2. Конпоненты системы протеина с и механизм образования активного протеина с (арс)

Протеин С циркулирует в крови в форме профермента. Превращение профермента РС в сериновую протеиназу- активированный протеин С (АРС) происходит вследствие расщепления тромбином одной пептидной связи Arg169 – Leu170 в тяжелой цепи протеина С человека и освобождения отрицательно заряженного 12ти-членного пептида активации (АР) (Lys158-Arg169) (табл. 3-6).

На поверхности эндотелия сосудов тромбин, образуемый на стадии инициации свертывания крови в низкой (нМ) концентрации, связывается со своим высоко аффинным рецептором тромбомодулином (ТМ). Тромбин в комплексе с ТМ активирует расщепление РС, связанного со своим специфическим рецептором – EPCR (эндотелиальным рецептором протеина С), в сериновую протеиназу – активированный протеин С (АРС) (рис. 3-36).

ТМ – первая мишень тромбина на эндотелии. Для сравнения, константа связывания тромбина со специфическим субстратом – фибриногеном, на три порядка выше. При связывании с ТМ изменяется конформация тромбина и повышается сродство фермента к субстрату – протеину С. Связывание тромбина через анионсвязывающий сайт 1 (ABE1) молекулы с рецептором – ТМ ускоряет в 100 раз активацию протеина С.

Тромбин в комплексе с ТМ теряет свои прокоагулянтные свойства: способность взаимодействовать с PAR1 рецепторами клеток и индуцировать агрегацию тромбоцитов, активацию клеток эндотелия и других клеток, а также способность активировать факторы V и VIII и, тем самым, стимулировать фазу распространения свертывания крови (рис. 2-20). Модифицированный тромбомодулином тромбин приобретает антикоагулянтные свойства, быстро превращая протеин С в активную форму – АРС, которая расщепляет факторы Vа и VIIIа, необходимые для эффективного тромбиногенеза (рис. 3-35).

ТМ – трансмембранный эндотелиальный белок сосудов, преимущественно капиллярного русла. ТМ обнаружен в печени, легких, сердце, крови и др тканях. В структуре тромбомодулина выявлены NH2-концевой домен, подобный лектину; шесть доменов, подобных эпидермальному фактору роста (EGF); домен, связывающий сульфат хондроитина; трансмембранный домен и короткий цитоплазматический хвост (табл. 3-6). Участок связывания тромбина, необходимый для активации протеина С, локализован в 5-6 EGF доменах ТМ (рис. 3-37). За связывание и активацию протеина С тромбином отвечает четвертый EGF домен ТМ. При активации положительно заряженные участки протеина С взаимодействуют с тромбином и ТМ.

Рис.3-37

Структура тромбомодулина (тм)

N-концевой домен ТМ, подобен лектину, далее шесть доменов, подобных эпидермальному фактору роста (EGF), за которым следует домен, связывающий сульфат хондроитина. Трансмембранный домен и короткий цитоплазматический хвост на С-конце молекулы ТМ . Участок связывания тромбина через ABE1 находится в 5-6 EGF доменах ТМ, а участок связывания АРС локализован в 4 EGF. Через домен, связанный с хондроитин сульфатом связывается АТIII и инактивирует тромбин.

Таблица 3-6

Свойства компонентов системы протеина с.

Белок	Суъедини-цы	Домены	Свойства, распространение
Протеин С	Легкая цепь	Гла, 2 EGF	Профермент АРС- проте-иназы с антикоагу-лянтной,противовоспалит-ельной и антиапопто-тической активностью. Синтез в печени, почках, эндотелии, кератиноцитах, мозге и др.
	Тяжелая цепь	AP и SP
Протеин S	Одна цепь	Гла, TSR, 4 EGF, SHBG (2 LG домена)	Кофактор АРС, связывает C4BP, кофактор TFPI в инактивации фXa. Синтез в печени, эндотелии.
C4BP	7 α-цепей	8 ССР, 3 ССР	α-цепи – кофакторы фактора I комплемента, регулируют систему комплемента
	1 β-цепь		β-цепь связывается с протеином S
Фактор V	Одна цепь	А1, А2, В, А3, С1, С3	Предшественник прокоагулянта - фVа, кофактора фXa; субстрат и кофактор АРС в инактивации фVIIIа
Фактор VIII	Тяжелая цепь	А1, А2, В, А3, С1, С3	Предшественник прокоагулянта- фVIIIa, кофактора фIXa; субстрат АРС
	Легкая цепь
Тромбо-модулин	Одна цепь	Лектино-вый домен, гидрофоб-ный домен, 6 EGF до-менов, об-ласть, бога-тая серин /треонином	Трансмембранный белок эндотелиальных клеток, рецептор тромбина при активации РС; обнаружен в печени, легких ,сердце, крови
EPCR	Одна цепь	MHC/CD1	Рецептор РС и APC, связывает Гла-домен PС и АРС, ускоряет активацию РС; противовоспалитель- ные свойства;обнаружен в эндотелии, кератиноцитах, стволовых клетках, нейронах
PCI	Одна цепь	Серпин	Ингибитор АРС; ингибирует связывание тромбина с ТМ
α-1 AT	Одна цепь	Серпин	Ингибитор АРС и других протеиназ

EPCR, рецептор РС, локализован в норме на не поврежденной поверхности эндотелия и связывает протеин C, который активируется комплексом тромбина с ТМ. Блокада связывания протеина С с рецептором EPCR снижает скорость образования АРС в 20 раз.

EPCR – трансмембранный белковый рецептор 1-го типа, сходный по структуре с семейством молекул основного комплекса гистосовместимости класса 1 (CD 1), большинство из которых участвуют в воспалительных ответах организма

В рецепторе EPCR обнаружены две α-спирали и образованный 8 витками карман связывания фосфолипидов, что является необходимым условием для связывания Гла-домена протеина С.

ЕPCR экспрессируется эндотелиальными клетками, моноцитами, нейтрофилами, эозинофилами, гематопоэтическими стволовыми клетками, кератиноцитами, нервными клетками и некоторыми линиями раковых клеток. Концентрация EPCR на поверхности эндотелия варьирует и возрастает c увеличением толщины сосудов. АРС, связаный с поверхностью эндотелия через рецептор EPCR, расщепляет и активирует PAR1.

Кроме тромбина, протеин С может быть активирован фактором Xa и тромбиноподобным активатором из яда змеи щитомордника. При активации расщепляется одна пептидная связь Арг-Лей и освобождается активационный пептид.

На поверхности клеток протеин С находится в комплексе с кофактором, протеином S (РS), фактором протромбинового комплекса, который подобен другим факторам комплекса, но в силу структурных особенностей не может формировать фермент. В NH2-конце молекулы РS локализован Гла-домен, отвечающий за связывание молекулы с отрицательно заряженной мембраной клетки. Затем следуют: домен, чувствительный к тромбину, четыре домена, подобные EGF и СООН-концевой домен, гомологичный белкам, семейства андрогенсвязывающих белков человека (табл. 3-6).РS содержит две пептидные связи, гидролизуемые тромбином. После их расщепления Гла-домен остается связанным с остальной частью молекулы через дисульфидную связь, но РS теряет свои антикоагулянтные свойства.

РS находится в кровотоке в свободной форме, способной связывать РС, и в комплексе со связывающим белком системы комплемента – С4сб. Функция протеина S – повышение сродства протеина С к фосфолипидам мембраны клеток. Протеин S синтезируется эндотелиальными клетками, мегакариоцитами, клетками мозга и др.