Trombin

Trombin
Azonosítók
JelF2, PT, PPRGL2, THPH1
Entrez2147
OMIM178930
RefSeqNM_000506
UniProtP00734
PDB1A2C
GeneCardsF2
Egyéb adatok
EC-szám3.4.21.5
Lokusz11. krom. p11.2
A véralvadás és a C-fehérje-út sematikus diagramja. A trombin a XI-es faktort XIa, a VIII-as faktort VIIIa, a V-ös faktort Va faktorrá, a fibrinogént fibrinné alakítja. Emellett a trombin a trombociták aktiválódását és összetapadását okozza a rajtuk lévő proteázaktivált receptorok aktiválásával. A trombin a C-fehérje-utat is befolyásolja: a C-fehérjét APC-vé alakítja, mely a V-ös faktort Vi, a VIIIa-t VIIIi faktorrá alakítja. Végül az APC a PAR-1-et és az EPCR-t aktiválja.
A trombin szerepe a véralvadásban

A trombin (IIa faktor, EC 3.4.21.5) a fibrinogént fibrinné alakító, valamint más, a véralvadással összefüggő reakciókat katalizáló szerinproteáz.

A protrombint (II-es faktor) a humán F2 gén kódolja. Ezt proteolízissel a véralvadás során a protrombinázkomplex trombinná bontja.

Történet

A fibrinogén és a fibrin felfedezése után Alexander Schmidt 1872-ben egy fibrinogént fibrinné alakító enzim lehetőségéről írt.

A protrombint Cornelis Adrianus Pekelharing fedezte fel 1894-ben.

Fiziológia

Szintézis

A trombint a protrombin aktivált X-es faktor (Xa faktor) által 2 helyen történő bontása hozza létre. A Xa faktor aktivitását az Va faktorhoz való kötése jelentősen növeli, ezek alkotják a protrombinázkomplexet. A protrombint a máj termeli, és kotranszlációsan módosul K-vitamin-dependens reakció során, mely 10–12 N-terminális glutaminsavat γ-karboxiglutaminsavvá (Gla) alakít. Ca2+ jelenlétében a Gla segíti a protrombin foszfolipid kettősrétegekhez való kötését. A K-vitamin-hiány vagy a warfarin gátolja a Gla-keletkezést, lassítva a koagulációt.

Egészséges felnőttekben az antitrombin normális aktivitása mintegy 1,1 egység/ml. Újszülöttekben a trombinszint születés után folyamatosan nő a felnőttekben található értékhez – a születés után 1 nappal mérhető 0,5 egység/ml-ről a féléves kortól mérhető kb. 0,9 egység/ml-ig.

Hatásmechanizmus

A véralvadásban a trombin a XI-es faktort XIa, a VIII-as faktort VIIIa, az V-ös faktort Va, a XIII-as faktort XIIIa faktorrá, a fibrinogént fibrinné alakítja. Ez utóbbiban a trombin a fibrinopeptid A-t és B-t a megfelelő Aα és Bβ láncokról fibrinmonomerek keletkezésével leválasztja.

A XIIIa faktor a fibrin lizinjei és glutaminjai közti kovalens kötések létrejöttét katalizáló transzglutamináz. A kovalens kötések növelik a fibrin stabilitását. A trombin a trombomodulinnal kölcsönhat.

A véralvadásban való aktivitása részeként a trombin segíti a trombociták aktiválását és összetapadását membránjukon lévő proteázaktivált receptoraik aktiválásával.

Negatív visszacsatolás

A trombomodulinhoz kötött trombin aktiválja a C-fehérjét, mely a koagulációs kaszkád inhibitora. A C-fehérje aktiválása a trombin trombomodulinhoz – az endotélium fontos membránfehérjéjéhez – való kötésekor jelentősen nő. Az aktív C-fehérje inaktiválja a Va és VIIIa faktorokat. Az aktív C-fehérje S-fehérjéhez való kötése aktiválását kissé növeli. A trombint inaktiválja továbbá az antitrombin, mely szerpin (szerinproteáz-gátló).

Szerkezet

Marhaprotrombin membránhoz kötődése Gla-doménje révén.

A protrombin molekulatömege mintegy 72 kDa. Katalitikus doménje a protrombin 1.2 töredékről válik le, aktív trombint létrehozva, melynek tömege 36 kDa. Szerkezetileg a PA proteázklán tagja.

A protrombin4 doménből áll, ezek az N-terminális Gla-domén, 2 Kringle-domén és egy C-terminális tripszinszerű szerinproteáz-domén. A Xa faktor az V-ös faktorral mint kofaktorral a Gla és a két Kringle-domén leválását okozza (1.2-es töredéket létrehozva), és fennmarad a csak a szerinproteáz-doménből álló trombin.

