3.4. Рецепторы, активируемые протеиназами (par)

Впервые рецептор тромбина на мембране клеток, названный PAR (рецептор, активируемый протеазами) обнаружен как в 1991г в лабораториях Кохлина ( Coughlin ) в США и Обберген-Шиллинг (van Obberghen-Schilling)во Франции. PAR – класс семейства семидоменных рецепторов, сопряженных с G-белками, с уникальным механизм активации. Тромбин расщепляет одну пептидную связь во внеклеточном домене рецептора и освобождает новый N-концевой участок рецептора, так называемый «привязанный лиганд», который служит агонистом рецептора (рис2- 29). Привязанный лиганд взаимодействует с доменом второй внеклеточной петли рецептора и запускает активацию клеток-эффекторов.

Известны четыре подтипа этого семейства –PAR-1, PAR-2, PAR-3 и PAR-4 (табл.5,рис.2- 29).

РИС 2-29

Схема активации рецепторов, активируемых протеиназами (PAR).

Тромбин расщепляет одну пептидную связь во внеклеточном домене рецепторов- PAR1, PAR3 и PAR4 и освобождает новый N-концевой участок рецептора, так называемый «привязанный лиганд», который служит агонистом рецептора. В структурах PAR1 и PAR3 – гирудиноподобный домен, связывающий ABE1 тромбина.

Тромбин активирует три представителя семейства рецепторов PAR- PAR1, PAR3 и PAR4, которые широко экспрессируются клетками, участвующими во всех функциях тромбина, в том числе регуляции процессов свертывания крови, воспаления, репарации тканей, нейродегенерации/нейрорепарации и др. Чувствительность рецепторов к тромбину различается: PAR1 и PAR3 активируются низкими концентрациями тромбина, а PAR4 – высокими, что обусловлено существованием только в структурах молекул PAR1 и PAR3 отрицательно заряженных сайтов, подобных существующим в гирудине, комплементарных АВЕ1 тромбина( рис. 2-26). Это позволяет клетке избирательно отвечать на разные концентрации тромбина, а тромбину взаимодействовать с разными типами клеток. Фактор Xa, активированный протеин С (APC) и ряд других протеиназ также активируют PAR1, но в концентрациях существенно превышающих эффективные концентрации тромбина. PAR3 служит так же кофактором PAR4, поскольку привязанный лиганд PAR3, освобождаемый тромбином, может активировать PAR4, взаимодействуя с доменом второй внеклеточной петли не специфического рецептора.

Факторы VIIa-TF (тканевой фактор), и Xa свертывания крови, также как трипсин, триптаза тучных клеток и ряд других не специфических протеиназ активируют PAR2 (табл. 2- 5).

Синтетические пептиды, гомологичные по структуре привязанному лиганду, так же служат агонистами PAR. С помощью синтетических пептидов получен ряд доказательств участия PAR рецепторов в реализации действия протеиназ на клетки.

Рецепторы PAR идентифицированы на клетках эндотелия, тромбоцитах, лейкоцитах, фибробластах, гладкомышечных клетках, моноцитах, остеобластах, нейронах, глиальных, тучных клетках, дендритах и многих других.

Таблица 2- 5.

Характеристика рецепторов, активируемых протеиназами (par)

Рецепторы	PAR-1	PAR-2	PAR-3	PAR-4
Хромосомы человека	5q13	5q13	5q13	19p12
Агонисты	Тромбин АРС Гранзим А фXa	Трипсин Триптаза фVIIa/TF/Xa	Тромбин	Тромбин Трипсин Катепсин G
Пептиды - агонисты
человека	SFLLRN	SLIGKV	TFRGAP	GYPGQV
мыши	SFFLRN	SLIGRL	SFNGGP	GYPGKF
Инактивирующие протеазы	Катепсин G Плазмин Протеиназа 3	Химаза	Катепсин G
Экспрессия клетками – продуцентами:
эндотелиальными тромбоцитами фибробластами гладкомышечными моноцитами остеобластами эпителиальными Т-лимфоцитами тучными нейронами астроцитами	+ + + + + + + + + + +	+ + + + + + + + + + +	+ + + + + + + + + + +	+ + + + + - + + + + +

Известно несколько механизмов передачи сигнала в клетку через PAR рецепторы, в частности активации PAR-1 клеток тромбином.

