Biologické aspekty

Gen pro faktor X se nachází na chromozomu 13 na pozici q34, v sousedství genu pro faktor VII. Rozkládá se na ~27 kb a má sedm intronů a osm exonů. Exon I kóduje signální peptid, exon II propeptid/Gla doménu, exon III C-koncovou část Gla domény a zásobník aromatických aminokyselin, exony IV a V domény podobné EGF, exon VI oblast aktivačního peptidu a exony VII a VIII katalytickou doménu . Faktor X je syntetizován především v játrech, ale jeho mRNA a/nebo protein o délce ~1700 nukleotidů byly zjištěny v několika dalších tkáních. Faktor X je vylučován do krve (normální koncentrace 5-10 μg ml-1). Protein podléhá rozsáhlé posttranslační modifikaci . Signální peptid je odstraněn signální peptidázou během translokace do endoplazmatického retikula, kde je 11 Glu zbytků v Gla doméně γ-karboxylováno γ-glutamylkarboxylázou. Poté následuje proteolytické odstranění propeptidu subtilisinu podobným enzymem furinem. Asp63 v první doméně podobné EGF je přeměněn na kyselinu erythro-β-hydroxyasparagovou pomocí dioxygenázy . V aktivačním peptidu jsou Thr159 a Thr171 O-glykosylovány a Asn181 a Asn191 jsou N-glykosylovány. Zdá se, že O-vázané sacharidové části jsou důležité pro účinnou aktivaci faktoru X. Aktivační peptid hovězího faktoru X obsahuje sulfátovou skupinu O-esterifikovanou na Tyr160. V trans-Golgiho aparátu se polypeptid faktoru X štěpí na vazbě Arg142↓Ser143 za vzniku dimeru s disulfidovou vazbou. Tři C-koncové zbytky lehkého řetězce (Arg140-Lys141-Arg142) jsou nějakým způsobem odstraněny buď před sekrecí, nebo v plazmě.

Aktivace faktoru X na serinovou proteázu probíhá převážně hydrolýzou vazby Arg194↓Ile195 v těžkém řetězci, čímž se uvolní 52-reziduální aktivační peptid za vzniku faktoru Xaα. Štěpení způsobí přeskupení nového N-konce těžkého řetězce, takže Ile195 se může podílet na tvorbě vazebné kapsy pro substrát vytvořením solného můstku s Asp378 . To také přispívá k vytvoření vazebných míst pro Na+ a faktor Va a zřejmě způsobuje přechod od zymogenu k aktivní proteáze. Druhým štěpením, zprostředkovaným plazminem nebo autokatalytickým, na vazbě Lys435↓Ser436 vzniká faktor Xaβ . Prokoagulační aktivita obou forem faktoru Xa je podobná.

Aktivace faktoru X probíhá dvěma hlavními cestami. Je aktivován faktorem VII/VIIa v komplexu s neenzymatickým membránově vázaným kofaktorem, tkáňovým faktorem (TF). Tato cesta se nazývá “vnější cesta” a je zodpovědná za zahájení koagulace, probíhající především na povrchu poškozených endoteliálních buněk a makrofágů, ale pravděpodobně také na aktivovaných krevních destičkách . Alternativně je faktor X aktivován na povrchu destiček membránově vázaným “tenázovým” komplexem složeným z faktoru IXa, jeho kofaktoru faktoru VIIIa a vápenatých iontů, který aktivuje faktor X ~ 106krát rychleji než samotný faktor IXa . Tato “vnitřní cesta” je zodpovědná za zesílení koagulačního procesu (viz také kapitola 640) a její význam ilustruje skutečnost, že dědičný nedostatek faktorů IX nebo VIII způsobuje hemofilii B, resp. Faktor X tedy hraje klíčovou roli při srážení krve v místě konvergence obou koagulačních drah. V souladu s tím bylo identifikováno několik vzácných mutací v genu pro faktor X, které vedou ke sklonu ke krvácení různé závažnosti (např. Chafa et al. , Bereczky et al. ). Teoreticky by injekce faktoru Xa pacientům s hemofilií měla obejít vnitřní cestu a umožnit tvorbu trombinu, což se však nedaří kvůli krátkému poločasu rozpadu faktoru Xa v plazmě. Mutanty, u nichž je nahrazen Ile16 nebo Val17, však mají mnohem delší poločas rozpadu, protože v plazmě hemofiliků netvoří komplexy s antitrombinem III nebo inhibitorem tkáňového faktoru, a přesto jsou schopny aktivovat protrombin, a mohou tak být užitečnými terapeutickými látkami .