Mint minden szerinproteáz, a protrombin is belső peptidkötés bomlásával alakul aktív trombinná, mely új N-terminális Ile–NH+3-t tesz elérhetővé. Egy korábbi szerinproteáz-aktivációs modell szerint az új N-terminus β-redőbe kerül, a katalitikus aminosavak megfelelő konformációját segítve. A trombin kristályszerkezetével szemben a hidrogén-deutérium cserés tömegspektrometria szerint ez az N-terminális Ile nem kerül a β-redőbe apotrombinban. Azonban a trombomodulin aktív részének kötése allosztérikusan segíti az aktív trombinkonformációt az N-terminális szakasz beillesztésével.

Gén

Jelenleg kb. 30 emberben mutattak ki kongenitális protrombindeficienciát, amely nem tévesztendő össze a protrombin G20210A mutációval, mely szintén a II-es faktor mutációja. A protrombin G20210A is kongenitális.

A protrombin G20210A általában nem társul más faktormutációkkal (a leggyakoribb közülük a V-ös faktor Leiden-mutációja). A gén öröklődhet heterozigótaként (1 pár) vagy sokkal ritkábban homozigótaként, és nem kötődik nemhez vagy vércsoporthoz. A homozigóta mutációk a heterozigótáknál jobban növelik a trombóziskockázatot, de a relatív kockázatnövekedés nem jól ismert. Más potenciális trombóziskockázatok, például a szájon át adott fogamzásgátlók tovább növelhetik a kockázaot. A korábban kimutatott kapcsolat a gyulladásos bélbetegségek (például a Crohn-betegség vagy az ulceratív colitis) és a protrombin G20210A vagy a V-ös faktor Leiden-mutációja közt újabb tanulmányok nem igazoltak kapcsolatot.

Szerepe betegségben

A protrombinaktiváció a fiziológiás és patológiás véralvadásban egyaránt fontos. Több protrombint érintő ritka betegség ismert (például ilyen a hipoprotrombinémia). Autoimmun betegségekben az antiprotrombin antitestek fontosak lehetnek a lupusz-antikoaguláns és az antifoszfolipid-szindróma kialakulásában. A hiperprothrombinémia oka lehet a G20210A mutáció.

Az erős vazokonstriktor és mitogén trombin a szubarachnoidális vérzést követő vasospasmus fő tényezője lehet. A rupturával járó agyi aneurizma során kiömlő vér az agyi artériák körül megalvadva trombint szabadít fel. Ez hosszabb ideig tartó akut érszűkülöetet okoz, melynek következménye agyi ischaemia és stroke lehet.

A trombogenezis dinamikus folyamata mellett a trombint jelentős proinflammatorikus hatás jellemzi, amely befolyásolhatja az atherosclerosis kialakulását és előrehaladását. A proteázaktivált receptorokkal (PAR-1, PAR-3, PAR-4) való kölcsönhatások réén, melyek minden artériafali elemben nagy mennyiségben vannak jelen, a trombin proaterogén hatásokra – ilyenek a gyulladás, az atherosclerosisos plakkban való fehérvérsejt-aktiváció, a megnövekedett oxidatív stressz, az érsimaizomsejtek vándorlása és proliferációja, az apoptózis és az angiogenezis.

A trombin a trombusok fiziológiájában is érintett: jelenléte a trombusét is jelenti. 2013-ban egy trombin jelenlétét észlelő rendszert fejlesztettek egerekben. Ez a peptiddel bevont, „jelzővegyületekhez” kötött vas-oxidot alkalmaz. Ha egy peptid trombinhoz kötődik, a jelzővegyület felszabadul, és megjelenik a vizeletben, ahol kimutatható. Humán tesztelés ekkor nem történt.

Alkalmazás

Kutatás

Erős proteolitikus specificitása miatt a trombin értékes biokémiai eszköz. A trombin bontási helye (LVPRGS) gyakran része a rekombinánsfúziósfehérje-szerkezetek kapcsoló szakaszainak. A fúziós fehérje tisztítása után a trombin felhasználható e hely argininje és glicinje közti bontásra, eltávolítva a tisztító jelt a fehérjéről nagy fokú specificitással.

Orvostudomány

A protrombinkomplex-koncentrátum és az újonnan fagyasztott plazma protrombingazdag koagulációsfaktor-preparátumok, melyek bizonyos (általában gyógyszer miatti) protrombinhiányok javítására használhatók. Javallatai például a warfarin miatti vérzés.

