은 diisopropylphosphoro -thrombin (DIP -thrombin ) 껑대한임상병리사회지 : 제 21 권제 1 호 1989 Protein C 의생리작용및구조 지산간호보건전문대학임상병리과 권헌영 혈액응고에관여하는효소원의발견과이들의활성 에대해서는지난 10 년간많은발전을하여서대부분 의효소와효소반응에관여하는조절단백질이정제되 고화학적인특성도밝혀졌다. 그후연구의방향은 혈액응고의형성, 응고의개시괴 - 정, 섬유소용해계의 조절기전쪽으로옮겨지게되썼다. 본고찰에서는 혈액응고저해제로알려져있는 protein C 의생리적 작용기전및구조를중심으로판하고자한다. 혈장내에있는혈액응고인자들인 F actor 11, VlI, lx, X 과유사한구조상의특성을 - 갖고있으나이와는 대조적인기능을갖고있는활성화된 protein C 는활성 화된혈액응고인자를불활성화시키므로응고억제 기능을갖고있는응고저해제이다. Protein C 유천자 는제 2 염색체상에존재하며상염색체우성유전형식 을취하는데, 선천적으로결핍된경우에는폐색전증 (pulrnonary em bolism ), 표재정맥혈전증 ( superficial venous thrombosis), 심부정맥펠전증 (deep venous thrombosis) 등을유발하고, 후천적으로는파종성혈관 내응고중후군 (disseminated intravscular coagulation), 만성신부전증으로투석중인환자, 간경변이나 만성간염으로간장기능이저하된환자, warfarin 투여 환자, 임신중의여성이나경구피엽약을복용중인여성 등에서도혈중농도가낮은치렐보이는경우가있 다. 특히선천적으로결핍된경우에는혈중농도가 정상인의 50% 이하를나타내고, heterozygote 한 경우에는사춘기후반이나청장년기에증세가나타나 는것으로알려지고있다. 1976 년 Seagers 에의하여 소의혈장에서처음으로검출되어소개된후같은해에 Sweden 에있는 Stenflo 에의해서역시소의혈장에서 처음으로분리하였다. 분리과정에서 4 개의분획을 얻었는데 3 번째분획에서얻어진단백질이항응고 능력이있음을발견하고이단백질을 protein C 라고 명명하였다. 사람의혈장에서는 1979 년에 Kisiel 이 분리하 였으며 1981 년에 Griffin 당에의하여혈전증상 을나타내는선천성 protein C 증이발견되고그후 특성이많이밝혀졌다. Protein C. 는간장에서합성되는 vitamin K 요구성혈장단백질로서혈장내에는 3-5 mg/l 정도함유되어있으며 23% 의당을포함하고 있는데주로 mannose, galactose, glucosamine 과 neurammlc acid 를포함하는당단백질로이루어져 있다. 그구조는분자량이 62, 000 에 2 개의 ch 없 n 으로 구성되어있는데 heavy chain 의분자량이 41,000, light chain 이 21,000 으로밝혀졌고, 이두 polypeptide chain 은 disulfide bond 로연결되어있다. light chain 은소의경우 155 개의아미노산잔기들로되어있으 며, N 말단근처에 10 개의 glutamic acid 들이카르복실 화되어있고, 비타민 K 요구성단백질에서공통적인 현상으로 11 번째와 22 번째 cystine 에의해 disulfide 결합을하고았다. 핵자기공명 spectrophotometer 와 mass spectrometry 를이용하여관찰한결과 71 번째 위치에 1 개의 β-hydroxyaspartic acid 가존재하는 것이확인되었는데이물질은 2 개의부제탄소가있어 erythro 형과 threo 형의구조가존재하나이의기능은 완전히밝혀지지않았다. 이물질은아마 Ca 결합 부위와관련이있을것 S 로보고있다. Heavy chain 은반응성이대단히큰 serine 을함유하고있으며, 사람의경우아미노산서열 14 번째인 arginylisoleucyl 결합부위가 thrombin 에의해서절단되면서활성을 갖는것으로알려졌고, 이때분자량이 41, 000 에서 40, 000 으로감소되는경향을보였다. Protein C: 가혈장 중에는불활성화형인 zymogen 으로순환하고있는데 thrombin 에의하여활성화되나 Ca 이존재하면 활성화가더욱지연되는것으로알려져있다. 이 protein C 의활성화에는 thrombin 외에도 trypsin 이나 Russell sv 뼈 r venom 에의해서도활성화된다. 활성화 된 protein C 의항응고능력은 heavy chain 의아미노 산서열의 14 와 15 사이 (Arg- Ile) 가절단된구조로서 혈액응고인자 Va 와 VIIla 의 polypeptide ch 려 n 을 분해하여이두인자의불활성화결과로웅고가저해 되며이때인지질과 Ca 을필요로하여 0.2.μ~g /1 정도의농도이하에서항응고능력이나타난다. 생체 내에서의활성화는혈관내피셰포표면에있는혈관내 피세포단백질인 thrombomodulin ( 세포의파괴나장애 에의하여혈중으로유리 ) 이라는당단백절로되어 있는 cofactor 단백질과결합하고 thrombin 에의하여 활성이촉진되고있다. 이 throm 벼 modulin 의분자량 은 74,000 정도로알려졌으며, 또한 Ca 의존재하에 thrombin 과 thrombomodulin 이 1:1 의비율로강하게 결합하는것으로알려져있다. 이 thrombom 여 ulin
