Фактор свертывания крови X ( EC 3.4.21.6), или фактор Стюарта , — фермент каскада свертывания крови , кодируемый у человека геном F10 . [5] Это сериновая эндопептидаза (группа протеаз S1, клан PA ). Фактор X синтезируется в печени и требует для своего синтеза витамина K.
Фактор X активируется путем гидролиза в фактор Xa как фактором IX с его кофактором, фактором VIII, в комплексе, известном как внутренний путь ; так и фактором VII с его кофактором, тканевым фактором, в комплексе, известном как внешний путь . [6] Таким образом, он является первым членом конечного общего пути или пути тромбина .
Он действует, расщепляя протромбин в двух местах (связь Arg - Thr , а затем связь Arg - Ile ), что дает активный тромбин . Этот процесс оптимизируется, когда фактор Xa образует комплекс с активированным кофактором V в комплексе протромбиназы .
Фактор Xa инактивируется ингибитором протеазы, зависимой от белка Z (ZPI), ингибитором сериновой протеазы (серпином). Сродство этого белка к фактору Xa увеличивается в 1000 раз в присутствии белка Z , при этом для инактивации фактора XI белок Z не требуется . Дефекты в белке Z приводят к повышенной активности фактора Xa и склонности к тромбозу. Период полураспада фактора X составляет 40–45 часов.
Первая кристаллическая структура человеческого фактора Xa была депонирована в мае 1993 года. На сегодняшний день в банке данных белков депонировано 191 кристаллическая структура фактора Xa с различными ингибиторами. Активный центр фактора Xa разделен на четыре субкармана как S1, S2, S3 и S4. Субкарман S1 определяет основной компонент селективности и связывания. Субкарман S2 небольшой, неглубокий и нечетко определен. Он сливается с субкарманом S4. Субкарман S3 расположен на краю кармана S1 и довольно сильно подвержен воздействию растворителя. Субкарман S4 имеет три домена связывания лиганда: «гидрофобный ящик», «катионная дырка» и водный сайт. Ингибиторы фактора Xa обычно связываются в L-образной конформации, где одна группа лиганда занимает анионный карман S1, выстланный остатками Asp 189, Ser 195 и Tyr 228, а другая группа лиганда занимает ароматический карман S4, выстланный остатками Tyr99, Phe 174 и Trp215. Обычно довольно жесткая линкерная группа соединяет эти два сайта взаимодействия. [7]
Ген человеческого фактора X расположен на хромосоме 13 (13q34).
Врожденный дефицит фактора X встречается очень редко (1:1 000 000) и может проявляться носовыми кровотечениями , гемартрозами (кровотечениями в суставы) и желудочно-кишечной кровопотерей. Помимо врожденного дефицита, низкие уровни фактора X могут иногда возникать при ряде болезненных состояний. Например, дефицит фактора X может наблюдаться при амилоидозе , когда фактор X адсорбируется на амилоидных фибриллах в сосудистой системе.
Дефицит витамина К или антагонизм варфарина (или аналогичного препарата) приводит к образованию неактивного фактора X. При терапии варфарином это желательно для предотвращения тромбоза . По состоянию на конец 2007 года четыре из пяти новых антикоагулянтных терапевтических средств были нацелены на этот фермент. [8]
Ингибирование фактора Xa может стать альтернативным методом антикоагуляции. Прямые ингибиторы Xa являются популярными антикоагулянтами.
