Prothrombinase
प्रोथ्रोम्बिनेस कॉम्प्लेक्स में सेरीन प्रोटीज, फैक्टर एक्सए और प्रोटीन कोफैक्टर, फैक्टर वीए होते हैं। कॉम्प्लेक्स कैल्सियम आयनों की उपस्थिति में नकारात्मक रूप से आवेशित फॉस्फोलिपिड झिल्ली पर इकट्ठा होता है। प्रोथ्रोम्बिनस कॉम्प्लेक्स प्रोथ्रोम्बिन (कारक II), एक निष्क्रिय ज़ाइमोजेन, के थ्रोम्बिन (कारक IIa), एक सक्रिय सेरीन प्रोटीज में परिवर्तन को उत्प्रेरित करता है। थ्रोम्बिन की सक्रियता जमावट कैस्केड में एक महत्वपूर्ण प्रतिक्रिया है, जो शरीर में हेमोस्टेसिस को नियंत्रित करने के लिए कार्य करती है। थ्रोम्बिन का उत्पादन करने के लिए, प्रोथ्रोम्बीनेस कॉम्प्लेक्स प्रोथ्रोम्बिन में दो पेप्टाइड बंधनों को तोड़ता है, एक आर्ग 271 के बाद और दूसरा आर्ग 320 के बाद। हालांकि यह दिखाया गया है कि फैक्टर एक्सए प्रोथ्रोम्बिनेस कॉम्प्लेक्स के साथ असंबद्ध होने पर प्रोथ्रोम्बिन को सक्रिय कर सकता है, ऐसी परिस्थितियों में थ्रोम्बिन बनने की दर गंभीर रूप से कम हो जाती है। प्रोथ्रोम्बिनेस कॉम्प्लेक्स अकेले फैक्टर एक्सए की तुलना में 3 x 105 गुना तेजी से प्रोथ्रोम्बिन के सक्रियण को उत्प्रेरित कर सकता है। इस प्रकार, सक्रिय थ्रोम्बिन के कुशल उत्पादन और पर्याप्त हेमोस्टेसिस के लिए भी प्रोथ्रोम्बिनेस कॉम्प्लेक्स की आवश्यकता होती है। प्रोटीन अग्रदूतों का सक्रियण कारक एक्स और कारक वी दोनों जमावट कैस्केड द्वारा सक्रिय होने से पहले रक्त में निष्क्रिय अग्रदूतों के रूप में प्रसारित होते हैं। निष्क्रिय ज़ाइमोजेन कारक एक्स में दो श्रृंखलाएँ होती हैं, एक हल्की श्रृंखला (136 अवशेष) और एक भारी श्रृंखला (307 अवशेष)। प्रकाश श्रृंखला में एक एन-टर्मिनल γ-कार्बोक्सीग्लूटामिक एसिड डोमेन (जी. एल. ए. डोमेन) और दो एपिडर्मल ग्रोथ फैक्टर जैसे डोमेन (ई. जी. एफ. 1 और ई. जी. एफ. 2) होते हैं। भारी श्रृंखला में एक एन-टर्मिनल सक्रियण पेप्टाइड और एक सेरीन-प्रोटीज डोमेन होता है। कारक X को बाह्य जमावट मार्ग के कारक VIIa-ऊतक कारक परिसर और आंतरिक मार्ग के टेनस परिसर दोनों द्वारा सक्रिय किया जा सकता है। आंतरिक टेनस कॉम्प्लेक्स कारक IXa और कारक VIIIa दोनों से बना है। सक्रियण पेप्टाइड तब निकलता है जब कारक X को कारक Xa में सक्रिय किया जाता है, लेकिन सक्रियण के बाद भारी और हल्की श्रृंखलाएं सहसंयोजक रूप से जुड़ी रहती हैं। कारक V एक एकल-श्रृंखला प्रोकोफैक्टर के रूप में प्रसारित होता है जिसमें छह डोमेन होते हैं, A1-A2-B-A3-C1-C2। थ्रोम्बिन बी डोमेन को अलग करके कारक वी को सक्रिय करता है। अन्य प्रोटीज भी कारक V को सक्रिय करते हैं, लेकिन यह दरार मुख्य रूप से थ्रोम्बिन द्वारा की जाती है। दरार के बाद, कारक वीए में एक भारी श्रृंखला होती है, जो ए1 और ए2 डोमेन से बनी होती है और एक हल्की श्रृंखला होती है, जिसमें ए3, सी1 और सी2 डोमेन होते हैं। कारक वी. ए. की हल्की और भारी श्रृंखलाएँ कैल्शियम जैसे द्वैत धातु आयन के माध्यम से जुड़ी होती हैं। जटिल असेंबली प्रोथ्रोम्बाइनेज़ असेंबली प्लाज्मा झिल्ली पर नकारात्मक रूप से आवेशित फॉस्फोलिपिड्स के लिए