A proteína codificada polo xene CFD é un membro da familia da tripsina de serina proteases segregado polos adipocitos á circulación sanguínea. A proteína é un compoñente da vía alternativa do complemento coñecida principalmente polo seu papel na supresión humoral de axentes infecciosos. Finalmente, a proteína codificada ten un alto nivel de expresión nas graxas, o que indica que o tecido adiposo ten un papel na bioloxía do sistema inmunitario.[1]
Vía alternativa. ( 4. é o factor D cortando B dando Bb e Ba)
O factor D é unha serina protease que estimula o transporte de glicosa para a acumulación de triglicéridos nas células adiposas e inhibe a lipólise.[2]
Importancia clínica
O nivel de factor D diminúe[3] en pacientes obesos. Esta redución pode deberse á alta actividade ou resistencia, pero a causa exacta non se coñece completamente.
Estrutura
Todos os membros da familia da quimotripsina de serina proteases teñen estruturas moi similares. En todos os casos, incluíndo o factor D, presentan dous dominios de barril βantiparalelos nos que cada barril contén seis febras β coa mesma topoloxía en todos os encimas. A maior diferenza na estrutura do esqueleto da molécula entre o factor D e as outras serina proteases da familia da quimiotripsina está nos bucles da superficie que conectan os elementos estruturais secundarios. O factor D adopta diferentes conformacións dos principais residuos para a unión do substrato e catalíticos atopados característicamente na familia da quimotripsina. Estas características suxiren que a actividade catalítica do factor D non é posible a non ser que un realiñamento induza os cambios conformacionais.[4]
Mecanismo de acción
O factor D é unha serina protease presente no sangue e tecidos coa secuencia activa pero coa conformación activa autoinhibida. O único substrato natural coñecido do factor D é o factor B, e o corte do enlace escindible Arg234-Lys235 do factor B orixina dous fragmentos de factor B, Ba e Bb. Antes de que poida acontecer o corte do enlace escindible no factor B, o factor B debe primeiro unirse a C3b antes de formar o complexo C3bB.[5] Propúxose que este cambio conformacional do factor B neste complexo C3bB permite que o factor B se axuste ao do sitio de unión do factor D.
A tríade catalítica do factor D está composta por Asp102, His57 e Ser195. Outros compoñentes clave do factor D son unha ponte salina Asp189-Arg218 que estabiliza un bucle autoinhibitorio (residuos de aminoácidos 212 a 218) e His57 da cadea lateral na conformación non canónica.[6][7] Na súa forma inhibida o bucle autoinhibitorio impide o acceso do factor B ao factor D. Cando á conformación autoinhibida do factor D se lle aproxima o complexo C3bB, o C3bB dispraza a ponte salina do factor Factor D e orixínase unha nova ponte salina entre a Arg234 do factor B e a Asp189 do factor D.[8][9] O desprazamento da ponte salina do factor D causa un realiñamento do bucle autoinhibitorio e unha rotación da cadea lateral da histidina do sitio activo, creando a forma canónica do factor D. A rotura do enlace escindible do factor B ocorre entón, liberando o fragmento Ba e formando o C3bBb, a convertase de C3 da vía alternativa.[10]
A conformación non canónica do factor D é inhibida polo bucle autoinhibitorio (azul). A ponte salina Asp-Arg (cadeas laterais púrpura e laranxa, respectivamente) estabiliza o bucle autoinhibitorio. A tríade catalítica móstrase en verde.[11]
A conformación canónica do factor D non é autoinhibida. A ponte salina Asp-Arg (cadeas laterais púrpura e laranxa, respectivamente) foi desprazada resultando nun cambio no bucle autoinhibitorio (azul). A tríade catalítica móstrase en verde.[12]
Regulación
