Gas6 Proteini ve Yapisi

Gas6 Proteini ve Yapısı

Gas6 “Growth arrest-specific gene 6” 1988’de büyümesi engellenmiş hücrelerde keşfedilmiş bir gendir (1). Bu genin kodladığı Gas6 proteini 75-kDa molekül ağırlığında, K vitaminine bağımlı protein ailesine en son katılan ve 678 aminoasitten oluşan bir proteindir. %44 aminoasit ortaklığı ile antikoagülan protein S’e yapısal olarak benzer (2). Her iki protein de amino ucuna bağlı yaklaşık 60 amino asitten oluşan Gla bölgesine sahiptir. Bu bölge K vitaminine bağımlı y-karboksilasyon ile aktive olan glutamik asit rezidüleri içerir. Apoptotik hücrelerin fagositozunda in vivo olarak önemli role sahip Gas6 ve protein S’in fonksiyonlarında Gla bölgelerinin fosfatidilserini bağlaması önemlidir. Gla bölgesini 4 adet EGF ve onları da seks hormon bağlayıcı globulin (SHBG) ile ilişkili olan 2 laminin G bölgesi izler. (Şekil 5) SHBG bölgeleri TAM reseptörlerinin bağlanması ve aktivasyonu için gereklidir

Gas6 ve protein S’in yapısal organizasyonu. Her 2 protein de tekrarlayan y-karboksiglutamik asit rezidüleri(Gla) içeren N-terminali, 4 EGF-benzeri yapı ve 2 globuler LG bölgesi(SHBG) içeren C-terminalinden oluşur.

İnsanlarda Gas6 proteini dolaşımda düşük düzeylerde bulunur (0,16-0,28 nM) (7). Akut faz reaktanı benzeri işlevi vardır ve sepsis, pankreatit gibi durumlarda düzeyi artar. Gas6, reseptörlerine bağlanarak hücre içinde bir çok sinyal mekanizmalarını uyarır. [PI3K (fosfatidilinozitol 3-kinaz), RAS, mitojen tarafından aktiflenen protein kinaz (MAPK), SRC, PLC, ERK] . Proliferasyonu artırır ve hücre ömrünü uzatır.

Yapılan çalışmalar uç kısımları koparılmış Gas6 ve sadece C-terminal globüler tekrarlarına sahip olarak geliştirilen Gas6’nın da reseptörlerin aktivasyonunda yeterli olabildiğini göstermiştir. Bu nedenle Gas6’nın N-terminal bölgesinin y-karboksilasyonda, C-terminal bölgesinin ise biyolojik aktivitesinde önemli olduğu kabul edilir (5). C-terminalindeki kalsiyum bağlayıcı kısım ve hidrofobik kısım Gas6’nın reseptörü ile ilişkisinde rol oynar. Hidrofobik kısım üzerinde meydana getirilen çeşitli mutasyonlar sonucunda reseptöre bağlanma azalır. Bu yüzden Gas6’nın reseptör bağlayıcı kısmının LG₂ bölgesindeki hidrofobik alan olduğu kabul edilir.

Fisher ve arkadaşlarının yaptığı çalışmada LG₁ bölgesindeki hidrofobik kısmın da ikinci reseptör bağlayıcı bölge olarak çalıştığı gösterilmiştir. Ayrıca Gas6’daki farklı bir peptid sekansının kalsiyum bağlayıcı kısım dışında LG₁ bölgesi üzerinde nötralizan monoklonal antikor olarak yer aldığı gösterilmiştir.

Protein S ve Gas6’nın benzer bölgeleri Gla ve EGF bölgeleridir. Protein S düz kas hücreleri için güçlü mitojen özellikte olması ve aralarındaki benzerlik nedeniyle Gas6’nın da hücre proliferasyonunda etkili olduğu düşünülmektedir.

