Complejo de glicoproteína Ib-IX-V
Receptor de membrana

El complejo GPIb-IX-V es un complejo receptor de membrana profuso que se origina en los megacariocitos y funciona exclusivamente en la superficie de las plaquetas . [1] Funciona principalmente para mediar el primer paso crítico en la adhesión plaquetaria, al facilitar la unión al factor de von Willebrand (VWF) en el subendotelio dañado en condiciones de alta tensión de corte del fluido . [2] [3] Aunque el ligando primario para el receptor GPIb-V-IX es VWF, también puede unirse a varios otros ligandos en la circulación, como la trombina , la P-selectina , el factor XI , el factor XII , el cininógeno de alto peso molecular y las bacterias . GPIb-IX-V ofrece un papel crítico en la trombosis , la metástasis y el ciclo de vida de las plaquetas, y está implicado en varios procesos patológicos trombóticos como el accidente cerebrovascular o el infarto de miocardio . [1] [2]

Estructura molecular

Descripción general

GPIb-IX-V consta de cuatro subunidades diferentes, a saber: GPIbα ( peso molecular (PM) 135 kDa ), GPIbβ (PM 26 kDa), GPIX (PM 20 kDa) y GPV (PM 82 kDa). El complejo se ensambla de tal manera que GPIbα, GPIbβ y GPIX forman un complejo proteico altamente integrado en una estequiometría de 1:2:1; y esto se asocia débilmente con GPV dando como resultado una relación estequiométrica general de 1:1. [1] [4] [5] [6]

Cada subunidad del complejo es una proteína transmembrana (TM) tipo I que consta de un ectodominio (dominio extracelular) de repetición rica en leucina (LRR) , una única hélice transmembrana y una cola citoplasmática relativamente corta que carece de actividad enzimática . [1] [7]

La estabilización cuaternaria del receptor se ve facilitada por interacciones covalentes y no covalentes . La subunidad GPIbα está unida a dos subunidades GPIbβ a través de enlaces disulfuro proximales a la membrana , mientras que GPIX se asocia estrechamente a través de interacciones no covalentes con GPIb. [4] [5] [7] La ​​expresión concomitante de las tres subunidades es necesaria para permitir la expresión efectiva de GPIb-IX en la superficie de la célula plaquetaria y el análisis de la expresión del receptor en células de ovario de hámster chino (CHO) transfectadas ha respaldado además que la interacción entre estas subunidades también actúa para estabilizarlas. [1]

Vista desde la parte superior de la porción proximal de la membrana de GPIb-IX indicando en rojo los enlaces disulfuro entre GPIbα y GPIbβ.

Cada una de las cuatro subunidades (GPIbα, GPIbβ, GPIX y GPV) forma parte de la superfamilia de motivos repetidos ricos en leucina. Estas secuencias repetidas ricas en leucina tienden a tener una longitud de aproximadamente 24 aminoácidos y se presentan de forma individual o en repeticiones en tándem flanqueadas por estructuras de bucle disulfuro conservadas en los extremos N y C. [3] Sin embargo, aunque existen estas similitudes estructurales, existen genes distintivos que existen en diferentes cromosomas del genoma que codifican los polipéptidos que forman el complejo GPIb-V-IX.

Los cuatro genes que codifican los componentes del receptor en humanos tienen una organización sencilla en la que la secuencia codificante está contenida dentro de un único exón , con excepción del gen de GPIbβ, que contiene un intrón 10 bases después del codón de inicio . [3]

La GPIbα humana es el producto de un gen en el cromosoma 17, específicamente 17p12, la GPIbβ es el producto de un gen en el cromosoma 22, específicamente 22q11.2, mientras que GPV y GPIX son productos de genes que se encuentran en el cromosoma 3, específicamente 3q21 y 3q29 respectivamente. [8] En condiciones normales, las cuatro moléculas se expresan exclusivamente en el linaje plaquetario. GPIbα, GPIbβ y GPIX son necesarias para la biosíntesis efectiva del receptor y están estrechamente asociadas en la membrana plaquetaria. Por lo general, la falta de una sola subunidad disminuye significativamente la expresión superficial de todo el complejo receptor. [8] [9]

GPIbα

Diagrama de cinta que representa la estructura cristalina del dominio N-terminal de GPIbα, incluidos los sitios de unión de VWF A1 y de trombina.

GPIbα (CD42b) que consta de 610 aminoácidos es la subunidad principal y contiene todos los sitios de unión de ligandos extracelulares conocidos del complejo, por ejemplo: el dominio A1 del factor von Willebrand (VWF) tiene una región de unión marcada en el dominio N-terminal de GPIbα; mientras que el sitio de unión de la trombina está contenido en una secuencia rica en residuos ácidos conformacionalmente flexible que contiene tirosinas sulfatadas . [1] [3]

Un diagrama de cinta que representa los diversos componentes de la subunidad GPIbα.

