แอนติทรอมบิน
| เซอร์พินซี1 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| ตัวระบุ | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| ชื่อเรียกอื่น | SERPINC1 , AT3, AT3D, ATIII, THPH7, ครอบครัว serpin C สมาชิก 1, ATIII-R2, ATIII-T2, ATIII-T1 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| รหัสภายนอก | โอมิม : 107300 ; เอ็มจีไอ : 88095 ; โฮโมโลยีน : 20139 ; GeneCards : SERPINC1 ; OMA : SERPINC1 - ออโธล็อก | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| วิกิดาต้า | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
แอนติทรอมบิน (AT) เป็นไกลโคโปรตีน ขนาดเล็ก ที่ยับยั้งเอนไซม์หลายชนิดใน ระบบ การแข็งตัวของเลือดเป็นโปรตีนที่มีกรดอะมิโน 464 ตัว ผลิตโดย ตับ ประกอบด้วยพันธะไดซัลไฟด์ 3 พันธะ และมีตำแหน่ง การเติมหมู่ไกลโคซิล ได้ ทั้งหมด 4 ตำแหน่ง α-แอนติทรอมบินเป็นรูปแบบหลักของแอนติทรอมบินที่พบในพลาสมาในเลือดและมีโอลิโกแซ็กคาไรด์ครอบครองตำแหน่งการเติมหมู่ไกลโคซิลทั้ง 4 ตำแหน่ง ในขณะที่ β-แอนติทรอมบิน ซึ่งเป็นรูปแบบรองของแอนติทรอมบิน จะมีตำแหน่งการเติมหมู่ไกลโคซิลว่างอยู่ 1 ตำแหน่ง[ 5 ]กิจกรรมของมันเพิ่มขึ้นหลายเท่าตัวโดยยาต้านการแข็งตัวของเลือดเฮปารินซึ่งช่วยเพิ่มการจับกันของแอนติทรอมบินกับแฟคเตอร์ IIa (ทรอมบิน) และแฟคเตอร์ Xa [ 6 ]
โครงสร้าง
แอนติทรอมบินยังเรียกอีกอย่างว่าแอนติทรอมบิน III (AT III) การกำหนดชื่อแอนติทรอมบิน I ถึงแอนติทรอมบิน IV มาจากการศึกษาในช่วงแรกๆ ที่ดำเนินการในช่วงทศวรรษ 1950 โดย Seegers, Johnson และ Fell [ 7 ]
แอนติทรอมบิน I (AT I) หมายถึงการจับกันของทรอมบินกับไฟบรินหลังจากที่ทรอมบินกระตุ้นไฟบริโนเจนที่ตำแหน่งการจับที่ไม่ใช่ตัวเร่งปฏิกิริยาของทรอมบิน แอนติทรอมบิน II (AT II) หมายถึงโคแฟคเตอร์ในพลาสมา ซึ่งร่วมกับเฮปารินจะขัดขวางการโต้ตอบระหว่างทรอมบินและไฟบริโนเจนแอนติทรอมบิน III (AT III) หมายถึงสารในพลาสมาที่ทำให้ทรอมบินไม่ทำงาน แอนติทรอมบิน IV (AT IV) หมายถึงแอนติทรอมบินที่ถูกกระตุ้นในระหว่างและหลังจากเลือดแข็งตัวไม่ นาน [ 8 ]มีเพียง AT III และอาจรวมถึง AT I เท่านั้นที่มีความสำคัญทางการแพทย์ โดยทั่วไปแล้ว AT III จะถูกเรียกว่า "แอนติทรอมบิน" เพียงอย่างเดียว และแอนติทรอมบิน III คือสิ่งที่กล่าวถึงในบทความนี้

แอนติทรอมบินมีครึ่งชีวิตในพลาสมาในเลือดประมาณ 3 วัน[ 9 ] ความเข้มข้นของแอนติทรอมบินปกติในพลาสมาเลือด ของมนุษย์ จะสูงประมาณ 0.12 มก./มล. ซึ่งเทียบเท่ากับ ความเข้มข้น โมลาร์ 2.3 μM [ 10 ] แอนติทรอมบินได้รับการแยกจากพลาสมาของสัตว์หลายชนิดนอกเหนือจากมนุษย์[ 11 ]จากการอนุมานจากลำดับโปรตีนและซีดีเอ็นเอ แอนติทรอมบินของวัว แกะ กระต่าย และหนู มีความยาว 433 กรดอะมิโน ซึ่งยาวกว่าแอนติทรอมบินของมนุษย์ 1 กรดอะมิโน กรดอะมิโนส่วนเกินนี้คาดว่าจะอยู่ที่ตำแหน่งกรดอะมิโนที่ 6 แอนติทรอมบินของวัว แกะ กระต่าย หนู และมนุษย์มีลำดับกรดอะมิโนที่เหมือนกันระหว่าง 84 ถึง 