stringtranslate.com

Фактор Х

Фактор X , также известный под эпонимом фактора Стюарта-Пауэра , представляет собой фермент ( EC 3.4.21.6) каскада свертывания крови . Это сериновая эндопептидаза (группа протеаз S1, клан PA ). Фактор X синтезируется в печени , и для его синтеза требуется витамин К.

Фактор X активируется путем гидролиза в фактор Ха как фактором IX (с его кофактором, фактором VIII в комплексе, известном как внутренняя теназа ), так и фактором VII с его кофактором, тканевым фактором (комплекс, известный как внешняя теназа ). Таким образом, это первый участник конечного общего пути , или тромбинового пути .

Он действует путем расщепления протромбина в двух местах (связь Arg - Thr , а затем связь Arg - Ile ), в результате чего образуется активный тромбин . Этот процесс оптимизируется, когда фактор Ха образует комплекс с активированным кофактором V в протромбиназном комплексе.

Фактор Ха инактивируется протеином Z-зависимым ингибитором протеазы (ZPI), ингибитором сериновой протеазы (серпином). Сродство этого белка к фактору Ха увеличивается в 1000 раз в присутствии белка Z , при этом белок Z не требуется для инактивации фактора XI . Дефекты белка Z приводят к повышению активности фактора Ха и склонности к тромбообразованию.

Период полувыведения фактора Х составляет 40–45 часов.

Состав

Первая кристаллическая структура человеческого фактора Ха была депонирована в мае 1993 года. На сегодняшний день в банке данных по белкам депонирована 191 кристаллическая структура фактора Ха с различными ингибиторами. Активный сайт фактора Ха разделен на четыре субкармана: S1, S2, S3 и S4. Субкарман S1 определяет основной компонент селективности и связывания. Подкарман S2 маленький, неглубокий и нечетко выраженный. Он сливается с подкарманом S4. Дополнительный карман S3 расположен на краю кармана S1 и сильно подвержен воздействию растворителя. Субкарман S4 имеет три лигандсвязывающих домена: «гидрофобный ящик», «катионную дырку» и водный центр. Ингибиторы фактора Ха 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 эти два сайта взаимодействия соединяет довольно жесткая линкерная группа. [5]

Генетика

Ген человеческого фактора X расположен на хромосоме 13 (13q34).

Роль в болезни

Врожденный дефицит фактора X встречается очень редко (1:1 000 000) и может проявляться носовыми кровотечениями (носовыми кровотечениями), гемартрозами (кровотечениями в суставы) и желудочно-кишечными кровопотерями. Помимо врожденного дефицита, низкие уровни фактора X могут иногда возникать при ряде болезненных состояний. Например, дефицит фактора X можно наблюдать при амилоидозе , при котором фактор X адсорбируется на амилоидных фибриллах сосудистой сети.

Дефицит витамина К или антагонизм со стороны варфарина (или аналогичного препарата) приводит к выработке неактивного фактора X. При терапии варфарином это желательно для предотвращения тромбоза . По состоянию на конец 2007 года четыре из пяти новых антикоагулянтных препаратов были нацелены на этот фермент. [6]

Ингибирование фактора Ха может предложить альтернативный метод антикоагуляции. Прямые ингибиторы Ха являются популярными антикоагулянтами.

Полиморфизм фактора X связан с увеличением распространенности бактериальных инфекций, что указывает на возможную роль, непосредственно регулирующую иммунный ответ на бактериальные патогены. [7]

Терапевтическое использование

Фактор X входит в состав свежезамороженной плазмы и протромбиназного комплекса. Существует два коммерчески доступных концентрата фактора X: «Factor XP Behring», производимый CSL Behring , [8] и фактор X Coagadex высокой чистоты, производимый Bio Products Laboratory и одобренный для использования в США FDA в октябре 2015 г. ЕС в марте 2016 года, после более раннего принятия CHMP и COMP. [9] [10] [11] [12]

Kcentra, производимый CSL Behring, представляет собой концентрат, содержащий факторы свертывания крови II, VII, IX и X, а также антитромботические белки C и S. [13]

Использование в биохимии

Протеазу фактора Ха можно использовать в биохимии для отщепления белковых меток , которые улучшают экспрессию или очистку интересующего белка. Его предпочтительный сайт расщепления (после аргинина в последовательности Ile-Glu/Asp-Gly-Arg, IEGR или IDGR) можно легко сконструировать между последовательностью метки и интересующим белком. После экспрессии и очистки метка затем протеолитически удаляется фактором Ха.

