Плазмин — важный фермент ( EC 3.4.21.7), присутствующий в крови , который разрушает многие белки плазмы крови , включая сгустки фибрина . Разложение фибрина называется фибринолизом . У человека белок плазмин (в зимогенной форме плазминогена ) кодируется геном PLG . [5]
Плазмин представляет собой сериновую протеазу , которая растворяет фибриновые сгустки крови. Помимо фибринолиза, плазмин протеолизирует белки в различных других системах: он активирует коллагеназы , некоторые медиаторы системы комплемента , и ослабляет стенку граафова фолликула , что приводит к овуляции . Плазмин также неотъемлемо участвует в воспалении. [6] Он расщепляет фибрин , фибронектин , тромбоспондин , ламинин и фактор фон Виллебранда . Плазмин, как и трипсин , принадлежит к семейству сериновых протеаз .
Плазмин высвобождается в виде зимогена , называемого плазминогеном (PLG), из печени в системный кровоток. У человека присутствуют две основные гликоформы плазминогена: плазминоген типа I содержит два фрагмента гликозилирования (N-связанный с N289 и O-связанный с T346), тогда как плазминоген типа II содержит только один O-связанный сахар (O-связанный с T346). . Плазминоген типа II преимущественно рекрутируется на клеточной поверхности, а не гликоформа типа I. И наоборот, плазминоген I типа, по-видимому, легче рекрутируется в сгустки крови.
В обращении плазминоген принимает закрытую, устойчивую к активации конформацию. При связывании со сгустками или с поверхностью клетки плазминоген принимает открытую форму, которая может превращаться в активный плазмин с помощью различных ферментов , включая тканевой активатор плазминогена (tPA), урокиназный активатор плазминогена (uPA), калликреин и фактор XII . фактор Хагемана). Фибрин является кофактором активации плазминогена тканевым активатором плазминогена. Рецептор урокиназного активатора плазминогена (uPAR) является кофактором активации плазминогена урокиназным активатором плазминогена. Превращение плазминогена в плазмин включает расщепление пептидной связи между Arg-561 и Val-562. [5] [7] [8] [9]
Расщепление плазмина приводит к образованию ангиостатина .
Полноразмерный плазминоген состоит из семи доменов. В дополнение к С-концевому домену сериновой протеазы, подобного химотрипсину, плазминоген содержит N-концевой домен Pan Apple (PAp) вместе с пятью доменами Крингла (KR1-5) . Домен Pan-Apple содержит важные детерминанты для поддержания плазминогена в закрытой форме, а домены крингла отвечают за связывание с остатками лизина, присутствующими в рецепторах и субстратах.
Рентгеновская кристаллическая структура закрытого плазминогена показывает, что домены PAp и SP поддерживают закрытую конформацию посредством взаимодействий, осуществляемых по всему массиву крингла. [9] Ионы хлорида дополнительно соединяют интерфейсы PAp/KR4 и SP/KR2, что объясняет физиологическую роль хлорида сыворотки в стабилизации закрытого конформера. Структурные исследования также показывают, что различия в гликозилировании изменяют положение KR3. Эти данные помогают объяснить функциональные различия между гликоформами плазминогена I и II типов. [ нужна цитата ]
В закрытом плазминогене доступ к активационной связи (R561/V562), предназначенной для расщепления tPA и uPA, блокируется через положение линкерной последовательности KR3/KR4 и O-связанного сахара на T346. Положение KR3 также может препятствовать доступу к петле активации . Междоменные взаимодействия также блокируют все сайты связывания лиганда крингла, кроме сайта KR-1, указывая тем самым, что последний домен управляет рекрутированием проферментов к мишеням. Анализ промежуточной структуры плазминогена предполагает, что конформационное изменение плазминогена в открытую форму инициируется посредством временного отслаивания KR-5 от домена PAp. Эти движения открывают сайт связывания лизина KR5 с потенциальными партнерами по связыванию и предполагают потребность в пространственно различных остатках лизина для рекрутирования плазминогена и конформационных изменений соответственно. [9]
Плазмин инактивируется такими белками, как α2-макроглобулин и α2-антиплазмин . [10] Механизм инактивации плазмина включает расщепление α2-макроглобулина в области приманки (сегмент аМ, который особенно чувствителен к протеолитическому расщеплению) плазмином. Это инициирует конформационные изменения, в результате которых α2-макроглобулин коллапсирует вокруг плазмина. В образовавшемся комплексе α2-макроглобулин-плазмин активный центр плазмина стерически экранирован, что существенно снижает доступ плазмина к белковым субстратам. Два дополнительных события происходят как следствие расщепления области-приманки, а именно (i) тиоловый эфир h-цистеинил-g-глутамила α2-макроглобулина становится высокореактивным и (ii) серьезное конформационное изменение обнажает консервативное связывание COOH-концевого рецептора. домен. Воздействие этого рецептор-связывающего домена позволяет протеазному комплексу α2-макроглобулина связываться с рецепторами клиренса и удаляться из кровообращения.
Дефицит плазмина может привести к тромбозу , поскольку сгустки не разрушаются должным образом. Дефицит плазминогена у мышей приводит к нарушению восстановления печени, [11] нарушению заживления ран, репродуктивным нарушениям. [12] [13]
У людей редкое заболевание, называемое дефицитом плазминогена I типа ( Online Mendelian Inheritance in Man (OMIM): 217090), вызвано мутациями гена PLG и часто проявляется деревянистым конъюнктивитом . [14]
Редкая миссенс-мутация в домене крингла 3 плазминогена, приводящая к новому типу дисплазминогенемии, представляет собой молекулярную основу подтипа наследственного ангионевротического отека с нормальным ингибитором C1; [15] мутация создает новый сайт связывания лизина в крингле 3 и изменяет гликозилирование плазминогена. [15] Было показано, что мутантный белок плазминоген является высокоэффективной кининогеназой, которая непосредственно высвобождает брадикинин из кининогена с высокой и низкой молекулярной массой. [16]
Было показано, что плазмин взаимодействует с тромбоспондином 1 , [17] [18], альфа-2-антиплазмином [19] [20] и IGFBP3 . [21] Более того, плазмин индуцирует выработку брадикинина у мышей и людей посредством расщепления высокомолекулярного кининогена . [22]
Эта статья включает текст из Национальной медицинской библиотеки США , который находится в свободном доступе .