Protein C (C-protein), također poznat kao autoprotrombin IIA i faktor koagulacije krvi XIV, jeste protein koji je kod ljudi kodiran genom PROC na dugom (q) kraku hromosoma 2, tačnije na citogenetičkoj lokaciji 2q14.3.To je zimogen, odnosno neaktivni enzim. Aktivirani oblik ima važnu ulogu u regulaciji antikoagulacije, upala i ćelijske smrti te održavanju propustljivosti zidova krvnih sudova kod ljudi i ostalih životinja. Aktivirani protein C (APC) obavlja ove operacije prvenstveno proteolitski, inaktivirajući proteine Faktor Va i Faktor VIIIa. APC je klasifikovan kao serinska proteaza jer sadrži ostatak serina u svom aktivnom mjestu. Kod ljudi, protein C [kodon|kodiran je genom PROC koji se nalazi na hromosomu 2. Aminokiselinska sekvenca
style="font-family:monospace;" style="text-align:right;" 10
20
30
40
50 style="background-color: #eee;" MWQLTSLLLF style="background-color: #f9f9f9;" VATWGISGTP style="background-color: #f9f9f9;" APLDSVFSSS style="background-color: #f9f9f9;" ERAHQVLRIR style="background-color: #f9f9f9;" KRANSFLEEL style="background-color: #eee;" RHSSLERECI style="background-color: #f9f9f9;" EEICDFEEAK style="background-color: #f9f9f9;" EIFQNVDDTL style="background-color: #f9f9f9;" AFWSKHVDGD style="background-color: #f9f9f9;" QCLVLPLEHP style="background-color: #eee;" CASLCCGHGT style="background-color: #f9f9f9;" CIDGIGSFSC style="background-color: #f9f9f9;" DCRSGWEGRF style="background-color: #f9f9f9;" CQREVSFLNC style="background-color: #f9f9f9;" SLDNGGCTHY style="background-color: #eee;" CLEEVGWRRC style="background-color: #f9f9f9;" SCAPGYKLGD style="background-color: #f9f9f9;" DLLQCHPAVK style="background-color: #f9f9f9;" FPCGRPWKRM style="background-color: #f9f9f9;" EKKRSHLKRD style="background-color: #eee;" TEDQEDQVDP style="background-color: #f9f9f9;" RLIDGKMTRR style="background-color: #f9f9f9;" GDSPWQVVLL style="background-color: #f9f9f9;" DSKKKLACGA style="background-color: #f9f9f9;" VLIHPSWVLT style="background-color: #eee;" AAHCMDESKK style="background-color: #f9f9f9;" LLVRLGEYDL style="background-color: #f9f9f9;" RRWEKWELDL style="background-color: #f9f9f9;" DIKEVFVHPN style="background-color: #f9f9f9;" YSKSTTDNDI style="background-color: #eee;" ALLHLAQPAT style="background-color: #f9f9f9;" LSQTIVPICL style="background-color: #f9f9f9;" PDSGLAEREL style="background-color: #f9f9f9;" NQAGQETLVT style="background-color: #f9f9f9;" GWGYHSSREK style="background-color: #eee;" EAKRNRTFVL style="background-color: #f9f9f9;" NFIKIPVVPH style="background-color: #f9f9f9;" NECSEVMSNM style="background-color: #f9f9f9;" VSENMLCAGI style="background-color: #f9f9f9;" LGDRQDACEG style="background-color: #eee;" DSGGPMVASF style="background-color: #f9f9f9;" HGTWFLVGLV style="background-color: #f9f9f9;" SWGEGCGLLH style="background-color: #f9f9f9;" NYGVYTKVSR style="background-color: #f9f9f9;" YLDWIHGHIR style="background-color: #eee;" DKEAPQKSWA style="background-color: #f9f9f9;" P
Pregled Zimogeni oblik proteina C je vitamin K-zavisni glikoprotein koji cirkuliše u krvnoj plazmi. Njegova struktura je dvolančani polipeptid koji se sastoji od lahkog i teškog lanca povezanih disulfidnom vezom. Zimogen proteina C se aktivira kada se veže za trombin, još jedan protein koji je u velikoj mjeri uključen u koagulaciju, a aktivaciju proteina C uveliko podstiče prisustvo trombomodulina i endotelnog receptora proteina C (EPCR). Zbog uloge EPCR-a, aktivirani protein C nalazi se prvenstveno u blizini endotelnih ćelija (tj. onih koje čine zidove krvnih sudova), i upravo su te ćelije i bijela krvna zrnca te na koje APC utiče. Zbog ključne uloge koju protein C ima kao antikoagulans, osobe s nedostatkom proteina C ili nekom vrstom otpornosti na APC, pate od značajno povećanog rizika od stvaranja opasnih krvnih ugrušaka (tromboza). Istraživanje kliničke upotrebe rekombinantnog oblika ljudskog aktiviranog proteina C (rhAPC) poznatog kao Drotrekogin alfa-aktivirani, pod nazivom Xigris od strane Eli Lilly and Company, okruženo je kontroverzama. Eli Lilly je vodio agresivnu marketinšku kampanju kako bi promovirao njegovu upotrebu kod osoba s teškom sepsom i septičkim šokom te je sponzorirao Smjernice za kampanju za preživljavanje sepse iz 2004. godine. Međutim, Cochraneov pregled iz 2012. godine utvrdio je da se njegova upotreba ne može preporučiti jer ne poboljšava preživljavanje i povećava rizik od krvarenja. U oktobru 2011. godine, Eli Lilly je povukao Xigris s tržišta zbog veće smrtnosti u ispitivanju među odraslima.
Historija Ulogu proteina C kao antikoagulansa u ljudskom tijelu prvi su primijetili Seegers et al. 1960. godine, koji su proteinu C dali njegovo originalno ime, autoprotrombin II-a. Protein C je prvi izolovao Johan Stenflo iz goveđe plazme 1976. godine, a Stenflo je utvrdio da je to protein zavisan od vitamina K. Nazvao ga je protein C jer je to bio treći protein ("vrh C") koji je eluiran iz DEAE-Sefaroze ionsko-izmjenjivačkog hromatografa. Seegers je u to vrijeme tražio faktore koagulacije zavisne od vitamina K, a koje nisu otkrili testovi zgrušavanja, koji mjere globalnu funkciju zgrušavanja. Ubrzo nakon toga, Seegers je prepoznao da je Stenflovo otkriće identično njegovom vlastitom. Aktivirani protein C otkriven je kasnije te godine, a 1977. godine prvi put je prepoznato da APC inaktivira faktor Va. Godine 1980., Vehar i Davie su otkrili da APC također inaktivira faktor VIIIa, i ubrzo nakon toga, Walker je prepoznao Protein S kao kofaktor. U 1982., porodična studija koju su proveli Griffin et al. prvi put povezali nedostatak proteina C sa simptomima venske tromboze. Homozigotni nedostatak proteina C i posljedične ozbiljne zdravstvene posljedice opisane su 1984. godine od strane nekoliko naučnika. Kloniranje cDNK proteina C prvi put je izvršeno 1984. godine od strane Beckmanna et al. koji su proizveli mapu gena odgovornog za proizvodnju proteina C u jetri. Godine 1987. izveden je ključni eksperiment (Taylor et al.) u kojem je pokazano da aktivirani protein C sprječava koagulopatiju i smrt kod babuna infuzijama sa letalnim koncentracijama E. coli. U 1993., nasljednu rezistenciju na APC otkrili su Dahlbäck et al. i povezali je s familijarnom trombofilijom. Godine 1994. zabilježena je relativno česta genetilka mutacija koja proizvodi Faktor VLeiden (Bertina et al.). Dvije godine kasnije, APC bez Gla-domena snimljen je u rezoluciji od 2,8 Ångströma. Počevši od PROWESS kliničkog ispitivanja iz 2001., prepoznato je da se mnogi simptomi sepse mogu ublažiti infuzijom APC-a, a stope smrtnosti pacijenata sa sepsom mogu se značajno smanjiti. Pred kraj te godine, Drotrekogin alfa (aktivirani), rekombinantni humani aktivirani protein C, postao je prvi lijek koji je odobrila američka FDA Uprava za hranu i lijekove za liječenje teške sepse. U 2002., Science objavio je članak koji je prvi pokazao da protein C aktivira receptor-1 aktiviran proteazom (PAR-1) i ovaj proces objašnjava modulaciju imunskog sistema od strane proteina. Genetika Biološke upute za sintezu proteina C kod ljudi kodirane su u genu koji se službeno naziva "protein C (inaktivator faktora koagulacije Va i VIIIa)". Simbol gena koji je odobrio HUGO Komitet za nomenklaturu gena je "PROC" od "protein C". Nalazi se na hromosomu 2 (sekvenca 2q13-q14) i sastoji se od devet egzona. Nukleotidna sekvenca koja kodira ljudski protein C duga je približno 11.000 baza.
Struktura i prerada Ljudski protein C je glikoprotein zavisan od vitamina K, strukturno sličan drugim proteinima zavisnim od vitamina K koji utiču na zgrušavanje krvi, kao što su protrombin, Faktor VII, Faktor IX i Faktor X. Sinteza proteina C odvija se u jetri i počinje molekulom prekursora s jednim lancem: N-kraj signalni peptid od 32 aminokiseline koji prethodi propeptidu. Protein C nastaje kada se ukloni dipeptid Lys198 i Arg199; Ovo uzrokuje transformaciju u heterodimer sa N-vezanim ugljikohidratima na svakom lancu. Protein ima jedan laki lanac () i jedan teški lanac (41 kDa) povezane disulfidnom vezom između Cys183 i Cys319. Neaktivni protein C sadrži 419 aminokiselina u više domena: jedan Gla domen (ostaci 43–88); spiralni aromatski segment (89–96); dva domena slična epidermalnom faktoru rasta (EGF) (97–132 i 136–176); aktivacijski peptid (200–211); i tripsin-oliki serinski proteazni domen (212–450). Lahki lanac sadrži Gla- i EGF-like domene i aromatski segment. Teški lanac sadrži proteazni domen i aktivacijski peptid. U ovom obliku 85–90% proteina C cirkuliše u plazmi kao zimogen, čekajući da bude aktiviran. Preostali protein C zimogen sastoji se od blago modificiranih oblika proteina. Aktivacija enzima događa se kada molekula trombina odvoji aktivacijski peptid od N-terminala teškog lanca. Aktivno mjesto sadrži katalitsku trijadu tipičnu za serinske proteaze (His253, Asp299 i Ser402). Gla domen je posebno koristan za vezivanje za negativno nabijene fosfolipide za antikoagulaciju i za EPCR za citoprotekciju. Jedan poseban egzozit povećava sposobnost proteina C da efikasno inaktivira Faktor Va. Drugi je neophodan za interakciju s trombomodulinom.
Posttranslacijske modifikacije: Ljudski protein C ima najmanje pet vrsta posttranslacijskih modifikacija: (1) gama-karboksilacija na prvih devet ostataka glutaminske kiseline u proteinskoj sekvenci. Ovaj događaj modifikacije izvodi mikrosomska karboksilaza zavisna od vitamina K. Za punu aktivnost proteina C potreban je puni komplement Gla. (2) beta-Hidroksilacija Asp71 u jednom od dva EGF-slične domene da bi se dobio eritro-L-beta-hidroksi-aspartat (bHA). Modifikacija je potrebna za funkcionalnu aktivnost, što je pokazano mutacijom Asp71 u Glu. (3) N-vezana glikozilacija na tri moguća mjesta glikozilacije. Prijavljeno je da ljudski protein C u plazmi sadrži 23% ugljikohidrata po težini. (4) Formiranje disulfida. (5) Višestruka proteolitska cijepanja polipeptidnog skeleta da bi se uklonio signalni peptid od 18 aminokiselina, propeptid od 24 aminokiseline, a zatim cijepanja na aminokiselinama 155-156 i 157-158 da bi se dobila dvolančana struktura cirkulirajućeg zimogena.<ref><ref>
Fiziologija Aktivaciju proteina C snažno potiču trombomodulin i endotelni proteinski receptor C (EPCR), od kojih se potonji nalazi prvenstveno na endotelnim ćelijama (ćelije unutar krvnih sudova). Prisustvo trombomodulina ubrzava aktivaciju za nekoliko redova veličine,, a EPCR ubrzava aktivaciju za faktor 20. Ako bilo koji od ova dva proteina nedostaje u mišjim uzorcima, miš umire od prekomjernog zgrušavanja krvi dok je još u embrionalnom stanju. Na endotelu, APC ima glavnu ulogu u regulaciji zgrušavanja krvi, upala i ćelijske smrti (apoptoza). Zbog ubrzavajućeg efekta trombomodulina na aktivaciju proteina C, može se reći da protein nije aktiviran trombinom, već kompleksom trombin-trombomodulin (ili čak trombin-trombomodulin-EPCR). Jednom kada je u aktivnom obliku, APC može, ali i ne mora ostati vezan za EPCR, prema kojem ima približno isti afinitet kao i protein zimogen. Protein C u obliku zimogena prisutan je u normalnoj odrasloj ljudskoj plazmi u koncentracijama između 65 i 135 IU/dL. Aktivirani protein C nalazi se u nivoima približno 2000 puta nižim od ovoga. Blagi nedostatak proteina C odgovara nivoima u plazmi iznad 20 IU/dL, ali ispod normalnog raspona. Umjereno teški nedostaci opisuju koncentracije u krvi između 1 i 20 IU/dL; teški nedostaci daju nivoe proteina C koji su ispod 1 IU/dL ili se ne mogu detektovati. Nivoi proteina C kod zdravog donošenog djeteta u prosjeku iznose 40 IU/dL. Koncentracija proteina C raste do šest mjeseci, kada je prosječni nivo 60 IU/dL; Nivo ostaje nizak tokom djetinjstva sve dok ne dostigne nivo odraslih nakon adolescencije. Poluživot aktiviranog proteina C je oko 15 minuta.
Putevi