Фактор Ха

Пути свертывания крови in vivo , демонстрирующие центральную роль тромбина

Фактор Ха представляет собой активированную форму фактора свертывания крови X, также известного как тромбокиназа и известного под одноименным названием фактор Стюарта-Проуэра. Фактор X представляет собой фермент сериновую эндопептидазу , который играет ключевую роль на нескольких стадиях системы свертывания крови . Фактор X синтезируется в печени . Наиболее часто используемые в клинической практике антикоагулянты — варфарин и антикоагулянты гепаринового ряда и фондапаринукс — в различной степени ингибируют действие фактора Ха.

Традиционные модели коагуляции, разработанные в 1960-х годах, предусматривали два отдельных каскада: внешний путь (тканевой фактор (ТФ)) и внутренний путь. Эти пути сходятся к общей точке - образованию комплекса Фактор Ха/Ва, который вместе с кальцием , связанный с поверхностью фосфолипидов , генерирует тромбин (Фактор IIa) из протромбина (Фактор 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 клетках, несущих ТФ, и 3) распространение генерации тромбина на поверхности тромбоцитов . Фактор Ха играет ключевую роль на всех трех этапах. [14]

На стадии 1 фактор VII связывается с трансмембранным белком ТФ на поверхности клеток и превращается в фактор VIIa. В результате образуется комплекс фактора VIIa/TF, который катализирует активацию фактора X и фактора IX . Фактор Ха, образующийся на поверхности клеток, несущих ТФ, взаимодействует с фактором Va , образуя протромбиназный комплекс , который генерирует небольшие количества тромбина на поверхности клеток, несущих ТФ.

На стадии 2, стадии амплификации, если образовалось достаточное количество тромбина, происходит активация тромбоцитов и связанных с тромбоцитами кофакторов .

На стадии 3, генерации тромбина, фактор XIa активирует свободный фактор IX на поверхности активированных тромбоцитов. Активированный фактор IXa с фактором VIIIa образует комплекс «теназа» . Этот «теназный» комплекс активирует больше фактора X, который, в свою очередь, образует новые комплексы протромбиназы с фактором Va. Фактор Ха является основным компонентом протромбиназного комплекса, который преобразует большие количества протромбина — «тромбиновый взрыв». Каждая молекула фактора Ха может генерировать 1000 молекул тромбина. Этот большой выброс тромбина отвечает за полимеризацию фибрина с образованием тромба .

Фактор Ха также играет роль в других биологических процессах, которые не связаны напрямую с коагуляцией, 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 (протромбина), VII, IX, X в гепатоцитах. Это карбоксилирование после трансляции необходимо для физиологической активности. [15]

Гепарин (нефракционированный гепарин) и его производные низкомолекулярный гепарин (НМГ) связываются с кофактором плазмы , антитромбином (АТ) , инактивируя несколько факторов свертывания крови IIa, Xa, XIa и XIIa. Сродство нефракционированного гепарина и различных НМГ к фактору Ха значительно варьируется. Эффективность антикоагулянтов на основе гепарина возрастает по мере увеличения селективности к фактору Ха. НМГ демонстрирует повышенную инактивацию фактора Ха по сравнению с нефракционированным гепарином, а фондапаринукс, агент, основанный на критической пентасахаридной последовательности гепарина, демонстрирует большую селективность, чем НМГ. Эту инактивацию фактора Ха гепаринами называют «косвенной», поскольку она зависит от присутствия АТ, а не от прямого взаимодействия с фактором Ха.

