Komplex receptoru glykoproteinu Ib-IX-V - Glycoprotein Ib-IX-V Receptor Complex

The Komplex GPIb-IX-V je bohatý membrána receptor komplex pocházející z megakaryocyty a výhradně funkční na povrchu krevní destičky.[1] Primárně funguje jako zprostředkovatel prvního kritického kroku adheze krevních destiček tím, že usnadňuje navázání na von Willebrandův faktor (VWF) na poškozeném subendotelu za podmínek vysokého smykového napětí.[2][3] Ačkoli primární ligand pro GPIb-V-IX receptor je VWF, může se také vázat na řadu dalších ligandy v oběhu jako např trombin, P-výběr, faktor XI, faktor XII, s vysokou molekulovou hmotností kininogen stejně jako bakterie. GPIb-IX-V nabízí zásadní roli v trombóza, metastáza a životní cyklus krevních destiček a podílí se na řadě trombotických patologických procesů, jako je mrtvice nebo infarkt myokardu.[1][2]

Molekulární struktura

Přehled

GPIb-IX-V se skládá ze čtyř různých podjednotek, jmenovitě: GPIbα (molekulová hmotnost (MW) 135 kDa ), GPIbβ (MW 26 kDa), GPIX (MW 20 kDa) a GPV (MW 82 kDa). Komplex je sestaven tak, aby GPIbα, GPIbβ a GPIX byly vysoce integrované protein komplex ve stechiometrii 1: 2: 1; a to se slabě asociuje s GPV, což vede k celkovému stechiometrickému poměru 1: 1.[1][4][5][6]

Každá podjednotka komplexu je typu I. transmembránový (TM) protein, který se skládá z a opakování bohaté na leucin (LRR) ektodoména (extracelulární doména), jedna transmembránová spirála a relativně krátká cytoplazmatický ocas, který chybí enzymatický aktivita.[1][7]

Kvartérní stabilizaci receptoru usnadňuje kovalentní a nekovalentní interakce. Podjednotka GPIbα je spojena se dvěma podjednotkami GPIbβ přes membránovou proximální část disulfidové vazby, zatímco GPIX se úzce sdružuje prostřednictvím nekovalentních interakcí s GPIb.[4][5][7] Souběžná exprese všech tří podjednotek je nutná k umožnění účinné exprese GPIb-IX na destička povrch buněk a analýza exprese receptoru v transfekovaných buňkách vaječníků čínského křečka (CHO) dále podpořila, že interakce mezi těmito podjednotkami také působí na jejich stabilizaci.[1]

Pohled z horní části membránové proximální části GPIb-IX červeně označující disulfidové vazby mezi GPIbα a GPIbβ.

Každá ze čtyř podjednotek (GPIbα, GPIbβ, GPIX a GPV) je součástí nadrodiny opakujících se motivů bohatých na leucin. Tyto opakující se sekvence bohaté na leucin bývají asi 24 aminokyseliny na délku buď jednotlivě, nebo v tandemové opakování po boku konzervovaných N-terminál a C-terminál struktury disulfidové smyčky.[3] Přesto, i když tyto strukturální podobnosti existují, jsou charakteristické geny které existují na různých chromozomy z genom kód pro polypeptidy které tvoří komplex GPIb-V-IX.

Čtyři geny, které kódují složky receptoru u lidí, mají jednoduchou organizaci, ve které je kódující sekvence obsažena v jediné exon. To je s výjimkou genu pro GPIbβ, který obsahuje intron 10 základen po spustit kodon.[3]

Lidský GPIbα je produkt genu na chromozomu 17, konkrétně 17p12, GPIbβ je produkt genu na chromozomu 22, konkrétně 22q11.2, zatímco GPV a GPIX jsou produkty genů nacházejících se na chromozomu 3, konkrétně 3q21, respektive 3q29.[8] Za normálních podmínek jsou všechny čtyři molekuly exprimovány výhradně v linii destiček. GPIbα, GPIbβ a GPIX jsou nezbytné pro efektivní biosyntéza receptoru a jsou úzce spojeny na destičkové membráně. Typicky nedostatek jediné podjednotky významně snižuje povrchovou expresi celého komplexu receptoru.[8][9]

GPIbα

A pásový diagram zobrazující Krystalická struktura GPIbα N-terminální domény včetně VWF Al a vazebných míst pro trombin.