कारक एक्सए और कारक वीए के बंधन के साथ शुरू होती है। सक्रिय कारक एक्सए और कारक वीए मोनोसाइट्स, प्लेटलेट्स और एंडोथेलियल कोशिकाओं सहित विभिन्न प्रकार की विभिन्न प्रकार की कोशिकाओं की प्लाज्मा झिल्ली से जुड़ते हैं। कारक एक्सए और वीए दोनों एक दूसरे से स्वतंत्र रूप से झिल्ली से जुड़ते हैं, लेकिन वे दोनों पारस्परिक रूप से अनन्य बंधन स्थलों से जुड़ते हैं। कारक एक्सए और कारक वीए दोनों अपनी प्रकाश श्रृंखलाओं के माध्यम से झिल्ली के साथ जुड़ते हैं, कारक एक्सए अपने जीएलए-डोमेन के माध्यम से कैल्शियम-निर्भर तरीके से और कारक वीए अपने सी2 और सी1 डोमेन के माध्यम से जुड़ता है। एक बार प्लाज्मा झिल्ली से बंधे होने के बाद, फैक्टर एक्सए और फैक्टर वीए तेजी से 1:1 स्टोइकिओमेट्रिक अनुपात में जुड़कर प्रोथ्रोम्बिनेस कॉम्प्लेक्स बनाते हैं। प्रोथ्रोम्बिनेस कॉम्प्लेक्स की असेंबली कैल्शियम पर निर्भर है। जब प्रोथ्रोम्बिनेस कॉम्प्लेक्स से जुड़ा होता है, तो फैक्टर एक्सए की उत्प्रेरक दक्षता अकेले इसकी दक्षता की तुलना में 300,000 गुना बढ़ जाती है। प्लाज्मा झिल्ली पर जुड़े होने पर कारक एक्सए और कारक वीए एक दूसरे के साथ कसकर बातचीत करते हैं। इसके अलावा, झिल्ली-बद्ध कारक वीए प्रोथ्रोम्बिनेस कॉम्प्लेक्स को एक मजबूत उत्प्रेरक लाभ प्रदान करता है। कारक वीए झिल्ली के लिए कारक एक्सए की आत्मीयता को मजबूत करता है और प्रोथ्रोम्बिन के लिए कारक एक्सए के केट को भी बढ़ाता है। कारक वी. ए. प्रोथ्रोम्बिन के प्रोथ्रोम्बिनेस कॉम्प्लेक्स से बंधन को बढ़ाकर प्रतिक्रिया के किमी को भी कम कर देता है। गतिविधि पूरी तरह से इकट्ठा प्रोथ्रोम्बीनेस कॉम्प्लेक्स ज़ाइमोजेन प्रोथ्रोम्बिन के सेरीन प्रोटीज थ्रोम्बिन में परिवर्तन को उत्प्रेरित करता है। विशेष रूप से, कारक एक्सए मानव प्रोथ्रोम्बिन में आर्ग 271 और आर्ग 320 के बाद दो स्थानों पर प्रोथ्रोम्बिन को अलग करता है। क्योंकि दो दरार घटनाएं होती हैं, प्रोथ्रोम्बिन सक्रियण दो मार्गों से आगे बढ़ सकता है। एक मार्ग में, प्रोथ्रोम्बिन को पहले आर्ग 271 पर विभाजित किया जाता है। यह दरार पहले 271 अवशेषों वाले टुकड़े 1·2 का उत्पादन करती है, और मध्यवर्ती प्रीथ्रोम्बिन 2, जो अवशेषों 272-579 से बना होता है। टुकड़ा 1·2 एक सक्रियण पेप्टाइड के रूप में जारी किया जाता है, और प्रीथ्रोम्बिन 2 को आर्ग320 पर विभाजित किया जाता है, जिससे सक्रिय थ्रोम्बिन प्राप्त होता है। ए. आर. जी. 320 में दरार के बाद बनी दो श्रृंखलाएँ, जिन्हें ए और बी श्रृंखला कहा जाता है, सक्रिय थ्रोम्बिन में एक डाइसल्फ़ाइड बंधन द्वारा जुड़ी होती हैं। थ्रोम्बिन सक्रियण के लिए वैकल्पिक मार्ग में, प्रोथ्रोम्बिन को पहले आर्ग320 पर विभाजित किया जाता है, जिससे मेइज़ोथ्रोम्बिन नामक एक उत्प्रेरक रूप से सक्रिय मध्यवर्ती का उत्पादन होता है। मेइज़ोथ्रोम्बिन में एक डाईसल्फ़ाइड बंधन द्वारा बी श्रृंखला से जुड़ी 1·2 ए श्रृंखला का टुकड़ा होता है। आर्ग271 पर कारक एक्सए द्वारा मेइज़ोथ्रोम्बिन के बाद के दरार से टुकड़ा 1·2 और सक्रिय थ्रोम्बिन मिलता है, जिसमें एक डाइसल्फ़ाइड