A protrombin befolyásolása a legtöbb antikoaguláns hatásmechanizmusának alapja. A warfarin és hasonló szerek számos koagulációs faktor – például a protrombin – K-vitamin-dependens karboxilezését gátolja. A heparin növeli az antitrombin affinitását a trombinhoz és a Xa faktorhoz. A közvetlen trombingátlók újabb gyógyszercsoport, és közvetlenül annak aktív helyéhez kötve gátolják a trombint.

A rekombináns trombin porként elérhető vizes oldatba való újraalakításhoz. Topikusan használható műtét során a hemosztázis segítésére. A kapillárisokból és kis vénákból való csekély vérzés kontrollálására hasznos, de súlyos vérzés esetén hatástalan, és nem javallott.

Élelmiszer-termelés

A trombin a fibrinogénnel együtt Fibrimex néven húskötő ágens. Mindkét fehérje sertés- vagy marhavérből származik. Gyártója szerint vegyes húsok előállítására használható, izomhúsok keverésével, formázásával és adagolásával, csökkrntve a termelési költséget minőségromlás nélkül.

Jan Bertoft, a Svéd Fogyasztói Szervezet vezetője szerint ez „a fogyasztók félrevezetésének veszélyével jár, mivel nincs mód e megváltoztatott hús valóditól való megkülönböztetésére”.

