Из Википедии, бесплатной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску

Протеиназы-рецептор , активируемый 1 (PAR1) , также известный как протеаза-активированного рецептора 1 или коагуляционного фактора II (тромбин) рецептора представляет собой белок , который у человека кодируется F2R гена . [5] PAR1 представляет собой рецептор, связанный с G-белком, и один из четырех рецепторов, активируемых протеазой, участвующих в регуляции тромботического ответа. PAR1, высоко экспрессирующийся в тромбоцитах и ​​эндотелиальных клетках, играет ключевую роль в обеспечении взаимодействия между свертыванием и воспалением, что важно в патогенезе воспалительных и фиброзных заболеваний легких. [6]Он также участвует как в нарушении, так и в поддержании целостности эндотелиального барьера посредством взаимодействия либо с тромбином, либо с активированным протеином C соответственно. [7]

Структура [ править ]

PAR1 представляет собой трансмембранный рецептор, связанный с G-белком (GPCR), который имеет большую часть своей структуры с другими рецепторами, активируемыми протеазой. [8] [9] Эти характеристики включают наличие семи трансмембранных альфа-спиралей , четырех внеклеточных петель и трех внутриклеточных петель. [9] PAR1 конкретно содержит 425 аминокислотных остатков, расположенных для оптимального связывания тромбина на его внеклеточном N-конце . С-конец из PAR1 расположен на внутриклеточной стороне клеточной мембраны , как часть его цитоплазматического хвост. [8]

Путь передачи сигнала [ править ]

Это изображение дает обзор расщепления PAR1 тромбином. Тромбин (красный) связывается с сайтом расщепления на внеклеточном N-конце PAR1. Тромбин расщепляет пептидную связь между Arg-41 и Ser-42, чтобы выявить связанный лиганд на новом N-конце, и расщепленный пептид, отмеченный оранжевым цветом, высвобождается за пределы клетки.

Активация [ править ]

PAR1 активируется, когда 41 аминокислота на его N-конце расщепляются тромбином, сериновой протеазой. [10] Тромбин распознает PAR1 по последовательности лизин-аспартат-пролин-аргинин-серин на N-конце, где он разрывает пептидную связь между аргинином-41 и серином-42. Сродству тромбина к этому специфическому сайту расщепления в PAR1 дополнительно способствуют вторичные взаимодействия между экзосайтом тромбина и кислой областью аминокислотных остатков, расположенных на С-конце по отношению к Ser-42. [11] Это протеолитическое расщепление необратимо, и свободный пептид, часто называемый парстатином, затем высвобождается за пределы клетки. [10] Недавно обнаруженный N-конец действует как связанный лиганд.который связывается с областью связывания между внеклеточными петлями 3 и 4 PAR1, таким образом активируя белок. Связывание вызывает конформационные изменения в белке, которые в конечном итоге позволяют связывать G-белки с сайтами внутриклеточной области PAR1. [12]

Сигнализация [ править ]

После расщепления PAR1 может активировать G-белки, которые связываются с несколькими участками его внутриклеточных петель. Например, PAR1 в сочетании с PAR4 может связываться с G-белком G 12/13 и активировать его, который, в свою очередь, активирует киназы Rho и Rho . [8] Этот путь приводит к быстрому изменению формы тромбоцитов из-за сокращений актина, которые приводят к подвижности тромбоцитов, а также к высвобождению гранул, которые необходимы для агрегации тромбоцитов . [8] Связывание также может происходить с G q , что приводит к активации фосфолипазы C-β; этот путь приводит к стимуляции протеинкиназы C (PKC), которая влияет на активацию тромбоцитов. [8]

Кроме того, как PAR1, так и PAR4 могут связываться с G-протеином q, который стимулирует внутриклеточное движение ионов кальция, которые служат вторичными посредниками для активации тромбоцитов. [8] Это также активирует протеинкиназу С, которая стимулирует агрегацию тромбоцитов и, следовательно, свертывание крови по этому пути. [11]

Прекращение действия [ править ]