89% [ 12 ]กรดอะมิโน 6 ชนิดสร้างพันธะไดซัลไฟด์ ภายในโมเลกุล 3 พันธะ ได้แก่Cys 8-Cys128, Cys21-Cys95 และ Cys248-Cys430 กรดอะมิโนเหล่านี้ทั้งหมดมี ตำแหน่ง N-glycosylation ที่เป็นไปได้ 4 ตำแหน่ง ซึ่งเกิดขึ้นที่ กรดอะมิโนแอสปา ราจีน (Asn) หมายเลข 96, 135, 155 และ 192 ในมนุษย์ และที่หมายเลขกรดอะมิโนที่คล้ายกันในสปีชีส์อื่นๆ ตำแหน่งเหล่านี้ทั้งหมดถูกครอบครองโดยโซ่ข้างโอลิโกแซ็กคาไรด์ที่ยึดติดด้วยพันธะโควาเลนต์ในแอนติทรอมบินรูปแบบเด่นของมนุษย์ คือ α-แอนติทรอมบิน ส่งผลให้น้ำหนักโมเลกุลของแอนติทรอมบินรูปแบบนี้เท่ากับ 58,200 [ 5 ]ตำแหน่ง glycosylation ที่เป็นไปได้ที่แอสปาราจีน 135 ไม่ได้ถูกครอบครองในแอนติทรอมบินรูปแบบรอง (ประมาณ 10%) คือ β-แอนติทรอมบิน (ดูรูปที่ 1 ) [ 13 ]
แอนติทรอมบินรีคอมบิแนนท์ที่มีคุณสมบัติคล้ายกับแอนติทรอมบินของมนุษย์ปกติได้รับการผลิตโดยใช้ เซลล์แมลงที่ติดเชื้อ ไวรัสบาคุโลและเซลล์สัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมที่เพาะเลี้ยงในวัฒนธรรมเซลล์[ 14 ] [ 15 ] [ 16 ] [ 17 ] แอนติทรอมบินรีคอมบิแนนท์เหล่านี้โดยทั่วไปมีรูปแบบการไกลโคซิเลชันที่แตกต่างจากแอนติทรอมบินปกติและมักใช้ในการศึกษาโครงสร้างของแอนติทรอมบิน ด้วยเหตุนี้ โครงสร้างของแอนติทรอมบินจำนวนมากที่จัดเก็บไว้ในธนาคารข้อมูลโปรตีนและนำเสนอในบทความนี้จึงแสดงรูปแบบการไกลโคซิเลชันที่แปรผันได้
แอนติทรอมบินเริ่มต้นในสถานะดั้งเดิม ซึ่งมีพลังงานอิสระสูงกว่าเมื่อเทียบกับสถานะแฝง ซึ่งโดยเฉลี่ยแล้วจะสลายตัวไปสู่สถานะแฝงหลังจาก 3 วัน สถานะแฝงมีรูปร่างเหมือนกับสถานะที่ถูกกระตุ้น นั่นคือ เมื่อมันกำลังยับยั้งทรอมบิน
การทำงาน


แอนติทรอมบินเป็นเซอพิน (สารยับยั้งโปรตีเอสชนิดเซอรีน) ดังนั้นจึงมีโครงสร้างคล้ายกับสารยับยั้งโปรตีเอสในพลาสมา อื่นๆ ส่วนใหญ่ เช่นอัลฟา 1-แอนติไคโมทริปซินอัลฟา 2-แอนติพลาสมินและเฮ ปารินโคแฟค เตอร์II
โปรตีเอสเป้าหมายทางสรีรวิทยาของแอนติทรอมบินคือโปรตีเอสในเส้นทางการกระตุ้นการสัมผัส (เดิมเรียกว่าเส้นทางภายใน) ได้แก่ รูปแบบที่ถูกกระตุ้นของแฟคเตอร์ X (Xa), แฟค เตอร์ IX (IXa), แฟคเตอร์ XI (XIa), แฟคเตอร์ XII (XIIa) และในระดับที่มากขึ้นคือแฟคเตอร์ II (ทรอมบิน) (IIa) และรูปแบบที่ถูกกระตุ้นของแฟคเตอร์ VII (VIIa) จากเส้นทางของทิชชูแฟคเตอร์ (เดิมเรียกว่าเส้นทางภายนอก) [ 20 ]สารยับยั้งยังทำให้คัลลิเครอินและพลาสมิน ซึ่งเกี่ยวข้องกับการแข็งตัวของเลือดไม่ทำงาน อย่างไรก็ตาม มันทำให้โปรตีเอสเซรินบางชนิดที่ไม่เกี่ยวข้องกับการแข็งตัวของเลือดไม่ทำงาน เช่นทริปซินและซับยูนิต C1s ของเอนไซม์ C1 ที่เกี่ยวข้องกับเส้นทางคอมพลีเมนต์แบบคลาสสิก[ 12 ] [ 21 ]
การยับยั้งการทำงานของโปรตีเอสเกิดขึ้นจากการดักจับโปรตีเอสในคอมเพล็กซ์ที่มีโมลเท่ากันกับแอนติทรอมบิน ซึ่งทำให้บริเวณออกฤทธิ์ของเอนไซม์โปรตีเอสไม่สามารถเข้าถึงสารตั้งต้น ตามปกติ ได้[ 12 ]การก่อตัวของคอมเพล็กซ์แอนติทรอมบิน-โปรตีเอสเกี่ยวข้องกับการโต้ตอบระหว่างโปรตีเอสและพันธะเปปไทด์ ที่ทำปฏิกิริยาเฉพาะ ภายในแอนติทรอมบิน ในแอนติทรอมบินของมนุษย์ พันธะนี้อยู่ระหว่างอาร์จินีน (arg) 393 และซีรีน (ser) 394 (ดูรูปที่ 2และรูปที่ 3 ) [ 12 ]
