Glykoprotein Ib-IX-V reseptorkompleks - Glycoprotein Ib-IX-V Receptor Complex
Den GPIb-IX-V-komplekset er en rikelig membran -reseptor -komplekset med opprinnelse i megakaryocytter og utelukkende funksjonell på overflaten av blodplater . Den fungerer først og fremst for å formidle det første kritiske trinnet i blodplateadhesjon, ved å legge til rette for binding til von Willebrand-faktor (VWF) på skadet sub-endotel under forhold med høy væskeskjærspenning. Selv om den primære liganden for GPIb-V-IX-reseptoren er VWF, kan den også binde til et antall andre ligander i sirkulasjonen som trombin , P-selectin , faktor XI , faktor XII , kininogen med høy molekylvekt så vel som bakterier . GPIb-IX-V tilbyr en kritisk rolle i trombose , metastase og livssyklusen til blodplater, og er involvert i en rekke trombotiske patologiske prosesser som hjerneslag eller hjerteinfarkt .
Molekylær struktur
Oversikt
GPIb-IX-V består av fire forskjellige underenheter, nemlig: GPIbα ( molekylvekt (MW) 135 kDa ), GPIbβ (MW 26 kDa), GPIX (MW 20 kDa) og GPV (MW 82kDa). Komplekset er satt sammen slik at GPIbα, GPIbβ og GPIX danner et høyt integrert proteinkompleks i en 1: 2: 1 støkiometri; og dette assosieres svakt med GPV, noe som resulterer i et samlet støkiometrisk forhold på 1: 1.
Hver underenhet av komplekset er et type I transmembran (TM) protein som består av et leucinrikt repetisjons (LRR) ektodomene (ekstracellulært domene), en enkelt transmembran spiral og en relativt kort cytoplasmatisk hale som mangler enzymatisk aktivitet.
Den kvaternære stabiliseringen av reseptoren lettes av kovalente og ikke-kovalente interaksjoner. GPIbα-underenheten er koblet til to GPIbβ-underenheter via membran-proksimal disulfidbindinger , mens GPIX forbinder seg tett gjennom ikke-kovalente interaksjoner med GPIb. Samtidig uttrykk for alle tre underenhetene er nødvendig for å tillate effektiv ekspresjon av GPIb-IX på blodplatecelleoverflaten , og analyse av reseptorekspresjon i transfekterte ovarieceller fra kinesisk hamster (CHO) har videre støttet at interaksjonen mellom disse underenhetene også virker for å stabilisere dem.
Hver av de fire underenhetene (GPIbα, GPIbβ, GPIX og GPV) er en del av superfamilien med leucinrikt repetisjonsmotiv. Disse leucinrike gjentakelsessekvensene har en tendens til å være omtrent 24 aminosyrer i lengde, enten som forekommer hver for seg eller i tandem-gjentakelser flankert av konserverte N-terminale og C-terminale disulfid-sløyfestrukturer. Likevel, selv om disse strukturelle likhetene eksisterer, kjennetegner gener som eksisterer på forskjellige kromosomer i genomet for polypeptidene som utgjør GPIb-V-IX-komplekset.
De fire gener som koder for komponentene i reseptoren hos mennesker, har en enkel organisasjon der den kodende sekvensen er inneholdt i et enkelt ekson . Dette er med unntak av genet for GPIbβ, som inneholder intron 10 baser etter startkodonet .
Human GPIbα er produktet av et gen på kromosom 17 spesifikt 17p12, GPIbβ er produktet av et gen på kromosom 22 spesielt 22q11.2, mens GPV og GPIX er produkter av gener som finnes på kromosom 3 spesifikt henholdsvis 3q21 og 3q29. Under normale forhold uttrykkes alle fire molekylene utelukkende i blodplater. GPIbα, GPIbβ og GPIX er nødvendige for effektiv biosyntese av reseptoren og er nært forbundet ved blodplatemembranen. Vanligvis reduserer mangel på en enkelt underenhet signifikant overflateekspresjonen til hele reseptorkomplekset.
GPIbα
GPIbα (CD42b) bestående av 610 aminosyrer er den viktigste underenheten og inneholder alle kjente ekstracellulære ligandbindingsseter i komplekset for eksempel: A1-domenet til von Willebrand-faktor (VWF) har en bindingsregion som markert i det N-terminale domenet av GPIbα; mens trombinbindingsstedet er inneholdt i en konformasjonelt fleksibel sur restrik sekvens som inneholder sulfaterte tyrosiner .
