血小板膜糖蛋白

血小板膜含有多种蛋白质,这些蛋白质往往连接大量的糖链而成为糖蛋白。主要的血小板糖蛋白及其结构、功能特征见下表。按照蛋白质结构、功能和配体性质,将之归入一些大的基因家族,支持止血及血栓形成的血小板膜受体包括整合素(integrin)基因家族、富含亮氨酸(leucine- rich)糖蛋白基因家族、选择素(selectin)基因家族和免疫球蛋白基因家族。

主要的血小板糖蛋白

主要的血小板糖蛋白

富含亮氨酸糖蛋白基因家族受体

GPⅠb-Ⅸ-Ⅴ复合物是血小板主要糖蛋白之一,是异质多聚体,GPⅠb由GPⅠbα(CD42b)、GPⅠbβ (CD42c)以二硫键相连而成、与GPⅨ以1:1比例组成复合物,GPV以1:2分子比例参与复合物形成(下图)。每个血小板上约有25 000个GPⅠb-Ⅸ-Ⅴ复合物分子,主要分布于血小板表面,极少数位于OCS。它们是富含亮氨酸的超家族成员,并参与细胞信号传导、细胞黏附和细胞生长发育。GPⅠbα含糖量占总分子量的60%,由610个氨基酸组成,其中485个氨基酸位于膜外侧,构成膜表面糖蛋白的主要部分,跨膜段约29个氨基酸,余下100个氨基酸位于膜内侧;GPⅠbβ也为跨膜蛋白,膜外侧、跨膜段及膜内侧的氨基酸分别为122个、25个和34个。

 GPⅠb-Ⅸ-Ⅴ复合物结构示意图

GPⅠb-Ⅸ-Ⅴ复合物结构示意图

目前已明确GPⅠb-Ⅸ-Ⅴ复合物的主要功能有:

1、vWF受体功能:在正常人血循环中血浆vWF不能直接与复合物结合,只有当vWF- A3区与血管破损处的内皮下胶原结合时,vWF发生构型改变,vWF- A1区才能与GPⅠbα的氨基端His1-Glu282结合。

2、凝血酶受体功能:凝血酶高亲和力结合位点位于GPⅠbα的氨基端His1- Glu282上,一个在阴离子化的硫酸化Tyr序列(Tyr272- Leu282),另一个在富含亮氨酸序列的羧基端侧翼片段。

3、维持血小板结构的完整性:GPⅠb-Ⅸ-Ⅴ复合物是血小板膜骨架和血小板膜间主要的附着物,在静息血小板,70%以上的GPⅠb-Ⅸ-Ⅴ与膜骨架相连,GPⅠα羧基端是血小板膜骨架中最主要的膜蛋白ABP的结合部位,两者结合是特异的。GPI 与vWF结合需要完整和骨架蛋白存在,无骨架蛋白网的血小板,缺乏与vWF的结合能力。

整合素家族受体

整合素家族是一个大的膜受体家族,整合素是α和β两种进化保守的Ⅰ型跨膜糖蛋白借非共价键所组成的异源二聚体。在血液系统中,整合素促进内皮细胞对内皮下基质的黏附,参与血管发生过程中内皮细胞的迁移和炎症发生过程中白细胞在内皮细胞中的黏附、迁移,介导血管损伤过程中血小板对暴露的内皮下组织的黏附、聚集及血栓形成。整合素也直接参与血栓性疾病、慢性炎症、肿瘤细胞转移等一系列病理过程。

GPⅡb/Ⅲa属于整合素受体家族(αⅡbβ3),是血小板上含量最丰富的膜糖蛋白,是Ca2+依赖性二聚体复合物。GPⅡb与GPⅢa两种糖蛋白在膜上以1:1构成复合物,在静息血小板中,复合物的分子数约为50 000/血小板,该复合物为一个完整的功能单位,EDTA等Ca2+螯合剂可使之解离,一旦解离受体的功能也随之丧失。因此,复合物的三级结构对受体功能有极大影响,其构型的改变是调节GPⅡb/ Ⅲa功能状态的主要机制。

GPⅡb分子量为136kDa,由重链GPⅡbα和轻链GPⅡbβ以二硫键连接而成。GPⅡbβ由胞质外区域、跨膜螺旋区域及20个氨基酸组成的胞质尾三部分构成,GPⅡbα通过二硫键与GPⅡbβ胞质外区域连接并完全暴露于血小板膜外。研究还显示GPⅡb313- 332序列在血小板激活,纤维蛋白原(Fg)与GPⅡb/Ⅲa的结合及GPⅡb/Ⅲa内向信号传导过程中起重要作用。

GPⅢa分子量为90kDa,是一富含半胱氨酸的单链蛋白,由762个氨基酸组成,分为氨基端疏水区,跨膜区及胞质区3部分。GPⅢa的A区域包含2个或3个二价离子结合位点,其中包括1个金属离子依赖型黏附区域(MIDAS),与配体的结合密切相关。

GPⅡb与GPⅢa在复合物状态下能表达血小板多种受体功能,所联结的配体包括纤维蛋白原、纤维连接蛋白(Fn)、玻璃连接蛋白、vWF等黏附蛋白分子。GPⅢa是结合这些配体的主要受体。经研究证明,纤维蛋白原与GPⅢa至少有两个结合部位,即纤维蛋白原α链上含RGD的肽段和纤维蛋白原r 链C端十二肽段。GPⅡb/Ⅲa与上述黏附蛋白分子的结合是在血小板活化后才发生的,在静息血小板中并无此结合作用。