เชื่อกันว่าเอนไซม์โปรตีเอสจะติดอยู่ในคอมเพล็กซ์แอนติทรอมบิน-โปรตีเอสที่ไม่ทำงานอันเป็นผลมาจากการโจมตีพันธะปฏิกิริยา แม้ว่าการโจมตีพันธะที่คล้ายกันภายในสารตั้งต้นของโปรตีเอสปกติจะส่งผลให้เกิดการแตกตัวของสารตั้งต้นอย่างรวดเร็วแต่การเริ่มต้นโจมตีพันธะปฏิกิริยาของแอนติทรอมบินจะทำให้แอนติทรอมบินทำงานและดักจับเอนไซม์ไว้ในขั้นตอนกลางของกระบวนการแตกตัวของโปรตีน เมื่อเวลาผ่านไป ทรอมบินจะสามารถแตกพันธะปฏิกิริยาภายในแอนติทรอมบินได้ และคอมเพล็กซ์แอนติทรอมบิน-ทรอมบินที่ไม่ทำงานจะแยกตัวออก อย่างไรก็ตาม เวลาที่ใช้ในการเกิดกระบวนการนี้อาจมากกว่า 3 วัน[ 22 ]อย่างไรก็ตาม พันธะ P3-P4 และ P1'-P2' สามารถแตกตัวได้อย่างรวดเร็วโดยนิวโทรฟิลอีลาสตาสและเอนไซม์เทอร์โมไลซิ นของแบคทีเรีย ตามลำดับ ส่งผลให้แอนติทรอมบินที่ไม่ทำงานไม่สามารถยับยั้งกิจกรรมของทรอมบินได้อีกต่อไป[ 23 ]
อัตราการยับยั้งกิจกรรมของโปรตีเอสของแอนติทรอมบินจะเพิ่มขึ้นอย่างมากจากการจับกับเฮปาริน เพิ่มเติม เช่นเดียวกับการยับยั้งโดยนิวโทรฟิลอีลาสตาส[ 23 ]
แอนติทรอมบินและเฮปาริน
แอนติทรอ มบินจะยับยั้งเอนไซม์เป้าหมายทางสรีรวิทยา ได้แก่ ทรอมบิน แฟคเตอร์ Xa และแฟคเตอร์ IXa ด้วยค่าคงที่อัตรา7–11 × 10³ , 2.5 × 10³ M⁻¹ s⁻¹ และ 1 × 10⁻⁴ M⁻¹ s⁻¹ตามลำดับ[ 5 ] [ 24 ]อัตราการยับยั้งทรอมบินโดยแอนติทรอมบินจะเพิ่มขึ้นเป็น 1.5 - 4 × 10⁷ M⁻¹ s⁻¹เมื่อมี เฮปารินอยู่ด้วย กล่าวคือ ปฏิกิริยาจะเร่งขึ้น 2000-4000 เท่า[ 25 ] [ 26 ] [ 27 ] [ 28 ]การยับยั้งแฟคเตอร์ Xa จะเร่งขึ้นเพียง 500 ถึง 1000 เท่าเมื่อมีเฮปารินอยู่ด้วย และค่าคงที่อัตราสูงสุดจะต่ำกว่าการยับยั้งทรอมบินถึง 10 เท่า[ 25 ] [ 28 ]อัตราการเพิ่มขึ้นของการยับยั้งแอนติทรอมบิน-แฟคเตอร์ IXa แสดงให้เห็นการเพิ่มขึ้นประมาณ 1 ล้านเท่าเมื่อมีเฮปารินและระดับแคลเซียมทาง สรีรวิทยา [ 24 ]
AT-III จับกับลำดับซัลเฟตของเพนทาแซคคาไรด์จำเพาะที่มีอยู่ในพอลิเมอร์ของเฮปาริน
GlcNAc/NS(6S)-GlcA-GlcNS(3S,6S)-IdoA(2S)-GlcNS(6S)
เมื่อจับกับลำดับเพนทาแซคคาไรด์นี้ การยับยั้งกิจกรรมของโปรตีเอสจะเพิ่มขึ้นโดยเฮพารินอันเป็นผลมาจากกลไกที่แตกต่างกันสองแบบ[ 29 ]ในกลไกหนึ่ง การกระตุ้นการยับยั้งแฟคเตอร์ IXa และ Xa โดยเฮพารินขึ้นอยู่กับการเปลี่ยนแปลงโครงสร้างภายในแอนติทรอมบินที่เกี่ยวข้องกับลูปของไซต์ปฏิกิริยา ดังนั้นจึงเป็นแบบอัลโลสเตอริก [ 30 ] ในอีกกลไกหนึ่ง การกระตุ้นการยับยั้งทรอมบินขึ้นอยู่กับการก่อตัวของสารเชิงซ้อนสามส่วนระหว่าง AT-III ทรอมบิน และเฮพาริน[ 30 ]
การกระตุ้นแบบอัลโลสเตอริก

การยับยั้ง Factor IXa และ Xa ที่เพิ่มขึ้นต้องอาศัยลำดับเพนทาแซคคาไรด์ของเฮพารินขั้นต่ำ การเปลี่ยนแปลงโครงสร้างที่เกิดขึ้นภายในแอนติทรอมบินเพื่อตอบสนองต่อการจับเพนทาแซคคาไรด์ได้รับการบันทึกไว้อย่างดี[ 18 ] [ 31 ] [ 32 ]
