовательности, богатой кислотными остатками, содержащей сульфатированные тирозины.[1][3]

А ленточная диаграмма с изображением различных компонентов субъединицы GPIbα.

Рассечение кристаллической структуры N-концевого домена повторов GPIbα, богатого лейцином, выявляет наличие одинарной дисульфидной связи между цистеин (Cys) остатки Cys4 и Cys17 в N-кэпирующей области и две дисульфидные связи (Cys209-Cys248 и Cys211-Cys264) в C-кэпирующей области. Кроме того, имеется семь тандемных повторов, богатых лейцином, и их фланкирующие последовательности в центральной параллельной области β-спирали. Эта параллельная область β-катушки состоит из трехсторонних катушек, уложенных слоями, и содержит две аспарагин остатки (Asn21 и Asn159), которые служат N-гликозилирование места. После богатого лейцином повторяющегося домена идет последовательность, богатая кислотными остатками, содержащая сульфатированные тирозины, сильно O-гликозилированный макрогликопептид, стебельчатый участок из примерно 40-50 остатков, единственная трансмембранная последовательность и, наконец, цитоплазматический хвост, содержащий 96 аминокислотных остатков, которые включают серин остатки, такие как Ser587, Ser590 и Ser609, которые могут быть фосфорилированный.[1][3]

GPIbβ, GPIX, GPV

GPIbβ (CD42c) содержит 181 аминокислоту. Во внеклеточном домене (эктодомене) как N-кэппинг, так и С-кэппинг области, которые фланкируют богатую лейцином повторяющуюся последовательность, содержат две взаимосвязанные дисульфидные связи. Кроме того, имеется только один богатый лейцином повтор, дающий начало гораздо менее искривленной 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 тромбоцитов через Cys122, расположенный на стыке внеклеточного и трансмембранного доменов.[1][3]

А ленточная диаграмма изображающий Кристальная структура GPIbβ внеклеточный домен. В N-конец расположен вверху, вогнутая β-тяжи сядьте вправо, а выпуклые петли - влево. Дисульфидные связи присутствует в LRR регионы обозначены желтым цветом.

Цитоплазматический домен GPIbβ имеет последовательность из 34 аминокислот. Область, прилегающая к мембране, обогащена основными остатками, а Ser166, обнаруженный более дистально, фосфорилируется и, по-видимому, играет роль в тромбоцитах. цитоскелет перестановка.

GPIX (CD42a) содержит 160 аминокислот. Внеклеточный домен, который также имеет только одну последовательность, богатую лейцином, имеет более 45% идентичности последовательности с аналогом GPIbβ. Однако трансмембранные и цитоплазматические последовательности существенно различаются. Цитоплазматический хвост GPIX короткий, состоит из 8 остатков и, как известно, не связан с внутриклеточный белки. Также есть цистеин остаток (Cys154), расположенный на стыке трансмембранного и цитоплазматического доменов. Внеклеточный домен GPV содержит 13 богатых лейцином повторов, фланкированных N- и C-кэпирующими областями, каждая из которых содержит две взаимосвязанные дисульфидные связи. За ним следует участок ножки, трансмембранная последовательность и короткий цитоплазматический хвост, богатый основными остатками.[1][3]

Взаимодействие ОТС с GPIb-IX через трансмембранный (TM) домены. Изображение демонстрирует доступность трансмембранной спирали GPIbα для прямой ассоциации с трансмембранной спиралью GPV, а также недоступность трансмембранной спирали GPIX.

В ОТС Субъединица (CD42d) лишь слабо связана с частью GPIb-IX рецепторного комплекса через взаимодействия между трансмембранными доменами и мало влияет на поверхностную экспрессию GPIb-IX, хотя GPIb-IX требуется для эффективной экспрессии GPV.[1][6] Кроме того, GPV, по-видимому, не имеет решающего значения для связывания VWF или преобразование сигнала.[7]

Роль в болезни

Аномалии комплекса GPIb-V-IX приводят к ненормальному внешнему виду и функционированию тромбоцитов, что приводит к Синдром Бернара-Сулье (BSS), состояние, впервые описанное Бернаром Дж. И Сулье Дж. П.[10] Это редкое наследственное нарушение свертываемости крови, чаще всего сопровождающееся аутосомно-рецессивный по наследству и диагностируется на основании длительного время кожного кровотечения, снижение количества очень крупных тромбоцитов (макротромбоцитопения) и дефектных ристоцетин -индуцированная агглютинация тромбоцитов.[11]

