第Xa因子

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活性および特異性

第X因子はセリンプロテアーゼのザイモーゲンである。活性化酵素（第Xa因子）はトリプシン関連のArg特異的セリンプロテアーゼであるが、基質特異性はより狭い。N末端のγ-カルボキシグルタミン酸（Gla）ドメインは協同性をもって約8～10個のカルシウムイオンを結合し、第X因子／第Xa因子とリン脂質膜との相互作用を媒介する。第Xa因子はカルシウムイオン存在下で補因子である第Va因子とともにリン脂質膜結合性複合体を形成する。この「プロトロンビナーゼ」複合体は、遊離の第Xa因子と比較してプロトロンビンの活性化を約300,000倍速く進行させる。

膜結合型第Va因子は第Xa因子に高親和性で結合する。第Va因子が存在しない場合、第Xa因子はKd約30～100 nMでリン脂質膜に結合する。これらの反応において、リン脂質は反応の三次元的な拡散次元を二次元へ低減させる手段とみなすことができ、その結果、第Xa因子と膜結合型第Va因子との衝突確率が増大する。第X因子／第Xa因子が膜へ有効に結合するには、活性化血小板から放出される小胞でみられるように、ホスファチジルセリンが外側表面に露出していることが必要である。血小板が活性化されると、ホスファチジルセリンはリン脂質スクランブラーゼにより細胞外側へ移行する。

第Xa因子は2箇所のペプチド結合を加水分解してプロトロンビンを活性化するため、反応は2つの経路で進行し得る。一方の経路では、Arg320↓Ile321結合の切断により中間体メイゾトロンビンが生成し、続いてArg271↓Thr272結合が切断されてフラグメント1-2およびトロンビンが生成する。両切断過程において、プロトロンビンおよびメチルトロンビンは同一部位に結合して構造転移を阻害し、トロンビンへの切断を妨げる。In vitroでは、第Va因子および／またはホスファチジルセリンが第Xa因子の特異性を調節し、一般に最も生理学的に関連性が高いと考えられているメチルトロンビン経路が優勢となり得る。第Xa因子はまた、第V因子および第VIII因子、ならびに第VII因子をプロテオリティックに活性化し、凝固過程を増幅する正のフィードバックループに関与する。

第Xa因子はさらに、第VIIIa因子をA1サブユニット内のLys36およびArg336で切断することにより不活化し得る。第Xa因子の基質としては、methoxycarbonyl-cyclohexylglycyl-Gly-Arg↓NHPhNO₂（Spectrozyme Xa）、methanesulfonyl-d-Leu-Gly-Arg↓NHPhNO₂（CBS 31.39）、およびBz-Ile-Glu-(piperidine amide)-Gly-Arg↓NHPhNO₂（S2337）などが使用できる。これらの基質に対する第Xa因子の完全な活性には、触媒ドメインの調節に関与するNa⁺およびCa²⁺の両イオンの存在が必要である。サブサイト特異性は、プロテオーム由来ペプチドライブラリー、ファージディスプレイ、蛍光消光基質などの手法により詳細に検討されており、P1ではArg、P2ではGlyまたはAlaが好まれ、P4ではProに軽度の嗜好性が認められ、P2′では芳香族または脂肪族残基（特にPhe、LeuまたはTyr）が好まれることが示されている。

図1．第Xa因子の触媒ドメインの結晶構造の模式図（Levigne, S.; et al. 2007）

生物学的側面

第Xa因子は血液凝固に直接関与するだけでなく、多様な細胞表面シグナル伝達受容体とも相互作用する。そのため、細胞活性化、遺伝子発現、ならびに有糸分裂などの各種細胞活動と密接に関連している。エフェクター細胞プロテアーゼ受容体-1（EPR-1）と呼ばれる第Xa因子受容体がクローニングされており、第V因子の軽鎖と一部構造的類似性を有する。

EPR-1は第X因子には結合しないが、第Xa因子に結合してプロテアーゼ‐受容体複合体を形成し、サイトカイン遺伝子発現および血小板由来増殖因子の放出を誘導する。内皮細胞では、第Xa因子はEPR-1にドッキングした後、プロテアーゼ活性化受容体2（PAR-2）を切断・活性化することで作用を発揮すると考えられる。PAR-2はGタンパク質共役受容体ファミリーの一員であり、N末端ペプチドの切断により活性化される。また、第Xa因子がEPR-1非依存的な機序によりPAR-2および／またはPAR-1を活性化し、血管壁細胞における細胞内シグナル伝達を誘導し得ることを示すエビデンスもある。第Xa因子はPAR-1を活性化し、上皮由来腫瘍細胞をアポトーシスへ導入するとともに、その遊走を抑制する。第Xa因子には他にも生理学的および病態生理学的役割がある。喘息マウスモデルの気管支肺胞洗浄液中マクロファージに発現し、ムチン産生の誘導に関与する。第Xa因子はヘキソンタンパク質を介してアデノウイルス5の肝細胞への付着を媒介し、この相互作用にはセリンペプチダーゼドメイン内の塩基性残基が重要である。SARSコロナウイルスでは、宿主受容体に結合したスパイクタンパク質が第Xa因子によりサブユニットへ切断され、その結果、ウイルス感染が促進される。