ในกรณีที่ไม่มีเฮปาริน กรดอะมิโน P14 และ P15 (ดูรูปที่ 3 ) จากลูปบริเวณที่เกิดปฏิกิริยาจะฝังตัวอยู่ภายในส่วนหลักของโปรตีน (โดยเฉพาะส่วนบนของแผ่นเบต้า A) ลักษณะนี้พบได้ทั่วไปในเซอพิน อื่นๆ เช่นเฮปารินโคแฟคเตอร์ II , อัลฟา 1-แอนติไคโมทริปซินและMENT
การเปลี่ยนแปลงโครงสร้างที่เกี่ยวข้องกับการยับยั้ง Factor IXa และ Xa มากที่สุดนั้นเกี่ยวข้องกับกรดอะมิโน P14 และ P15 ภายใน บริเวณ ปลาย Nของลูปตำแหน่งปฏิกิริยา (วงกลมในรูปที่ 4แบบจำลองB ) บริเวณนี้เรียกว่าบริเวณบานพับ การเปลี่ยนแปลงโครงสร้างภายในบริเวณบานพับเพื่อตอบสนองต่อการจับกับเฮปารินส่งผลให้ P14 และ P15 ถูกขับออกจากส่วนหลักของโปรตีน และพบว่าการป้องกันการเปลี่ยนแปลงโครงสร้างนี้จะไม่ทำให้การยับยั้ง Factor IXa และ Xa เพิ่มขึ้น[ 30 ]เชื่อกันว่าความยืดหยุ่นที่เพิ่มขึ้นของลูปตำแหน่งปฏิกิริยาอันเป็นผลมาจากการเปลี่ยนแปลงโครงสร้างของบริเวณบานพับเป็นปัจจัยสำคัญในการส่งผลต่อการยับยั้ง Factor IXa และ Xa ที่เพิ่มขึ้น มีการคำนวณว่าในกรณีที่ไม่มีเพนทาแซคคาไรด์ จะมีแอนติทรอมบินเพียงหนึ่งใน 400 โมเลกุล (0.25%) เท่านั้นที่อยู่ในโครงสร้างที่ทำงานได้โดยมีกรดอะมิโน P14 และ P15 ถูกขับออกไป[ 30 ]
การกระตุ้นที่ไม่ใช่แบบอัลโลสเตอริก

การยับยั้งทรอมบินที่เพิ่มขึ้นต้องใช้เฮพารินเพนทาแซคคาไรด์ขั้นต่ำบวกกับหน่วยโมโนเมอร์อย่างน้อย 13 หน่วยเพิ่มเติม[ 33 ]เชื่อกันว่าเป็นผลมาจากข้อกำหนดที่ว่าแอนติทรอมบินและทรอมบินต้องจับกับสายโซ่เฮพารินเดียวกันที่อยู่ติดกัน ซึ่งสามารถเห็นได้จากแบบจำลองชุดที่แสดงในรูปที่ 5
ในโครงสร้างที่แสดงในรูปที่ 5 ส่วน ปลาย C (ด้าน P') ของลูปไซต์ปฏิกิริยาอยู่ในรูปแบบที่ยืดออกเมื่อเปรียบเทียบกับโครงสร้างแอนติทรอมบินที่ไม่ถูกกระตุ้นหรือถูกกระตุ้นด้วยเฮพาริน[ 34 ]บริเวณ P' ของแอนติทรอมบินนั้นยาวผิดปกติเมื่อเทียบกับบริเวณ P' ของเซอพินอื่นๆ และในโครงสร้างแอนติทรอมบินที่ไม่ถูกกระตุ้นหรือถูกกระตุ้นด้วยเฮพารินจะเกิดเป็นβ-turn ที่ยึดด้วยพันธะไฮโดรเจน อย่างแน่นหนา การยืดตัว ของ P' เกิดขึ้นจากการแตกของพันธะไฮโดรเจนทั้งหมดที่เกี่ยวข้องในβ-turn [ 34 ]
บริเวณบานพับของแอนติทรอมบินในคอมเพล็กซ์รูปที่ 5 ไม่สามารถสร้างแบบจำลองได้เนื่องจากความยืดหยุ่นของโครงสร้าง และกรดอะมิโน P9-P14 ไม่ปรากฏในโครงสร้างนี้ ความยืดหยุ่นของโครงสร้างนี้บ่งชี้ว่า อาจมี สมดุลเกิดขึ้นภายในคอมเพล็กซ์ระหว่างโครงสร้างแอนติทรอมบินที่มีลูปบริเวณปฏิกิริยา P14 P15 แทรกอยู่ และโครงสร้างแอนติทรอมบินที่มีลูปบริเวณปฏิกิริยา P14 P15 ที่ถูกขับออกไป เพื่อสนับสนุนสิ่งนี้ การวิเคราะห์ตำแหน่งของ P15 Gly ในคอมเพล็กซ์รูปที่ 5 (ระบุในแบบจำลอง B) แสดงให้เห็นว่ามันถูกแทรกเข้าไปในแผ่นเบต้า A (ดูแบบจำลอง C) [ 34 ]
ผลของไกลโคซิเลชันต่อกิจกรรม