GPIbα (CD42b) sestávající ze 610 aminokyselin je hlavní podjednotkou a obsahuje všechny známé extracelulární vazebná místa pro ligand komplexu, například: doména Al faktoru von Willebrandova faktoru (VWF) má vazebnou oblast označenou v N-terminální doméně GPIbα; zatímco trombin vazebné místo je obsaženo v konformačně pružné sekvenci bohaté na kyselé zbytky obsahující sulfát tyrosiny.[1][3]

A pásový diagram znázorňující různé komponenty podjednotky GPIbα.

Pitva krystalové struktury GPIbα N-terminální repetiční domény bohaté na leucin odhaluje přítomnost jediné disulfidové vazby mezi cystein (Cys) zbytky Cys4 a Cys17 v oblasti N-zakončení a dvě disulfidové vazby (Cys209-Cys248 a Cys211-Cys264) v oblasti C-zakončení. Dále existuje sedm opakování bohatých na tandemový leucin a jejich přilehlé sekvence v centrální paralelní oblasti β-cívky. Tato paralelní oblast β-cívky je složena ze tří stranných cívek naskládaných ve vrstvách a obsahuje dvě asparagin zbytky (Asn21 a Asn159), které slouží jako N-glykosylace stránky. Po repetiční doméně bohaté na leucin je sekvence bohatá na kyselé zbytky obsahující sulfatované tyrosiny, vysoce O-glykosylovaný makroglykopeptid, stopková oblast přibližně 40 až 50 zbytků, jediná transmembránová sekvence a nakonec cytoplazmatický konec obsahující 96 aminokyselinových zbytků, který zahrnuje serin zbytky jako Ser587, Ser590 a Ser609, které mohou být fosforylovaný.[1][3]

GPIbβ, GPIX, GPV

GPIbβ (CD42c) obsahuje 181 aminokyselin. V extracelulární doméně (ektodoména) obsahují jak N-capping, tak C-capping regiony, které lemují opakující se sekvenci bohatou na leucin, dvě vzájemně propojené disulfidové vazby. Kromě toho existuje pouze jedno opakování bohaté na leucin, které vede k mnohem méně zakřivené paralelní oblasti β-cívky ve srovnání s oblastí GPIbα. GPIbβ obsahuje pouze jedno N-glykosylační místo (Asn41) a je disulfidově vázán na GPIbα bezprostředně proximálně k plazmatické membráně destičky prostřednictvím Cys122 umístěného ve spojení extracelulárních a transmembránových domén.[1][3]

A pásový diagram zobrazující Krystalická struktura GPIbβ extracelulární doména. The N-konec je umístěn nahoře, konkávně β-řetězce sedněte doprava a konvexní smyčky jsou umístěny doleva. Disulfidové vazby předložit Regiony LRR jsou označeny žlutě.

Cytoplazmatická doména GPIbp má sekvenci 34 aminokyselin. Oblast přiléhající k membráně je obohacena o bazické zbytky a Ser166 nalezený vzdáleněji je fosforylován a zdá se, že hraje roli v destičkách cytoskeletální přeskupení.

GPIX (CD42a) obsahuje 160 aminokyselin. Extracelulární doména, která má také pouze jednu opakující se sekvenci bohatou na leucin, sdílí více než 45% sekvenční identitu s GPIbp protějškem. Transmembránové a cytoplazmatické sekvence se však značně liší. Cytoplazmatický konec GPIX je krátký a skládá se z 8 zbytků a není známo, že by se asocioval intracelulární bílkoviny. Je tam také cystein zbytek (Cys154) nacházející se na křižovatce transmembránových a cytoplazmatických domén. Extracelulární doména GPV obsahuje 13 opakování bohatých na leucin lemovaných N- a C- zakončujícími oblastmi, obě obsahující dvě vzájemně propojené disulfidové vazby. Poté následuje stopková oblast, transmembránová sekvence a krátký cytoplazmatický ocas bohatý na bazické zbytky.[1][3]

Interakce GPV s GPIb-IX prostřednictvím transmembránový (TM) domény. Obrázek demonstruje přístupnost transmembránové šroubovice GPIbα pro přímou asociaci s transmembránovou šroubovice GPV a také nepřístupnost transmembránové šroubovice GPIX.