과높은친화력이있는것이밝혀져서 thrombαnod 띠 m 분리에 DIP-thrombin 천화성컬럼을이용하고 있다. thrombin -thrombom 여 ulin 복합체는 protein C 의활성을 20,000 배나증가시키는것으로알려졌다. Thrombin 의활성화에의하여활성화된 protein C 는 분자량이 78,000 정도가되는 single chain 의당단백절 인 proteins (1977 년 DiScipio 와공동연구자들에의하 여처음으로분리되고않 attle 에서연구된뜻을기념 하고자그도시의첫글자를사용 ) 라고불리워지는 형질막인지질에있는 cofactor 와 1:1 로결합하여 웅고인자 Va 와 VIIIa 를분해하여이용고인자를불활 성화한다. 실험결과에의하면활성화된 protein C 200ng 을 0.2ml 의혈장에첨가하기전과후에 kaolin -cephalin clotting time 을측정했을때첨가천에는 45 초였던것이첨가후에는 1200 초만에응고가되었 다. Protein C 의측정법에는면역학적측정법과생물학 적측정법이사용되고있는데생물학적측정법은 protein C의회수율이측정시마다같지않으며분리한 protein C의활성화방법의번잡성이따르는문제가 있어현채에는주로면역학적측정법을이용하고있는 데측정방법에따라 Immunoelectrophoresis 법 (Rocket 볍 ), Radioimmuno assay 법 (RIA 법 ), Immunoradiometric assay 법 (IRMA 볍 ), Enzyme -li~ed immunosorbent as 잃 y 법 (ELISA 법 ) 등이소개되고있으나 각검사마다측정방법상의문제가있어앞으로예민하 고간단한측정법의 J 개발이요구되고있다. Thrombomodulin I IIIIIIUIIII 代젠 r 밟 1 Endothelial cell - S-S L. 함첸. ~~ ~.. 햄 Thrombin Thrombin Thrombomodulin slsll - λååå Protein C Thrombin Thrombomodulin l--다끼a P m -n ; l 1 C Activation of protein C by the thrombin -thrombomodulin -~3-
쯤 ~ Activated -Protein S Complex - Activated Protein. C Protein S /ιν.~ζ/,,~, f;. Factor 싫 Factor (, %Va~ 씻 Villa 씻 ι ι~ Proteolysis of factors Va, Vllla Formation of the activated protein C-protein S. Activated Protein C Protein S Factors Va, Vllla 4 Inactive factors Va, Vllla prolonged APTT i Anticoagulant activity Increased plasminogen activator activity Enhanced fibrinolysis Summary of protein C activities -24-
Comparison of the Amino acid and Carbohydrated compositions of Human and Bovine Plasma Protein C Components Amino acid Lysine Histidine Arginine Aspartic acid Threonine Serine Glutamic acid Proline Glycine Alanine Half -cystirie Valine Methionine Isoleucine Leucine Tyrosine Phenylalanine Tryptophan Carbohydrate Galactose Mannose N -Acetylglucosamine N -Acetylneuraminic acid Protein, % Carbohydrate, % Composition expressed as residues / 62,000g glycoprotein. Human 22.1 16.6 22.2 41.2 18.2 31.5 51.1 19.5 35.9 22.2 23.6 24.5 5.9 15.5 40.3 7.1 13.7 13.8 14.4 21.0 23.4 11.9 77 23 Bovine 24.9 10.6 29.1 42.4 19.9 27.6 56.8 20.1 42.3 21.7 20.7 32.3 7.7 17.2 36.9 9.9 16.1 14.5 28.9 9.7 14.0 82 18 References Baker, M.E., French, F.S., and ]oseph, D.R. 198 7. Vitamin K-dependent Protein S is similar to rat androgen -binding protein. Biochem. ] 243: 29 3-296. Comp, P.C. et al. 1982. Activation of protein C in Vivo. ]. Clin. Invest. 70: 127-134. Comp, P.C., Nixon, R.R., and Esmon, C.T. 1984. Determination of Functional Levels of Protein C, an Antithrombotic Protein, Using Thrombin Thrombomodulin Complex. Blαxi 63:15-21. Denver, a Reactive Site Variant. J. Biol. Chem. 262: 1044-1048. Eguchi, Y., and matsuda, MM. 1987. Congenital Deficiency and.molecular Abnormality of Protein C. ]ap. Clin. Path. 35 :511-513. Esmon, C. T. and Esmon, N. L. 1984. Protein C Activation. Seminars in Thrombosis and hemostasis 10: 122-131. Freyssinet, J. M., Gauchy, J. and Cazenave, J. P. 1986. The effect of phospholipids on the activation -25-
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