アンチトロンビン

アンチトロンビンの機能と構造

アンチトロンビン（Antithrombin、略称：AT）は、血液凝固系において重要な役割を果たすタンパク質であり、主にヒトのSERPINC1遺伝子によってコードされています。この血漿中の糖タンパク質は、432個のアミノ酸から構成され、3つのジスルフィド結合と4つのグリコシル化部位を特徴としています。特にα-アンチトロンビンが血漿中で優勢な形態を形成し、各グリコシル化部位にオリゴ糖が付加されています。これに対して、β-アンチトロンビンは一部が未修飾となっていることがあり、その構造によって機能が異なります。

ヘパリンによる活性化

アンチトロンビンの機能は、抗凝固薬であるヘパリンによって強化されます。ヘパリンは、アンチトロンビンが第IIa因子（トロンビン）や第Xa因子に結合する力を増強します。この相互作用により、アンチトロンビンの不活性化作用が大幅に向上し、血液凝固を抑制します。

機能とターゲット

アンチトロンビンはセルピンファミリーに属し、さまざまなプロテアーゼの不活性化に関与します。具体的には、活性化された第II因子（トロンビン）や第Xa因子といった血液凝固因子に作用します。また、他のセリンプロテアーゼも不活性化する能力があります。アンチトロンビンは、これらのプロテアーゼとの1対1の複合体を形成し、プロテアーゼ活性を阻害します。この際、特定の反応性ペプチド結合が重要な役割を果たします。

ヘパリンとの相互作用

ヘパリンは、アンチトロンビンの機能を強化するための重要な分子です。ヘパリンと結合した場合、アンチトロンビンはその活性を加速します。たとえば、トロンビンを不活性化する速度は、ヘパリンの存在下で大幅に増加します。ヘパリンの特定の五糖配列はアンチトロンビンに結合し、プロテアーゼの阻害を促進します。

疾患との関連

アンチトロンビンは、血液凝固の調節に重要な役割を果たすため、その欠乏は血栓症などの疾患を引き起こす要因となります。先天的および後天的なアンチトロンビン欠乏症は、血栓性疾患のリスクを高めることが知られています。後天性の原因には、腎不全や肝不全が含まれ、先天性のものは遺伝的要因によるものです。

アンチトロンビンの医療応用

現在、アンチトロンビンは医療分野でタンパク質製剤として利用され、先天的な欠乏症の患者に対する治療として承認されています。また、敗血症患者における血液凝固の低減に向けた研究も進められています。

結論

これまでの研究から、アンチトロンビンは血液凝固を制御する重要な因子であり、ヘパリンとの相互作用によりその機能が高まることが証明されています。疾患との関連性や医療における応用についても今後さらに研究が進められることが期待されます。

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