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Zelluläre Funktionen der Faktor VII aktivierenden Protease (FSAP) und die Rolle von extrazellulärer RNA als ein neuer Cofaktor der Enzymaktivierung

Kannemeier, Christian


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Freie Schlagwörter (Deutsch): FSAP , RNA
Universität Justus-Liebig-Universität Gießen
Institut: Institut für Biochemie
Fachgebiet: Biochemie (FB 08)
DDC-Sachgruppe: Biowissenschaften, Biologie
Dokumentart: Dissertation
Sprache: Deutsch
Tag der mündlichen Prüfung: 18.06.2003
Erstellungsjahr: 2003
Publikationsdatum: 15.08.2003
Kurzfassung auf Deutsch: Die FSAP ist eine 64 kDa-Serinprotease aus humanem Plasma, die sowohl den Blutgerinnungsfaktor VII als auch die Plasminogen-Aktivatoren Prourokinase und „tissue type plasminogen activator (tPA)“ aktivieren kann. In der vorliegenden Arbeit wurde die FSAP wurde durch eine Antikörper-Affinitätschromatographie mit anschließender Anionen-Austauschchromatographie aus humanem Plasma isoliert. Aktivierungsstudien des Proenzyms der FSAP (Einketten-FSAP) zeigten, dass die Einketten-FSAP einer autokatalytischen Aktivierung zur aktiven FSAP (Zweiketten-FSAP) unterliegt, die durch Ca2+-Ionen verzögert wird. Extrazelluläre Substanzen wie Heparin beschleunigten die FSAP-Autoaktivierung. Da die Gerinnung in Komplexen an der Zellmembran abläuft und die Interaktion der FSAP mit Substanzen der Zellmembran, wie Glycosaminoglycanen, und extrazellulären Substanzen, wie Hyaluronsäure, bewiesen wurde, ist davon auszugehen, dass die FSAP mit Zellen interagiert.

In diesem Zusammenhang zeigte die FSAP eine Inhibition der PDGF-BB-vermittelten Proliferation und Migration von glatten Muskelzellen in heparinabhängiger Weise. Weitere Untersuchungen zeigten, dass die FSAP die Bindung von PDGF-BB an die Zelloberfläche inhibieren kann, was zu einem Ausbleiben eines stimulatorischen Signals an die Zelle führt und dadurch die stimulatorische PDGF-BB-Wirkung auf den Zellen unterbindet. Eine Hypothese für den Mechanismus der FSAP-Wirkung ist, dass die Autoaktivierung der FSAP in der Gegenwart von Glycosaminoglycanen zu FSAP-Fragmenten führt, die PDGF-BB mit hoher Affinität binden und dadurch die PDGF-BB-Wirkung inhibieren. Eine Identifizierung dieser FSAP-Fragmente steht noch aus. Ob diese Hypothese z.B. auch für die RNA-vermittelte Autoaktivierung der FSAP zutrifft, werden zukünftige Versuche zeigen müssen.

Interessanterweise wurde RNA als zellulärer Cofaktor der FSAP-Autoaktivierung gefunden. RNA aus unterschiedlichen Quellen konnte die FSAP in vergleichbarer Weise aktivieren, wie es für Heparin beschrieben worden ist. Bindungsversuche mit immobilisierter FSAP bewiesen eine Interaktion der FSAP mit RNA sowohl im isolierten System als auch in einem konditionierten Medium.

RNA hatte einen deutlich verkürzenden, FSAP-unabhängigen Einfluß auf die Rekalzifizierungszeit von humanem Plasma. Da diese RNA-Funktion nicht auf die FSAP zurückgeführt werden konnte, wurden andere Gerinnungsfaktoren gesucht, die auf RNA reagieren und Prekallikrein als Ziel der RNA-induzierten Verkürzung der Blutgerinnung gefunden. Aus diesem Aspekt ergibt sich ein neues Schema der Blutgerinnung, indem die Assemblierung des Kontaktphasen-Komplexes nicht mehr auf der initialen Autoaktivierung von FXII beruht. Die RNA-vermittelte Aktivierung von Prekallikrein führt zu der Bildung des Kontaktphasen-Komplexes, in dem FXII zu einem späteren Zeitpunkt aktiviert wird. So wurde die langgesuchte, natürliche, negativ geladene Oberfläche nicht als Aktivator für FXII sondern als Prekallikrein-Aktivator gefunden.

Aus diesen Befunden ergeben sich unterschiedliche Möglichkeiten der physiologischen Bedeutung der FSAP. So könnte die Autoaktivierung der FSAP an Zelloberflächen, insbesondere an Zelloberflächen in atherosklerotischen Plaques, eine signifikante Rolle in der Entwicklung der Atherosklerose spielen. Die Inhibierung der PDGF-BB-vermittelten Proliferation von glatten Muskelzellen, die Degradation von bFGF durch FSAP und die deutliche Assoziierung der MarburgI-Mutante mit geringer FSAP-Aktivität mit Atherosklerose deuten auf eine negativ-regulierende Funktion von FSAP in diesem Zusammenhang hin. Auch der Befund, dass RNA die Blutgerinnung über Prekallikrein verkürzen kann, hat eine weitreichende Konsequenz. So könnte die Bestimmung der extrazellulären RNA-Konzentration im Blut möglicherweise eine Assoziierung mit Thrombosen aufzeigen, und folglich RNase als ein anti-Thrombose-Agenz eingesetzt werden. Es werden noch weitere Experimente nötig sein, die diese Befunde unterstreichen und die Rolle von RNA in der Blutgerinnung weiter aufklären.