बंधन द्वारा जुड़ी ए और बी श्रृंखलाएँ होती हैं। जब थ्रोम्बिन अकेले फैक्टर एक्सए द्वारा उत्पन्न होता है, तो पहला मार्ग प्रबल होता है और प्रोथ्रोम्बिन को पहले आर्ग 271 के बाद विभाजित किया जाता है, जिससे प्रीथ्रोम्बिन 2 का उत्पादन होता है, जिसे बाद में आर्ग 320 के बाद विभाजित किया जाता है। यदि कारक एक्सए प्रोथ्रोम्बिनस परिसर के एक घटक के रूप में कार्य करता है, हालांकि, दूसरा मार्ग अनुकूल है, और प्रोथ्रोम्बिन को पहले आर्ग320 के बाद विभाजित किया जाता है, जिससे मेइज़ोथ्रोम्बिन का उत्पादन होता है, जिसे सक्रिय थ्रोम्बिन का उत्पादन करने के लिए आर्ग271 के बाद विभाजित किया जाता है। इस प्रकार, प्रोथ्रोम्बिनस कॉम्प्लेक्स का गठन प्रोथ्रोम्बिन बॉन्ड क्लीवेज के अनुक्रम को बदल देता है। सक्रियण कारक वीए सक्रियण प्रोटीन सी द्वारा दरार के बाद निष्क्रिय हो जाता है। सक्रियण प्रोटीन सी अपनी हल्की और भारी दोनों श्रृंखलाओं में कारक वीए को दरार कर देता है। भारी श्रृंखला में दरार कारक V की कारक Xa से जुड़ने की क्षमता को कम कर देती है। सक्रिय प्रोटीन सी कारक वीए की प्रकाश श्रृंखला के साथ कसकर और विशेष रूप से अंतःक्रिया करता है, और यह अंतःक्रिया कैल्शियम स्वतंत्र है। कारक एक्सए सक्रिय प्रोटीन सी से कारक वीए की रक्षा करके कारक वीए के निष्क्रियता को रोकने में मदद कर सकता है। यह संभावना है कि कारक एक्सए और सक्रिय प्रोटीन सी कारक वीए पर समान स्थलों के लिए प्रतिस्पर्धा करते हैं। कारक एक्सए एंटीथ्रॉम्बिन III/हेपरिन प्रणाली द्वारा बाधित होता है, जो थ्रोम्बिन को रोकने का भी कार्य करता है। रोग में भूमिका प्रोथ्रोम्बिनेस कॉम्प्लेक्स के प्रोटीन घटकों की कमी बहुत दुर्लभ है। कारक V की कमी, जिसे पैराहेमोफिलिया भी कहा जाता है, एक दुर्लभ ऑटोसोमल रिसेसिव रक्तस्राव विकार है जिसकी अनुमानित घटना 1,000,000 में 1 है। जन्मजात कारक X की कमी भी अत्यंत दुर्लभ है, जो 1,000,000 में अनुमानित 1 को प्रभावित करती है। जीन एन्कोडिंग कारक V में एक बिंदु उत्परिवर्तन कारक V लीडेन नामक एक हाइपरकोआगुलेबिलिटी विकार का कारण बन सकता है। कारक वी लीडेन में, एक जी1691ए न्यूक्लियोटाइड प्रतिस्थापन के परिणामस्वरूप आर506क्यू एमिनो एसिड उत्परिवर्तन होता है। कारक वी लीडेन दो ज्ञात तंत्रों द्वारा शिरापरक घनास्त्रता के जोखिम को बढ़ाता है। सबसे पहले, सक्रिय प्रोटीन सी आम तौर पर एआरजी306, एआरजी506 और एआरजी679 पर सह-कारक को अलग करके कारक वीए को निष्क्रिय कर देता है। आर्ग 506 में कारक वी लीडेन उत्परिवर्तन सक्रिय प्रोटीन सी द्वारा निष्क्रियता के लिए कारक वीए को प्रतिरोधी बनाता है। इस प्रतिरोध के परिणामस्वरूप, प्लाज्मा में कारक वीए का अर्ध-जीवन बढ़ जाता है, जिसके परिणामस्वरूप थ्रोम्बिन उत्पादन में वृद्धि होती है और थ्रोम्बोसिस का खतरा बढ़ जाता है। दूसरा, सामान्य परिस्थितियों में, यदि कारक V को थ्रोम्बिन के बजाय सक्रिय प्रोटीन C द्वारा विभाजित किया जाता है, तो यह सक्रिय प्रोटीन C के लिए एक सह-कारक के रूप में काम कर सकता है। कारक V लीडेन में मौजूद कारक V का