بخشی از مقاله
مقدمه
فاکتــور انعقــادی X یــک پروتئیــن وابســته بــه ویتامیــن K مــی باشــد کــه از خانــوادۀ ســرین پروتئــاز هــا مــی باشــد و بدیــن ترتیــب نقــش اساســی را در مســیر انعقــاد خــون ایفــا مــی کنــد. ایــن فاکتــور در کبــد و بــه صــورت تــک زنجیــره ایــی ســاخته مــی شــود. در پالســما، فاکتــور X بــه صــورت گلیکوپروتئیــن )KDa59( دو زنجیــره ایــی
* نویسنده مسئول: گیتی کلانتریان، گروه بیوشیمی، دانشکده پزشکی، دانشگاه علوم پزشکی همدان، همدان، ایر ان
Email: Giti_kalantarian@yahoo.com
اســت. زنجیــرۀ ســبک از زنجیــرۀ ســنگین طــی یــا بعــد از ترشــح در گــردش خــون جــدا مــی شــود. فاکتــور X شــامل 306 باقیمانــدۀ آمینواســیدی در زنجیــرۀ ســنگین و 139 باقیمانــدۀ اســیدآمینه ایــی در زنجیــرۀ ســبک اســت کــه توالــی اولیــۀ فاکتــور X در شــکل 1 نشــان داده شــده اســت. ایــن دو زنجیــره از طریــق پیونــد دی ســولفیدی بــه هــم متصــل مــی شــوند )جــدول .) 1 توالــی فاکتور انســانی هومولــوگ بــا دیگــر فاکتورهــای انعقــاد خــون وابســته بــه ویتامیــن D از جملــه فاکتــور XI ،IX ،VII، پروتئیــن C،
7
بررسی ساختار و عملکرد فاکتور ...X گیتی کالنتریان و همکاران
پروتئیــن S و پروتئیــن Z اســت. از آنجایــی کــه در پروتئیــن هــای عملکــردی بــه خصــوص پروتئیــن هــای درگیــر در انعقــاد خــون ســاختار ســه بعـدی پروتئین\هــا بســیار مهــم اســت و تغییــر در آن یــا در توالــی ایــن پروتئیــن هــا ســبب بــروز بیمــاری هــای مختلــف خونریــزی ماننــد مــی شــود بنابرایــن هــدف از ایــن مطالعــه بررســی و شــرح ویژگــی هــای ســاختاری و عملکــردی فاکتــور مهــم انعقــادی X بــود .)1-3(
شــکل.1 توالــی اولیــۀ فاکتــور X بــه صــورت کــد تــک حرفــی و تعــداد آمینــو اســیدهای درگیــر در هــر دومیــن بــا درج نــام هــر دومیــن بــر روی هــر قســمت .)2(
و یــون هــای کلســیم اســت. فعــال ســازی فاکتــور X بــا ایــن مجموعــه هــا انتخابــی اســت و شــامل میانکــن ش هــای خــاص بیــن سوبســترا )فاکتــور )X و آنزیــم )فاکتــور بافتــی- فاکتــور هفــت یــا فاکتورنه-فاکتــور هشــت( مــی باشــد. جزئیــات ســاختاری میانکنــش بیــن فاکتــور X و کمپلکــس آنزیمــی در دســت بررســی اســت 5(و .)4
بــا فعــال شــدن کمپلکــس TF-VII )فاکتــور بافتــی یــا ترومبوپالســتین( )مســیر بیرونــی( یــا کمپلکــس IXa-VIIIa )مســیر درونــی( در حضــور فســفولیپید هــا و یــون کلســیم فاکتــور X فعــال شــده )Xa( و همــراه بــا فاکتــور V بــرروی ســطح غشــا، کمپلکــس پروترومبینــاز را تشــکیل مــی دهــد. ایــن کمپلکــس پروترومبیــن را بــه ترومبیــن در حضــور یــون هــای کلســیم تبدیــل مــی کنــد. موتاســیون هایــی در فعالیــت عملکــردی فاکتــور Xa همــراه بــا فاکتــور V بــر روی ســطح غشــا، کمپلکــس پروترومبیناز را تشــکیل مــی دهــد. ایــن کمپلکــس در حضــور یــون هــای کلســیم پروترومبیــن را بــه ترومبیــن تبدیــل مــی کنــد. موتاســیون هــای متعــددی در ســاختار فاکتــور X شــناخته شــده انــد کــه منجــر بــه اختالالتــی در فعالیــت عملکــردی فاکتــور X و بــروز خونریــزی مغلــوب اتوزومــی نــادر مــی شــود )خونریــزی میانــه تــا شــدید( .)6-8(
