學習重點 先判斷催化區屬於哪一類:絲胺酸蛋白酶、轉谷氨醯酶(Factor XIIIa)、非酵素性輔因子(Factor V、VIII、tissue factor)與抑制蛋白(TFPI)不可混淆。 熟記各因子的結構特徵:Gla domain、EGF-like domain、kringle domain、apple domain,以及穿膜蛋白與血漿可溶性蛋白的差別。 掌握兩大傳統分群:prothrombin group(II、VII、IX、X)與 fibrinogen group(I、V、VIII、XIII)在分子量、維生素 K 依賴性、BaSO₄ 吸附、活化方式、穩定性及 plasmin 敏感性上的對比。 名稱、功能與結構要交叉判讀:Factor V 是 labile factor,也是非酵素性輔因子;Factor XIII 是轉谷氨醯酶;Factor XI 具有 apple domains,結構與維生素 K 依賴因子不同。 核心觀念 一、凝血與纖溶相關蛋白的酵素分類 多數凝血因子以無活性酵素原(zymogen)存在,經蛋白水解後形成活化態。活化態的催化殘基若為絲胺酸,即屬於 serine protease,典型活性位點由 His、Asp 與 Ser 組成(catalytic triad)。活化態 Factor IIa、VIIa、IXa、Xa、XIa、XIIa,以及 activated protein C、plasmin、tPA、uPA,均屬絲胺酸蛋白酶。凝血因子不屬於 threonine protease、tyrosine protease,也不是 tyrosine kinase。 蛋白或因子主要功能酵素歸屬 Factor I(fibrinogen)被 thrombin 切割形成 fibrin受質,非酵素 Factor IIa(thrombin)將纖維蛋白原轉成纖維蛋白,並活化 Factor V、VIII、XI、XIIISerine protease Factor III(tissue factor)與 Factor VIIa 結合啟動外源性凝血;屬穿膜蛋白輔因子/受體,非 serine protease Factor VFactor Xa 的輔因子;活化後為 Va非酵素性輔因子 Factor VIIIFactor IXa 的輔因子;活化後為 VIIIa非酵素性輔因子 Factor VII、IX、X凝血級聯中的蛋白酶活化態為 serine protease Factor XI、XII內源性(接觸)途徑的蛋白酶活化態為 serine protease Factor XIII活化後使纖維蛋白單體形成共價交聯XIIIa 為 transglutaminase,不具 serine protease domain Protein C活化後分解 Va、VIIIa,參與抗凝血Activated protein C 為 serine protease Protein SAPC 的輔因子非酵素,無 serine protease 催化區 tPA、uPA將 plasminogen 轉成 plasminSerine protease Plasmin分解纖維蛋白與纖維蛋白原Serine protease TFPI抑制 TF–Factor VIIa 複合體及 Factor Xa抑制蛋白(Kunitz 型),不是 serine protease 判斷關鍵:「受質不同」不代表酵素類別不同。Factor VIIa、IXa 與 activated protein C 雖各有受質,但都是絲胺酸蛋白酶;Factor XIIIa 催化的是形成共價交聯的轉醯胺反應,屬轉谷氨醯酶,是這類題目中的「異類」。 題目若列出「何組活化態不是 serine protease」,要找整組都不是的組合:Factor I(受質)、Factor III(tissue factor,輔因子)、Factor VIII(輔因子)三者皆非絲胺酸蛋白酶;而含 II、VII、IX、XI、XII 的組合都屬於絲胺酸蛋白酶。 二、穿膜蛋白與血漿蛋白 Tissue factor 是凝血因子中典型的穿膜蛋白(integral transmembrane protein),表現於血管外細胞表面,其胞外區與 Factor VIIa 結合,啟動外源性凝血。Factor V、Factor VIII 與 thrombin 都是血漿中的可溶性蛋白;Factor Va、VIIIa 可結合磷脂表面發揮功能,但這只是膜定位,不代表它們本身具有穿膜區段。 三、蛋白質結構 domain 的辨識 Gla domain:維生素 K 依賴性蛋白共有的 γ-carboxyglutamate 區,負責與鈣離子及帶負電的磷脂膜結合。Factor II、VII、IX、X 以及 Protein C、Protein S 均具有。 EGF-like domain:Factor VII、IX、X 具有 EGF-like domain;Factor II 不具有。 Kringle domain:Prothrombin(Factor II)具有兩個 kringle domains,是凝血因子中具 kringle 的代表。Protein C、Protein S、Factor XI 不具 kringle。纖溶系統的 plasminogen、tPA、uPA 也含有 kringle。 Apple domains:Factor XI 由四個 apple domains 加上 serine protease domain 組成,並以雙體形式存在;它不是維生素 K 依賴因子,沒有 Gla 與 EGF 的組合,因此與 Factor VII、IX、X 相比結構最不相似。 