在电镜下,GPⅡb/Ⅲa复合物由3个决定区:一个球形结构及由其向两侧延伸的两条细丝。各复合物组合在膜脂质时,其球形结构离开脂质体,而两条细丝结构则嵌合在脂质中。细丝结构可能系GPⅡb链及GPⅢa羧基端,而球形结构则为GPⅢa氨基端及GPⅡa链组成的复合物,纤维蛋白原、纤维连接蛋白(Fn)、vWF等黏附蛋白则与该复合物结合。

选择素基因家族受体

血小板P-选择素(P- selectin,GMP- 140,PADGEM,CD62P)。P-选择素是一个富含半胱氨酸,高度糖化的蛋白质,分子骨架由一条多肽链构成,分子量为140kDa,还原后分子量不变。P-选择素全长为830个氨基酸,从N-端开始的41个氨基酸具有疏水性,代表蛋白质的信号肽,其后的789个氨基酸为成熟跨膜型的P-选择素,从多肽链的N端开始,依次为一个植物凝集素(lectin)区,一个表皮生长因子(EGF)区,九个重复的补体调节蛋白序列,一个跨膜区和一个胞质区。其中Lectin区为P- selectin的主要功能部位,参与细胞间的相互作用,而EGF区支撑Lectin区的空间结构。

P-选择素在蛋白质水平上有两种存在形式,其一是具有跨膜区域的整合型,主要存在于静止血小板的α颗粒上和活化血小板的质膜上,也可存在于血管内皮细胞的棒管状小体(Weibel- Palade)和巨核细胞上。静止血小板膜表面平均每个血小板仅表达700个P-选择素分子,如果被凝血酶等活化,血小板内的α颗粒通过OCS与质膜融合,使平均每个血小板质膜上表达(1. 0~1. 3)×104个P-选择素分子,故P-选择素在血小板质膜上的表达或其阳性血小板的百分率的增加被认为是活化血小板的特异性标志物。另一种则是缺乏跨膜区域的分子,称可溶性P-选择素(sP- selectin),血小板活化时sP- selectin释放到血浆中,因此P-选择素是反映血小板活化的分子标志。

腺苷二磷酸受体

腺苷二磷酸(ADP)是人体内重要的血小板诱导剂。ADP受体属嘌呤类受体(P2受体),可分为二类:一类为G蛋白耦联的P2Y,另一类为配体门控离子通道的P2X1。人类P2Y1受体含373个氨基酸,具有典型的G蛋白耦联受体的结构特征,P2Y12受体为Gi蛋白耦联的ADP受体,该受体缺陷的患者存在通过Gi相关的ADP诱导的血小板先天缺陷。P2X1受体参与ADP诱导的血小板的Ca2+快速内流,属ATP门控通道,为介导快速(10ms内)和选择性的阳离子通道。人P2X1受体含399个氨基酸。

P2Y1和P2Y12可分别激活Gq和Gi途径,这对于ADP诱导的血小板聚集是必须的,对任一受体的抑制均可阻断聚集。P2Y1受体在早期血小板活化中起作用,参与血小板形态改变;P2Y12受体对于聚集具有协同放大作用,参与了ADP对于血小板的刺激过程。

胶原受体

GPⅠa-Ⅱa复合物(VLA- 2,α2β1,CD49b/CD29)

GPⅠa亚单位参与胶原的结合,Mg2+是结合必需的。可能机制是血小板首先通过其GPⅥ黏附至胶原,血小板被活化后,GPⅠa-Ⅱa构象改变,与胶原亲和力增加。但在高剪切力下,GPⅠa-Ⅱa 和GPⅥ的作用不足以使血小板黏附至胶原,必须有GPⅠb和VWF的参与。在受损血管处,GPⅠb和VWF-胶原的结合使血小板在内皮下滚动直至牢固黏至内皮下。

缺乏GPⅠa的血小板则出现缺乏黏着在胶原表面能力及对胶原诱导的血小板缺乏聚集反应。

GPⅥ(GPⅢb,CD36)

GPⅥ为Ⅰ型单链跨膜糖蛋白,分子量为62kDa,属免疫球蛋白超家族成员,它与Fcγ链形成复合物,参与胶原结合。GPⅥ基因,编码319个氨基酸残基和20个氨基酸信号肽,分子结构分为胞外区、跨膜区和胞内区。胞外区有2个免疫球蛋白样结构域和含多个O糖基化位点的黏蛋白样富含丝/苏氨酸区域,为分子的空间活动提供一定的柔韧度;位于GPⅥ跨膜区19个氨基酸中第3位带正电荷的精氨酸与免疫球蛋白Fc受体γ链跨膜区的天门冬氨酸残基以盐键相连,组成受体复合物;胞内区含51个氨基酸,不含酪氨酸残基,但含有2个独特序列,一个是靠近跨膜区富含碱性氨基酸的区域,能与钙调蛋白结合;另一个是位于中部的富含脯氨酸基序,可选择性与Src家族酪氨酸激酶Fyn和Lyn的SH3区结合。

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