مکانیسم فعال شدن فاکتور X
فعــال ســازی فاکتــور X بــا کمپلکــس بیرونــی X آز شــامل فاکتــور مجموعــه TF-VIIa، غشــا فســفولیپیدی و یــون هــای کلســیمی اســت. بــه طــور مشــابه کمپلکــس درونــی X آز شــامل مجموعــه FIXa/FVIIIa، فســفولیپید
جدول .1 پیوند های دی سولفیدی در دومین های مختلف فاکتور .)3( x
دومین موقعیت پیوند دی سولفید
GLA 57 62 ↔
EGF1 101 ↔ 90
EGF1 110 ↔ 95
EGF1 112 121 ↔
EGF2 129 140 ↔
EGF2 149 ↔ 136
EGF2 151 164 ↔
EGF2-SP 172 342 ↔
SP 241 246 ↔
SP 277 ↔ 261
SP 390 404 ↔
SP 415 443 ↔
روش پژوهش:
هــدف از انجــام پژوهــش حاضــر بررســی ویژگی\هــای ســاختاری و عملکــردی فاکتــور انعقــادی X بــوده کــه روش گــردآوری و جمع\بنــدی اطالعــات از پژوهــش مولکولــی انجــام شــده در ایــن زمینــه بــوده اســت. کــه شــامل توصیــف ویژگــی هــای ســاختاری ســه بعــدی فاکتــور X بــوده اســت و متعاقبــاً ویژگــی هــای عملکــردی آن مــورد بحــث قــرار گرفــت.
بحث
فاکتــور X ماننــد دیگــر فاکتور\هــای انعقــادی دارای دو زنجیــرۀ ســبک و ســنگین اســت. زنجیــرۀ ســبک فاکتــور X حــاوی ســه دومیــن ســاختاری بــه نــام دومیــن گامــا کربوکســی گلوتامیــک اســید )GLA(، دو دومیــن مشــابه فاکتــور رشــد اپیدرمــی شــامل EGF1,2 اســت، کــه هــر کــدام ویژگــی عملکــردی مشــخصی دارنــد. دومیــن GLA حــاوی 11 باقیمانــدۀ اســیدآمینه ایــی -γکربوکســی گلوتامیــک اســید اســت کــه ایــن دومیــن از Ala1 تــا Gla39 قــرار دارد )جــدول 7( )2 و . )3
در ادامــۀ دومیــن GLA یــک بخــش هیدروفوبیــک کوتــاه )باقیمانــدۀ اســید آمینــه ایــی فنیــل آالنیــن 40 تــا لیزیــن )45 قــرار دارد و بعــد از آن EGF1 )آســپارتات – 46 فنیــل
ri.ca.ahsmu.jsp 8
مجله علمی پژوهان
آالنیــن )84 و EGF2 )تئونیــن -85 گلیســین )128 قــرار دارد .)8(
زنجیــرۀ ســنگین فاکتــور X شــامل دومیــن ســرین پروتئــاز اســت کــه ایــن دومیــن عملکــرد کاتالیتیکــی فاکتــور را برعهــده دارد. فعالیــت پروتئولیتیکــی فاکتــور X با شکســت پیونــد پپتیــدی بین آرژنیــن 194 و ایزولوســین 195 همراه اســت کــه پپتیــد فعــال ســازی را آزاد مــی کنــد. پپتیــد فعالســازی فاکتــور X از طریــق زنجیرههــای کربوهیدراتــی بــا آســپاراژین 181 و 171 و احتمــاالً ترئونیــن 159 و 171 مرتبــط مــی باشــد. اتوپروتئولیــز اضافــی فاکتــور Xa در ناحیــۀ پیونــد پپتیــدی بیــن آرژنیــن 429-430 منجــر بــه حــذف پپتیــد کوچــک از انتهــای کربوکســیل زنجیــرۀ ســنگین مــی شــود، کــه فــرم α فاکتــور Xa را بــه فــرم β تبدیــل مــی کنــد. بــا ایــن حــال تفاوتــی در عملکــرد ایــن دو فــرم هنــوز مشــخص نشــده اســت 9(و .)6
دومین GLA
فاکتــور X ماننــد دیگــر فاکتورهــای انعقــادی ،VII ،II IX، پروتئیــن S ،C و Z وابســته بــه ویتامیــن K دارای 11 باقیمانــدۀ اســید آمینــه ایــی Gla بــا ســه جفــت موقعیــت یکســان انــد، کــه ایــن موقعیــت هــا عبارتنــد از 6:7، 19:20 و 25:26 مــی باشــد. برخــااف ایــن هــا، فاکتــور IX و X دارای اســید آمینــۀ Gla دیگــر در موقعیــت 39 می باشــند. Gla یکــی از آمینواســیدهای مهــم در دومیــن GLA اســت کــه بــا تبدیــل آن بــه لیزیــن از طریــق موتاســوین نقــش مهــم آن در اتصــال بــه یــون کلســیم و دخالــت در فلدینــگ پروتئیــن و اتصــال مناســب پروتئیــن به غشــا فســفولیپیدی مشــخص مــی گــردد )شــکل .)1-3( )2
شــکل.2 ســاختار ســه بعــدی فاکتــور. X نــوار هــای زرد رنــگ دومیــن ســرین پروتئــاز را نشــان مــی دهــد، نــوار نارنجــی رنــگ و قرمــز رنــگ بــه ترتیــب دومیــن EGF1,2 و بخــش آبــی رنــگ دومیــن GLA را نشــان مــی دهــد. یــون هــای کلســیم متصــل بــه دومیــن GLA و EGF1 بــه صــورت کــره هــای ســیاه رنــگ توپــر نشــان داده شــده انــد .)13(
-Ωلوپ فاکتور X
همچنیــن -Ωلــوپ، متشــکل از آمینواســیدهای آالنیــن 1 تــا گلیســین 11 مــی باشــد و بــر ایــن اعتقادنــد کــه ایــن لــوپ بــرای اتصــال دومیــنGla بــه غشــا نقــش
دوره 12، شماره 4، تابستان 1393
بســیار مهمــی را ایفــا مــی کنــد. گــروه NH3+ از Ala1 از طریــق ایجــاد پیونــد هیدروژنــی بــا اتــم اکســیژن Gla16، اکســیژن Gla20 و اتــم اکســیژن از ترئونیــن و پیونــد یونــی بــا Gla26 پایــدار اســت. ســه اســید آمینــۀ هیدروفوبیــک )فنیــل آالنیــن4، لوســین 5 و متیونیــن )8 بــه ســمت بیــرون از -Ωلــوپ قــرار مــی گیرنــد اتــم ســازندۀ ریشــه اصلــی ایــن ســه باقیمانــدۀ اســید آمینــه ایــی بــا همدیگــر پیونــد هــای هیئروژنــی تشــکیل داده و پایــداری ایــی را بــه -Ωلــوپ داده انــد. بنابرایــن ایــن ســه اســیدآمینه بــرای میانکنــش بــا غشــا دخالــت دارنــد )شــکل 2و.)1
بخــش اصلــی پایــداری -Ωلــوپ فاکتــور X ، مربــوط بــه شــبکۀ -Glaکلســیم و شــبکۀ پیونــد هیدروژنــی Ala1-Gla مــی باشــد. شــبکۀ پیونــد هیدروژنــی منحصــر بــه فــرد در Ala1 در جلــوی دومیــن GLA بــا 4 آمینواســید -γکربوکســی گلوتامیــک اســید 20،16 و 26 و ترئونیــن 21 تشــکیل مــی گــردد .)3(
فــرم فاکتــور X متصــل بــه یــون هــای کلســیم، آمینواســیدهای Gla در مرکــز دومیــن Gla بوســیلۀ یــون هــای کلســیم احاطــه مــی شــوند و زنجیــره هــای آمینواســیدهای هیدروفوبیــک فنیــل آالنیــن4، لوســین5 و والیــن8 را بــه ســمت محلــول قــرار مــی دهنــد. در دومیــن Gla بــدون کلســیم، آمینواســیدهای Gla بــه ســمت محلــول قــرار گرفتــه و فنیــل آالنیــن 4، 5 و والیــن 8 یــک خوشــۀ هیدروفوبیــک در بخــش جلویــی پروتئیــن ایجــاد مــی کننــد .)9(
