Kompleks receptorów glikoproteinowych Ib-IX-V - Glycoprotein Ib-IX-V Receptor Complex
Kompleks GPIb-IX-V jest obfitym kompleksem receptorów błonowych pochodzących z megakariocytów i działającym wyłącznie na powierzchni płytek krwi . Jego głównym zadaniem jest pośrednictwo w pierwszym krytycznym etapie adhezji płytek krwi, ułatwiając wiązanie z czynnikiem von Willebranda (VWF) na uszkodzonym śródbłonku śródbłonkowym w warunkach wysokiego naprężenia ścinającego płynów. Chociaż głównym ligandem receptora GPIb-V-IX jest VWF, może on również wiązać się z wieloma innymi ligandami w krwiobiegu, takimi jak trombina , selektyna P , czynnik XI , czynnik XII , kininogen o dużej masie cząsteczkowej oraz bakterie . GPIb-IX-V odgrywa kluczową rolę w zakrzepicy , przerzutach i cyklu życiowym płytek krwi i jest zaangażowany w szereg patologicznych procesów zakrzepowych, takich jak udar lub zawał mięśnia sercowego .
Struktura molekularna
Przegląd
GPIb-IX-V składa się z czterech różnych podjednostek, a mianowicie: GPIbα ( masa cząsteczkowa (MW) 135 kDa ), GPIbβ (masa cząsteczkowa 26 kDa), GPIX (masa cząsteczkowa 20 kDa) i GPV (masa cząsteczkowa (MW) 82 kDa). Kompleks składa się w taki sposób, że GPIbα, GPIbβ i GPIX tworzą wysoce zintegrowany kompleks białkowy w stechiometrii 1: 2: 1; a to wiąże się słabo z GPV, co daje ogólny stosunek stechiometryczny 1: 1.
Każda podjednostka kompleksu jest transbłonowym białkiem typu I (TM), które składa się z bogatej w leucynę powtórzeń (LRR) ektodomeny (domeny zewnątrzkomórkowej), pojedynczej transbłonowej helisy i stosunkowo krótkiego ogona cytoplazmatycznego pozbawionego aktywności enzymatycznej .
Czwartorzędową stabilizację receptora ułatwiają interakcje kowalencyjne i niekowalencyjne . Podjednostka GPIbα jest połączona z dwiema podjednostkami GPIbβ poprzez wiązania dwusiarczkowe proksymalne błony , podczas gdy GPIX wiąże się ściśle poprzez niekowalencyjne oddziaływania z GPIb. Jednoczesna ekspresja wszystkich trzech podjednostek jest wymagana, aby umożliwić skuteczną ekspresję GPIb-IX na powierzchni płytek krwi , a analiza ekspresji receptora w transfekowanych komórkach jajnika chomika chińskiego (CHO) dodatkowo potwierdziła, że interakcja między tymi podjednostkami działa również stabilizująco. im.
Każda z czterech podjednostek (GPIbα, GPIbβ, GPIX i GPV) jest częścią nadrodziny powtórzeń bogatych w leucynę. Te bogate w leucynę sekwencje powtórzeń mają zwykle długość około 24 aminokwasów, występujących pojedynczo lub w powtórzeniach tandemowych, oflankowanych przez konserwatywne struktury pętli dwusiarczkowej N-końcowej i C-końcowej . Niemniej jednak, mimo, że istnieją te podobieństwa konstrukcyjne charakterystyczne geny , które istnieją w różnych chromosomach z genomu kodu do polipeptydów , które składają się z kompleksu GpIb-IX-V, złożony.
Cztery geny kodujące składniki receptora u ludzi mają prostą organizację, w której sekwencja kodująca jest zawarta w jednym egzonie . Dzieje się tak z wyjątkiem genu GPIbβ, który zawiera zasady intronu 10 następujące po kodonie start .
Ludzki GPIbα jest produktem genu na chromosomie 17, a konkretnie 17p12, GPIbβ jest produktem genu na chromosomie 22, konkretnie 22q11.2, podczas gdy GPV i GPIX są produktami genów znalezionych na chromosomie 3, a konkretnie odpowiednio 3q21 i 3q29. W normalnych warunkach wszystkie cztery cząsteczki ulegają ekspresji wyłącznie w linii płytek krwi. GPIbα, GPIbβ i GPIX są niezbędne do skutecznej biosyntezy receptora i są ściśle związane z błoną płytek krwi. Zazwyczaj brak pojedynczej podjednostki znacznie zmniejsza ekspresję powierzchniową całego kompleksu receptora.
GPIbα
GPIbα (CD42b) składający się z 610 aminokwasów jest główną podjednostką i zawiera wszystkie znane zewnątrzkomórkowe miejsca wiązania ligandów kompleksu, na przykład: domena A1 czynnika von Willebranda (VWF) ma region wiążący zaznaczony w domenie N-końcowej GPIbα; podczas gdy miejsce wiązania trombiny jest zawarte w konformacyjnie elastycznej kwasowej sekwencji bogatej w reszty, zawierającej siarczanowane tyrozyny .
