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Lexikon der Biochemie: Thrombin

Thrombin, eine in der Wirkung dem Trypsin ähnliche Serin-Protease mit einer Schlüsselfunktion im komplexen System der Blutgerinnung. T. besteht aus zwei Polypeptidketten mit 49 (A-Kette) und 259 (B-Kette) Aminosäureresten. Die B-Kette trägt die funktionellen Epitope eines Enzyms und zeigt das typische Faltungsmuster der Serin-Proteasen. Die Reste der katalytischen Triade His-57, Asp-102 und Ser-195 (Chymotrypsinnummerierung) befinden sich in der Grenzfläche zwischen zwei β-Barrel-Domänen. T. besitzt eine Präferenz für Arginin als P1-Aminosäure und Gly als P1'-Aminosäure. Die bisher einzige Ausnahme bildet der T.-Rezeptor 2 mit einer Spaltstelle nach Lysin. T. wird aus dem Zymogen Prothrombin (582 AS) durch proteolytische Spaltungen durch den Faktor Xa nach Arg274 und Arg323 freigesetzt, wobei die A- und B-Ketten durch eine Disulfidbrücke verbunden bleiben. T. ist ein Na+-abhängiges allosterisches Enzym. Die katalytische Triade ist etwa 2nm vom Na+-Bindungsort entfernt. In der Blutgerinnungskaskade erfüllt T. die Rolle eines Prokoagulans bei der Umwandlung des Fibrinogens in das unlösliche Fibrin, bei der Förderung der Blutplättchenaggregation, bei der Stabilisierung des sich bildenden Gerinnsels durch Aktivierung des Faktors XIII und bei der Verstärkung der Rückkopplung der eigenen Bildung aus Prothrombin durch Aktivierung der Faktoren V, VIII und XI. Als Antikoagulans ist T. bei der Thrombomodulin-geförderten Umwandlung von Protein C in eine aktive Komponente beteiligt, die Faktor Va zusammen mit Protein S spaltet und inaktiviert, wodurch die Umwandlung von Prothrombin in T. unter Katalyse des Prothrombinase-Komplexes begrenzt wird. Aufgrund der Wechselwirkung mit dem Antithrombin III hat T. im Blut nur eine Halbwertszeit von einigen Minuten, wobei Heparin diesen Prozess stark beschleunigt. Alle Wechselwirkungen des T. werden Na+-abhängig allosterisch reguliert, wobei der Übergang von der langsamen in die schnelle Form durch die Bindung von Na+ ausgelöst wird. Während die Na+-gebundene Form eine höhere Spezifität gegenüber Fibrinogen, Thrombomodulin, Thrombinrezeptoren und Antithrombin III zeigt, ist die langsame Form spezifischer gegenüber Protein C. Die Na+-abhängige allosterische Regulation der katalytischen Aktivität basiert auf Tyr-225. [E. Di Cera et al. Cell. Mol. Life Sci. 53 (1997) 701]

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