Factor XIII:屬 transglutaminase,不具有 serine protease domain。 因子主要結構組成 Factor II(prothrombin)Gla+兩個 kringle+serine protease(無 EGF) Factor VII、IX、XGla+兩個 EGF-like+serine protease Protein CGla+EGF-like+serine protease Factor XI四個 apple domains+serine protease Factor XIIITransglutaminase 催化區(無 serine protease domain) 四、Prothrombin group 的共同特性 Prothrombin group 包含 Factor II、VII、IX、X,共同特徵如下: 分子量較小,約為 55~70 kDa。 均為 vitamin K dependent,需要維生素 K 進行 γ-carboxylation,形成 Gla domain。 可被 BaSO₄(或 Al(OH)₃)吸附,是傳統區分凝血因子的方法;因此 BaSO₄ 吸附血漿中會缺乏這群因子。 性質較穩定;除 Factor II 外,凝血過程中不被消耗,血清中仍存在。 acute phase reactant 與可在血小板內出現是 fibrinogen group 的特性,不屬於 prothrombin group。 五、Fibrinogen group 的共同特性 Fibrinogen group 包含 Factor I、V、VIII、XIII,共同特性為: 分子量大,常大於 250 kDa。 皆可由 thrombin 活化:Factor I 轉為 fibrin,Factor V 轉為 Va,Factor VIII 轉為 VIIIa,Factor XIII 轉為 XIIIa。 穩定度低(尤其 Factor V、VIII 不穩定),且在凝血過程中被消耗,故血清中缺乏。 易被 plasmin 分解破壞。 不依賴維生素 K,不被 BaSO₄ 吸附。 屬 acute phase reactant(發炎、懷孕時可上升),且可存在於血小板中。 整組都不是 serine protease:Factor I 為受質,Factor V、VIII 為輔因子,Factor XIIIa 為轉谷氨醯酶。 六、凝血因子別名:labile factor Factor V 的別名為 labile factor(不穩定因子),也稱 proaccelerin;儲存血漿中活性容易下降。Factor VIII 雖也不穩定,但其別名是 antihemophilic factor。Factor VII 的別名是 stable factor(proconvertin),正好與 Factor V 相對,Factor I 為 fibrinogen,Factor II 為 prothrombin。 常考陷阱 把血漿蛋白誤認為穿膜蛋白:Factor V、VIII、thrombin 是可溶性血漿蛋白,活化後結合膜磷脂只是膜定位;tissue factor 才是穿膜蛋白。 把所有凝血因子都當作 serine protease:Factor I 是受質,Factor III、V、VIII 是輔因子,Factor XIIIa 是轉谷氨醯酶。看到「I、III、VIII」組合,即為整組皆非 serine protease。 被「受質不同」誤導:VIIa、IXa、APC 受質各異,但同屬 serine protease;XIIIa 才是不同類別。 酵素類別選項混淆:活化態 II、VII、IX、X 是 serine protease,不是 threonine protease、tyrosine protease 或 tyrosine kinase。 看到 Factor II 就以為含 EGF domain:Factor II 是 Gla+兩個 kringle,不含 EGF;問「不含 EGF domain」的凝血因子選 Factor II。 把 kringle 安在 Protein C、Protein S 或 Factor XI 上:凝血因子中具 kringle 的代表是 prothrombin。 誤判 Factor XI 與 VII、IX、X 相似:VII、IX、X 皆為 Gla+EGF 的維生素 K 依賴因子;XI 為 apple domains,結構最不同。 誤以為所有纖溶相關蛋白都是酵素:tPA、uPA、plasmin 是 serine protease;TFPI 是抑制蛋白。 兩大分群特性互換:維生素 K 依賴、BaSO₄ 吸附、分子量 55~70 kDa 屬 prothrombin group;分子量大於 250 kDa、thrombin 活化、plasmin 破壞、穩定度低、acute phase reactant、存在血小板中屬 fibrinogen group。 誤把 fibrinogen group 稱為 serine protease 或「穩定度高」:兩者都是錯誤敘述。 labile 與 stable 搞反:labile factor 是 Factor V,stable factor 是 Factor VII。 記憶口訣 「凝血酶群:一五八十三;維 K 群:二七九十。」 Fibrinogen group 為 I、V、VIII、XIII;prothrombin group 為 II、VII、IX、X。 「纖維群:大、被凝血酶活化、不穩、被 plasmin 吃、有發炎、住血小板;凝血酶原群:小、要維 K、被鋇吸。」 「五易變、七穩定;十三交聯不切蛋白;穿膜只有組織因子;二有環餅(kringle)沒 EGF,十一吃蘋果(apple)。」