α-แอนติทรอมบินและ β-แอนติทรอมบินมีความแตกต่างกันในความสัมพันธ์กับเฮปาริน[ 35 ]ความแตกต่างของค่าคงที่การแยกตัวระหว่างทั้งสองคือสามเท่าสำหรับเพนทาแซคคาไรด์ที่แสดงในรูปที่ 3และมากกว่าสิบเท่าสำหรับเฮปารินที่มีความยาวเต็ม โดย β-แอนติทรอมบินมีความสัมพันธ์ที่สูงกว่า[ 36 ]ความสัมพันธ์ที่สูงกว่าของ β-แอนติทรอมบินนั้นเชื่อว่าเกิดจากอัตราที่เพิ่มขึ้นของการเปลี่ยนแปลงโครงสร้างที่เกิดขึ้นในภายหลังภายในโปรตีนเมื่อมีการจับกับเฮปารินในครั้งแรก สำหรับ α-แอนติทรอมบิน การไกลโคซิเลชันเพิ่มเติมที่ Asn-135 นั้นไม่คิดว่าจะรบกวนการจับกับเฮปารินในครั้งแรก แต่กลับยับยั้งการเปลี่ยนแปลงโครงสร้างที่เกิดขึ้น[ 35 ]
แม้ว่าจะมีอยู่เพียง 5–10% ของระดับ α-antithrombin แต่เนื่องจากความสัมพันธ์กับเฮปารินที่เพิ่มขึ้น จึงเชื่อกันว่า β-antithrombin มีความสำคัญมากกว่า α-antithrombin ในการควบคุมเหตุการณ์การเกิดลิ่มเลือดที่เกิดจากการบาดเจ็บของเนื้อเยื่อ อันที่จริง การยับยั้งทรอมบินหลังจากการบาดเจ็บที่หลอดเลือดแดงใหญ่ได้รับการระบุว่าเป็นผลมาจาก β-antithrombin เพียงอย่างเดียว[ 37 ]
ข้อบกพร่อง
หลักฐานที่แสดงให้เห็นถึงบทบาทสำคัญของแอนติทรอมบินในการควบคุมการแข็งตัวของเลือดตามปกติ แสดงให้เห็นได้จากความสัมพันธ์ระหว่าง การขาดแอนติทรอมบิน ที่ถ่ายทอดทางพันธุกรรมหรือที่เกิด ขึ้นภายหลัง กับความเสี่ยงที่เพิ่มขึ้นของการเกิดโรคลิ่มเลือดอุดตันในบุคคลที่ได้รับผลกระทบ[ 38 ] โดยทั่วไป การขาดแอนติทรอมบินจะปรากฏชัดเมื่อผู้ป่วยมีภาวะลิ่ม เลือดอุดตันในหลอดเลือดดำ และภาวะลิ่มเลือดอุดตัน ในปอดซ้ำ ๆ
ภาวะขาดแอนติทรอมบินที่เกิดขึ้นภายหลัง
ภาวะขาดแอนติทรอมบินที่เกิดขึ้นภายหลังนั้นเกิดจากกลไกที่แตกต่างกัน 3 ประการ กลไกแรกคือการขับออกที่เพิ่มขึ้น ซึ่งอาจเกิดขึ้นร่วมกับภาวะไตวายที่เกี่ยวข้องกับโปรตีนในปัสสาวะและกลุ่มอาการเนโฟรติกกลไกที่สองเกิดจากการผลิตที่ลดลงดังที่พบในภาวะตับวายหรือตับแข็ง หรือตับที่ยังไม่เจริญเต็มที่อันเนื่องมาจากการคลอดก่อนกำหนดกลไกที่สามเกิดจากการบริโภคที่เร่งขึ้น ซึ่งเด่นชัดที่สุดอันเป็นผลมาจากการบาดเจ็บ รุนแรง แต่ก็อาจพบได้ในระดับที่น้อยกว่าอันเป็นผลมาจากการแทรกแซง เช่นการผ่าตัดใหญ่หรือการบายพาสหัวใจและปอด[ 39 ]
ภาวะขาดแอนติทรอมบินที่ถ่ายทอดทางพันธุกรรม
อุบัติการณ์ของการขาดแอนติทรอมบินที่ถ่ายทอดทางพันธุกรรมนั้นคาดการณ์ไว้ที่ระหว่าง 1:2000 ถึง 1:5000 ในประชากรทั่วไป โดยครอบครัวแรกที่ประสบกับการขาดแอนติทรอมบินที่ถ่ายทอดทางพันธุกรรมนั้นได้รับการอธิบายไว้ในปี 1965 [ 40 ] [ 41 ]ต่อมาได้มีการเสนอให้จัดประเภทของการขาดแอนติทรอมบินที่ถ่ายทอดทางพันธุกรรมเป็นประเภทที่ 1 หรือประเภทที่ 2 โดยพิจารณาจากการวิเคราะห์แอนติทรอมบิน เชิงฟังก์ชันและ เชิงภูมิคุ้มกัน เคมี [ 42 ]การรักษาระดับกิจกรรมของแอนติทรอมบินที่เพียงพอ ซึ่งอย่างน้อย 70% ของระดับการทำงานปกติ เป็นสิ่งจำเป็นเพื่อให้แน่ใจว่ามีการยับยั้งโปรตีเอสของการแข็งตัวของเลือดอย่างมีประสิทธิภาพ[ 43 ]โดยทั่วไปแล้ว ผลจากการขาดแอนติทรอมบินประเภทที่ 1 หรือประเภทที่ 2 ระดับแอนติทรอมบินเชิงฟังก์ชันจะลดลงต่ำกว่า 50% ของระดับปกติ[ 44 ]
ภาวะขาดแอนติทรอมบินชนิดที่ 1