Jegyzetek

  1. ↑ Royle NJ, Irwin DM, Koschinsky ML, MacGillivray RT, Hamerton JL (1987. május). "Human genes encoding prothrombin and ceruloplasmin map to 11p11-q12 and 3q21-24, respectively". Somatic Cell and Molecular Genetics. 13 (3): 285–292. doi:10.1007/BF01535211. PMID 3474786. S2CID 45686258.
  2. ↑ Degen SJ, Davie EW (1987. szeptember). "Nucleotide sequence of the gene for human prothrombin". Biochemistry. 26 (19): 6165–6177. doi:10.1021/bi00393a033. PMID 2825773.
  3. ↑ Schmidt A (1872). "Neue Untersuchungen ueber die Fasserstoffesgerinnung". Pflügers Archiv für die gesamte Physiologie. 6: 413–538. doi:10.1007/BF01612263. S2CID 37273997.
  4. ↑ Kaushansky K, Lichtman M, Prchal J, Levi M, Press O, Burns L, Caligiuri M (2015). Williams Hematology. McGraw-Hill. 1918. o. ISBN 9780071833011.
  5. ↑ Quick AJ (1957). Hemorrhagic Diseases. Philadelphia: Lea and Febiger. 451–490. o. OCLC 599096191.
  6. ↑ Morawitz P (1905). "Die Chemie der Blutgerinnung". Ergeb Physiol. 4: 307–422. doi:10.1007/BF02321003. S2CID 84003009.
  7. ↑ Knorre DG, Kudryashova NV, Godovikova TS (2009. október). "Chemical and functional aspects of posttranslational modification of proteins". Acta Naturae. 1 (3): 29–51. doi:10.32607/20758251-2009-1-3-29-51. PMC 3347534. PMID 22649613.
  8. ↑ Andrew M, Paes B, Milner R, Johnston M, Mitchell L, Tollefsen DM, Powers P (1987. július). "Development of the human coagulation system in the full-term infant". Blood. 70 (1): 165–72. doi:10.1182/blood.V70.1.165.165. PMID 3593964.
  9. ↑ Wolberg AS (2012. szeptember). "Determinants of fibrin formation, structure, and function". Curr Opin Hematol. 19 (5): 349–356. doi:10.1097/MOH.0b013e32835673c2. PMID 22759629. S2CID 11358104.
  10. ↑ Bajzar L, Morser J, Nesheim M (1996. július). "TAFI, or plasma procarboxypeptidase B, couples the coagulation and fibrinolytic cascades through the thrombin-thrombomodulin complex". The Journal of Biological Chemistry. 271 (28): 16603–8. doi:10.1074/jbc.271.28.16603. PMID 8663147.
  11. ↑ Jakubowski HV, Owen WG (1989. július). "Macromolecular specificity determinants on thrombin for fibrinogen and thrombomodulin". The Journal of Biological Chemistry. 264 (19): 11117–21. doi:10.1016/S0021-9258(18)60437-5. PMID 2544585.
  12. ↑ PDB: 1nl2; Huang M, Rigby AC, Morelli X, Grant MA, Huang G, Furie B, Seaton B, Furie BC (2003. szeptember). "Structural basis of membrane binding by Gla domains of vitamin K-dependent proteins". Nature Structural Biology. 10 (9): 751–756. doi:10.1038/nsb971. PMID 12923575. S2CID 7751100.
  13. ↑ Davie EW, Kulman JD (2006. április). "An overview of the structure and function of thrombin". Seminars in Thrombosis and Hemostasis. 32 (Suppl 1): 3–15. doi:10.1055/s-2006-939550. PMID 16673262. S2CID 36616995.
  14. ↑ Huber R, Bode W (1978. március 1.). "Structural basis of the activation and action of trypsin". Accounts of Chemical Research. 11 (3): 114–122. doi:10.1021/ar50123a006. ISSN 0001-4842.
  15. ↑ Handley LD, Treuheit NA, Venkatesh VJ, Komives EA (2015. november). "Thrombomodulin Binding Selects the Catalytically Active Form of Thrombin". Biochemistry. 54 (43): 6650–8. doi:10.1021/acs.biochem.5b00825. PMC 4697735. PMID 26468766.
  16. ↑ Degen SJ, McDowell SA, Sparks LM, Scharrer I (1995. február). "Prothrombin Frankfurt: a dysfunctional prothrombin characterized by substitution of Glu-466 by Ala". Thrombosis and Haemostasis. 73 (2): 203–9. doi:10.1055/s-0038-1653751. PMID 7792730. S2CID 20144699.
  17. ↑ Varga EA, Moll S (2004. július). "Cardiology patient pages. Prothrombin 20210 mutation (factor II mutation)". Circulation. 110 (3): e15–8. doi:10.1161/01.CIR.0000135582.53444.87. PMID 15262854.
  18. ↑ Bernstein CN, Sargent M, Vos HL, Rosendaal FR (2007. február). "Mutations in clotting factors and inflammatory bowel disease". The American Journal of Gastroenterology. 102 (2): 338–343. doi:10.1111/j.1572-0241.2006.00974.x. PMID 17156138. S2CID 19895315.
  19. ↑ Borissoff JI, Spronk HM, Heeneman S, ten Cate H (2009. június). "Is thrombin a key player in the 'coagulation-atherogenesis' maze?". Cardiovascular Research. 82 (3): 392–403. doi:10.1093/cvr/cvp066. PMID 19228706.
  20. ↑ Borissoff JI, Heeneman S, Kilinç E, Kassák P, Van Oerle R, Winckers K, Govers-Riemslag JW, Hamulyák K, Hackeng TM, Daemen MJ, ten Cate H, Spronk HM (2010. augusztus). "Early atherosclerosis exhibits an enhanced procoagulant state". Circulation. 122 (8): 821–30. doi:10.1161/CIRCULATIONAHA.109.907121. PMID 20697022.
  21. ↑ Borissoff JI, Spronk HM, ten Cate H (2011. május). "The hemostatic system as a modulator of atherosclerosis". The New England Journal of Medicine. 364 (18): 1746–1760. doi:10.1056/NEJMra1011670. PMID 21542745.
  22. ↑ Economist (2013. november 5.). "Nanomedicine: Particle physiology". The Economist. Hozzáférés: 2013. december 15.
  23. ↑ Chapman WC, Singla N, Genyk Y, McNeil JW, Renkens KL, Reynolds TC, Murphy A, Weaver FA (2007. augusztus). "A phase 3, randomized, double-blind comparative study of the efficacy and safety of topical recombinant human thrombin and bovine thrombin in surgical hemostasis". Journal of the American College of Surgeons. 205 (2): 256–65. doi:10.1016/j.jamcollsurg.2007.03.020. PMID 17660072.
  24. ↑ Singla NK, Ballard JL, Moneta G, Randleman CD, Renkens KL, Alexander WA (2009. július). "A phase 3b, open-label, single-group immunogenicity and safety study of topical recombinant thrombin in surgical hemostasis". Journal of the American College of Surgeons. 209 (1): 68–74. doi:10.1016/j.jamcollsurg.2009.03.016. PMID 19651065.
  25. ↑ Greenhalgh DG, Gamelli RL, Collins J, Sood R, Mozingo DW, Gray TE, Alexander WA (2009). "Recombinant thrombin: safety and immunogenicity in burn wound excision and grafting". Journal of Burn Care & Research. 30 (3): 371–9. doi:10.1097/BCR.0b013e3181a28979. PMID 19349898. S2CID 3678462.
  26. 1 2 "Sverige röstade ja till köttklister" [Sweden voted in favor of the meat paste]. Dagens Nyheter (svéd nyelven). 2010. február 9. Hozzáférés: 2010. október 17.
  27. ↑ "Welcome to Fibrimex". Fibrimex website. Sonac. Hozzáférés: 2019. február 28.

Fordítás

Ez a szócikk részben vagy egészben a Thrombin című angol Wikipédia-szócikk ezen változatának fordításán alapul. Az eredeti cikk szerkesztőit annak laptörténete sorolja fel. Ez a jelzés csupán a megfogalmazás eredetét és a szerzői jogokat jelzi, nem szolgál a cikkben szereplő információk forrásmegjelöléseként.

Források

További információk