Rozcięcie struktury krystalicznej GPIbα N-końcowej domeny powtórzeń bogatych w leucynę ujawnia obecność pojedynczego wiązania dwusiarczkowego między resztami cysteiny (Cys) Cys4 i Cys17 w regionie N-czapkowym i dwóch wiązań disiarczkowych (Cys209-Cys248 i Cys211- Cys264) w regionie C-capping. Ponadto istnieje siedem tandemowych powtórzeń bogatych w leucynę i ich sekwencje flankujące w centralnym, równoległym regionie cewki β. Ten równoległy obszar cewki β składa się z trójstronnych cewek ułożonych w stosy i zawiera dwie reszty asparaginy (Asn21 i Asn159), które służą jako miejsca N-glikozylacji . Po domenie powtórzeń bogatych w leucynę znajduje się sekwencja bogata w kwaśne reszty, zawierająca siarczanowane tyrozyny, wysoce O-glikozylowany makroglikopeptyd, region łodygi złożony z około 40 do 50 reszt, pojedyncza sekwencja transbłonowa i wreszcie ogon cytoplazmatyczny zawierający 96 reszt aminokwasowych, który obejmuje reszty seryny , takie jak Ser587, Ser590 i Ser609, które mogą być fosforylowane .
GPIbβ, GPIX, GPV
GPIbβ (CD42c) zawiera 181 aminokwasów. W domenie zewnątrzkomórkowej (ektodomenie), zarówno regiony N-czapeczkowe, jak i C-czapeczkowe, które flankują sekwencję powtórzeń bogatych w leucynę, zawierają dwa zazębiające się wiązania disiarczkowe. Co więcej, istnieje tylko jedno bogate w leucynę powtórzenie dające początek znacznie mniej zakrzywionemu równoległemu regionowi cewki β w porównaniu do tego w GPIbα. GPIbβ zawiera tylko jedno miejsce N-glikozylacji (Asn41) i jest połączony mostkiem dwusiarczkowym z GPIbα bezpośrednio proksymalnie do błony plazmatycznej płytki przez Cys122 znajdujący się na styku domen zewnątrzkomórkowej i transbłonowej.
Domena cytoplazmatyczna GPIbβ ma sekwencję 34 aminokwasów. Region sąsiadujący z błoną jest wzbogacony w reszty zasadowe, a Ser166 znajdujący się bardziej dystalnie jest fosforylowany i wydaje się odgrywać rolę w rearanżacji cytoszkieletu płytek krwi .
GPIX (CD42a) zawiera 160 aminokwasów. Domena zewnątrzkomórkowa, która również ma tylko pojedynczą sekwencję powtórzeń bogatych w leucynę, ma ponad 45% identyczności sekwencji z odpowiednikiem GPIbβ. Jednak sekwencje przezbłonowe i cytoplazmatyczne są znacząco różne. Ogon cytoplazmatyczny GPIX jest krótki i składa się z 8 reszt i nie jest znany z łączenia się z białkami wewnątrzkomórkowymi . Istnieje również reszta cysteiny (Cys154) zlokalizowana na styku domeny transbłonowej i cytoplazmatycznej. Domena zewnątrzkomórkowa GPV zawiera 13 bogatych w leucynę powtórzeń flankowanych przez regiony N- i C- czapeczkowe, z których oba zawierają dwa zazębiające się wiązania disiarczkowe. Następnie następuje region łodygi, sekwencja transbłonowa i krótki ogon cytoplazmatyczny bogaty w reszty zasadowe.
_domains.png){kind=spacer}
GPV (CD42d) podjednostkę słabo wiąże się z kompleksu GpIb-IX części receptora złożonym poprzez oddziaływania między domenami transmembranowymi i ma niewielki wpływ na ekspresję powierzchniową GpIb-IX, ale GPIb-IX wymagane dla wydajnej ekspresji GPV . Co więcej, GPV nie wydaje się mieć krytycznego znaczenia dla wiązania VWF lub transdukcji sygnału .
Rola w chorobie
Nieprawidłowości kompleksu GPIb-V-IX skutkują nieprawidłowym wyglądem i funkcjonowaniem płytek krwi, prowadząc do zespołu Bernarda-Souliera (BSS), stanu opisanego po raz pierwszy przez Bernarda J i Souliera JP.Jest to rzadkie dziedziczne zaburzenie krwawienia, najczęściej z autosomalnym recesywnym dziedziczenie i rozpoznanie na podstawie przedłużonego czasu krwawienia skórnego , zmniejszonej liczby bardzo dużych płytek krwi (makrotrombocytopenia) i wadliwej aglutynacji płytek krwi indukowanej ristocetyną .
Zespół Bernarda Souliera charakteryzuje się niewielką lub żadną ekspresją GPIb-IX na powierzchni płytek krwi, co z kolei ma taki sam wpływ na GPV. Odnotowano szereg mutacji związanych z pacjentami z BSS, które zostały zmapowane na GPIbα, GPIbβ i GPIX, wykazując, że wszystkie trzy podjednostki są wymagane do skutecznej powierzchniowej ekspresji kompleksu na płytkach krwi.