The GPV (CD42d) podjednotka je jen slabě asociována s částí GPIb-IX receptorového komplexu prostřednictvím interakcí mezi transmembránovými doménami a má malý dopad na povrchovou expresi GPIb-IX, ačkoli GPIb-IX je vyžadován pro efektivní expresi GPV.[1][6] Navíc se GPV nejeví jako rozhodující pro vazbu VWF nebo signální transdukce.[7]

Role v nemoci

Abnormality komplexu GPIb-V-IX mají za následek abnormální vzhled a fungování krevních destiček Bernard – Soulierův syndrom (BSS), stav poprvé popsaný Bernardem J. a Soulierem J.P.[10] Jedná se o vzácnou dědičnou poruchu krvácení nejčastěji s autosomálně recesivní dědičnost a diagnostikována na základě dlouhodobého doba krvácení z kůže, snížený počet velmi velkých krevních destiček (makrotrombocytopenie) a defektní ristocetin - indukovaná aglutinace krevních destiček.[11]

Bernard Soulierův syndrom je charakterizován malou nebo žádnou expresí GPIb-IX na povrchu krevních destiček, což má stejný účinek na GPV. S pacienty s BSS byla spojena řada mutací, které byly mapovány na GPIbα, GPIbβ a GPIX, což ukazuje, že pro účinnou povrchovou expresi komplexu na destičkách jsou vyžadovány všechny tři podjednotky.[7]

Reference

  1. ^ A b C d E F G h i j Li R, Emsley J (duben 2013). „Organizační princip komplexu destiček s glykoproteinem Ib-IX-V“. J. Thromb. Haemost. 11 (4): 605–14. doi:10.1111 / jth.12144. PMC  3696474. PMID  23336709.
  2. ^ A b McEwan PA, Andrews RK, Emsley J (listopad 2009). „Komplexní struktura inhibitoru glykoprotein-inhibitor Ibalpha odhaluje kombinovaný sterický a alosterický mechanismus antagonismu von Willebrandova faktoru“. Krev. 114 (23): 4883–5. doi:10.1182 / krev-2009-05-224170. PMID  19726719.
  3. ^ A b C d E F G López JA, Andrews RK, Afshar-Kharghan V, Berndt MC (červen 1998). „Bernard-Soulierův syndrom“. Krev. 91 (12): 4397–418. doi:10,1182 / krev. V91.12.4397. PMID  9616133.
  4. ^ A b Du X, Beutler L, Ruan C, Castaldi PA, Berndt MC (květen 1987). „Glykoprotein Ib a glykoprotein IX jsou plně komplexovány v intaktní membráně destiček“. Krev. 69 (5): 1524–7. doi:10,1182 / krev. V69.5.1524.1524. PMID  2436691.
  5. ^ A b Luo SZ, Mo X, Afshar-Kharghan V, Srinivasan S, López JA, Li R (leden 2007). „Glykoprotein Ibalpha tvoří disulfidové vazby s 2 podjednotkami glykoproteinu Ibbeta v klidové destičce“. Krev. 109 (2): 603–9. doi:10.1182 / krev-2006-05-024091. PMC  1785083. PMID  17008541.
  6. ^ A b Mo X, Liu L, López JA, Li R (září 2012). „Transmembránové domény jsou zásadní pro interakci mezi destičkovým glykoproteinem V a komplexem glykoproteinu Ib-IX“. J. Thromb. Haemost. 10 (9): 1875–86. doi:10.1111 / j.1538-7836.2012.04841.x. PMC  3499136. PMID  22759073.
  7. ^ A b C d McEwan PA, Yang W, Carr KH a kol. (Listopad 2011). „Kvartérní organizace komplexu GPIb-IX a pohledy na Bernard – Soulierův syndrom odhalené strukturami GPIbβ a GPIbβ / GPIX chiméry“. Krev. 118 (19): 5292–301. doi:10.1182 / krev-2011-05-356253. PMC  3217411. PMID  21908432.
  8. ^ A b Lanza F (2006). "Bernard-Soulierův syndrom (hemoragagarická trombocytární dystrofie)". Orphanet J Rare Dis. 1: 46. doi:10.1186/1750-1172-1-46. PMC  1660532. PMID  17109744.
  9. ^ Nurden AT (srpen 2005). "Kvalitativní poruchy krevních destiček a megakaryocytů". J. Thromb. Haemost. 3 (8): 1773–82. doi:10.1111 / j.1538-7836.2005.01428.x. PMID  16102044.
  10. ^ Bernard J, Soulier JP (1948). „Sur une nouvelle variete de dystrophie trombocythaire hemorragipare congenitale“. Sem Hop Paris. 24: 3217–3223.
  11. ^ Strassel C, David T, Eckly A a kol. (Leden 2006). „Syntéza GPIb beta s novými transmembránovými a cytoplazmatickými sekvencemi u pacienta Bernard – Soulier, která vede k defektní signalizaci GPIb v buňkách CHO“. J. Thromb. Haemost. 4 (1): 217–28. doi:10.1111 / j.1538-7836.2005.01654.x. PMID  16409472.