Gas6 ve protein S’in her ikisi de TAM reseptör ailesini oluşturan Tyro3, Axl ve Mer reseptörlerinin ligandıdır ve agonisti olarak görev yaparlar. Gas6, TAM reseptörlerine karboksi ucundeki globüler bölge ile bağlanarak otofosforilasyon ile aktivasyonlarını sağlar. Gas6 nin bu üç reseptöre bağlanma afinitesi sırasıyla Axl > Tyro3 > Mer şeklindedir

Gas6 trombositlerin alfa granüllerinde bulunur (41). Trombositlerin aktivasyonu ile hücre yüzeyine çıkar. Gas6 plazma, makrofaj, bazofil, nötrofil veya perifik kanda dolaşan lenfositlerde genellikle bulunmaz. Patolojik durumlarda enflamasyon alanında, vasküler hasarda ve aterosklerotik plaklarda vasküler düz kas hücrelerinde Gas6 “up” regülasyona uğrar. Organizmadaki yaygın dağılımına bağlı olarak endotel hücrelerinde, vasküler düz kas hücrelerinde, mezengial hücrelerde, osteoklastlarda, kondrositlerde, Schwann hücrelerinde, epitelyal hücreler ve fibroblastlarda hücre yaşamının devamında ve proliferasyonunda rol oynar (2). Gas6, vasküler düz kas hücreleri için kemotaktik özelliktedir (5). Trombosit sayısının artışında önemlidir (41). Gas6 düzeyi düşük olan trombositler, düşük konsantrasyondaki agonistlerine cevap veremezler. Bunun sonucu olarak Gas6-negatif transgenik farelerde hem venöz hem de arteryal tromboza eğilim azalır. Aynı şekilde Gas6 reseptörlerinde herhangi birinin yokluğunda da trombosit agregatlarının stabilizasyonu bozulduğu için tromboza karşı doğal bir koruma sağlanır. Gas6 proteini ve TAM reseptörlerinin sentezi engellenen farelerde kanama süresi doğal tip farelere göre daha uzun bulunmuştur (41). Fakat insanlarda bu durum biraz daha farklıdır. Sensitif bir ELISA metodu kullanılarak insan plazmasında ölçülen Gas6 subnanomolar düzeylerdedir (0,16-0,28 nM) ve insan trombositlerinde Gas6 henüz ölçülememiştir. Bu yüzden insanlarda Gas6’nın trombotik süreçteki rolü aydınlatılamamıştır. Bir grubun yaptığı revers transkriptaz-polimeraz zincir reaksiyonu (RT-PCR) analizinde insan trombositlerinde Mer sentezi gösterilmiştir (41). Eğer insanlarda da Gas6 ve tromboz arasında anlamlı bir ilişki varsa, Gas6’nın trombosit dışındaki diğer kaynaklardan olaya dahil olduğu düşünülmektedir.

Gas6 erken embriyonel dönemle hücre siklusun başlamasında rol oynar (3). Gas6 düşüklüğü fertilizasyon başarısını olumsuz etkiler Gas6 sinyalizasyonu sitoplazmik matürasyon için önemlidir, nükleer matürasyonla ilgisi yoktur. Germinal vezikül ve M2 oositlerde Gas6 transkripsiyonu fazladır. 2 ve 4 hücreli embriyo döneminde azalır; 8 hücreli blastosit embriyo evresinde tekrar artar.

Gas6’nın büyüme ve hücre canlılığının sürdürülmesinde rolü vardır. Hücrelerin farklılaşmasını, fagositoz görevini sürdürmesini sağlar ve apoptozu engeller. Fosfatidilserine bağlanarak apoptotik hücrelerin fagositozunu kolaylaştırır (1). Axl reseptörü ile etkileşim sonucunda hücre migrasyonunu uyarması ve hücrelerarası adezyonda oynadığı rol nedeniyle büyüme faktörü benzeri görevleri olduğu anlaşılır. Gas6, vasküler düz kas hücrelerinde scavenger (çöpçü) reseptör sentezinin artırarak aterosklerozda rastlanan köpük hücre oluşumuna katkıda bulunur.

K Vitaminine Bagimli Proteinler

K Vitaminine Bağımlı Proteinler

K vitamini, K vitaminine bağlı proteinlerin posttranslasyonel modifikasyonununda bazı glutamik asit rezidülerinin y- karboksiglutamik aside (Gla) dönüşümünü sağlayan enzimatik reaksiyonun kofaktörüdür (33). K vitamini bağımlı proteinlerin karboksilasyonu hemostazın sağlanmasın, kemik metabolizması, büyümenin devamı ve sinyal iletimi için gereklidir. Karboksilasyona uğrayan proteinlerde kalsiyum bağlanması meydana gelir ve proteinin üç boyutlu yapısı değişir. İki fosfolipit katmanından oluşan Gla bölgesine hidrofobik kalıntılar eklemesiyle proteinler biyolojik olarak aktive olurlar. Aktivasyon sırasında fosfatidil serin, membranın dış yüzeyine çıktığı için koagülasyon proteinlerinin bağlanmasını kolaylaştırır. Hemoztazda görevli olan Gla-proteinler protrombin, faktör VII, faktör IX, faktör X, protein C, protein S ve Z’dir.

