El receptor 1 activado por proteinasa ( PAR1 ) también conocido como receptor 1 activado por proteasa , receptor del factor II de coagulación y receptor de trombina es una proteína que en los humanos está codificada por el gen F2R . [5] PAR1 es un receptor acoplado a proteína G y uno de los cuatro receptores activados por proteasa implicados en la regulación de la respuesta trombótica . Altamente expresado en plaquetas y células endoteliales, PAR1 desempeña un papel clave en la mediación de la interacción entre la coagulación y la inflamación , lo cual es importante en la patogénesis de las enfermedades pulmonares inflamatorias y fibróticas. [6] También participa tanto en la alteración como en el mantenimiento de la integridad de la barrera endotelial , a través de la interacción con trombina o proteína C activada , respectivamente. [7]
Estructura
PAR1 es un receptor transmembrana acoplado a proteína G (GPCR) que comparte gran parte de su estructura con los otros receptores activados por proteasas. [8] [9] Estas características incluyen tener siete hélices alfa transmembrana , cuatro bucles extracelulares y tres bucles intracelulares. [9] PAR1 contiene específicamente 425 residuos de aminoácidos dispuestos para una unión óptima de la trombina en su extremo N extracelular . El extremo C de PAR1 se encuentra en el lado intracelular de la membrana celular como parte de su cola citoplasmática. [8]
Vía de transducción de señales
Esta imagen ofrece una descripción general de la escisión de PAR1 por la trombina. La trombina, en rojo, se une al sitio de escisión en el extremo N extracelular de PAR1. La trombina escinde el enlace peptídico entre Arg-41 y Ser-42 para revelar un ligando atado en el nuevo extremo N y el péptido escindido, en naranja, se libera fuera de la célula.
Activación
PAR1 se activa cuando los 41 aminoácidos terminales de su extremo N son escindidos por la trombina, una serina proteasa. [10] La trombina reconoce PAR1 mediante una secuencia lisina-aspartato-prolina-arginina-serina en el extremo N, donde corta el enlace peptídico entre la arginina-41 y la serina-42. La afinidad de la trombina por este sitio de escisión específico en PAR1 se ve favorecida aún más por interacciones secundarias entre el exosito de trombina y una región ácida de residuos de aminoácidos ubicados en el extremo C-terminal de Ser-42. [11] Esta escisión proteolítica es irreversible y el péptido suelto, a menudo denominado parstatina, se libera fuera de la célula. [10] El extremo N recientemente revelado actúa como un ligando atado que se une a una región de unión entre los bucles extracelulares 3 y 4 de PAR1, activando así la proteína. La unión instiga cambios conformacionales en la proteína que, en última instancia, permiten la unión de las proteínas G a sitios de la región intracelular de PAR1. [12]
Señalización
Una vez escindido, PAR1 puede activar proteínas G que se unen a varios lugares de sus bucles intracelulares. Por ejemplo, PAR1 junto con PAR4 pueden acoplarse y activar la proteína G G 12/13 que a su vez activa Rho y Rho quinasa . [8] Esta vía conduce a la rápida alteración de la forma de las plaquetas debido a las contracciones de actina que conducen a la movilidad de las plaquetas, así como a la liberación de gránulos que son necesarios para la agregación plaquetaria . [8] El acoplamiento también puede ocurrir con G q , lo que lleva a la activación de la fosfolipasa C-β; esta vía da como resultado la estimulación de la proteína quinasa C (PKC), que afecta la activación plaquetaria. [8]
Además, tanto PAR1 como PAR4 pueden acoplarse a la proteína G q, que estimula el movimiento intracelular de iones de calcio que sirven como segundos mensajeros para la activación plaquetaria. [8] Esto también activa la proteína quinasa C, que estimula la agregación plaquetaria y, por lo tanto, la coagulación sanguínea en el futuro. [11]
Terminación
La fosforilación de la cola citoplásmica de PAR1 y la posterior unión a arrestina desacopla la proteína de la señalización de la proteína G. [10] [11] Estos PAR1 fosforilados se transportan de regreso a la célula a través de endosomas desde donde se envían a los cuerpos de Golgi. Luego, los PAR1 escindidos se clasifican y transportan a lisosomas donde se degradan. [11] Este proceso de internalización y degradación es necesario para la terminación de la señalización del receptor. [10]
Para recuperar la capacidad de respuesta a la trombina, se debe reponer PAR1 en la superficie celular. El PAR1 no escindido en la membrana celular se une al complejo adaptador AP2 en un motivo de tirosina en el extremo C intracelular, lo que estimula la endocitosis del PAR1 no activado. [13] Luego se almacena en vesículas recubiertas de clatrina dentro del citosol y, en última instancia, se protege de la proteólisis. Esto asegura que haya un suministro constante de PAR1 no escindido que pueda circular hacia la membrana plasmática independientemente de la reproducción de PAR1, resensibilizando así la célula a la trombina y restableciendo la vía de transducción de señales. [14]
Esta es una representación de la estructura de PAR1 cuando se une a un antagonista, Vorapaxar. Las estructuras de color azul claro representan las siete hélices alfa transmembrana de PAR1. Las estructuras verdes representan los bucles extracelulares y las estructuras naranjas representan los bucles intracelulares. La molécula roja es Vorapaxar. La cola del terminal C no se muestra en la imagen.
Ligandos
Agonistas
Encontrar agonistas selectivos para PAR1 también ha sido un tema de interés para los investigadores. Se ha descubierto que un péptido SFLLRN sintético actúa como agonista de PAR1. El péptido SFLLRN imita los primeros seis residuos del ligando anclado N-terminal de PAR1 activado y se une al mismo sitio de unión en el segundo bucle extracelular. [15] Por lo tanto, incluso en ausencia de trombina, la unión de SFLLRN puede generar una respuesta de PAR1 escindido o no escindido. [dieciséis]
Antagonistas
Se han desarrollado antagonistas selectivos del receptor PAR1 para su uso como agentes anticoagulantes.
Vorapaxar , vendido bajo la marca Zontivity, es un fármaco antiplaquetario de primera clase utilizado en el tratamiento de enfermedades cardíacas en pacientes con antecedentes de ataques cardíacos y enfermedad arterial periférica . [17] Recientemente se ha demostrado que Vorapaxar atenúa la respuesta inflamatoria neutrofílica a Streptococcus pneumoniae al reducir los niveles de citocinas proinflamatorias como IL-1β y quimiocinas CXCL1 , CCL2 y CCL7 . [18] Vorapaxar inhibe PAR1 cuando la molécula se une a un bolsillo de unión entre el bucle extracelular 2 y 3 de PAR1, donde estabiliza la estructura de la proteína inactivada y evita el cambio a la conformación activa. [15]
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enlaces externos
Descripción general de toda la información estructural disponible en el PDB para UniProt : P25116 (receptor 1 activado por proteinasa) en el PDBe-KB .