ภาวะขาดแอนติทรอมบินชนิดที่ 1 มีลักษณะเฉพาะคือการลดลงของทั้งกิจกรรมแอนติทรอมบินและความเข้มข้นของแอนติทรอมบินในเลือดของผู้ป่วย ภาวะขาดชนิดที่ 1 เดิมทีถูกแบ่งออกเป็นสองกลุ่มย่อย คือ Ia และ Ib โดยพิจารณาจากความสัมพันธ์กับเฮปาริน แอนติทรอมบินของผู้ป่วยกลุ่มย่อย Ia แสดงความสัมพันธ์กับเฮปารินในระดับปกติ ในขณะที่แอนติทรอมบินของผู้ป่วยกลุ่มย่อย Ib แสดงความสัมพันธ์กับเฮปารินที่ลดลง[ 45 ]การวิเคราะห์การทำงานในภายหลังของกลุ่มผู้ป่วย Ib พบว่าพวกเขาไม่เพียงแต่มีความสัมพันธ์กับเฮปารินที่ลดลงเท่านั้น แต่ยังมีความผิดปกติหลายอย่างหรือ 'pleiotrophic' ที่ส่งผลต่อตำแหน่งปฏิกิริยา ตำแหน่งการจับเฮปาริน และความเข้มข้นของแอนติทรอมบินในเลือด ในระบบการจำแนกประเภทที่ได้รับการแก้ไขซึ่งนำมาใช้โดยคณะกรรมการวิทยาศาสตร์และมาตรฐานของสมาคมระหว่างประเทศว่าด้วยภาวะลิ่มเลือดอุดตันและภาวะห้ามเลือด ผู้ป่วยชนิด Ib ในปัจจุบันถูกกำหนดให้เป็น PE ชนิดที่ 2 หรือ Pleiotrophic effect [ 46 ]
ภาวะขาดแอนติทรอมบินชนิดที่ 1 ส่วนใหญ่เกิดจากการกลายพันธุ์แบบจุดการขาดหาย หรือการแทรกตัวเล็กน้อยภายในยีนแอนติทรอมบิน การกลายพันธุ์ทางพันธุกรรมเหล่านี้ส่งผลให้เกิดภาวะขาดแอนติทรอมบินชนิดที่ 1 ผ่านกลไกต่างๆ ดังนี้:
- การกลายพันธุ์อาจทำให้เกิดแอนติทรอมบินที่ไม่เสถียร ซึ่งอาจไม่ถูกส่งออกไปยังเลือดอย่างถูกต้องเมื่อการสังเคราะห์เสร็จสมบูรณ์ หรืออยู่ในเลือดเป็นระยะเวลาสั้นลง เช่น การลบเบสคู่ 6 คู่ในโคดอน 106–108 [ 47 ]
- การกลายพันธุ์อาจส่งผลต่อ กระบวนการสร้าง mRNAของยีนแอนติทรอมบิน
- การแทรกหรือการลบเล็กน้อยอาจนำไปสู่ การกลายพันธุ์ แบบเลื่อนเฟรมและการยุติการทำงานของยีนแอนติทรอมบินก่อนกำหนด
- การกลายพันธุ์แบบจุดอาจส่งผลให้เกิดการสร้างโคดอนยุติหรือโคดอนหยุด ก่อนกำหนด เช่น การกลายพันธุ์ของโคดอน 129, CGA → TGA ( UGAหลังจากการถอดรหัส) จะแทนที่โคดอนปกติสำหรับอาร์จินีนด้วยโคดอนยุติ[ 48 ]
ภาวะขาดแอนติทรอมบินชนิดที่ 2
ภาวะขาดแอนติทรอมบินประเภท II มีลักษณะเฉพาะคือระดับแอนติทรอมบินปกติ แต่กิจกรรมของแอนติทรอมบินในเลือดของผู้ป่วยลดลง เดิมทีมีการเสนอให้แบ่งภาวะขาดประเภท II ออกเป็น 3 กลุ่มย่อย (IIa, IIb และ IIc) ขึ้นอยู่กับว่ากิจกรรมการทำงานของแอนติทรอมบินลดลงหรือคงอยู่[ 45 ]
- กลุ่มย่อย IIa - การยับยั้งทรอมบินลดลง การยับยั้งแฟคเตอร์ Xa ลดลง และความสัมพันธ์กับเฮปารินลดลง
- กลุ่มย่อย IIb - การยับยั้งทรอมบินลดลง และความสัมพันธ์กับเฮปารินอยู่ในระดับปกติ
- กลุ่มย่อย IIc - การยับยั้งทรอมบินปกติ การยับยั้งแฟคเตอร์ Xa ปกติ และความสัมพันธ์กับเฮปารินลดลง