O factor D sintetízase en parte no fígado, pero a súa maior fonte son os adipocitos. A proforma do factor D que se segrega é cortada por MASP-3 para formar a secuencia activa que circula polo corpo.[13] O factor D ten unha especificidade de substrato extremadamente alta, e como resultado non se coñecen inhibidores naturais no corpo.[14] Con todo, a maior parte do factor D permanece na súa forma autoinhibida que limita o acceso do substrato ao sitio catalítico. O factor D ten un peso molecular de 23,5 kD e está presente nunha concentración de 1,8 mg/L de sangue en persoas sas. A taxa de síntese deste factor é de aproximadamente 1,33 mg/kg/día, e a maior parte do factor D elimínase a través dos riles despos do catabolismo nos túbulos proximais despois da reabsorción. O efecto neto é unha alta taxa metabólica fraccional do 60 % por hora.[15] En pacientes cunha función renal normal, non se detecta factor D na urina. Porén, en pacientes con doenzas renais, hai niveis elevados de factor D. A vía alternativa pode funcionar mesmo a baixos niveis de factor D, e as deficiencias nos niveis de factor D son raras.[16][17]
Papel en enfermidades
Unha mutación puntual ten como resultado a substitución dun codón para a serina (Ser42 na forma con metionina non procesada do factor D) por un codón (TAG) no xene do factor D no cromosoma 19 foi documentado como causa da deficiencia do factor D.[18] A deficiencia do factor D pode causar un incremento da susceptibilidade a infeccións bacterianas, concretamente infeccións por Neisseria. O modo de herdanza da deficiencia do factor D é autosómica recesiva, e os individuos cunha mutación que afecta só un alelo poden non ter a mesma susceptibilidade a infeccións recorrentes. Nun paciente con infeccións rocorrentes, conseguiuse unha mellora completa nesta condición ao administrar factor D purificado.[19]
Entre as enfermidades nas que hai unha activación excesiva do complemento está a hemoglobinuria nocturna paroxística, e os inhibidores do factor D poden ser útiles no tratamento desta doenza. Están desenvolvéndose para o tratamento desta hemoglobinuria pequenas moléculas inhibidoras do factor D, e unha destas pequenas moléculas inhibidoras chamada ACH-4471 mostrou ser prometedora en ensaios clínicos en fase 2 cando se combinaba con eculizumab. Os pacientes tratados con inhibidores do factor D deben ser inmunizados contra infeccións para evitar infeccións recorrentes como en pacientes con deficiencia en factor D.[20][21]
↑Jing, H; Babu, YS; Moore, D; Kilpatrick, JM; Liu, XY; Volanakis, JE; Narayana, SV (9 de outubro de 1998). "Structures of native and complexed complement factor D: implications of the atypical His57 conformation and self-inhibitory loop in the regulation of specific serine protease activity.". Journal of Molecular Biology282 (5): 1061–81. PMID9753554. doi:10.1006/jmbi.1998.2089.
↑Hayashi, M; Machida, T; Ishida, Y; Ogata, Y; Omori, T; Takasumi, M; Endo, Y; Suzuki, T; Sekimata, M; Homma, Y; Ikawa, M; Ohira, H; Fujita, T; Sekine, H (15 de setembro de 2019). "Cutting Edge: Role of MASP-3 in the Physiological Activation of Factor D of the Alternative Complement Pathway.". Journal of Immunology203 (6): 1411–1416. PMID31399515. doi:10.4049/jimmunol.1900605.
↑Lorthiois, E; Anderson, K; Vulpetti, A; Rogel, O; Cumin, F; Ostermann, N; Steinbacher, S; Mac Sweeney, A; Delgado, O; Liao, SM; Randl, S; Rüdisser, S; Dussauge, S; Fettis, K; Kieffer, L; de Erkenez, A; Yang, L; Hartwieg, C; Argikar, UA; La Bonte, LR; Newton, R; Kansara, V; Flohr, S; Hommel, U; Jaffee, B; Maibaum, J (13 de xullo de 2017). "Discovery of Highly Potent and Selective Small-Molecule Reversible Factor D Inhibitors Demonstrating Alternative Complement Pathway Inhibition in Vivo.". Journal of Medicinal Chemistry60 (13): 5717–5735. PMID28621538. doi:10.1021/acs.jmedchem.7b00425.
↑Volanakis, JE; Barnum, SR; Giddens, M; Galla, JH (14 de febreiro de 1985). "Renal filtration and catabolism of complement protein D.". The New England Journal of Medicine312 (7): 395–9. PMID3844050. doi:10.1056/NEJM198502143120702.
