蛋白C系统与缺血性脑血管病.ppt
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参见附件(588kb)。
蛋白C 系统与缺血性脑血管病
? 蛋白C ( PC) 、蛋白S ( PS) 、蛋白C 抑制物
(PCI) 、血栓调节蛋白( thrombomodulin , TM) 组成
一组蛋白质,统称为蛋白C 系统(protein C system ,PCS) 。此系统对机体血液凝固起着重要的调节作
用。血浆中凝血因子异常易形成血栓,同时抗凝物
质活性变化也直接影响凝血- 抗凝机制的动态平
衡,PCS 是血浆中重要的抗凝血系统,与缺血性脑血
管病的发病密切相关。
1 PCS 的结构与功能
? 1 PCS 的结构与功能
? PC 是由肝脏合成的一种维生素K 依赖性糖蛋白,为抗凝系统中的关键成分。
? PC 本身是酶原,它的激活剂就是凝血酶,PC 的激活实质上是一个酶解过程。
? 血管内皮细胞表面存在着调节PC 激活的蛋白质,称为TM ,它本质上是一种凝血酶的受体。在体内凝血酶首先与TM 结合形成1∶1 等分子复合物,在Ca2 + 存在时, 此复合物使PC 激活成活化PC(APC) ,活性增加1 000 倍
? 凝血因子Ⅴ( F Ⅴ) 的轻链对凝血酶激活PC 也有一定的辅助作用。
APC 的主要作用包括
? 灭活活化的凝血因子Ⅴ和因子Ⅷ( F Ⅴa 和F Ⅷa)
APC 灭活F Ⅴa 、F Ⅷa 的速度很快,3mg/ L 水平的APC 在3 分钟内就可使80 %F Ⅴa 、F Ⅷa活性丧失。
? 阻碍活化的凝血因子Ⅹ( F Ⅹa)与血小板结合
血小板表面的F Ⅴa是F Ⅹa的受体,APC 可灭活结合在血小板表面上的F Ⅴa ,使F Ⅹa 与血小板结合发生障碍,因而使F Ⅹa对凝血酶激活作用大大减弱。凝血酶激活PC 成为APC ,而APC 不仅具有灭活F Ⅷa 、限制F Ⅹa形成的作用;并有灭活F Ⅴa 与限制F Ⅹa 的作用,反馈地抑制凝血酶的进一步形成
? 促进纤维蛋白溶解
APC 促纤溶活性主要与它能刺激纤溶酶原释放有关APC 也能与纤溶酶原激活物抑制剂-1 ( PAI-1) 结合,导致PAI-1 活性丧失,从而保护组织型纤溶酶原激活物( t PA) 的活性,启动纤溶系统导致纤维蛋白溶解。
1.2 APC 抵抗现象(activated protein C resistance ,APCR)
? Dahlback 等报道1 例反复发作的静脉血栓形成患者，纯化的APC 不能延长活化的 aPTT，血浆表现出完全的APC 抵抗性，即APCR。
? Bertina 等证实，90 %以上的APCR 患者是由于FⅤ基因第1691位碱基发生了G →A 错义点突变( FV Leiden ,FVL) 从而使氨基酸506位置突变导致谷氨酰胺( Gln) 代替Arg (Arg 506 →Gln) ,而Arg 506 正是APC 催化Ⅴa 失活的第1 酶切位点,导致Ⅴa 不易被裂解失活。
? 突变后的FⅤa 一方面能继续表达促凝血活性，另一方面对APC 的裂解作用大大降低，从而产生APCR。APCR 患者表现为高凝状态，在某些诱因下容易血栓形成。FVL 并不是APCR 的唯一原因,高同型半胱氨酸血症及抗磷脂抗体(APA) 亦可使患者血浆抵抗APC。
1. 3 PS 的结构及功能
? PS 也是肝脏合成的依赖维生素K 因子,但与其他维生素K依赖因子不同,它不是丝氨酸蛋白酶的酶原。它本身对FⅤa 、FⅧa 并无灭活作用,而是APC 的辅因子。成熟的PS 含有一个谷氨酸区(10 个γ羧基谷氨酸) 、一个凝血酶敏感区(亮氨酸452丙氨酸75) 、4 个EGF 区(半胱氨酸802缬氨酸244) 及C 端一个大的片段(脯氨酸2452苏氨酸634) 。PS 的γ羧基谷氨酸区为钙和磷脂的结合所必需,EGF 区则含有高亲和性不依赖γ谷氨酸的结合部位。有人提出, PS 与APC 的相互作用是通过第一个EGF 区和凝血酶敏感区来实现的, 在人血浆中60 %的PS 是通过非共价键与C4 结合蛋白(C4BP)形成结合的PS 复合物,40 %以游离形式存在,游离PS 具有APC 辅因子活性。
? 现已证明, PS 通过与APC 在磷脂囊泡表面形成1∶1等分子复合物后,可使APC 与磷脂颗粒表面结合的亲和力增大10 倍,从而使APC 对F Ⅴa 、F Ⅷa的灭活速率增大,起到抗凝作用。