Полиморфизмы фактора X связаны с повышенной распространенностью бактериальных инфекций, что предполагает возможную роль в прямом регулировании иммунного ответа на бактериальные патогены. [9]
Фактор X является частью свежезамороженной плазмы и протромбиназного комплекса. Существует два коммерчески доступных концентрата фактора X: «Factor XP Behring», производимый CSL Behring , [10] и высокоочищенный фактор X Coagadex , производимый Bio Products Laboratory и одобренный для использования в Соединенных Штатах FDA в октябре 2015 года, а в ЕС — в марте 2016 года после более раннего одобрения CHMP и COMP. [11] [12] [13] [14]
Kcentra, производимый CSL Behring, представляет собой концентрат, содержащий факторы свертывания крови II, VII, IX и X, а также антитромботические белки C и S. [15]
Протеаза фактора Xa может использоваться в биохимии для отщепления белковых тегов , которые улучшают экспрессию или очистку интересующего белка. Ее предпочтительный сайт расщепления (после аргинина в последовательности Ile-Glu/Asp-Gly-Arg, IEGR или IDGR) может быть легко сконструирован между последовательностью тега и интересующим белком. После экспрессии и очистки тег затем протеолитически удаляется фактором Xa.
Фактор Xa — это активированная форма фактора свертывания крови X, также известного как тромбокиназа . Фактор X — это фермент , сериновая эндопептидаза , которая играет ключевую роль на нескольких этапах системы свертывания крови . Фактор X синтезируется в печени . Наиболее часто используемые в клинической практике антикоагулянты — варфарин и гепариновый ряд антикоагулянтов и фондапаринукс — действуют, подавляя действие фактора Xa в различной степени.
Традиционные модели коагуляции, разработанные в 1960-х годах, предусматривали два отдельных каскада: внешний (тканевой фактор (ТФ)) путь и внутренний путь. Эти пути сходятся в общей точке, образовании комплекса фактора Xa/Va, который вместе с кальцием и связанный на поверхности фосфолипидов , генерирует тромбин (фактор IIa) из протромбина (фактора II) .
Новая модель, клеточная модель антикоагуляции, по-видимому, более полно объясняет этапы коагуляции. Эта модель имеет три стадии: 1) инициация коагуляции на клетках, несущих ТФ, 2) усиление прокоагулянтного сигнала тромбином, генерируемым на клетке, несущей ТФ, и 3) распространение генерации тромбина на поверхности тромбоцитов . Фактор Xa играет ключевую роль во всех трех этих стадиях. [16]
На 1-й стадии фактор VII связывается с трансмембранным белком TF на поверхности клеток и преобразуется в фактор VIIa. В результате образуется комплекс фактора VIIa/TF, который катализирует активацию фактора X и фактора IX . Фактор Xa, образованный на поверхности клетки, несущей TF, взаимодействует с фактором Va, образуя комплекс протромбиназы , который генерирует небольшое количество тромбина на поверхности клеток, несущих TF.
На втором этапе, этапе амплификации, если выработано достаточно тромбина, происходит активация тромбоцитов и связанных с тромбоцитами кофакторов .
На 3-й стадии, генерации тромбина, фактор XIa активирует свободный фактор IX на поверхности активированных тромбоцитов. Активированный фактор IXa с фактором VIIIa образует комплекс «теназы» . Этот комплекс «теназы» активирует больше фактора X, который, в свою очередь, образует новые комплексы протромбиназы с фактором Va. Фактор Xa является основным компонентом комплекса протромбиназы, который преобразует большие количества протромбина — «тромбиновый взрыв». Каждая молекула фактора Xa может генерировать 1000 молекул тромбина. Этот большой взрыв тромбина отвечает за полимеризацию фибрина для формирования тромба .
Фактор Xa также играет роль в других биологических процессах, которые напрямую не связаны со свертываемостью крови, таких как заживление ран, ремоделирование тканей, воспаление, ангиогенез и атеросклероз.
