Изменение функций тромбина при связывании ионов Nа и аллостерическом изменении молекулы фермента

При физиологических условиях (145 мМ NaCl) существуют обе формы. Быстрая форма тромбина связывает фибриноген с высоким сродством и гидролизует его с более высокой скоростью, чем медленная. Медленная форма тромбина более специфично активирует антикоагулянт - протеин С. Аллостерические изменения конформации молекулы тромбина могут определять его прокоагулянтные или антикоагулянтные функции.

Идентифицированы участки связывания Na⁺. Структурный переход молекулы тромбина при связывании Nа⁺ вызывает аллостерическое конформационное изменение молекулы от «медленной» (свободной от Na⁺) формы к «быстрой» (cвязанной с Na⁺). При физиологических условиях (145 мМ NaCl) существуют обе формы. Быстрая форма тромбина связывает фибриноген с более высоким сродством и гидролизует его с более высокой скоростью (kcat/Km), чем медленная. В то же время медленная форма тромбина более специфично активирует антикоагулянт - протеин С. Точечная замена Trp60D в молекуле тромбина вызывала снижение связывания Na⁺ и сдвиг в медленную форму, что приводило к повышению антикоагулянтной активности тромбина. Таким образом, аллостерические изменения конформации молекулы тромбина могут определять его прокоагулянтные или антикоагулянтные функции.

Высокая специфичность тромбина впервые продемонстрирована на примере его основного субстрата фибриногена, у которого тромбин гидролизует только четыре аргинил(Арг)-глициновые(Гли) связи из 387 доступных трипсину. Катализ образования фибриновых сгустков -наиболее известная и лучше других изученная биологическая функция тромбина.

2.4.2 Превращение фибриногена в фибрин

Фибриноген-крупная молекула состоит из трех пар полипептидных цепей-А альфа,В бета,гамма, об`единенных в три домена DED. Тромбин гидролизует Арг-Гли связи сначала в А альфа цепях, а затем в Вбета цепях, так что от каждой молекулы фибриногена сначала отщепляются два небольших фибринопептида А, а затем два фибринопептида В( рис.2- 27).

Рис 2-27.

Схема превращения фибриногена в фибрин

Тромбин отщепляет от каждой молекулы фибриногена сначала два фибринопептида А, а затем два фибринопептида В, и образуется фибрин-мономер, который имеет тенденцию к спонтанной полимеризации в большие мультимолекулярные аггрегаты. Сборка агрегатов начинается с латерального соединения мономеров фибрина со смещением на 1/2 длины молекулы. Образуется первичный димер- протофибрилла. Далее происходит самосборка протофибрилл, образование пучков волокон и стабилизация с помощью изопептидных связей между боковыми цепями остатков глутаминовой кислоты (Глу ) и лизина (Лиз ) смежных гамма цепей молекул.

Образуется фибрин-мономер, который имеет тенденцию к спонтанной полимеризации в большие мультимолекулярные аггрегаты. Эта тенденция возникает вследствие экспозиции центров сборки на амино(N)конце E домена,комплементарных центрам сборки, которые всегда присутствуют в домене D. Сборка начинается с латерального соединения мономеров фибрина со смещением на 1/2 длины молекулы.Образуется первичный димер- протофибрилла, мономеры в которой соединены конец к середине. Далее происходит самосборка протофибрилл, образование пучков волокон и стабилизация с помощью изопептидных (ковалентных) связей между боковыми цепями остатков глутаминовой кислоты (Глу ) и лизина (Лиз ) смежных гамма цепей молекул. Эту реакцию катализирует фактор XIII свертывания крови - фибринстабилизирующий фактор или Са-зависимая трансгутаминаза. Он циркулирует в крови в форме предшественника, активируемого тромбином или фактором Xa. Тромбин расщепляет сначала - цепи и освобождает активационный пептид, а затем тетрамер фактора XIII распадается с образованием активной формы, состоящей из двух ’- цепей.