Структура фактора фон Виллебранда: субъединицы и домены
Домены – функциональные единицы, устойчивые к протеолизу, соединяются участками, чувствительными к протеолизу. В молекуле фактора фон Виллебранда обнаружены домены, ответственные за связывание фактора VIII свертывания крови, рецепторов тромбоцитов - гликопротеиновых трансмембранных комплексов: ГП Ib/IX/V и интегрина aIIb/b3 (ГП IIb/IIIа), а также гепарина и коллагена.
Домены фон Виллебранда фактора состоят из пептидных блоков с гомологичной последовательностью. В N-концевых доменах D’ и D3 (1-272 а.о.) каждой субъединицы зрелого VWF обнаружены участки связывания и стабилизации фактора VIII, а так же места связывания гепарина и сульфатированных гликоаминогликанов и протеогликанов межклеточного матрикса. В домене А1 (449-728 а.о.) локализованы участки узнавания коллагена (типа IV), гепарина и рецептора ГП Ib/IX/V тромбоцитов. Участки дисульфидной петли домена А1 между Цис509 и Цис 695 играют ключевую роль в связывании фон Виллебранда фактора с ГП Ib еще не активированных тромбоцитов. Участки связывания VWF с ГП Ib формируются только после конформационных изменений в структуре А1 дисульфидной петли после иммобилизации фон Виллебранда фактора на коллагене субэндотелия. Нативная молекула растворимого VWF плазмы не способна связывать рецептор тромбоцитов ГП Ib.
В домене А1 по обе стороны от дисульфидной петли А1 локализованы участки связывания ристоцетина – антибиотика, который используют при изучении агрегации тромбоцитов. В домене А2 обнаружены участки связывания металлопротеиназы плазмы крови ADAMTS-13, которая расщепляет мультимеры фактора фон Виллебранда, а в домене А3 - центры связывания коллагенов ( типа I и III).
Последовательность типа С1 отвечает за связывание с интегрином aIIb/b3. В его структуре обнаружен реактивный участок молекулы – уникальный трипептид с последовательностью Арг1744-Гли1745-Асп1746 (RGD), который отвечает за связывание с интегринами клеток (рис. 1-4). Аналогичный пептид содержится в структуре многих адгезивных белков - фибриногена, фибронектина, тромбоспондина, витронектина и других (табл. 1-3).
На первой стадии адгезии (стадии контакта) происходит связывание фон Виллебранда фактора с ГП Ib комплекса ГП Ib/IX/V (рис. 1-5).
Существует прямая связь между размером фактора фон Виллебранда и его способностью вызывать образование тромбоцитарных тромбов. Структурно-функциональный анализ этого фактора у больных с болезнью Виллебранда выявил более высокую гемостатическую эффективность больших мультимеров.
Мультимеры очень высокого молекулярного веса, так называемые ультра-большие мультимеры, чрезвычайно тромбогенны вследствие повышенной способности связывать тромбоцитарный GPIb и вызывать образование циркулирующих агрегатов. Ультрабольшие мультимеры фактора фон Виллебранда быстро расщепляются металлопротеиназой плазмы крови ADAMTS-13(дезинтегрин и металлопротеиназа с тромбоспондиновым мотивом) до менее активных форм. ADAMTS-13 гидролизует одну пептидную связь (Tyr842-Met843) в домене А2 фактора фон Виллебранда, связанного с эндотелием. Нарушение необходимого протеолиза мультимеров фактор фон Виллебранда металлопротеиназой ADAMTS-13 на поверхности эндотелия в сосудах с высоким напряжением сдвига ведет к накоплению на эндотелии и в плазме не расщепленных или частично расщепленных мультимеров фактора фон Виллебранда и может вести к развитию системных тромботических микроангиопатий, таких как тромботическая тромбоцитопеническая пурпура (ТТП).
Рассмотрим подробнее реакции эндотелия на повреждение. Из телец Вейбеля-Палладе эндотелиальных клеток освобождается мультимер – фон Виллебранда фактор, который связывает коллагены субэндотелия и рецептор тромбоцитов - гликопротеин Iba (ГП Iba) и обеспечивает мобилизацию и активацию тромбоцитов (рис. 4,5). Фон Виллебранда фактор через два типа А доменов (А1 и А3) связывается с коллагенами субэндотелия, которые обнажаются при повреждении сосуда. А3 домен обеспечивает достаточно прочную иммобилизацию фон Виллебранда фактора на коллагенах типа I или типа III (субэндотелия), а домен А1 отвечает за связывание фактора с коллагеном типа VI. Кроме коллагенов другие компоненты субэндотелиального матрикса могут участвовать в связывании и иммобилизации фон Виллебранда фактора. Иммобилизованный на коллагене субэндотелия VWF через участок А1 домена взаимодействует с a-цепями ГП Ib и “привязывает” клетки, выполняя функции “мостика” между коллагеном и тромбоцитами (рис. 5).
РИС. 1-5.