В клетках эндотелия, фибробластах, кератиноцитах, тромбоцитах и др. активация PAR-1 тромбином стимулирует передачу сигнала внутрь клетки и ее активацию через семейство регуляторных, связывающих гуаниннуклеотиды G-белков – гетеротримеров, состоящих из α-субъединицы и βγ-субъединицы. Активация PAR1 приводит к его взаимодействию с α-субъединицей, обмену связанного GDP на GTP, диссоциации гетеротримера и взаимодействию α-субъединицы (либо βγ) с белком-мишенью. PAR-1 взаимодействует с α-субъединицами G12/13-, Gq- и Gi-белков. Связывание PAR1 с G12/13 ведет к активации малого G-белка Rho и отвечает за изменение формы тромбоцитов, проницаемость и миграцию клеток эндотелия. Сигналы, опосредованные белком Gq ведут к активации фосфолипазы Сβ, запуску гидролиза фосфоинозитидов, мобилизации кальция, активации протеинкиназы С и, в конечном счете, к фосфорилированию митогеном активируемых протеинкиназ (MAPK), активации рецепторных тирозинкиназ и других белков, образованию протеинкиназ, регулируемых внеклеточным сигналом и активации транскрипционного фактора NFkB. Эти процессы отвечают за множество реакций клеток, включая секрецию гранул, активацию интегринов, агрегацию тромбоцитов, транскрипционные ответы (включая стимуляцию пролиферации) в эндотелиальных и мезенхимальных клетках. Ассоциация PAR-1 с белком Gi, чувствительным к коклюшному токсину, сопряжена с ингибированием аденилатциклазы и промотированием ответов тромбоцитов. Взаимодействие PAR1 с Gβγ активирует фосфоинозитидкиназу, которая модифицирует белки плазматической мембраны для привлечения сигнальных комплексов (серин/треонин киназ, нерецепторных тирозинкиназ и др.), участвующих в транскрипционных ответах. Множественные ответы при активации PAR1, а также существование нескольких рецепторов семейства PAR и кофакторов этих рецепторов, обеспечивают полифункциональность действия тромбина и других протеиназ гемостаза, в том числе их провоспалительные функции.

NFkB- семейство белков, которые находятся в цитозоле клетки в комплексе с ингибиторами ( IkB и др), стабилизирующим комплекс. Фосфорилирование IkB с помощью IkB киназы приводит к его деградации протеосомами. Освободившийся из комплекса субъединицы NFkB транслоцируются в ядро. В ядре они связываются с регуляторными участками промоторов ряда генов и регулируют экспрессию адгезивных белков- Р и Е селектинов, ICAM(внутриклеточной адгезивной молекулы), VCAM-1 (адгезивная молекулы сосудистых клеток), MCP-1(хемоаттрактантного белка 1 моноцитов), а также экспрессию тканевого фактора, факторов роста и и цитокинов. Активируя NFkB тромбин стимулирует процессы воспаления, свертывания крови и репарации ткани. Факторы свертывания крови, которые активируют PAR2, также могут стимулировать эти процессы, но тонкие механизмы активации клеток , участвующих в процессах воспаления, свертывания крови и репарации тканей не выяснены.

ВАЖНО

1. Особенности процесса свертывания:

1) ограниченный протеолиз факторов свертывания;

2) локализация процесса на поверхности поврежденного эндотелия и активированных клеток крови;

3) необходимость кофакторов свертывания, рецепторов, ингибиторов

и активация механизмов отрицательной и положительной обратной связи, регулирующий образование тромбина.

2. Cтруктурные особенности факторов свертывания крови определяют их функции в системе гемостаза и сопряженных реакциях.

3. Синтез проферментов протромбинового комплекса происходит в печени и зависит от витамина К, который служит коферментом фермента - γ-глутамилкарбоксилазы.