Недавно была разработана новая серия специфических ингибиторов фактора Ха прямого действия. К ним относятся препараты ривароксабан , апиксабан , бетриксабан , LY517717, дарексабан (YM150), эдоксабан и 813893. Эти препараты имеют ряд теоретических преимуществ перед текущей терапией. Их можно давать перорально. Они имеют быстрое начало действия. И они могут быть более эффективны против фактора Ха, поскольку ингибируют как свободный фактор Ха, так и фактор Ха в протромбиназном комплексе. [16]

История

Американские и британские ученые описали дефицит фактора Х независимо друг от друга в 1953 и 1956 годах соответственно. Как и некоторые другие факторы свертывания крови, этот фактор первоначально был назван в честь этих пациентов, г-на Руфуса Стюарта (1921 г.) и мисс Одри Прауэр (1934 г.). В то время эти исследователи не могли знать, что обнаруженный ими генетический дефект человека будет обнаружен в ранее охарактеризованном ферменте под названием тромбокиназа.

Тромбокиназа — это название, придуманное Полом Моравицем в 1904 году для описания вещества, которое превращает протромбин в тромбин и вызывает свертывание крови. [17] Это название воплощало важную новую концепцию в понимании свертывания крови – фермент имеет решающее значение для активации протромбина. Моравиц считал, что его фермент происходит из таких клеток, как тромбоциты, однако, учитывая уровень знаний о ферментах того времени, он не имел четкого представления о химической природе своей тромбокиназы или механизме ее действия. Эта неопределенность привела к десятилетиям, в течение которых термины тромбокиназа и тромбопластин использовались для описания активатора протромбина, и привели к спорам о его химической природе и происхождении. [18]

В 1947 году Дж. Хаскелл Милстоун выделил из бычьей плазмы профермент, который при активации превращал протромбин в тромбин. Следуя определению Моравица, он назвал его протромбокиназой [19] 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 значительно усиливалась добавлением кальция, других сывороточных факторов и тканевых экстрактов [20] , которые представляли собой тромбопластины, способствующие превращению протромбина в тромбин путем их взаимодействия с тромбокиназой. В 1964 году Милстон резюмировал свою работу и работы других: «Существует множество химических реакций, которые настолько медленны, что не имели бы физиологического применения, если бы их не ускоряли ферменты. Теперь мы столкнулись с реакцией, катализируемой ферментом, которая все еще протекает слишком медленно, если ей не помогают дополнительные факторы». [21]

Взаимодействия

Было показано, что фактор X взаимодействует с ингибитором пути тканевого фактора . [22]