Фосфорилирование цитоплазматического хвоста PAR1 и последующее связывание с аррестином отделяют белок от передачи сигналов G-белка. [10] [11] Эти фосфорилированные PAR1 транспортируются обратно в клетку через эндосомы, откуда они отправляются в тельца Гольджи. Затем расщепленные PAR1 сортируются и транспортируются в лизосомы, где они разрушаются. [11] Этот процесс интернализации и деградации необходим для прекращения рецепторной передачи сигналов. [10]

Чтобы восстановить чувствительность к тромбину, PAR1 должен пополняться на поверхности клетки. Нерасщепленный PAR1 в клеточной мембране связывается адаптерным комплексом AP2 по тирозиновому мотиву на внутриклеточном С-конце, что стимулирует эндоцитоз неактивированного PAR1. [13] Затем он сохраняется в везикулах, покрытых клатрином, в цитозоле и в конечном итоге защищен от протеолиза. Это гарантирует, что существует постоянная поставка нерасщепленного PAR1, который может циклически циркулировать в плазматической мембране независимо от репродукции PAR1, тем самым повторно чувствительность клетки к тромбину и сбрасывая путь передачи сигнала. [14]

Это визуализация структуры PAR1, связанной с антагонистом, Vorapaxar. Голубые структуры представляют семь трансмембранных альфа-спиралей PAR1. Зеленые структуры представляют внеклеточные петли, а оранжевые структуры представляют внутриклеточные петли. Красная молекула - это Ворапаксар. С-концевой хвост не изображен.

Лиганды [ править ]

Агонисты [ править ]

Поиск селективных агонистов PAR1 также был предметом интереса для исследователей. Было обнаружено, что синтетический пептид SFLLRN служит агонистом PAR1. Пептид SFLLRN имитирует первые шесть остатков N-концевого привязанного лиганда активированного PAR1 и связывается с тем же сайтом связывания на второй внеклеточной петле. [15] Таким образом, даже в отсутствие тромбина связывание SFLLRN может вызвать ответ от расщепленного или нерасщепленного PAR1. [16]

Антагонисты [ править ]

Селективные антагонисты рецептора PAR1 были разработаны для использования в качестве агентов против свертывания крови.

  • SCH-79797
  • Vorapaxar , продаваемый под торговой маркой Zontivity, является первым в своем классе антитромбоцитарным препаратом, используемым для лечения сердечных заболеваний у пациентов с сердечными приступами и заболеваниями периферических артерий в анамнезе . [17] Недавно было показано, что ворапаксар ослабляет нейтрофильный воспалительный ответ на Streptococcus pneumoniae за счет снижения уровней провоспалительных цитокинов, таких как IL-1β и хемокинов CXCL1 , CCL2 и CCL7 . [18]PAR1 ингибируется Vorapaxar, когда молекула связывается со связывающим карманом между внеклеточной петлей 2 и 3 PAR1, где она стабилизирует структуру инактивированного белка и предотвращает переключение в активную конформацию. [15]

См. Также [ править ]

  • Рецептор, активируемый протеазой

Ссылки [ править ]

