Πεπετιδικά ανάλογα της ενδοκυττάριας περιοχής της υπομονάδας αΙΙb του υποδοχέα αΙΙbβ3 για τη μελέτη της αιμοπεταλιακής ενεργοποίησης

Abstract

The aim of the present study was to contribute to the evaluation of the role of the acidic Cterminal region of the αIIb cytoplasmic tail, the αIIb 1000LEEDDEEGE1008 amino acid motif. For the above purpose we used the synthetic peptides based on the cytoplasmic region of αIIb subunit: LEEDDEEGE, CF-LEEDDEEGE (CF-CarboxyFluorescein), palmitoyl-KLEEDDEEGE, palmitoyl-K(CF)-LEEDDEEGE, palmitoyl-K-989KGVFFKR995, LAEDDEEGE, palmitoyl-K-LAEDDEEGE, LEADDEEGE, palmitoyl-K-LEADDEEGE, LEEDAEEGE, palmitoyl-K-LEEDAEEGE, LEEDDAEGE, palmitoyl-K-LEEDDAEGE, palmitoyl-K-1000LEEDDE1005, palmitoyl-K-1005EEGE1008 and the scramled peptide palmitoyl-K-GDDEELEEE as control. The synthetic peptides, CF-LEEDDEEGE and palmitoyl-K(CF)-LEEDDEEGE were used to examine their membrane permeability, with confocal microscopy. Only the lipid modified peptide is platelet permeable. The effects of all the synthetic peptides in regulating integrin activation and platelet aggregation, were examined in washed human platelets. Our results, in combination with other reported data, support the assumption that interaction of the membrane proximal sequence 989KGVFFKR995 of the cytoplasmic domain of αIIb with the acidic terminal 1000LEEDDEEGE1008 motif may be an important structural factor in platelet signaling, leading to their activation and aggregation. In addition, we studied the modified peptide analogues of palmitoyl-K-LEEDDEEGE, with alanine substitution at positions 1001, 1003, 1004 and 1005, in washed platelets stimulated with thrombin or palmitoyl-KKVGFFKR. In washed platelets stimulated with thrombin or palmitoyl-K-KVGFFKR, we found that the inhibitory activity of alanine modified peptide was diminished in contrast with palmitoyl-K-LEEDDEEGE. Especially, the substitution D1004A was the most important as it gave the higher IC50=290 μΜ, compare to IC50=110 μΜ, for the palmitoyl-KLEEDDEEGE. The non palmitoylated peptides did not inhibit the platelet aggregation, probably due to their inability to penetrate the platelet membrane, so as to act to the interior of the cell. The scrambled palmitoylated peptide with the same acidic amino acids, palmitoyl-KGDDEELEEE, also showed significantly lower inhibitory activity. The above results suggest that the palmitoyl-K-LEEDDEEGE peptide may have a specific function in modulating the αIIbβ3 activation. As for the palmitoyl-K-1000LEEDDE1005 and palmitoyl-K- 1005EEGE1008 modified peptides, they also showed an important inhibitory activity in platelet aggregation, comparable with that of the palmitoyl-K-1000LEEDDEEGE1008. The first peptide might bind the intracellular calcium or/and interacts with signaling proteins, inhibiting their action. The second peptide possibly interacts with the cytoplasmic domain 989-995 of αIIb subunit, inhibiting the integrin activation or/and interacts with signaling proteins, inhibiting their action.

