Кіріспе
Адамда кездесетін сүтқоректілер ақуызы. Тромбоксан А синтетазасы 1 (тромбоциттер, цитохром P450, 5-ші отбасы, А подтобы), сондай-ақ TBXAS1 деп те аталады, – бұл цитохром P450 ферменті, және адамдарда ол TBXAS1 генімен кодталады.
Thromboxane A synthase 1 (, platelet, cytochrome P450, family 5, subfamily A), also known as TBXAS1, is a cytochrome P450 enzyme that, in humans, is encoded by the TBXAS1 gene.
Функция
Бұл ген цитохром P450 ферменттер суперотбасының бір мүшесін кодтайды. Цитохром P450 ақуыздары – дәрілік заттар метаболизміне және холестерин, стероидтар және басқа липидтердің синтезіне қатысатын көптеген реакцияларды катализдейтін монооксигеназалар. Дегенмен, бұл ақуыз цитохром P450 суперотбасының мүшесі ретінде функционалдық емес, тізбектелген ұқсастығы негізінде қарастырылады. Бұл эндоплазмалық тор қабық ақуызы H2 простагландинін тромбоксан А2-ға, яғни күшті қантамыр тарылтқышы және тромбоциттердің жиналуын күшейтуге, сондай-ақ 12-гидроксигептадекатриено қышқылына (яғни 12(S)-гидрокси-5Z,8E,10E-гептадекатриено қышқылы немесе 12 HHT) – лейкотриен B4 рецепторларының (яғни BLT2 рецепторларының) агонистіне және BLT2 рецепторларының белгілі бір әрекеттерінің медиаторына айналуын катализдейді. Фермент гемостаз, жүрек-қан тамырлары аурулары және инсульт сияқты бірнеше патофизиологиялық процестерде маңызды рөл атқарады. Ген екі транскрипт вариантына ие.
Құрылымы
Адамның тромбоксан А (TXA) синтетазасы – 533 аминқышқылы бар 60 кДа цитохром P450 ақуызы және гема протездік тобы. Эндоплазмалық торға бекітілген бұл фермент тромбоциттерде, моноциттерде және басқа да бірнеше жасуша түрлерінде кездеседі. NH2 шеткі бөлігі екі гидрофобтық сегментті қамтиды, олардың екіншілік құрылымы спиральді деп есептеледі. Дәлелдер бұл пептидтердің фермент үшін мембраналық ілмек ретінде қызмет ететінін көрсетеді. Сонымен қатар, полимераза тізбектік реакциясы (ПТР) әдістері арқылы жасалған кДНК клондарының зерттелуі TXA синтетазасының бастапқы құрылымын одан әрі анықтады. Цитохром P450 отбасының басқа мүшелеріне ұқсас, TXA синтетазасы цистеин қалдығының тиолат тобына, атап айтқанда цистеин 480-ге координацияланған гема тобына ие. Бұл позицияда алмастыру жүргізген мутагенез зерттеулері каталитикалық белсенділіктің жоғалуына және гемамен байланыстың әлсіреуіне әкелді. Осыған ұқсас нәтижелерге ие болған басқа қалдықтар W133, R478, N110 және R413 болды. Гема пропионат топтарының жанында немесе геманың алыс бетінде орналасқан бұл қалдықтар геманың апопротеинге дұрыс енуі үшін де маңызды. Өкінішке орай, зерттеушілер TXA синтетазасының кристалдық құрылымын алуда қиындыққа тап болды, себебі мембранадан детергенттік өңдеу арқылы бөліп алу қажет болды, бірақ олар 3D құрылымды жасау үшін гомологиялық модельдеуді пайдаланды. Бір модель екі доменді көрсетті: альфа-спиральға бай домен және бета-параққа бай домен. Гема I және L спиральдерінің арасында орналасқан.
Механизм
Тромбоксан А (TXA) простагландин H2 (PGH2) молекуласынан түзіледі. PGH2 салыстырмалы түрде нашар эпидиокси байланысын қамтиды, ал ықтимал механизм эпидиоксидтің гомолиттік үзілуі мен TXA-ға қайта құрылуын қамтиды. Бұл механизмде TXA синтетазасының активті орнындағы гема тобы маңызды рөл атқарады. Субстрат аналогы және рекомбинантты TXA синтетазасымен жүргізілген тоқтатылған ағынды кинетикалық зерттеулер субстраттың байланысы екі қадамда жүзеге асатынын көрсетті. С11 орнында еркін оттегі радикалы пайда болады, ал бұл аралық қосылыс сақинасы ажырайды. Еркін радикал енді С12 орнында болғаннан кейін, темір гема бұл радикалды карбокатионға тотықтырады. Молекула енді ішкі сақинаның қалыптасуына дайын. Теріс зарядталған оттегі карбонилге шабуыл жасайды, ал екі байланыстың бірінен электрондар карбокатионға тартылып, сақина жабылады.
Биологиялық маңызы
Организмде простациклиндер мен тромбоксандар арасындағы тепе-теңдікті сақтау маңызды, әсіресе осы екі эйкозаноидтың әсерлері бір-біріне қарама-қарсы болғандықтан. Тромбоксан синтезін катализдеуде TXA синтетазасы өндірілетін тромбоксан мөлшерін реттейтін ағын жолына қатысады. Бұл реттеу қан қысымын реттеу, қан ұю және қабыну реакциялары сияқты бірнеше процестерде маңызды рөл атқарады. TXA синтетазасының бұзылуы және простациклин-тромбоксан арақатынасының тепе-теңдігінің бұзылуы өкпе гипертензиясы сияқты көптеген патологиялық жағдайлардың себебі болуы мүмкін деп есептеледі. Тромбоксандар тамырлардың тарылуына және тромбоциттердің жинақталуына қатысқандықтан, олардың үстемдігі тамырлар гомеостазын бұзып, тромбоздық тамыр оқиғаларына әкелуі мүмкін. Тромбоксандар мен олардың синтезінің тамырлар гомеостазындағы маңыздылығы TXA-ға жауап бермейтін тромбоциттерде гемостаздық ақаулардың анықталуымен және тромбоциттердегі TXA өндірісінің жетіспеушілігі қан кету бұзылыстарына әкелгенімен дәлелденеді. Сонымен қатар, TXA синтетазасының экспрессиясы қатерлі ісіктердің дамуы мен прогрессиясы үшін маңызды болуы мүмкін екені анықталды. TXA синтетазасының экспрессиясының жалпы жоғарылауы папиллярлық қалқанша безінің карциномы, простата қатерлі ісігі және бүйрек қатерлі ісігі сияқты түрлі қатерлі ісіктерде байқалды. Қатерлі ісік жасушаларының шексіз клеткалық көбейту әлеуеті бар екені белгілі, және эйкозаноид профиліндегі өзгерістер қатерлі ісік өсуіне әсер етуі мүмкін деген гипотеза бар. Зерттеулер TXA синтетазасының өсу, апоптозды тежеу, ангиогенез және метастаздарды қоса алғанда, ісік жасушаларының тірі қалу жолдарына үлес қосатынын көрсетті.