  1. ^ a b c GRCh38: Ensembl, выпуск 89: ENSG00000181104 - Ensembl , май 2017 г.
  2. ^ a b c GRCm38: выпуск Ensembl 89: ENSMUSG00000048376 - Ensembl , май 2017 г.
  3. ^ "Human PubMed Reference:" . Национальный центр биотехнологической информации, Национальная медицинская библиотека США .
  4. ^ «Ссылка на Mouse PubMed:» . Национальный центр биотехнологической информации, Национальная медицинская библиотека США .
  5. ^ Bahou WF, Nierman WC, Durkin AS, Поттер CL, Demetrick DJ (сентябрь 1993). «Хромосомная принадлежность гена рецептора тромбина человека: локализация в области q13 хромосомы 5» . Кровь . 82 (5): 1532–7. DOI : 10.1182 / blood.V82.5.1532.1532 . PMID 8395910 . 
  6. ^ " Хосе RJ, Williams AE, Chambers RC (февраль 2014). "Протеиназа-активированные рецепторы в фибропролиферативной болезни легкой" . Thorax . 69 (2):. 190-2 дои : 10.1136 / thoraxjnl-2013-204367 . PMID 24186921 . 
  7. ^ Feistritzer C, Riewald M (апрель 2005). «Защита эндотелиального барьера с помощью активированного протеина С посредством PAR1-зависимой перекрестной активации сфингозин-1-фосфатного рецептора-1» . Кровь . 105 (8): 3178–84. DOI : 10.1182 / кровь-2004-10-3985 . PMID 15626732 . S2CID 24170814 .  
  8. ^ Б с д е е Майкельсона AD (2013). Тромбоциты (3-е изд.). Амстердам: Эльзевир. ISBN 9780123878380. OCLC  820818942 .
  9. ^ a b Spoerri PM, Kato HE, Pfreundschuh M, Mari SA, Serdiuk T, Thoma J, et al. (Июнь 2018). «Структурные свойства активированного протеазой рецептора 1 человека, изменяющегося сильным антагонистом» . Структура . 26 (6): 829–838.e4. DOI : 10.1016 / j.str.2018.03.020 . PMID 29731231 . 
  10. ^ a b c d Сох У. Дж., Дорес М. Р., Чен Б., Трехо Дж. (май 2010 г.). «Передача сигнала рецепторами, активируемыми протеазой» . Британский журнал фармакологии . 160 (2): 191–203. DOI : 10.1111 / j.1476-5381.2010.00705.x . PMC 2874842 . PMID 20423334 .  
  11. ^ а б в г Арора П., Рикс Т.К., Трехо Дж. (март 2007 г.). «Передача сигналов рецептора, активируемого протеазой, эндоцитарная сортировка и нарушение регуляции при раке» . Журнал клеточной науки . 120 (Pt 6): 921–8. DOI : 10,1242 / jcs.03409 . PMID 17344429 . 
  12. ^ Pfreundschuh M, Alsteens D, Wieneke R, Zhang C, Coughlin SR, Tampé R и др. (Ноябрь 2015 г.). «Идентификация и количественная оценка двух лиганд-связывающих сайтов при визуализации нативных мембранных рецепторов человека с помощью AFM» . Nature Communications . 6 (1): 8857. DOI : 10.1038 / ncomms9857 . PMC 4660198 . PMID 26561004 .  
  13. ^ Чен В, Siderovski ДП, Neubig РР, Лоусон М.А., Трех J (январь 2014). «Регулирование передачи сигналов рецептора 1, активируемого протеазой, посредством адапторного белкового комплекса 2 и подсемейства R4 регулятора сигнальных белков G-белка» . Журнал биологической химии . 289 (3): 1580–91. DOI : 10,1074 / jbc.m113.528273 . PMC 3894338 . PMID 24297163 .  
  14. ^ Paing М.М., Джонстон CA, Siderovski DP, Трехо J (апрель 2006). «Клатриновый адаптер AP2 регулирует конститутивную интернализацию рецептора тромбина и ресенсибилизацию эндотелиальных клеток» . Молекулярная и клеточная биология . 26 (8): 3231–42. DOI : 10.1128 / MCB.26.8.3231-3242.2006 . PMC 1446942 . PMID 16581796 .  
  15. ^ а б Чжан С., Сринивасан Ю., Арлоу Д.Х., Фунг Дж. Дж., Палмер Д., Чжэн Ю. и др. (Декабрь 2012 г.). «Кристаллическая структура высокого разрешения человеческого рецептора, активируемого протеазой 1» . Природа . 492 (7429): 387–92. DOI : 10.1038 / nature11701 . PMC 3531875 . PMID 23222541 .  
  16. ^ Hammes SR, Кафлин SR (февраль 1999). «Активированный протеазой рецептор-1 может опосредовать ответы на SFLLRN в десенсибилизированных тромбином клетках: свидетельство нового механизма предотвращения или прекращения передачи сигналов с помощью привязанного лиганда PAR1». Биохимия . 38 (8): 2486–93. DOI : 10.1021 / bi982527i . PMID 10029543 . 
  17. ^ Gryka RJ, Buckley LF, Anderson SM (март 2017). «Vorapaxar: текущая роль и будущие направления нового антагониста рецепторов, активируемых протеазой, для снижения риска атеросклеротического заболевания» . Лекарства в НИОКР . 17 (1): 65–72. DOI : 10.1007 / s40268-016-0158-4 . PMC 5318326 . PMID 28063023 .  
  18. ^ Хосе RJ, Williams AE, Mercer PF, Sulikowski MG, Brown JS, Chambers RC (июнь 2015). «Регулирование нейтрофильного воспаления с помощью рецептора 1, активируемого протеиназой во время бактериальной легочной инфекции» . Журнал иммунологии . 194 (12): 6024–34. DOI : 10.4049 / jimmunol.1500124 . PMC 4456635 . PMID 25948816 .  