Faktor X může být také aktivován alternativní cestou, která je iniciována na povrchu leukocytů a může vyvolat srážení. V tomto případě je zymogen vázán β2-integrinem Mac-1 (CD11b) a k aktivaci dochází hydrolýzou peptidové vazby Leu177↓Leu178 v aktivačním peptidu; štěpení provádí katepsin G, který je vylučován stimulovanými leukocyty . Mac-1 váže faktor X s vysokou afinitou (Kd ~ 30 nM), ale nemá afinitu k faktoru Xa. Enzymy obsažené v jedu hadů (např. RVV-X; ) (kapitola 235) a dalších toxických živočichů mohou rovněž aktivovat faktor X.

Kromě přímé účasti na srážení krve interaguje faktor Xa se signálními receptory na povrchu mnoha typů buněk. Může tak vyvolat řadu reakcí, včetně aktivace buněk, genové exprese a mitogeneze. Byl klonován receptor faktoru Xa označovaný jako efektor cell protease receptor-1 (EPR-1), který má určitou strukturální podobnost s lehkým řetězcem faktoru V . EPR-1 neváže faktor X, zatímco faktor Xa vytváří komplex proteáza-receptor, který indukuje expresi cytokinových genů a uvolňování růstového faktoru odvozeného od destiček. Zdá se, že v endoteliálních buňkách uplatňuje faktor Xa své účinky tím, že se připojuje k EPR-1 a následně štěpí a aktivuje receptor aktivovaný proteázou-2 (PAR-2) . PAR-2 patří do rodiny receptorů spřažených s G proteinem, které se aktivují odštěpením N-koncového peptidu; nový N-konec (“vázaný ligand”) se pak vloží do těla receptoru a aktivuje jej. Existují také důkazy, že faktor Xa může vyvolat buněčnou signalizaci v buňkách cévní stěny aktivací PAR-2 a/nebo PAR-1 mechanismem, který je nezávislý na EPR-1 (např. McLean et al. ). Faktor Xa aktivuje PAR-1 s účinkem, že epiteliální nádorové buňky vstupují do apoptózy a migrace buněk karcinomu prsu, tlustého střeva a plic je inhibována . V epiteliálních buňkách probíhá signalizace prostřednictvím dráhy extracelulárně regulované kinázy (ERK), což vede k upregulaci Bim a aktivaci kaspázy-3 . V buňkách karcinomu prsu se aktivují dráhy Rho/ROCK a Src/FAK/paxilin vedoucí k fosforylaci lehkých řetězců myozinu, aktivaci LIMK1, inaktivaci kofilinu a stabilizaci aktinových filament, které jsou neslučitelné s migrací buněk .

Faktor Xa má další fyziologické a patologické role. Je exprimován v makrofázích bronchoalveolární laváže z myších modelů astmatu, kde indukuje produkci mucinu . Faktor Xa zprostředkovává vazbu adenoviru 5 na hepatocyty prostřednictvím proteinu hexon a základní zbytky v serinové peptidázové doméně jsou pro tuto interakci nezbytné . U koronaviru SARS je protein spike, který se váže na receptory hostitele, štěpen faktorem Xa na podjednotky, což usnadňuje virovou infekci .

.