Синдром Бернара Сулье характеризуется незначительной экспрессией GPIb-IX или отсутствием ее на поверхности тромбоцитов, что, в свою очередь, оказывает такое же влияние на GPV. Был обнаружен ряд мутаций, связанных с пациентами с BSS, которые были сопоставлены с GPIbα, GPIbβ и GPIX, демонстрируя, что все три субъединицы необходимы для эффективной поверхностной экспрессии комплекса на тромбоцитах.[7]

Рекомендации

  1. ^ а б c d е ж грамм час я j Ли Р., Эмсли Дж. (Апрель 2013 г.). «Принцип организации гликопротеинового комплекса тромбоцитов Ib-IX-V». J. Thromb. Haemost. 11 (4): 605–14. Дои:10.1111 / jth.12144. ЧВК  3696474. PMID  23336709.
  2. ^ а б Макьюэн П.А., Эндрюс Р.К., Эмсли Дж. (Ноябрь 2009 г.). «Структура комплекса ингибитора гликопротеина Ibalpha раскрывает комбинированный стерический и аллостерический механизм антагонизма фактора фон Виллебранда». Кровь. 114 (23): 4883–5. Дои:10.1182 / кровь-2009-05-224170. PMID  19726719.
  3. ^ а б c d е ж грамм Лопес Дж. А., Эндрюс Р. К., Афшар-Хархан В., Берндт М. С. (июнь 1998 г.). «Синдром Бернара-Сулье». Кровь. 91 (12): 4397–418. Дои:10.1182 / кровь.V91.12.4397. PMID  9616133.
  4. ^ а б Du X, Beutler L, Ruan C, Castaldi PA, Berndt MC (май 1987 г.). «Гликопротеин Ib и гликопротеин IX полностью входят в комплекс в интактной мембране тромбоцитов». Кровь. 69 (5): 1524–7. Дои:10.1182 / blood.V69.5.1524.1524. PMID  2436691.
  5. ^ а б Луо С.З., Мо Х, Афшар-Хархан В., Сринивасан С., Лопес Дж. А., Ли Р. (январь 2007 г.). «Гликопротеин Ibalpha образует дисульфидные связи с 2 субъединицами гликопротеина Ibbeta в покоящихся тромбоцитах». Кровь. 109 (2): 603–9. Дои:10.1182 / кровь-2006-05-024091. ЧВК  1785083. PMID  17008541.
  6. ^ а б Мо X, Лю Л., Лопес Дж. А., Ли Р. (сентябрь 2012 г.). «Трансмембранные домены имеют решающее значение для взаимодействия между гликопротеином V тромбоцитов и комплексом гликопротеина Ib-IX». J. Thromb. Haemost. 10 (9): 1875–86. Дои:10.1111 / j.1538-7836.2012.04841.x. ЧВК  3499136. PMID  22759073.
  7. ^ а б c d McEwan PA, Yang W, Carr KH, et al. (Ноябрь 2011 г.). «Четвертичная организация комплекса GPIb-IX и понимание синдрома Бернара-Сулье, выявленное структурами GPIbβ и химеры GPIbβ / GPIX». Кровь. 118 (19): 5292–301. Дои:10.1182 / кровь-2011-05-356253. ЧВК  3217411. PMID  21908432.
  8. ^ а б Ланза Ф (2006). «Синдром Бернара-Сулье (геморрагическая тромбоцитарная дистрофия)». Орфанет Дж. Редкие Диск.. 1: 46. Дои:10.1186/1750-1172-1-46. ЧВК  1660532. PMID  17109744.
  9. ^ Нурден А.Т. (август 2005 г.). «Качественные нарушения тромбоцитов и мегакариоцитов». J. Thromb. Haemost. 3 (8): 1773–82. Дои:10.1111 / j.1538-7836.2005.01428.x. PMID  16102044.
  10. ^ Бернар Дж, Сулье Дж. П. (1948). "Sur une nouvelle variete de dystrophie thrombocythaire hemorragipare congenitale". Сем-хоп Париж. 24: 3217–3223.
  11. ^ Штрассель К., Дэвид Т., Экли А. и др. (Январь 2006 г.). «Синтез GPIb бета с новыми трансмембранными и цитоплазматическими последовательностями у пациента Бернара-Сулье, приводящий к GPIb-дефектной передаче сигналов в клетках СНО». J. Thromb. Haemost. 4 (1): 217–28. Дои:10.1111 / j.1538-7836.2005.01654.x. PMID  16409472.