Disseksjon av krystallstrukturen til det GPIbα N-terminale leucinrike gjentatte domenet avslører tilstedeværelsen av en enkelt disulfidbinding mellom cystein (Cys) rester Cys4 og Cys17 i N-capping-regionen, og to disulfidbindinger (Cys209-Cys248 og Cys211- Cys264) i C-capping-regionen. Videre er det syv gjentatte leucinrike gjentakelser og deres flankerende sekvenser i det sentrale parallelle β-spolområdet. Denne parallelle β- spiralregionen består av tre-sidige spoler stablet i lag og inneholder to asparaginrester (Asn21 og Asn159), som fungerer som N-glykosyleringssteder . Etter det leucinrike gjentatte domenet er den sure restrike sekvensen som inneholder sulfaterte tyrosiner, det høyt O-glykosylerte makroglykopeptidet, en stilkregion med omtrent 40 til 50 rester, en enkelt transmembransekvens og til slutt en cytoplasmatisk hale som inneholder 96 aminosyrerester som inkluderer serinrester som Ser587, Ser590 og Ser609 som kan fosforyleres .
GPIbβ, GPIX, GPV
GPIbβ (CD42c) inneholder 181 aminosyrer. I det ekstracellulære domenet (ektodomain) inneholder både N-capping og C-capping regionene, som flankerer den leucinrike gjentakelsessekvensen, to sammenlåsende disulfidbindinger. Videre er det bare en enkelt leucinrik gjentakelse som gir opphav til en mye mindre buet parallell β-spiralregion sammenlignet med den i GPIbα. GPIbβ inneholder bare ett N-glykosyleringssted (Asn41) og er disulfid knyttet til GPIbα umiddelbart proksimalt til blodplatens plasmamembran via Cys122 plassert ved krysset mellom det ekstracellulære og transmembrane domenet.
GPIbβ cytoplasmatisk domene har en sekvens på 34 aminosyrer. Området ved membranen er anriket på basiske rester og Ser166 funnet mer distalt fosforylert og ser ut til å ha en rolle i blodplate cytoskeletal omleiring.
GPIX (CD42a) inneholder 160 aminosyrer. Det ekstracellulære domenet, som også bare har en enkelt leucinrik gjentakelsessekvens, deler mer enn 45% sekvensidentitet med GPIbβ-motstykke. Imidlertid er transmembrane og cytoplasmatiske sekvenser betydelig forskjellige. GPIX cytoplasmatisk hale er kort bestående av 8 rester og er ikke kjent for å knyttes til intracellulære proteiner. Det er også en cysteinrest (Cys154) plassert ved krysset mellom transmembrane og cytoplasmatiske domener. Det ekstracellulære domenet til GPV inneholder 13 leucinrike gjentakelser flankert av N- og C-capping-regioner som begge inneholder to sammenlåsende disulfidbindinger. Dette følges av en stilkregion, den transmembrane sekvensen og en kort cytoplasmatisk hale rik på basiske rester.
_domains.png){kind=spacer}
Den GPV (CD42d) underenheten er bare svakt forbundet med GPIb-IX del av den reseptor-komplekset gjennom interaksjoner mellom transmembranområdene, og har liten innvirkning på overflateuttrykket av GPIb-IX, selv om GPIb-IX er nødvendig for effektiv ekspresjon av GPV . Videre ser GPV ikke ut til å være kritisk for VWF-binding eller signaltransduksjon .
Roll i sykdom
Avvik i GPIb-V-IX-komplekset resulterer i unormalt utseende og funksjon av blodplater, noe som resulterer i Bernard – Soulier syndrom (BSS), en tilstand først beskrevet av Bernard J og Soulier JP. Det er en sjelden arvelig blødningsforstyrrelse som oftest med autosomal recessiv arv og diagnostisert basert på langvarig hudblødningstid , redusert antall svært store blodplater (makrotrombocytopeni) og mangelfull ristocetinindusert blodplateagglutinasjon.
Bernard Soulier-syndrom er preget av lite eller ingen uttrykk for GPIb-IX på overflaten av blodplater, som igjen har samme effekt på GPV. Det har vært en rekke mutasjoner assosiert med BSS-pasienter som er kartlagt til GPIbα, GPIbβ og GPIX som viser at alle tre underenhetene er nødvendige for effektiv overflateekspresjon av komplekset på blodplater.