ファクターXa

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活性と特異性

因子Xはセリンプロテアーゼのジモゲンです。活性化された酵素（因子Xa）は、トリプシンに関連するアルギニン特異的セリンプロテアーゼですが、基質特異性ははるかに狭いです。N末端のγ-カルボキシグルタミン酸（Gla）ドメインは、約8-10個のカルシウムイオンを協調的に結合し、因子X/Xaとリン脂質膜との相互作用を媒介します。因子Xaと補因子因子Vaは、カルシウムイオンの存在下でリン脂質結合複合体を形成します。この「プロトロンビナーゼ」複合体は、遊離因子Xaよりも約300,000倍速くプロトロンビンを活性化します。

膜結合因子Vaは、因子Xaに高い親和性で結合します。因子Vaが存在しない場合、因子Xaはリン脂質膜に約30–100 nMのKdで結合します。これらの反応において、リン脂質は三次元反応次元を二次元に減少させる手段と見なすことができ、因子Xaと膜結合因子Vaとの衝突の可能性を高めます。因子X/Xaが膜に効果的に結合するためには、活性化された血小板から放出された小胞のように、外側表面にリン脂質セリンが露出している必要があります。血小板が活性化されると、リン脂質セリンはリン脂質スクランブラーによって外部に移動します。

因子Xaは、2つのペプチド結合を加水分解することによってプロトロンビンを活性化するため、反応は2つの経路を通じて進行することができます。一つの経路では、Arg320↓Ile321結合の切断により中間体であるメイゾトロンビンが生成され、その後Arg271↓Thr272結合で切断されてフラグメント1-2とトロンビンが生成されます。両方の切断過程において、プロトロンビンとメチルトロンビンは同じ部位に結合し、構造的遷移を妨げ、トロンビンの切断を防ぎます。In vitroでは、因子Vaおよび/またはリン脂質セリンが因子Xaの特異性を調節し、一般的に最も生理的に関連する活性化経路と見なされるメチルトロンビン経路の優位性をもたらします。因子Xaはまた、因子VおよびVIII、因子VIIをプロテオリティックに活性化し、凝固プロセスを増幅する正のフィードバックループに参加します。

因子Xaは、A1サブユニット内のLys36およびArg336で切断することによって因子VIIIaを不活性化することもできます。メトキシカルボニル-シクロヘキシルグリシル-グリシン-アルギニン↓NHPhNO₂（Spectrozyme Xa）、メタンスルホニル-d-ロイシン-グリシン-アルギニン↓NHPhNO₂（CBS 31.39）、およびBz-イソロイシン-グルタミン酸-(ピペリジンアミド)-グリシン-アルギニン↓NHPhNO₂（S2337）は因子Xaに使用できます。これらの基質に対する因子Xaの完全な活性には、触媒ドメインを調節するNa⁺およびCa²⁺イオンの両方の存在が必要です。サブサイト特異性は、プロテオーム由来のペプチドライブラリ、ファージディスプレイ、蛍光消光基質などの方法を通じて詳細に研究され、P1でアルギニン、P2でグリシンまたはアラニンに対する好みが明らかになりました。P4でプロリンに対するわずかな好み、P2′で芳香族または脂肪族残基（特にフェニルアラニン、ロイシンまたはチロシン）に対する好みもあります。

図1. 因子Xa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

血液凝固に直接関与するだけでなく、因子Xaはさまざまな細胞表面シグナル受容体とも相互作用します。したがって、細胞活性化、遺伝子発現、細胞分裂などのさまざまな細胞活動に密接に関連しています。因子Xa受容体であるエフェクター細胞プロテアーゼ受容体-1（EPR-1）がクローニングされており、因子Vの軽鎖といくつかの構造的類似性を共有しています。

EPR-1は因子Xには結合しませんが、因子Xaには結合してサイトカイン遺伝子発現および血小板由来成長因子の放出を誘導するプロテアーゼ-受容体複合体を形成します。内皮細胞において、因子XaはEPR-1にドッキングすることによってその効果を発揮し、その後プロテアーゼ活性化受容体2（PAR-2）の切断と活性化が続きます。PAR-2は、N末端ペプチドの切断によって活性化されるGタンパク質共役受容体ファミリーのメンバーです。また、因子XaがEPR-1に依存しないメカニズムを通じてPAR-2および/またはPAR-1を活性化できるという証拠もあり、血管壁細胞における細胞シグナル伝達を誘導します。因子XaはPAR-1を活性化し、上皮由来の腫瘍細胞がアポトーシスに入ることを可能にし、その移動を抑制します。因子Xaは他にも生理的および病理的な役割を持っています。喘息のマウスモデルからの気管支肺洗浄液マクロファージに発現し、ムチン生成を誘導する役割を果たします。因子Xaは、ヘキソンタンパク質を介して肝細胞にアデノウイルス5の付着を媒介し、セリンペプチダーゼドメイン内の基本残基がこの相互作用にとって重要です。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因子Xaによってサブユニットに切断され、ウイルス感染を促進します。