La disección de la estructura cristalina del dominio de repetición rico en leucina N-terminal de GPIbα revela la presencia de un solo enlace disulfuro entre los residuos de cisteína (Cys) Cys4 y Cys17 en la región de recubrimiento N, y dos enlaces disulfuro (Cys209-Cys248 y Cys211-Cys264) en la región de recubrimiento C. Además, hay siete repeticiones ricas en leucina en tándem y sus secuencias flanqueantes en la región central de la espiral β paralela. Esta región de la espiral β paralela está formada por tres espirales laterales apiladas en capas y contiene dos residuos de asparagina (Asn21 y Asn159), que sirven como sitios de N-glicosilación . Después del dominio de repetición rico en leucina se encuentra la secuencia rica en residuos ácidos que contiene tirosinas sulfatadas, el macroglicopéptido altamente O-glicosilado, una región de tallo de aproximadamente 40 a 50 residuos, una única secuencia transmembrana y finalmente una cola citoplasmática que contiene 96 residuos de aminoácidos que incluye residuos de serina como Ser587, Ser590 y Ser609 que pueden fosforilarse . [1] [3] [10]

GPIbβ, GPIX, GPV

GPIbβ (CD42c) contiene 181 aminoácidos. En el dominio extracelular (ectodominio), tanto las regiones de recubrimiento N como de recubrimiento C, que flanquean la secuencia repetida rica en leucina, contienen dos enlaces disulfuro entrelazados. Además, solo hay una única repetición rica en leucina que da lugar a una región de bobina β paralela mucho menos curvada en comparación con la de GPIbα. GPIbβ contiene solo un sitio de N-glicosilación (Asn41) y está unido por disulfuro a GPIbα inmediatamente proximal a la membrana plasmática de la plaqueta a través de Cys122 ubicada en la unión de los dominios extracelular y transmembrana. [1] [3]

Diagrama de cintas que representa la estructura cristalina del dominio extracelular de GPIbβ . El extremo N-terminal se encuentra en la parte superior, las hebras β cóncavas se ubican a la derecha y los bucles convexos se ubican a la izquierda. Los enlaces disulfuro presentes en las regiones LRR se indican en amarillo.

El dominio citoplasmático de GPIbβ tiene una secuencia de 34 aminoácidos. La región adyacente a la membrana está enriquecida con residuos básicos y la Ser166 que se encuentra más distalmente está fosforilada y parece tener un papel en la reorganización del citoesqueleto plaquetario .

GPIX (CD42a) contiene 160 aminoácidos. El dominio extracelular, que también tiene una única secuencia repetida rica en leucina, comparte más del 45% de identidad de secuencia con su homólogo GPIbβ. Sin embargo, las secuencias transmembrana y citoplasmática son considerablemente diferentes. La cola citoplasmática de GPIX es corta y consta de 8 residuos y no se sabe que se asocie con proteínas intracelulares . También hay un residuo de cisteína (Cys154) ubicado en la unión de los dominios transmembrana y citoplasmático. El dominio extracelular de GPV contiene 13 repeticiones ricas en leucina flanqueadas por regiones de protección N y C que contienen dos enlaces disulfuro entrelazados. A esto le sigue una región de tallo, la secuencia transmembrana y una cola citoplasmática corta rica en residuos básicos. [1] [3]

Interacción de GPV con GPIb-IX a través de dominios transmembrana (TM). La imagen demuestra la accesibilidad de la hélice transmembrana de GPIbα para la asociación directa con la hélice transmembrana de GPV, así como la inaccesibilidad de la hélice transmembrana de GPIX.

La subunidad GPV (CD42d) está asociada sólo débilmente con la parte GPIb-IX del complejo receptor a través de interacciones entre los dominios transmembrana y tiene poco impacto en la expresión superficial de GPIb-IX, aunque GPIb-IX es necesaria para la expresión eficiente de GPV. [1] [6] Además, GPV no parece ser crítico para la unión de VWF o la transducción de señales . [7]

Papel en la enfermedad

Las anomalías del complejo GPIb-V-IX dan como resultado una apariencia y un funcionamiento anormales de las plaquetas, lo que resulta en el síndrome de Bernard-Soulier (BSS), una afección descrita por primera vez por Bernard J y Soulier JP [11]. Es un trastorno hemorrágico hereditario poco común, generalmente con una herencia autosómica recesiva y diagnosticado en función del tiempo prolongado de sangrado de la piel , un número reducido de plaquetas muy grandes (macrotrombocitopenia) y una aglutinación plaquetaria defectuosa inducida por ristocetina . [12]