Ингибирование синтеза или активности фактора X является механизмом действия многих антикоагулянтов, используемых сегодня. Варфарин, синтетическое производное кумарина , является наиболее широко используемым пероральным антикоагулянтом в США. В некоторых европейских странах используются другие производные кумарина ( фенпрокумон и аценокумарол ). Эти агенты, известные как антагонисты витамина К (АВК), ингибируют витамин К-зависимое карбоксилирование факторов II (протромбин), VII, IX, X в гепатоцитах. Это карбоксилирование после трансляции необходимо для физиологической активности. [17]
Гепарин (нефракционированный гепарин) и его производные низкомолекулярный гепарин (НМГ) связываются с плазменным кофактором, антитромбином (АТ), чтобы инактивировать несколько факторов свертывания крови IIa, Xa, XIa и XIIa. Сродство нефракционированного гепарина и различных НМГ к фактору Xa значительно различается. Эффективность антикоагулянтов на основе гепарина увеличивается по мере увеличения селективности к фактору Xa. НМГ демонстрирует повышенную инактивацию фактора Xa по сравнению с нефракционированным гепарином, а фондапаринукс, агент на основе критической пентасахаридной последовательности гепарина, демонстрирует большую селективность, чем НМГ. Такая инактивация фактора Xa гепаринами называется «косвенной», поскольку она основана на присутствии АТ, а не на прямом взаимодействии с фактором Xa.
Недавно была разработана новая серия специфических ингибиторов фактора Xa прямого действия. К ним относятся препараты ривароксабан , апиксабан , бетриксабан , LY517717, дарексабан (YM150), эдоксабан и 813893. Эти агенты имеют несколько теоретических преимуществ по сравнению с текущей терапией. Их можно принимать перорально. Они обладают быстрым началом действия. И они могут быть более эффективными против фактора Xa, поскольку они ингибируют как свободный фактор Xa, так и фактор Xa в комплексе протромбиназы. [18]
Американские и британские ученые независимо друг от друга описали дефицит фактора X в 1953 и 1956 годах соответственно. Как и некоторые другие факторы свертывания крови, фактор изначально был назван в честь этих пациентов, мистера Руфуса Стюарта (1921) и мисс Одри Прауэр (1934). В то время эти исследователи не могли знать, что выявленный ими человеческий генетический дефект будет обнаружен в ранее охарактеризованном ферменте, называемом тромбокиназой.
Тромбокиназа — название, придуманное Полом Моравицем в 1904 году для описания вещества, которое превращает протромбин в тромбин и заставляет кровь сворачиваться. [19] Это название воплощало важную новую концепцию в понимании свертывания крови — что фермент имеет решающее значение для активации протромбина. Моравиц считал, что его фермент происходит из клеток, таких как тромбоциты, однако, в соответствии с уровнем знаний о ферментах в то время, у него не было четкого представления о химической природе его тромбокиназы или механизме ее действия. Эти неопределенности привели к десятилетиям, в течение которых термины тромбокиназа и тромбопластин использовались для описания активатора протромбина, и привели к спорам о его химической природе и происхождении. [20]
В 1947 году Дж. Хаскелл Милстоун выделил профермент из плазмы крупного рогатого скота, который при активации превращал протромбин в тромбин. Следуя обозначению Моравица, он назвал его протромбокиназой [21] и к 1951 году очистил активный фермент, тромбокиназу. В течение следующих нескольких лет он показал, что тромбокиназа является протеолитическим ферментом, который сам по себе может активировать протромбин. Его активность была значительно повышена добавлением кальция, других факторов сыворотки и тканевых экстрактов, [22] которые представляли собой тромбопластины, способствующие превращению протромбина в тромбин путем их взаимодействия с тромбокиназой. В 1964 году Милстоун подвел итог своей работе и работе других: «Существует много химических реакций, которые настолько медленные, что они не имели бы физиологического применения, если бы не ускорялись ферментами. Теперь мы сталкиваемся с реакцией, катализируемой ферментом, которая все еще слишком медленная, если ей не помогают дополнительные факторы». [23]
Было показано, что фактор X взаимодействует с ингибитором пути тканевого фактора . [24]
Всплеск интереса отражает растущее понимание того, что врачи называют каскадом коагуляции... Четыре новых разжижителя крови воздействуют на фермент, называемый фактором Xa, один из нескольких ферментов, которые играют важную роль в каскаде.
До сегодняшнего одобрения орфанного препарата не было специфической заместительной терапии фактора свертывания для пациентов с наследственным дефицитом фактора X.
{{cite web}}: CS1 maint: неподходящий URL ( ссылка )