? PS 还具有抗补体作用,约有60 %的PS 与补体C4BP 形成非共价复合物,使C4BP 构型发生改变,从而阻断C4 对C3 的激活作用。
1. 4 APC 抑制物(APC inhibitor , APCI)
? Marlar 及Griffin 在1980 年发现正常血浆中存在APCI ,1983 年将其提纯。产生于肝脏,其血浆水平为(5. 3±2. 7) μg/ ml 。用免疫方法使APCI 耗竭,则血浆中APC 不可能被灭活, 表明APCI 是APC 的基本灭活物。
? 实验证明,APCI 灭活的过程,首先是APC 使APCI 裂解为一个小肽,其后通过共价键与APC 以1∶1结合为等分子复合物,从而灭活APC ,肝素能使其抑制速率提高约30 倍。
? 此外,APCI 尚能抑制凝血酶、FⅩa 、胰蛋白酶和糜蛋白酶。现已明确纤溶酶原激活物抑制剂-3 ( PAI-3) 就是APCI ,它对双链尿激酶型纤溶酶原激活物(uPA) 和双链t PA 均有抑制作用,但对单链uPA 无灭活作用。有人报道,APCI缺乏可导致F Ⅴ与F Ⅷ联合缺乏,可引起严重出血。
1. 5 TM 分子结构及功能
? TM 是内皮细胞表面的凝血酶受体,每个内皮细胞上含5 万～10 万个分子TM。TM 是一个膜整联蛋白,其结构与LDL 受体相似。成熟的TM 从第19 位氨基酸开始,有5 个结构区,先有一个外源凝集素样区域, 继而有6 个EGF 样重复区( 238 ～481) ,接着是一个富含Ser 、苏氨酸( Thr) 的区域,其后为跨膜区(含23 个疏水氨基酸) ,最后为胞浆区(38 个氨基酸) 。第4～6 EGF 是激活PC 及与凝血酶结合的部位,第5～6 EGF 是凝血酶结合部位。
? TM 作为PCS 的重要成分参与抗凝作用,在体内当凝血酶与TM 在内皮细胞表面结合成1∶1的高亲和力可逆性复合物后,就能迅速与PC 结合,使PC 活化速度增加大约1 000 倍。TM 与凝血酶形成复合物后,引起凝血酶变构,使之丧失活化纤维蛋白原和血小板以及反馈性激活FⅤ、FⅧ和FⅪ的促凝作用;同时获得识别激活PC 的特性,使PC 的活化效率大大提高。APC与辅因子PS 结合加快灭活F Ⅴa 、F Ⅷa ......
蛋白C 系统与缺血性脑血管病
? 蛋白C ( PC) 、蛋白S ( PS) 、蛋白C 抑制物
(PCI) 、血栓调节蛋白( thrombomodulin , TM) 组成
一组蛋白质,统称为蛋白C 系统(protein C system ,PCS) 。此系统对机体血液凝固起着重要的调节作
用。血浆中凝血因子异常易形成血栓,同时抗凝物
质活性变化也直接影响凝血- 抗凝机制的动态平
衡,PCS 是血浆中重要的抗凝血系统,与缺血性脑血
管病的发病密切相关。
1 PCS 的结构与功能
? 1 PCS 的结构与功能
? PC 是由肝脏合成的一种维生素K 依赖性糖蛋白,为抗凝系统中的关键成分。
? PC 本身是酶原,它的激活剂就是凝血酶,PC 的激活实质上是一个酶解过程。
? 血管内皮细胞表面存在着调节PC 激活的蛋白质,称为TM ,它本质上是一种凝血酶的受体。在体内凝血酶首先与TM 结合形成1∶1 等分子复合物,在Ca2 + 存在时, 此复合物使PC 激活成活化PC(APC) ,活性增加1 000 倍
? 凝血因子Ⅴ( F Ⅴ) 的轻链对凝血酶激活PC 也有一定的辅助作用。
APC 的主要作用包括
? 灭活活化的凝血因子Ⅴ和因子Ⅷ( F Ⅴa 和F Ⅷa)
APC 灭活F Ⅴa 、F Ⅷa 的速度很快,3mg/ L 水平的APC 在3 分钟内就可使80 %F Ⅴa 、F Ⅷa活性丧失。
? 阻碍活化的凝血因子Ⅹ( F Ⅹa)与血小板结合
血小板表面的F Ⅴa是F Ⅹa的受体,APC 可灭活结合在血小板表面上的F Ⅴa ,使F Ⅹa 与血小板结合发生障碍,因而使F Ⅹa对凝血酶激活作用大大减弱。凝血酶激活PC 成为APC ,而APC 不仅具有灭活F Ⅷa 、限制F Ⅹa形成的作用;并有灭活F Ⅴa 与限制F Ⅹa 的作用,反馈地抑制凝血酶的进一步形成
? 促进纤维蛋白溶解
APC 促纤溶活性主要与它能刺激纤溶酶原释放有关APC 也能与纤溶酶原激活物抑制剂-1 ( PAI-1) 结合,导致PAI-1 活性丧失,从而保护组织型纤溶酶原激活物( t PA) 的活性,启动纤溶系统导致纤维蛋白溶解。