उत्परिवर्तित रूप, हालांकि, सक्रिय प्रोटीन C के कम कुशल सह-कारक के रूप में कार्य करता है। इस प्रकार, कारक VIIIa कारक V लीडेन में कम कुशलता से निष्क्रिय है, जिससे थ्रोम्बोसिस का खतरा और बढ़ जाता है। वास्तव में, फैक्टर वी लीडेन वंशानुगत घनास्त्रता का सबसे आम कारण है। हेटेरोजाइगस फैक्टर वी लीडेन संयुक्त राज्य अमेरिका में लगभग 5 प्रतिशत श्वेत आबादी में मौजूद है और होमोजाइगस फैक्टर वी लीडेन इस आबादी के 1 प्रतिशत से भी कम पाया जाता है। कारक वी लीडेन उत्तरी यूरोपीय मूल के व्यक्तियों और कुछ मध्य पूर्वी आबादी में बहुत अधिक आम है। यह हिस्पैनिक आबादी में कम आम है, और अफ्रीकी, एशियाई और मूल अमेरिकी आबादी में दुर्लभ है। कारक वी लीडेन शिरापरक थ्रोम्बोएम्बोलिज्म, अर्थात गहरी शिरा थ्रोम्बोसिस या फुफ्फुसीय अन्तःशल्यता के लिए एक महत्वपूर्ण जोखिम कारक है। वास्तव में, विषमयुग्म कारक वी लीडेन आवर्ती शिरापरक थ्रोम्बोएम्बोलिज्म के जोखिम को 40 प्रतिशत तक बढ़ा देता है। एंटीकोआगुलेंट दवाएं फैक्टर एक्सए का निषेध थ्रोम्बिन सक्रियण को रोकता है, जिससे थक्का बनने से रोका जा सकता है। इस प्रकार, फैक्टर एक्सए का उपयोग कई एंटीकोआगुलेंट दवाओं के प्रत्यक्ष और अप्रत्यक्ष लक्ष्य दोनों के रूप में किया जाता है। उदाहरण के लिए, दवा फोंडापारिनक्स फैक्टर एक्सए का एक अप्रत्यक्ष अवरोधक है। फोंडापारिनक्स एंटीथ्रॉम्बिन III से जुड़ता है और कारक Xa अवरोध के लिए अणु को सक्रिय करता है। वास्तव में, फोंडापारिनक्स कारक एक्सए के प्रति एंटीथ्रॉम्बिन III की बढ़ी हुई आत्मीयता प्रदान करता है, और इस बढ़ी हुई आत्मीयता के परिणामस्वरूप कारक एक्सए पर एंटीथ्रॉम्बिन III अवरोधक प्रभाव में 300 गुना वृद्धि होती है। एंटीथ्रोम्बिन III के फैक्टर Xa से जुड़ने के बाद, फोंडापारिनक्स निकलता है और एक अन्य एंटीथ्रोम्बिन को सक्रिय कर सकता है। एक अन्य दवा जो अप्रत्यक्ष रूप से फैक्टर एक्सए को रोकती है, वह है इड्रापेरिनक्स। इड्रापेरिनक्स एंटीथ्रॉम्बिन III को भी बांधता है, हालांकि फोंडापेरिनक्स की तुलना में आत्मीयता में 30 गुना वृद्धि के साथ। फोंडापारिनक्स की तुलना में इड्रापेरिनक्स का आधा जीवन बढ़ जाता है और इसे साप्ताहिक आधार पर दिया जा सकता है, जबकि फोंडापारिनक्स को प्रतिदिन त्वचा के नीचे इंजेक्शन दिया जाना चाहिए। रिवारोक्साबैन और एपिक्साबैन प्रत्यक्ष कारक एक्सए अवरोधक हैं। रिवारोक्साबैन और एपिक्साबैन कारक एक्सए के सक्रिय स्थल से जुड़ते हैं, इस बात की परवाह किए बिना कि कारक एक्सए प्रोथ्रोम्बिनेस परिसर में बंधा है या अपने मुक्त रूप में है। इन प्रत्यक्ष कारक एक्सए अवरोधकों को मौखिक रूप से प्रशासित किया जा सकता है, जैसा कि डैबिगैट्रान एटेक्सिलेट हो सकता है, जो एक प्रत्यक्ष थ्रोम्बिन अवरोधक है। वर्तमान में एफ. डी. ए. द्वारा अनुमोदित एंटीकोआगुलेंट दवाओं के रूप में फोंडापारिनक्स, रिवारोक्साबैन, एपिक्साबैन, डैबिगैट्रान एटेक्सिलेट और एंडोक्साबैन का उपयोग किया जाता है। इड्रापेरिनक्स का विकास बंद कर दिया गया था। संदर्भ भी देखें जमावट कैस्केड हेमोस्टेसिस जमावट प्रणाली