K vitamini bağımlı Gla-proteinlerinden diğerleri kemik metabolizmasında [bone gla protein (BGP) ve matriks gla protein (MGP)], büyümede [growth arrest specific protein-6 (gas6)] ve sinyal iletiminde [proline-rich gla protein (PRGP-1 ve PRGP-2)] yer alır. Ayrıca fonksiyonu tam olarak bilinmeyen protein Z de Gla-proteinlerindendir.

Protrombin

Koagülasyonda görevli trombinin öncülü olan protrombin diğer K vitamini bağımlı proteinler gibi karaciğerde sentezlenir. 72 kD ağırlığındadır. Plazma yarı ömrü yaklaşık 60 saattir. Referans aralığı %70-120’dir. Protrombin geni 11. kromozomda 11p11-q12 lokusunda bulunur.

Protrombin fonksiyonel ve yapısal olarak 2 bölgeye ayrılabilir: Gla taşıyan pro kısmı ve trombine dönüşen kısım. Pro kısmı 274 amino asitten meydana gelmiştir ve molekül ağırlığı 35000’ dir. 77 ve 101 numaralı asparajine bağlı olarak 2 oligosakkarit zinciri taşır. Pro kısmında yapısal olarak birbirine benzeyen fakat fonksiyonel olarak farklı olan 2 bölge vardır; protrombin fragman 1 ve 2. Bu iki bölge birbirine çok benzer şekilde üç disülfit bağı taşır. Her biri ilmiğe benzediği için, bu bölgeye ilmik (kringle) adı verilir.

Protrombin 20210 GA gen mutasyonu protrombin düzeyinde artışa neden olur (35). Konjenital faktör II eksikliği, K- vitamini antagonist tedavi, karaciğer hastalığı, masif kan transfüzyonu, disemine intravasküler koagülasyon (DİK) gibi durumlarda protrombin düzeyinde azalma gözlenir.

Faktör VII

Faktör VII (FVII) N-terminal bölgesinde 2 adet epidermal büyüme faktörü benzeri bölge (epidermal growth factor-like: EGF1 ve EGF2) ve y-karboksi glutamik asit (hafif zincir); C- terminalinde ise proteaz bölgesi (ağır zincir) içerir. Faktör VII, birbirine bir disülfit köprüsüyle kovalent bağlı, bir ağır zincir ve bir hafif zincirden oluşmuştur (36). Molekülün ağır zinciri aktif bölgeyi içerir. FVII aktive olarak FVIIa molekülüne dönüşür. Bu proteinin koagülasyon aktivitesi, doku faktörü ve kalsiyum varlığında görülür. Koagülasyon sırasında FVII, faktör X (FX) ve faktör IX (FIX)’u aktive eder. FIX ve FX, FVII ile yapısal olarak benzerlik gösterir.

Protein C

Protein C 62000 molekül ağırlığında bir serin proteazdır (37,38). Disülfit bağıyla kovalent olarak bağlı bir ağır zincir ve bir hafif zincirden oluşmuştur. Hafif zinciri 11 Gla içerir. Protein C, ağır zincirindeki tek bir peptid bağının (Arg -169-IIe-170) kopmasıyla, aktif formu olan, aktive protein C’ye (APC) dönüşür. Bu bölünme, trombin-trombomodulin kompleksi tarafından katalizlenir (37). APC’nin N-terminal bölgesinde Gla ve EGF bulunur. APC, koagülasyon kaskatında prokoagülan faktör V ve FVIII’in proteolitik inaktivasyonunda görev alarak antikoagülan özellik gösterir. Ca , Protein S ve fosfolipitler bu olayı destekler (37). Diğer yandan, APC’nin trombini “down” regüle ederek TAFI (trombinle aktiflenen fibrinolitik inhibitör) aktivasyonunu baskılar, böylece dolaylı yoldan fibrinolizisi sağlar. Fibrinolizis, APC’nin PAI-1 (plazminojen aktivatör inibitörü-1)’i inhibe etmesiyle de uyarılır. APC’nin, pıhtılaşmayı önleyici etkileri yanında, enflamasyon önleyici ve hücre koruyucu etkileri gibi farklı biyolojik etkilere de sahip olduğu gösterilmiştir.

Protein S

K vitamini bağımlı proteinlerden biri olan protein S tek zincirli bir plazma glikoproteinidir (39). İnsan plazmasında yaklaşık 1 ^g/ml konsantrasyonunda bulunur (40). İnsan ve sığır plazmasından saflaştırılan protein S’in aminoasit yapısı incelenmiştir. K vitamini bağımlı pıhtılaşma faktörlerinin aksine protein S’in serin proteaz fonksiyonu yoktur; aktive protein C’nin kofaktörü olarak fonksiyon görür (39). Bu kompleks trombin aktivasyonunda görevli faktör Va ve VlIa’yı inaktive eder. Bu yüzden protein S, pıhtılaşma kaskatının inhibisyonunda görevlidir. Protein S karaciğer, endotel hücreleri, testiküler hücreler, megakaryosit ve osteoblastlarda sentezlenir. Bu protein, ayrıca trombositlerde de mevcuttur. Protein S dolaşımda bir bölümü plazmada serbest olarak; diğer kısmı ise kompleman sisteminden C4 bağlayıcı proteine (C4BP) SHBG bölgesi ile bağlı olarak 2 şekilde bulunur. Protein S’in kompleman sistemindeki rolü tam olarak bilinmemesine rağmen 2 proteaz sistemi (kompleman ve koagülasyon) ile de ilişkilidir. Kalıtımsal protein C ve protein S eksikliği olan hastalarda venöz tromboza eğilim artar

%44 aminoasit ortaklığı ile antikoagülan protein S ve Gas6 yapısal olarak benzer. Her iki protein de amino ucuna bağlı yaklaşık 60 amino asitten oluşan Gla bölgesine sahiptir. Her 2 protein de Tyro3, Axl ve Mer (TAM) reseptörlerinin ligandlarıdır

K Vitamini Profilaksisi

K vitamini eksikliğine bağlı kanamalardan korumak için doğumda profilaktik K vitamini uygulanması önerilmektedir. Amerikan Pediatri Akademisi (AAP) de doğumda 1 mg K vitamini i.m olarak önermektedir. K vitaminin i.m uygulanmasının lokal travma, damar, sinir zedelenmesi, apse, osteomiyelit ve kanama gibi komplikasyonlara ender olarak da yol açması oral tedavi uygulanmasını gündeme getirmiştir. Oral tedavi için ise AAP doğumda 2 mg uygulayıp, ikinci dozu ikinci, üçüncü dozu ise dördüncü haftada önermektedir.

Pek çok çalışmada tek doz K vitaminin i.m kullanımının kas dokusunun yavaş salınan K vitamini deposu olması nedeniyle klasik ve geç tipi önlemede yeterli olduğu, tek doz oral tedavinin ise klasik tipe etkili olduğu düşünülmektedir . Lopez ve arkadaşlarının yaptığı çalışmada oral yolla uygulanan K vitamini proflaksisinin i.m. uygulanan K vitaminine üstünlüğü gösterilememiştir.

Alternatif bir kullanım şekli ise 25 g/gün olmak üzere verilen profilaksidir, ancak etkinliği tartışmalıdır. Danimarka ve Hollanda’da bilier atrezili vakaların retrospektif olarak değerlendirildiği bir çalışmada, farklı K vitamini profilaksisi uygulanmış hastalar karşılaştırılmıştır. Danimarka’da 2000 yılına kadar her bebeğe doğumda 2 mg oral K vitamini tek doz uygulanmakta, ancak yalnızca anne sütü ile beslenenlere haftalık 1 mg oral K vitamini anne sütü beslenmenin % 50’sinden fazla olduğu sürece önerilmekte, komplike doğumlarda K vitamini 2 mg i.m uygulanmakta iken, 2000 yılından sonra tüm bebeklere doğumda 2 mg oral K vitamini uygulamasına geçilmiştir. Hollanda’da ise 1990’dan beri doğumda 1 mg oral profilaksi ve anne sütü ile beslenenlere 25 ^cg/gün K vitamini 12 hafta boyunca önerilmiştir. K vitamini eksikliğine bağlı kanamaların en sık bu grupta olduğu görülmüş, i.m K vitamini ve haftalık oral K vitamini alanlarda daha az sıklıkta, formula ile beslenenlerde ise en az kanama riski görülmüştür.