1.2 APC 抵抗现象(activated protein C resistance ,APCR)
? Dahlback 等报道1 例反复发作的静脉血栓形成患者，纯化的APC 不能延长活化的 aPTT，血浆表现出完全的APC 抵抗性，即APCR。
? Bertina 等证实，90 %以上的APCR 患者是由于FⅤ基因第1691位碱基发生了G →A 错义点突变( FV Leiden ,FVL) 从而使氨基酸506位置突变导致谷氨酰胺( Gln) 代替Arg (Arg 506 →Gln) ,而Arg 506 正是APC 催化Ⅴa 失活的第1 酶切位点,导致Ⅴa 不易被裂解失活。
? 突变后的FⅤa 一方面能继续表达促凝血活性，另一方面对APC 的裂解作用大大降低，从而产生APCR。APCR 患者表现为高凝状态，在某些诱因下容易血栓形成。FVL 并不是APCR 的唯一原因,高同型半胱氨酸血症及抗磷脂抗体(APA) 亦可使患者血浆抵抗APC。
1. 3 PS 的结构及功能
? PS 也是肝脏合成的依赖维生素K 因子,但与其他维生素K依赖因子不同,它不是丝氨酸蛋白酶的酶原。它本身对FⅤa 、FⅧa 并无灭活作用,而是APC 的辅因子。成熟的PS 含有一个谷氨酸区(10 个γ羧基谷氨酸) 、一个凝血酶敏感区(亮氨酸452丙氨酸75) 、4 个EGF 区(半胱氨酸802缬氨酸244) 及C 端一个大的片段(脯氨酸2452苏氨酸634) 。PS 的γ羧基谷氨酸区为钙和磷脂的结合所必需,EGF 区则含有高亲和性不依赖γ谷氨酸的结合部位。有人提出, PS 与APC 的相互作用是通过第一个EGF 区和凝血酶敏感区来实现的, 在人血浆中60 %的PS 是通过非共价键与C4 结合蛋白(C4BP)形成结合的PS 复合物,40 %以游离形式存在,游离PS 具有APC 辅因子活性。
? 现已证明, PS 通过与APC 在磷脂囊泡表面形成1∶1等分子复合物后,可使APC 与磷脂颗粒表面结合的亲和力增大10 倍,从而使APC 对F Ⅴa 、F Ⅷa的灭活速率增大,起到抗凝作用。
? PS 还具有抗补体作用,约有60 %的PS 与补体C4BP 形成非共价复合物,使C4BP 构型发生改变,从而阻断C4 对C3 的激活作用。
1. 4 APC 抑制物(APC inhibitor , APCI)
? Marlar 及Griffin 在1980 年发现正常血浆中存在APCI ,1983 年将其提纯。产生于肝脏,其血浆水平为(5. 3±2. 7) μg/ ml 。用免疫方法使APCI 耗竭,则血浆中APC 不可能被灭活, 表明APCI 是APC 的基本灭活物。
? 实验证明,APCI 灭活的过程,首先是APC 使APCI 裂解为一个小肽,其后通过共价键与APC 以1∶1结合为等分子复合物,从而灭活APC ,肝素能使其抑制速率提高约30 倍。
? 此外,APCI 尚能抑制凝血酶、FⅩa 、胰蛋白酶和糜蛋白酶。现已明确纤溶酶原激活物抑制剂-3 ( PAI-3) 就是APCI ,它对双链尿激酶型纤溶酶原激活物(uPA) 和双链t PA 均有抑制作用,但对单链uPA 无灭活作用。有人报道,APCI缺乏可导致F Ⅴ与F Ⅷ联合缺乏,可引起严重出血。
1. 5 TM 分子结构及功能
? TM 是内皮细胞表面的凝血酶受体,每个内皮细胞上含5 万～10 万个分子TM。TM 是一个膜整联蛋白,其结构与LDL 受体相似。成熟的TM 从第19 位氨基酸开始,有5 个结构区,先有一个外源凝集素样区域, 继而有6 个EGF 样重复区( 238 ～481) ,接着是一个富含Ser 、苏氨酸( Thr) 的区域,其后为跨膜区(含23 个疏水氨基酸) ,最后为胞浆区(38 个氨基酸) 。第4～6 EGF 是激活PC 及与凝血酶结合的部位,第5～6 EGF 是凝血酶结合部位。
? TM 作为PCS 的重要成分参与抗凝作用,在体内当凝血酶与TM 在内皮细胞表面结合成1∶1的高亲和力可逆性复合物后,就能迅速与PC 结合,使PC 活化速度增加大约1 000 倍。TM 与凝血酶形成复合物后,引起凝血酶变构,使之丧失活化纤维蛋白原和血小板以及反馈性激活FⅤ、FⅧ和FⅪ的促凝作用;同时获得识别激活PC 的特性,使PC 的活化效率大大提高。APC与辅因子PS 结合加快灭活F Ⅴa 、F Ⅷa ......
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