Trombiini

Trombiini on ihmisten ja muiden selkärankaisten entsyymi, joka osallistuu veren hyytymiseen. Se muodostuu veressä olevasta protrombiinista, joka on tsymogeeni, jonka tuotto vaatii K-vitamiinia. Trombiinin toimintaa estäviä aineita, kuten dabigatraania, käytetään antikoagulanttilääkkeinä.

Trombiini pilkkoo veren fibrinogeeniä fibriiniksi. Fibriinit ovat verihiutaleiden lisäksi rakenteellisesti tärkein osa verihyytymiä. Trombiini aktivoi myös hyytymistekijöitä V, VIII ja XIII. Hyytymisen alkuvaiheen jälkeen trombiinia sitoutuu trombomoduliiniin. Tällöin trombomoduliini aktivoi proteiini C:tä, joka estää veren hyytymistä, ja TAFI:a, joka estää hyytymän hajotusta eli fibrinolyysiä.

Trombiinin nimi tulee kreikan kielen sanasta thrombus eli "verihyytymä". Protrombiinia sanotaan myös hyytymistekijäksi II (tai vain tekijäksi II) ja trombiinia hyytymistekijäksi IIa. Muita trombiinin nimiä ovat muun muassa fibrinogenaasi ja trombaasi.

Geeni
Ihmisillä protrombiinin geeni on F2. Se on kromosomissa 11 kohdassa 11p11.2. Geenin pituus on noin 21 kiloemäsparia (kbp). Siinä on 13 intronia ja 14 eksonia.

Rakenne
Ihmisten protrombiinin esiasteessa on 622 aminohappoa translaation jälkeen. Se läpikäy monia translaation jälkeisiä muutoksia: siitä muun muassa poistuu 43 aminohapon N-terminaalinen pätkä, 3 aminohappoa N-glykosyloituu ja 10 glutamaattia karboksyloituu γ-karboksiglutamaateiksi K-vitamiiniriippuvaisesti. Muun muassa varfariini estää tätä karboksylaatiota.

Valmis protrombiini on glykoproteiini. Sen massa on 72 kDa. Siinä on 579 aminohappoa ja 4 proteiinidomeenia, joita yhdistää 3 lenkeiksi kutsuttua aluetta (suluissa ovat aminohappojen numerot alkaen N-terminaalista):

Gla (1–46) – tässä domeenissa ovat γ-karboksiglutamaatit, joiden yleisesti käytetty lyhenne on Gla.
lenkki 1 (46–65)
kringle 1 (65–143)
lenkki 2 (143–170)
kringle 2 (170–248)
lenkki 3 (248–285)
kymotrypsiinin kaltainen proteaasidomeeni (285–579) – tässä domeenissa on aktiivinen kohta.

Tekijä Xa katkaisee protrombiinin aminohappojen R271 ja R320 viereiset peptidisidokset ja muodostuu disulfidisidoksella C292–C439 yhdessä pysyvä A- ja B-ketju eli trombiini. Sen massa on 36.5 kDa. A-ketjussa on 36 aminohappoa ja B-ketjussa 259. A-ketjulla ei ole tunnettua toimintoa. B-ketjussa on 3 sisäistä disulfidisidosta ja aktiivinen kohta, jonka aminohapot H363, D419 ja S525 osallistuvat keskeisesti katalyysiin.

Protrombiini ilmenee ihmisissä kahtena konformeerinä: avoimena ja suljettuna. Nämä muuntuvat jatkuvasti toisikseen tasapainoreaktiossa. Suljettu muoto on yleisempi. Kuvassa alla: N/C-terminaali (N/C); Gla (vihreä); lenkki 1 (valkoinen); kringle 1 (sininen); lenkki 2 (harmaa); kringle 2 (punainen); lenkki 3 (musta); R271–R320 välinen aktivaatiossa poistuva alue (purppura); proteaasidomeeni (pinkki); katalyyttiset aminohapot H363, D419 ja S525 (syaanit); disulfidisidokset (keltaiset). Kuvan suljettua konformaatiota imitoivassa mutantissa on disulfidisidos (oranssi), jota ei ole normaalissa protrombiinissa.

Toiminta
Ihmisillä protrombiini muodostuu pääosin maksassa, josta se vapautuu vereen. Sen pitoisuus veriplasmassa on noin 100 µg/ml ja puoliintumisaika 60 tuntia.

Tekijä Xa muuntaa protrombiinin trombiiniksi katkaisemalla protrombiinin aminohappojen R271 ja R320 viereiset peptidisidokset. Xa tekee tämän ollessaan tekijä Va:n kanssa protrombinaasissa eli Xa-Va-kompleksissa. Xa-Va on γ-karboksiglutamaattiensa sitomien kalsiumionien avulla kiinni jossakin hyytymäalueen anionisessa fosfolipidikalvossa. Pelkän R320 katkeamisessa muodostuvaa tuotetta sanotaan joskus meitsotrombiiniksi (eng. meizothrombin). Se toimii entsyyminä joissakin samoissa reaktioissa kuin trombiini, muttei kaikissa. Se voi muuntua trombiiniksi R271 katkeamisen kautta.

Trombiini edistää veren hyytymistä sillä se
pilkkoo veren fibrinogeeniä fibriiniksi, joka tuottaa verihyytymän.
pilkkoo tekijä XIII:tä aktiiviseksi tekijäksi XIIIa. XIIIa vahvistaa fibriinihyytymää tuottamalla siihen verkkosidoksia.
lisää epäsuoraan omaa tuotantoaan pilkkomalla tekijä V:tä ja tekijä VIII:tä niiden aktiivimuodoiksi Va ja VIIIa.
aktivoi verihiutaleita pilkkomalla niiden pinnan PAR1:iä (eng. Protease-Activated Receptor 1). Aktivaatio johtaa muun muassa hiutaleiden tarttumiseen toisiinsa (aggregaatioon) verenvuotokohdassa.

Myöhemmissä hyytymisreaktion vaiheissa trombiini myös vähentää hyytymistä epäsuoraan. Se sitoutuu endoteelin pinnan trombomoduliiniin, joka aktivoi proteiini C:tä. Proteiini C hajottaa muun muassa tekijöitä Va ja VIIIa, jolloin niiden hyytymistä aiheuttava vaikutus loppuu. Lisäksi trombomoduliini-trombiini-kompleksi aktivoi trombiinista riippuvan fibrinolyysin säätelijän (TAFI). TAFI poistaa lysiinitähteitä fibriinien C-terminaaleista estäen siten plasmiinin sitoutumista hyytymään. Tämä estää plasmiinin aiheuttamaa fibriinihyytymän hajotusta eli fibrinolyysiä.

Trombiinia hajottavat antitrombiini ja hepariinikofaktori II estäen siten sen toimintaa. Muita tehokkaita trombiinin estäjiä, joita ei ihmiskehossa normaalisti ilmene, ovat muun muassa hirudiini, lepirudiini, desirudiini, bivalirudiini, dabigatraani ja argatrobaani.

Lähteet

Aiheesta muualla
PubChem: Thrombin
DrugBank: Thrombin
Veren hyytymisjärjestelmä
Hydrolaasit