Jurnal Internasional Hairpin dan regulasi alosterik dalam ADAMTS13

Download Jurnal Disini

Dalam edisi ini Darah Muia et al1 dan Zhu et al2 menggunakan pendekatan pelengkap, memberikan wawasan penting ke dalam struktur dan fungsi ADAMTS13 (disintegrin dan metalloproteinase dengan pengulangan thrombospondin-1, anggota 13), mengidentifikasi fitur struktural penting dan interaksi yang mengatur aktivitas proteolitik secara alosterik pada faktor von Willebrand (VWF).

Organisasi domain ADAMTS13.

Thrombotic thrombocytopenic purpura (TTP) adalah penyakit yang menghancurkan dan mengancam jiwa yang ditandai dengan penyakit yang luas. deposisi platelet oklusif dan trombi kaya VWF dalam mikrosirkulasi. TTP disebabkan oleh defisiensi ADAMTS13 protease yang membelah VWF, yang merupakan satu-satunya protein yang diketahui mengatur fungsi adhesif VWF. Semakin banyak bukti menunjukkan bahwa VWF terlibat dalam banyak gangguan, termasuk trombosis arteri dan vena dalam, stroke, aterosklerosis, krisis sel sabit, sepsis, dan mikroangiopati trombotik lainnya. Ada peningkatan minat dalam menggunakan ADAMTS13 tidak hanya untuk mengobati TTP tetapi juga untuk mengendalikan beragam trombosis terkait VWF. Oleh karena itu, pemahaman yang lebih baik tentang mekanisme kerjanya sangat penting untuk potensi penggunaannya.

ADAMTS13 adalah metalloprotease yang terdiri dari domain berikut: metalloprotease (M), seperti disintegrin (D), thrombospondin-1 repeat (T) , Cys-rich (C), spacer (S), 7 pengulangan thrombospondin-1 tambahan (T2-T8), dan 2 domain CUB (CUB1-2) (lihat gambar). Meskipun domain proksimal MDTCS cukup untuk membelah substrat peptida berdasarkan urutan lokasi pembelahan domain VWF-A2, domain T2-T8 dan CUB1-2 distal diperlukan untuk memotong multimer VWF di bawah tegangan geser. Penghapusan domain distal merusak kemampuan ADAMTS13 untuk memotong multimers VWF di bawah geser, tetapi secara mengejutkan meningkatkan kemampuannya untuk memotong substrat peptida. 3 Temuan ini mengarah pada gagasan bahwa domain distal sebagian mengganggu proksimal. domain untuk mempertahankan molekul dalam keadaan terhambat secara otomatis. Konsisten dengan ide ini, beberapa antibodi monoklonal khusus untuk domain distal juga mampu meredakan autoinhibisi. 4 Temuan ini mengarah pada hipotesis bahwa ADAMTS13 mengasumsikan konformasi autoinhibisi asli di mana domain distal berinteraksi dengan domain proksimal. , sebagian menghambat akses ke pusat aktif protease. Pemotongan, interaksi dengan antibodi, atau perubahan pH, secara allosterik dapat mengaktifkan domain metaloprotease proksimal. Zanardelli dkk menunjukkan dalam penelitian resonansi plasmon permukaan bahwa domain distal ADAMTS13 dapat mengikat domain D4-CK dari VWF di bawah tegangan geser rendah atau kondisi statis, 5 menunjukkan bahwa interaksi awal antara ADAMTS13 dan VWF ini tidak hanya dapat menghidupkan ADAMTS13 tetapi juga menyandingkan ADAMTS13 untuk lebih berinteraksi dengan eksosit dalam domain A2 VWF yang terpapar oleh tegangan geser tinggi. 6 Jika situs pembelahan dalam domain VWF-A2 tidak dapat diakses, ADAMTS13 akan terpisah dari VWF dan kembali ke keadaan terlarang.

Studi kristalografi dari fragmen DTCS dari ADAMTS13 menunjukkan bahwa domain M dan T2 yang mengapit fragmen DTCS harus terletak di ujung yang berlawanan dari fragmen. CUB1-2 untuk menghubungi MDTCS, pembalikan arah rantai polipeptida harus terjadi di domain distal. Dalam masalah ini, Muia et al melakukan analisis filogenetik pada ADAMTS13 dan mengamati variabilitas tinggi dalam jumlah domain T distal di ADAMTS13 dari 206 spesies. Pigeon ADAMTS13, yang hanya mengandung 3 pengulangan T distal, mempertahankan regulasi alosterik. Penghapusan serupa dari domain T3 ke T6 pada ADAMTS13 manusia, hanya mempertahankan 3 pengulangan T distal (T2, T7, dan T8), juga menghasilkan molekul minimal yang mempertahankan regulasi allosterik pembelahan peptida serta aktivitas pembelahan multimer VWF. Studi-studi ini menunjukkan bahwa 3 pengulangan T distal cukup untuk memediasi pembalikan rantai polipeptida dan menjaga interaksi yang memediasi regulasi alosterik. Dalam makalah yang menyertai dalam masalah ini, Zhu et al menggunakan hamburan sinar-X sudut kecil untuk mengkarakterisasi amplop molekul molekul ADAMTS13 manusia asli dan terpotong. Studi-studi ini memberikan bukti struktur jepit rambut di mana urutan linker fleksibel 29-residu antara T4 dan T5 tampaknya membentuk puncak, dan T2-T4 dan T5-T8 membentuk 2 lengan jepit rambut. Mereka juga memberikan bukti pendukung untuk interaksi stabil MDTCS dengan distal T7, T8, dan CUB1. Urutan linker 58-residu lainnya antara T8 dan CUB1 juga memfasilitasi interaksi CUB1 dengan MDTCS untuk memediasi regulasi alosterik. Meskipun tidak pada resolusi atomik, studi ini memberikan bukti kunci interaksi intramolekul penting untuk regulasi alosterik.

Informasi dari 2 makalah memberikan wawasan penting ke dalam mekanisme molekuler dari regulasi alosterik dalam ADAMTS13. Mekanisme ini mencakup perubahan konformasi yang diinduksi oleh media yang mengubah ADAMTS13 menjadi keadaan diaktifkan, siap untuk terlibat dan membelah media dengan kekhususan tinggi. Pemahaman yang ditingkatkan ini sangat penting untuk pengembangan ADAMTS13 sebagai agen terapi untuk mengobati gangguan trombotik terkait VWF.

Download Jurnal Disini

Tags: