我们通过构建体外表达载体在COS-7细胞中高表达突变类型的αⅡb以及野生型的β3,结果显示αⅡbA477P(A446P)可以在细胞内转录并合成αⅡb蛋白质,但是流式细胞仪检测发现在胞膜上αⅡbβ3的表达仅为正常的12.89% ,说明αⅡbA477P(A446P)显著影响了αⅡbβ3复合物在细胞膜表面的表达,从而导致了血小板无力症。
血小板无力症单个碱基的致病突变对于我们理解αⅡbβ3的结构与功能的关系非常重要。据报道,αⅡb亚基大致可以分为3个区域:胞外区,穿膜区和胞质区,而胞外区又可以分为β-螺旋(β-propellor domain)、thigh区、calf-1区和calf-2区(5)。本例αⅡbA477P(A446P)突变就位于β-螺旋结构内,系第四个钙离子结合区域的下游氨基酸位点,接近β-螺旋的碳基末端,离β-螺旋的最后一个氨基酸αIIb482(451)Gln仅有 5个氨基酸的距离,与αIIb亚基的thigh区邻接。
在已经报道65例αⅡb亚基的点突变中,有45例发生于β-螺旋,属于突变发生集中的结构区域。αⅡb亚基的β-螺旋结构由αⅡb亚基的胞外段N-末端L31-Q482(L1-Q451)氨基酸序列折叠而成,是αⅡbβ3复合物重要的结构和功能区:1、β-螺旋结构上部可能包含了配体结合区;2、β-螺旋中的笼状结构(cage motif)是整联蛋白α亚基和β亚基接触区域的中心,可能与两个亚基的结合密切相关;3、β-螺旋结构底部包含了四个钙离子结合区,可以与钙离子结合,调控整联蛋白的构型变化;4、β-螺旋结构下部与相邻的thigh区密切关联,可能与α-亚基的构型变化有关(5)。我们可以从不同部位的点突变对αⅡbβ3生成、结构和功能的影响得到进一步的证据。第一,发生于β-螺旋的第三叶(即W3)及其外围部分的突变,如P176L(P145L)、 P176A(P145A) 、L214P(L183P)等突变都明显导致了αⅡbβ3复合物配体结合功能的丧失,从而不能与纤维蛋白原等结合(6)。第二,发生于钙离子结合区及其外围部分的突变,如G273D(G242D)、F320S(F289S)、E355K(E324K) 、R358H(R327H)、G449D(G418D)等,该类突变位于αⅡb和β3亚基发生接触的区域,导致αⅡbβ3复合物结合不稳定,从而迅速降解(7)。本文发现的突变αⅡbA477P(A446P)位于第四个钙离子结合区域的下游氨基酸位点,可能也和上述突变一样,干扰了αⅡb和β3的结合,导致了αⅡbβ3复合物不稳定,未形成复合物的亚基从而迅速降解;使得αⅡbβ3复合物在血小板表面数量显著减少,引起血小板无力症。而我们的实验也支持了上面的假设。至于突变的αⅡbA477P(A446P)被滞留在复合物生物合成的哪个阶段、αⅡbA477P(A446P)蛋白质的亚细胞定位的位置等,有待于我们进行进一步的研究证实。