ในระบบการจำแนกประเภทที่ได้รับการแก้ไขซึ่งคณะกรรมการวิทยาศาสตร์และมาตรฐานของสมาคมระหว่างประเทศว่าด้วยภาวะลิ่มเลือดอุดตันและภาวะห้ามเลือดนำมาใช้อีกครั้ง ภาวะขาดแอนติทรอมบินประเภท II ยังคงแบ่งย่อยออกเป็นสามกลุ่มย่อย ได้แก่ PE ประเภท II ที่กล่าวถึงไปแล้ว พร้อมกับ RS ประเภท II ซึ่งการกลายพันธุ์มีผลต่อตำแหน่งปฏิกิริยา และ HBS ประเภท II ซึ่งการกลายพันธุ์มีผลต่อตำแหน่งการจับเฮปารินของแอนติทรอมบิน[ 46 ]สำหรับวัตถุประสงค์ของฐานข้อมูลการกลายพันธุ์ของแอนติทรอมบินที่รวบรวมโดยสมาชิกของคณะอนุกรรมการยับยั้งการแข็งตัวของพลาสมาของคณะกรรมการวิทยาศาสตร์และมาตรฐานของสมาคมระหว่างประเทศว่าด้วยภาวะลิ่มเลือดอุดตันและภาวะห้ามเลือด กรณีประเภท IIa จะถูกจัดเป็น PE ประเภท II กรณีประเภท IIb เป็น RS ประเภท II และกรณีประเภท IIc เป็น HBS ประเภท II [ 49 ]
ชื่อสถานที่
ปัจจุบัน การระบุลักษณะเฉพาะของการกลายพันธุ์ทางพันธุกรรมของแอนติทรอมบินนั้นค่อนข้างง่าย อย่างไรก็ตาม ก่อนที่จะมีการใช้เทคนิคการระบุลักษณะที่ทันสมัย นักวิจัยได้ตั้งชื่อการกลายพันธุ์ตามชื่อเมืองหรือสถานที่ที่บุคคลที่ประสบภาวะขาดแอนติทรอมบินอาศัยอยู่ กล่าวคือ การกลายพันธุ์ของแอนติทรอมบินถูกกำหนดให้เป็นชื่อสถานที่ [ 50 ] การระบุลักษณะการกลายพันธุ์ที่ทันสมัยได้แสดงให้เห็นแล้วว่า ชื่อสถานที่ของแอนติทรอมบินจำนวนมากเป็นผลมาจากการกลายพันธุ์ทางพันธุกรรมเดียวกัน ตัวอย่างเช่น แอนติทรอมบิน-โทโยมา เทียบเท่ากับแอนติทรอมบิน-คุมาโมโตะ, -อาเมียง, -ตูร์, -ปารีส-1, -ปารีส-2, -แอลเจอร์, -ปาดัว-2 และ -บาร์เซโลนา[ 49 ]
การใช้ทางการแพทย์
แอนติทรอมบินถูกใช้เป็นโปรตีนบำบัดที่สามารถทำให้บริสุทธิ์จากพลาสมาของมนุษย์[ 51 ]หรือผลิตขึ้นใหม่ (ตัวอย่างเช่น Atryn ซึ่งผลิตในน้ำนมของแพะที่ได้รับการดัดแปลงพันธุกรรม[ 52 ] [ 53 ] )
ได้รับการอนุมัติจาก FDA ให้เป็นยาต้านการแข็งตัวของเลือดเพื่อป้องกันการเกิดลิ่มเลือดก่อน ระหว่าง หรือหลังการผ่าตัดหรือการคลอดในผู้ป่วยที่มีภาวะขาดแอนติทรอมบินทางพันธุกรรม[ 51 ] [ 53 ]
มีการศึกษาการใช้เพื่อลดการแข็งตัวของเลือดในหลอดเลือดทั่วร่างกายใน ผู้ป่วยภาวะติดเชื้อ และผลลัพธ์อื่นๆ พบว่าไม่มีประโยชน์ใดๆ ในผู้ป่วยวิกฤตที่มีภาวะติดเชื้อ[ 54 ]
แอนติทรอมบินที่ถูกตัดและแฝงอยู่

การตัดที่ตำแหน่งปฏิกิริยาส่งผลให้เกิดการดักจับโปรตีเอสของทรอมบิน โดยลูปของตำแหน่งปฏิกิริยาที่ถูกตัดจะเคลื่อนที่ไปพร้อมกับโปรตีเอสที่จับอยู่ ทำให้ลูปก่อตัวเป็นสายที่หกพิเศษตรงกลางของแผ่นเบต้า A การเคลื่อนที่ของลูปของตำแหน่งปฏิกิริยานี้สามารถเหนี่ยวนำได้โดยไม่ต้องมีการตัด โดยโครงสร้างผลึกที่ได้จะเหมือนกับโครงสร้างของคอนฟอร์เมชันแฝงทางสรีรวิทยาของสารยับยั้งการทำงานของพลาสมิโนเจน-1 (PAI-1) [ 55 ]ด้วยเหตุนี้ คอนฟอร์เมชันของแอนติทรอมบินที่ลูปของตำแหน่งปฏิกิริยาถูกรวมเข้ากับส่วนหลักของโปรตีนโดยไม่ถูกตัด จึงเรียกว่าแอนติทรอมบินแฝง ในทางตรงกันข้ามกับ PAI-1 การเปลี่ยนผ่านของแอนติทรอมบินจากคอนฟอร์เมชันปกติหรือดั้งเดิมไปเป็นคอนฟอร์เมชันแฝงนั้นไม่สามารถย้อนกลับได้
แอนติทรอมบินดั้งเดิมสามารถเปลี่ยนเป็นแอนติทรอมบินแฝง (L-แอนติทรอมบิน) ได้โดยการให้ความร้อนเพียงอย่างเดียวหรือให้ความร้อนในขณะที่มีซิเตรตอยู่ ด้วย [ 56 ] [ 57 ]อย่างไรก็ตาม หากไม่มีการให้ความร้อนมากเกินไปและที่อุณหภูมิ 37 °C (อุณหภูมิร่างกาย) แอนติทรอมบินทั้งหมดที่ไหลเวียนอยู่ในเลือด 10% จะถูกเปลี่ยนเป็น L-แอนติทรอมบินภายในระยะเวลา 24 ชั่วโมง[ 58 ] [ 59 ]โครงสร้างของ L-แอนติทรอมบินแสดงในรูปที่ 6