Дальнейшее чтение [ править ]

  • Coughlin SR, Vu TK, Hung DT, Wheaton VI (февраль 1992 г.). «Характеристика функционального рецептора тромбина. Проблемы и возможности» . Журнал клинических исследований . 89 (2): 351–5. DOI : 10.1172 / JCI115592 . PMC  442859 . PMID  1310691 .
  • Wu H, Zhang Z, Li Y, Zhao R, Li H, Song Y и др. (Октябрь 2010 г.). «Динамика активации медиаторов воспаления в геморрагическом мозге у крыс: корреляция с отеком мозга» . Neurochemistry International . 57 (3): 248–53. DOI : 10.1016 / j.neuint.2010.06.002 . PMC  2910823 . PMID  20541575 .
  • Хауэлл, округ Колумбия, Лоран GJ, Chambers RC (апрель 2002 г.). «Роль тромбина и его основного клеточного рецептора, рецептора, активируемого протеазой-1, в легочном фиброзе». Труды биохимического общества . 30 (2): 211–6. DOI : 10.1042 / BST0300211 . PMID  12023853 . S2CID  32822567 .
  • Теллез К., Бар-Эли М. (май 2003 г.). «Роль и регуляция рецептора тромбина (PAR-1) в меланоме человека» . Онкоген . 22 (20): 3130–7. DOI : 10.1038 / sj.onc.1206453 . PMID  12789289 .
  • Ремиллар CV, Юань JX (май 2005 г.). «PGE2 и PAR-1 при фиброзе легких: случай укуса руки, которая вас кормит?». Американский журнал физиологии. Клеточная и молекулярная физиология легких . 288 (5): L789-92. DOI : 10,1152 / ajplung.00016.2005 . PMID  15821019 . S2CID  172096 .
  • Леже А.Дж., Кович Л., Кулиопулос А. (сентябрь 2006 г.). «Рецепторы, активируемые протеазой при сердечно-сосудистых заболеваниях» . Тираж . 114 (10): 1070–7. DOI : 10.1161 / CIRCULATIONAHA.105.574830 . PMID  16952995 .
  • Трайнелис С.Ф., Трехо Дж. (Май 2007 г.). «Передача сигналов рецептора, активируемого протеазой: новые роли и регуляторные механизмы». Текущее мнение в гематологии . 14 (3): 230–5. DOI : 10.1097 / MOH.0b013e3280dce568 . PMID  17414212 . S2CID  30443240 .
  • Ву Т.К., Хунг Д.Т., Уитон В.И., Кафлин С.Р. (март 1991 г.). «Молекулярное клонирование функционального рецептора тромбина раскрывает новый протеолитический механизм активации рецептора». Cell . 64 (6): 1057–68. DOI : 10.1016 / 0092-8674 (91) 90261-V . PMID  1672265 . S2CID  27467574 .
  • Войтукевич М.З., Тан Д.Г., Бен-Йозеф Э., Рено С., Вальц Д.А., Хонн К.В. (февраль 1995 г.). «Клетки солидных опухолей экспрессируют функциональный» связанный лиганд «рецептор тромбина». Исследования рака . 55 (3): 698–704. PMID  7834643 .
  • Хайн Л., Исии К., Кафлин С.Р., Кобылка Б.К. (ноябрь 1994 г.). «Внутриклеточное нацеливание и транспортировка рецепторов тромбина. Новый механизм повторной сенсибилизации рецептора, связанного с G-белком». Журнал биологической химии . 269 (44): 27719–26. PMID  7961693 .
  • Мэтьюз II, Падманабхан К.П., Ганеш В., Тулински А., Исии М., Чен Дж. И др. (Март 1994 г.). «Кристаллографические структуры тромбина в комплексе с пептидами рецептора тромбина: существование ожидаемых и новых способов связывания». Биохимия . 33 (11): 3266–79. DOI : 10.1021 / bi00177a018 . PMID  8136362 .
