Tyr319Cys突变影响凝血因子X功能的机制及其应用

结题报告
项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    81770135
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    55.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    H0805.出血、凝血、纤溶与血栓
  • 结题年份:
    2021
  • 批准年份:
    2017
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2018-01-01 至2021-12-31

项目摘要

Direct inhibitors of activated coagulation factor X (FXa) are promising oral anticoagulants in treatment and prevention of thromboembolism. However, there raises an increasing safety concern as clinical need for a agent to rapidly reverse the effects of anticoagulants is unmet, especially when serious bleeding occurs or urgent medical procedures are underwent. The crystal structure and site direction mutagenesis studies of FX indicated that Tyr319 residue was critical for specificity of chromogentic substrate. A novel FX Tyr319Cys mutation located this residue was identified in a patient with severe bleeding diathesis in this project. The mutant FX function of activation of prothrombin was impaired but cleavage of chromogenetic substrate was normal. We predicted that the mutant FX could connect with its inhibitor. By means of in vitro expression and activation of the mutant protein, we propose an overall study of activation of the mutant, its coagulation activity and enzymatic inhibition to further elucidate the possible mechanism resulting in hemorrhage, thus exhibiting an overview of the possible relationships between protein structural alteration and functional abnormality. Moreover, pharmacodynamics of FX Tyr319Cys mutant binding anti-FXa anticoagulants are carried out in wildtype mice, as well as tail-bleeding mice and thrombosis-induced mice model to comprehensively explore the efficacy of FXa Tyr319Cys in mitigating the anticoagulant FXa.
抗活化凝血因子X(FXa)药物为人工合成的FX抑制剂,是最具潜力的血栓病防治药物,但患者使用中发生严重出血和/或需紧急手术时,目前尚无快速终止该药抗凝作用的拮抗剂,是临床亟待解决的问题。晶体结构和定点突变研究显示FX的Tyr319位氨基酸在决定酶底物特异性和催化活性中起重要作用,本项目在1例有出血表现的患者中发现了该位点的1种新突变(Tyr319Cys),该突变的FX不能将凝血酶原活化为凝血酶但能够裂解其特异性小分子底物,说明该突变不影响FX的活化中心结构,推测该突变FX保留与其抑制物结合特性。本项目通过对该突变的FX活化,凝血活性及灭活的酶学特性分析,阐明突变导致凝血功能障碍的机制及突变蛋白结构与功能的关系。在此基础上,通过小鼠体内试验分析突变FXa与抗FXa药物结合的药代动力学行为;利用出血和血栓模型阐明突变FXa拮抗抗FXa药物的能力,探讨该突变FXa作为抗FXa药物拮抗剂的可行性。

结项摘要

利伐沙班等抗活化凝血因子X(FXa)药物是目前最具潜力的血栓病防治药物,但患者使用中发生严重出血和/或需紧急手术时尚无快速终止该药抗凝作用的拮抗剂,是临床亟待解决的问题。晶体结构和定点突变研究显示,FX的Tyr319位氨基酸在决定酶底物特异性和催化活性中起重要作用。本项目在1例有出血表现的患者中发现了该位点新突变(Tyr319Cys),通过构建2种突变型(Tyr319Cys和Tyr319Ala)及野生型人FX的表达质粒以及稳转细胞株,对Tyr319位氨基酸突变型FX的相关功能以及结构进行研究。结果显示,两种突变型能够被FXFVIIa-TF复合物和Russell蝰蛇毒正常活化;突变导致FXa裂解小分子底物的能力受损,但当其与组装为凝血酶原酶复合物时(FXa- FVa-磷脂-Ca2+)催化能力得到部分纠正;突变型FXa对凝血酶原的活化作用严重受损。分子动力学模拟显示,Tyr319位氨基酸位于S1口袋背侧,且突变型FXa的S4口袋面积未改变,推测突变不影响FXa与利伐沙班结合,且不影响FXa被抗凝血酶正常灭活;通过与AT和利伐沙班的结合实验证实了分子动力学模拟结果。此外,通过凝血酶原时间(PT)、凝血酶生成实验(TGT)和小鼠断尾出血模型评估了Tyr319Cys突变型FXa拮抗过量利伐沙班并纠正凝血功能的潜力。综上所述,本项目从结构检测及分子模拟两方面共同阐明了Tyr319位氨基酸突变导致II型FX缺陷症的分子致病机制,并为新型利伐沙班拮抗剂的研制提供理论依据。

项目成果

期刊论文数量(4)
专著数量(0)
科研奖励数量(3)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
Clinical Manifestation and Mutation Spectrum of 53 Unrelated Pedigrees with Protein S Deficiency in China
中国53个无亲缘关系的蛋白S缺乏家系的临床表现和突变谱
  • DOI:
    10.1055/s-0038-1677031
  • 发表时间:
    2019
  • 期刊:
    Thrombosis and Haemostasis
  • 影响因子:
    6.7
  • 作者:
    Lei Li;Xi Wu;Wenman Wu;Qiulan Ding;Xiaohong Cai;Xuefeng Wang
  • 通讯作者:
    Xuefeng Wang
Unraveling the molecular basis underlying nine putative splice site variants of von Willebrand factor
揭示冯维勒布兰德因子九个假定剪接位点变异的分子基础
  • DOI:
    10.1002/humu.24312
  • 发表时间:
    2021-12-17
  • 期刊:
    HUMAN MUTATION
  • 影响因子:
    3.9
  • 作者:
    Liang, Qian;Lin, Xiaoyi;Wang, Xuefeng
  • 通讯作者:
    Wang, Xuefeng
Phenotype and genotype of FXIII deficiency in two unrelated probands: identification of a novel F13A1 large deletion mediated by complex rearrangement
两个无关先证者 FXIII 缺陷的表型和基因型 复杂重排介导的异常 F13A1 大缺失的鉴定
  • DOI:
    10.1186/s13023-019-1144-z
  • 发表时间:
    2019-07-24
  • 期刊:
    ORPHANET JOURNAL OF RARE DISEASES
  • 影响因子:
    3.7
  • 作者:
    Ma, Siyu;Chen, Changming;Ding, Qiulan
  • 通讯作者:
    Ding, Qiulan
Low factor V level ameliorates bleeding diathesis in patients with combined deficiency of factor V and factor VIII
低因子 V 水平可改善因子 V 和因子 VIII 联合缺乏的患者的出血素质
  • DOI:
    10.1182/blood.2018886069
  • 发表时间:
    2019-11-14
  • 期刊:
    BLOOD
  • 影响因子:
    20.3
  • 作者:
    Shao, Yanyan;Wu, Wenman;Ding, Qiulan
  • 通讯作者:
    Ding, Qiulan

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其他文献

Trp1707Ser突变对重组凝血因子VIII轻链与血管性血友病因子结合作用的影响机制
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  • 影响因子:
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抗凝血酶反应中心环N末端Glu377参与肝素结合调控新机制
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课题项目:调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要:

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题,其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子,其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而,TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用,影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法,探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用,为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义,并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路:

科学问题:TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达?
前期研究:已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应,但其具体机制尚不明确。
研究创新点:本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线:包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术:TRIM2与病毒RNA的相互作用分析,IFN-β启动子活性检测。
实验模型:使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

        graph TD
          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
      
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