Ο σκοπός της παρούσας μελέτης είναι η συνεισφορά στην κατανόηση του ρόλου του όξινου C-τελικού άκρου της κυτταροπλασματικής περιοχής της υπομονάδας αIIb , δηλαδή του μοτίβου αIIb 1000LEEDDEEGE1008. Για το λόγο αυτό χρησιμοποιήθηκαν συνθετικά πεπτίδια βασισμένα στην κυτταροπλασματική περιοχή της υπομονάδας αIIb τα: LEEDDEEGE, CF-LEEDDEEGE (CF-καρβοξυφλουορεσκεΐνη), παλμιτοϋλο-KLEEDDEEGE, παλμιτοϋλο-K(CF)-LEEDDEEGE, παλμιτοϋλο-K-989KGVFFKR995, LAEDDEEGE, παλμιτοϋλο-K-LAEDDEEGE, LEADDEEGE, παλμιτοϋλο-K-LEADDEEGE, LEEDAEEGE, παλμιτοϋλο-K-LEEDAEEGE, LEEDDAEGE, παλμιτοϋλο-K-LEEDDAEGE, παλμιτοϋλο-K-1000LEEDDE1005, παλμιτοϋλο-K-1005EEGE1008 και το scramled πεπτίδιο παλμιτοϋλο-K-GDDEELEEE ως control. Τα συνθετικά πεπτίδια, CF-LEEDDEEGE και παλμιτοϋλο-K(CF)-LEEDDEEGE χρησιμοποιήθηκαν για να ελεγχθεί η διαπερατότητα της μεμβράνης, με συνεστιακή μικροσκοπία. Μόνο το τροποποιημένο με τη λιπόφιλη παλμιτοϋλο- ομάδα πεπτίδιο διαπερνά την αιμοπεταλιακή μεμβράνη. Εξετάστηκε η επίδραση όλων των συνθετικών πεπτιδίων στη ρύθμιση της ενεργοποίησης της ιντεγκρίνης και στην αιμοπεταλιακή συσσώρευση, σε πλυμένα ανθρώπινα αιμοπετάλια. Τα πειραματικά αποτελέσματα, σε συνδυασμό με βιβλιογραφικά δεδομένα, υποστηρίζουν την υπόθεση ότι η αλληλεπίδραση της αλληλουχίας 989KGVFFKR995, της κοντινής στη μεμβράνη ενδοκυττάριας περιοχής της υπομονάδας αIIb, με το όξινο C-τελικό άκρο 1000LEEDDEEGE1008, είναι πιθανώς ένας σημαντικός δομικός παράγοντας στην αιμοπεταλιακή σηματοδότηση, οδηγώντας στην ενεργοποίηση και στη σηματοδότησή τους. Επιπρόσθετα, μελετήθηκαν τα τροποποιημένα με αλανίνη και παλμιτοϋλιωμένα πεπτιδικά ανάλογα στα οποία οι θέσεις 1001, 1003, 1004 και 1005 του παλμιτοϋλο-K-LEEDDEEGE, αντικαταστάθηκαν από αλανίνη, σε πλυμένα αιμοπετάλια και ενεργοποιημένα με θρομβίνη ή με το παλμιτοϋλο-K-KVGFFKR. Η ανασταλτική τους δράση βρέθηκε μειωμένη συγκριτικά με του παλμιτοϋλο-K-LEEDDEEGE. Ειδικότερα, η αντικατάσταση D1004A ήταν η πιο σημαντική, καθώς έδωσε το υψηλότερο IC50=290 μΜ, σε σύγκρισή με το IC50=110 μΜ του παλμιτοϋλο-K-LEEDDEEGE. Τα μη παλμιτοϋλιωμένα πεπτιδικά ανάλογα δεν ανέστειλαν την συσσώρευση των αιμοπεταλίων, πιθανώς επειδή δεν μπορούν να διαπεράσουν την αιμοπεταλιακή μεμβράνη, ώστε να δράσουν στο εσωτερικό του κυττάρου. Το scrambled πεπτίδιο με το ίδια όξινα αμινοξέα, παλμιτοϋλο-K-GDDEELEEE, επίσης έδειξε σημαντικά μειωμένη ανασταλτική δράση. Τα παραπάνω αποτελέσματα υποδηλώνουν ότι το παλμιτοϋλο-K-LEEDDEEGE, πιθανώς έχει εξειδικευμένη δράση στη ρύθμιση της ενεργοποίησης της ιντεγκρίνης αIIbβ3. Όσο για τα τροποποιημένα πεπτιδικά ανάλογα παλμιτοϋλο-K-1000LEEDDE1005 και παλμιτοϋλο-K-1005EEGE1008, έδειξαν ανασταλτική δράση στη συσσώρευση των αιμοπεταλίων συγκρίσιμη με αυτή του παλμιτοϋλο-K-LEEDDEEGE. Το παλμιτοϋλο-K-LEEDDE πιθανώς δεσμεύει τα ιόντα ασβεστίου της κυτταροπλασματικής περιοχής ή/και αλληλεπιδρά με διάφορες ενδοκυττάριες, σηματοδοτικές πρωτεΐνες, εμποδίζοντας τη δράση τους. Το παλμιτοϋλο-K-EEGE πιθανώς αλληλεπιδρά με την κοντινή στη μεμβράνη περιοχή 989-995, εμποδίζοντας έτσι τη διαμορφωτική αλλαγή του υποδοχέα, ώστε να ενεργοποιηθεί ή/και αλληλεπιδρά με διάφορες ενδοκυττάριες, σηματοδοτικές πρωτεΐνες, εμποδίζοντας τη δράση τους.