โครงสร้างสามมิติของแอนติทรอมบินดั้งเดิมได้รับการกำหนดครั้งแรกในปี 1994 [ 31 ] [ 32 ]โปรตีนตกผลึกอย่างไม่คาดคิดเป็นเฮเทอโรไดเมอร์ที่ประกอบด้วยโมเลกุลของแอนติทรอมบินดั้งเดิมหนึ่งโมเลกุลและโมเลกุลของแอนติทรอมบินแฝงหนึ่งโมเลกุล แอนติทรอมบินแฝงเมื่อเกิดขึ้นจะเชื่อมต่อกับโมเลกุลของแอนติทรอมบินดั้งเดิมทันทีเพื่อสร้างเฮเทอโรไดเมอร์ และจะสามารถตรวจพบได้ด้วยวิธีการวิเคราะห์ก็ต่อเมื่อความเข้มข้นของแอนติทรอมบินแฝงเกิน 50% ของแอนติทรอมบินทั้งหมด[ 59 ]ไม่เพียงแต่รูปแบบแฝงของแอนติทรอมบินจะไม่มีฤทธิ์ต่อโปรตีเอสการแข็งตัวของเลือดเป้าหมายเท่านั้น แต่การเกิดไดเมอร์กับโมเลกุลของแอนติทรอมบินดั้งเดิมที่มีฤทธิ์ยังส่งผลให้โมเลกุลดั้งเดิมไม่มีฤทธิ์อีกด้วย ผลกระทบทางสรีรวิทยาของการสูญเสียกิจกรรมของแอนติทรอมบิน ไม่ว่าจะผ่านการก่อตัวของแอนติทรอมบินแฝงหรือผ่านการก่อตัวของไดเมอร์ในภายหลัง จะรุนแรงขึ้นเนื่องจากความชอบในการเกิดไดเมอร์ระหว่าง β-แอนติทรอมบินที่ถูกกระตุ้นด้วยเฮปารินและแอนติทรอมบินแฝง มากกว่า α-แอนติทรอมบิน[ 59 ]
แอนติทรอมบินรูปแบบหนึ่งซึ่งเป็นตัวกลางในการแปลงระหว่างแอนติทรอมบินรูปธรรมชาติและรูปแบบแฝงได้รับการแยกออกมาแล้ว และเรียกแอนติทรอมบินนี้ว่า พรีแลตเทนต์แอนติทรอมบิน[ 60 ]
แอนติทรอมบินต้านการสร้างหลอดเลือดใหม่
การสร้างหลอดเลือดใหม่เป็นกระบวนการทางสรีรวิทยาที่เกี่ยวข้องกับการเจริญเติบโตของหลอดเลือด ใหม่ จากหลอดเลือดที่มีอยู่เดิม ภายใต้สภาวะทางสรีรวิทยาปกติ การสร้างหลอดเลือดใหม่จะถูกควบคุมอย่างเข้มงวดและควบคุมโดยความสมดุลของสารกระตุ้นการสร้างหลอดเลือดใหม่และสารยับยั้งการสร้างหลอดเลือดใหม่ การเจริญเติบโต ของเนื้องอกขึ้นอยู่กับการสร้างหลอดเลือดใหม่ และในระหว่างการพัฒนาของเนื้องอก จำเป็นต้องมีการผลิตปัจจัยกระตุ้นการสร้างหลอดเลือดใหม่อย่างต่อเนื่องควบคู่ไปกับการลดปริมาณของปัจจัยยับยั้งการสร้างหลอดเลือดใหม่ที่เซลล์เนื้องอกผลิตขึ้น[ 61 ]รูปแบบที่ถูกตัดและแฝงของแอนติทรอมบินสามารถยับยั้งการสร้างหลอดเลือดใหม่และการเจริญเติบโตของเนื้องอกในแบบจำลองสัตว์ได้อย่างมีประสิทธิภาพ[ 62 ]รูปแบบก่อนแฝงของแอนติทรอมบินได้รับการแสดงให้เห็นว่าสามารถยับยั้งการสร้างหลอดเลือดใหม่ในหลอดทดลองแต่จนถึงปัจจุบันยังไม่ได้ทดสอบในแบบจำลองสัตว์ทดลอง
อ่านเพิ่มเติม
- แพนเซอร์-ไฮนิก, ซาบีน (2009) Antithrombin (III) - การสร้างค่าอ้างอิงในเด็ก ความเกี่ยวข้องของ DIC ปี 1992 กับปี 2007 (วิทยานิพนธ์) Medizinische Fakultät Charité - Universitätsmedizin Berlin
ลิงก์ภายนอก
- ฐานข้อมูลออนไลน์ MEROPS สำหรับ เอนไซม์เปปติเดสและสารยับยั้ง: I04.018 เก็บถาวรเมื่อ 2019-10-16 ที่Wayback Machine
- Antithrombin+III ที่ หัวข้อทางการแพทย์(MeSH) ของหอสมุดแห่งชาติสหรัฐอเมริกา
- ตำแหน่งจีโนมของยีน SERPINC1ในมนุษย์และรายละเอียดของยีนSERPINC1 ใน UCSC Genome Browser