Рекомендации

  1. ^ abc GRCh38: выпуск Ensembl 89: ENSG00000126218 — Ensembl , май 2017 г.
  2. ^ abc GRCm38: выпуск Ensembl 89: ENSMUSG00000031444 — Ensembl , май 2017 г.
  3. ^ "Ссылка на Human PubMed:". Национальный центр биотехнологической информации, Национальная медицинская библиотека США .
  4. ^ "Ссылка на Mouse PubMed:". Национальный центр биотехнологической информации, Национальная медицинская библиотека США .
  5. ^ «Презентация о прямых ингибиторах фактора Ха» . Архивировано из оригинала 3 марта 2016 г. Проверено 8 апреля 2010 г.
  6. ^ Рон Уинслоу, Эйвери Джонсон (10 декабря 2007 г.). «Началась гонка за следующим разжижителем крови». Журнал "Уолл Стрит . п. А12. Архивировано из оригинала 10 марта 2016 г. Проверено 6 января 2008 г. Шквал интереса отражает растущее понимание того, что врачи называют каскадом свертывания крови... Четыре новых препарата, разжижающих кровь, нацелены на фермент под названием фактор Ха, один из нескольких ферментов, которые играют важную роль в этом каскаде.
  7. ^ Скаар Э.П., Пули Дж., Джером Р.Н., Прюйссерс А., Шири-Райс Дж.К., Маргаритис П., Химмель Л.Е., Монтейт А.Дж., Чоби Дж.Е. (19 февраля 2019 г.). «PheWAS раскрывает патологическую роль фактора свертывания крови X во время инфекции Acinetobacter baumannii». Инфекция и иммунитет . 87 (5): IAI.00031–19. дои : 10.1128/IAI.00031-19. ISSN  0019-9567. ПМК 6479028 . ПМИД  30782860. 
  8. ^ Марк Брукер (2008): «Реестр концентратов факторов свертывания крови». Восьмое издание, 2008 г., Всемирная федерация гемофилии.
  9. ^ «FDA одобряет первый концентрат фактора X для лечения пациентов с редким наследственным нарушением свертываемости крови» (пресс-релиз). FDA США. 20 октября 2015 года. Архивировано из оригинала 21 октября 2015 года . Проверено 21 октября 2015 г. До сегодняшнего одобрения орфанного препарата для пациентов с наследственной недостаточностью фактора X не существовало специфической заместительной терапии фактора свертывания крови.
  10. ^ "Коадекс". Управление по контролю за продуктами и лекарствами США . 28 июня 2017 года. Архивировано из оригинала 22 июля 2017 года . Проверено 2 апреля 2020 г.{{cite web}}: CS1 maint: неподходящий URL ( ссылка )
  11. ^ "Коадекс". Управление по контролю за продуктами и лекарствами США . 21 сентября 2018 года. Архивировано из оригинала 17 декабря 2019 года . Проверено 2 апреля 2020 г.
  12. ^ "Коагадекс ЭПАР" . Европейское агентство лекарственных средств (EMA) . 17 сентября 2018 года. Архивировано из оригинала 30 декабря 2019 года . Проверено 21 апреля 2020 г.
  13. ^ «Kcentra-протромбин, фактор свертывания крови vii человека, фактор свертывания крови ix человека, фактор свертывания крови x человека, белок c, белок человека s и набор для воды» . ДейлиМед . 22 октября 2018 г. Архивировано из оригинала 25 марта 2021 г. Проверено 21 апреля 2020 г.
  14. ^ Хоффман М., Монро DM (февраль 2007 г.). «Коагуляция 2006: современный взгляд на гемостаз». Гематологические/онкологические клиники Северной Америки . 21 (1): 1–11. дои : 10.1016/j.hoc.2006.11.004. ПМИД  17258114.
  15. ^ Голаны DE (2012). Принципы фармакологии. Патофизиологические основы лекарственной терапии . Филадельфия: Липпинкотт Уильямс и Уилкинс. п. 387. ИСБН 978-1-4511-1805-6.
  16. ^ Turpie AG (июнь 2007 г.). «Поральные прямые ингибиторы фактора Ха в разработке для профилактики и лечения тромбоэмболических заболеваний». Атеросклероз, тромбоз и сосудистая биология . 27 (6): 1238–47. CiteSeerX 10.1.1.536.872 . дои : 10.1161/ATVBAHA.107.139402. PMID  17379841. S2CID  2998452. 
  17. ^ Моравиц П. "Beitrage zur Kenntnis der Blutgerinnung". Немецкий архив для клинической медицины . 79 : 432–442.
  18. ^ Милстон Дж. Х. (1952). «Об эволюции теории свертывания крови». Лекарство . 31 (4): 411–447. дои : 10.1097/00005792-195212000-00004 . ПМИД  13012730.
  19. ^ Милстон Дж. Х. (1947). «Протромбокиназа и три стадии свертывания крови». Наука . 106 (2762): 546–547. Бибкод : 1947Sci...106..546M. doi : 10.1126/science.106.2762.546-a. PMID  17741228. S2CID  35643683.
  20. ^ Милстоун Л. (2021). «Фактор Ха: тромбокиназа от Пола Моравица до Дж. Хаскелла Милстоуна». Журнал Тромбоз и Тромболизис . 52 (2): 364–370. дои : 10.1007/s11239-021-02387-6. PMID  33484373. S2CID  231682954.
  21. ^ Милстон Дж. Х. (1964). «Тромбокиназа как основной активатор протромбина: исторические перспективы и современный статус». Труды Федерации . 23 (2): 742–748. дои : 10.1085/jgp.47.2.315. ПМК 2195336 . ПМИД  14080818. 
  22. ^ Брозе Г.Дж., Уоррен Л.А., Новотный В.Ф., Хигучи Д.А., Жирар Дж.Дж., Милетич Дж.П. (февраль 1988 г.). «Ингибитор свертывания крови, связанный с липопротеинами, который ингибирует комплекс фактор VII-тканевой фактор, также ингибирует фактор Ха: понимание его возможного механизма действия». Кровь . 71 (2): 335–43. дои : 10.1182/blood.V71.2.335.335 . ПМИД  3422166.

Внешние ссылки

дальнейшее чтение