El síndrome de Bernard Soulier se caracteriza por una expresión escasa o nula de GPIb-IX en la superficie de las plaquetas, lo que a su vez tiene el mismo efecto sobre el GPV. Se han identificado varias mutaciones asociadas con pacientes con síndrome de Bernard Soulier que se han mapeado a GPIbα, GPIbβ y GPIX, lo que demuestra que las tres subunidades son necesarias para una expresión eficaz del complejo en la superficie de las plaquetas. [7]

Referencias

  1. ^ abcdefghij Li R, Emsley J (abril de 2013). "El principio organizador del complejo de glicoproteína plaquetaria Ib-IX-V". J. Thromb. Haemost . 11 (4): 605–14. doi :10.1111/jth.12144. PMC  3696474 . PMID  23336709.
  2. ^ ab McEwan PA, Andrews RK, Emsley J (noviembre de 2009). "La estructura del complejo inhibidor de la glucoproteína Ibalpha revela un mecanismo combinado estérico y alostérico de antagonismo del factor von Willebrand". Blood . 114 (23): 4883–5. doi : 10.1182/blood-2009-05-224170 . PMID  19726719.
  3. ^ abcdefg López JA, Andrews RK, Afshar-Kharghan V, Berndt MC (junio de 1998). "Síndrome de Bernard-Soulier". Sangre . 91 (12): 4397–418. doi : 10.1182/sangre.V91.12.4397. PMID  9616133.
  4. ^ ab Du X, Beutler L, Ruan C, Castaldi PA, Berndt MC (mayo de 1987). "La glicoproteína Ib y la glicoproteína IX forman complejos completos en la membrana plaquetaria intacta". Blood . 69 (5): 1524–7. doi : 10.1182/blood.V69.5.1524.1524 . PMID  2436691.
  5. ^ ab Luo SZ, Mo X, Afshar-Kharghan V, Srinivasan S, López JA, Li R (enero de 2007). "La glicoproteína Ibalpha forma enlaces disulfuro con dos subunidades de la glicoproteína Ibbeta en las plaquetas en reposo". Blood . 109 (2): 603–9. doi :10.1182/blood-2006-05-024091. PMC 1785083 . PMID  17008541. 
  6. ^ ab Mo X, Liu L, López JA, Li R (septiembre de 2012). "Los dominios transmembrana son críticos para la interacción entre la glicoproteína plaquetaria V y el complejo glicoproteína Ib-IX". J. Thromb. Haemost . 10 (9): 1875–86. doi :10.1111/j.1538-7836.2012.04841.x. PMC 3499136 . PMID  22759073. 
  7. ^ abcd McEwan PA, Yang W, Carr KH, et al. (noviembre de 2011). "Organización cuaternaria del complejo GPIb-IX y perspectivas sobre el síndrome de Bernard-Soulier reveladas por las estructuras de GPIbβ y una quimera GPIbβ/GPIX". Blood . 118 (19): 5292–301. doi :10.1182/blood-2011-05-356253. PMC 3217411 . PMID  21908432. 
  8. ^ ab Lanza F (2006). "Síndrome de Bernard-Soulier (distrofia trombocítica hemorrágica)". Orphanet J Rare Dis . 1 : 46. doi : 10.1186/1750-1172-1-46 . PMC 1660532 . PMID  17109744. 
  9. ^ Nurden AT (agosto de 2005). "Trastornos cualitativos de plaquetas y megacariocitos". J. Thromb. Haemost . 3 (8): 1773–82. doi : 10.1111/j.1538-7836.2005.01428.x . PMID  16102044.
  10. ^ Hollenhorst, Marie A.; Tiemeyer, Katherine H.; Mahoney, Keira E.; Aoki, Kazuhiro; Ishihara, Mayumi; Lowery, Sarah C.; Rangel-Angarita, Valentina; Bertozzi, Carolyn R.; Malaker, Stacy A. (abril de 2023). "Análisis exhaustivo de la glicosilación del ectodominio de la glicoproteína plaquetaria Ibα". Revista de trombosis y hemostasia . 21 (4): 995–1009. doi :10.1016/j.jtha.2023.01.009. PMC 10065957 . PMID  36740532. 
  11. ^ Bernard J, Soulier JP (1948). "Sur una nueva variedad de distrofia trombocítica hemorragipare congénita". Sem Hop París . 24 : 3217–3223.
  12. ^ Strassel C, David T, Eckly A, et al. (enero de 2006). "Síntesis de GPIb beta con nuevas secuencias transmembrana y citoplasmáticas en un paciente con Bernard–Soulier que da como resultado una señalización defectuosa de GPIb en células CHO". J. Thromb. Haemost . 4 (1): 217–28. doi : 10.1111/j.1538-7836.2005.01654.x . PMID  16409472.
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