  • Offermanns S, Laugwitz KL, Spicher K, Schultz G (январь 1994 г.). «G-белки семейства G12 активируются через тромбоксан A2 и рецепторы тромбина в тромбоцитах человека» . Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки . 91 (2): 504–8. DOI : 10.1073 / pnas.91.2.504 . PMC  42977 . PMID  8290554 .
  • Хоффман М., Черч ФК (август 1993 г.). «Ответ лейкоцитов крови на пептиды рецептора тромбина». Журнал биологии лейкоцитов . 54 (2): 145–51. DOI : 10.1002 / jlb.54.2.145 . PMID  8395550 . S2CID  9124992 .
  • Шмидт В.А., Витале Э., Бахоу В.Ф. (апрель 1996 г.). «Геномное клонирование и характеристика гена рецептора тромбина человека. Структурное сходство с геном рецептора-2, активированным протеиназой» . Журнал биологической химии . 271 (16): 9307–12. DOI : 10.1074 / jbc.271.16.9809 . PMID  8621593 .
  • Ли Ф, Байкал Д., Хорайст С., Ян С. Н., Карр Б. Н., Рао Г. Н., Рунге М. С. (октябрь 1996 г.). «Клонирование и идентификация регуляторных последовательностей гена рецептора тромбина человека» . Журнал биологической химии . 271 (42): 26320–8. DOI : 10.1074 / jbc.271.42.26320 . PMID  8824285 .
  • Шапиро MJ, Trejo J, Zeng D, Coughlin SR (декабрь 1996 г.). «Роль цитоплазматического хвоста рецептора тромбина во внутриклеточном движении. Определенные детерминанты для вызванной агонистом против тонической интернализации и внутриклеточной локализации» . Журнал биологической химии . 271 (51): 32874–80. DOI : 10.1074 / jbc.271.51.32874 . PMID  8955127 .
  • Огино Ю., Танака К., Симидзу Н. (ноябрь 1996 г.). «Прямые доказательства связывания двух различных G-белков с рецепторами тромбина в SH-EP клетках нейробластомы человека». Европейский журнал фармакологии . 316 (1): 105–9. DOI : 10.1016 / S0014-2999 (96) 00653-X . PMID  8982657 .
  • Молино М., Бейнтон Д. Ф., Хокси Дж. А., Кафлин С. Р., Брасс Л. Ф. (февраль 1997 г.). «Рецепторы тромбина на тромбоцитах человека. Начальная локализация и последующее перераспределение во время активации тромбоцитов» . Журнал биологической химии . 272 (9): 6011–7. DOI : 10.1074 / jbc.272.9.6011 . PMID  9038223 .
  • Ренесто П., Си-Тахар М., Мониатте М., Баллой В., Ван Дорсселер А., Пидард Д., Шиньяр М. (март 1997 г.). «Специфическое ингибирование индуцированной тромбином активации клеток нейтрофильными протеиназами, эластазой, катепсином G и протеиназой 3: свидетельство наличия различных сайтов расщепления в аминоконцевом домене рецептора тромбина» . Кровь . 89 (6): 1944–53. DOI : 10.1182 / blood.V89.6.1944 . PMID  9058715 .

Внешние ссылки [ править ]

  • Обзор всей структурной информации, доступной в PDB для UniProt : P25116 (рецептор 1, активируемый протеиназой ) в PDBe-KB .

Эта статья включает текст из Национальной медицинской библиотеки США , который находится в общественном достоянии .