A C-fehérje, más néven autoprotrombin IIa vagy XIV. véralvadási faktor zimogén, vagyis inaktív enzim. Aktív formája szabályozza a véralvadásgátlást, a gyulladást és az apoptózist, és fenntartja az érpermeabilitást emberben és más állatokban. Az aktív C-fehérje (APC) ezt elsősorban az Va és VIIIa faktorok proteolízissel való inaktiválásával éri el. Az APC serinproteáz, mert aktív helye szerintartalmú. Emberben a C-fehérjét a 2. kromoszómán lévő PROC gén kódolja.
A zimogén a plazmában keringő K-vitamin-dependens glikoprotein. 1 könnyű és 1 nehéz láncból áll, melyeket diszulfidkötés köt össze. A C-fehérje a véralvadásban fontos trombinhoz kötve aktiválódik, ezt elősegítik a trombomodulin és az endotél C-fehérje-receptorok (EPCR) jelenléte. Utóbbi szerepe miatt az aktivált C-fehérje elsősorban az endotélium közelében található, mely az érfalakat alkotja, és e sejtek és a leukociták azok, melyeket az APC érint. E fontos antikoaguláns szerep miatt a C-fehérje-deficiencia vagy -rezisztencia jelentősen növeli a trombózis kockázatát.
A rekombináns humán aktivált C-fehérje (rhAPC) egy formája, a drotrekogin α (az Eli Lilly and Company márkanevén Xigris) vitatott volt. Az Eli Lilly agresszív marketingkampányt folytatott használatára súlyos szepszis és szeptikus sokk esetén, és a 2004-es Surviving Sepsis Campaign irányelveit is támogatta. Azonban egy 2012-es Cochrane-elemzés kimutatta, hogy használata nem javallott, mert nem növeli a túlélési arányt, viszont növeli a vérzés kockázatát. 2011 októberében az Eli Lilly visszavonta a Xigrist felnőttek körében végzett kutatás alapján magasabb mortalitás miatt.
Történet A C-fehérje antikoaguláns szerepét Seegers fedezték fel először 1960-ban, aki a C-fehérje első nevét (autoprotrombin IIa) is adta. A C-fehérjét először Johan Stenflo mutatta ki marhaplazmából 1976-ban, és kimutatta, hogy K-vitamin-dependens fehérje. C-fehérjének nevezte, mert a 3. fehérje (C csúcs) volt, mely DEAE–Sepharose ionkromatográfból eluálódott. Seegers a teljes véralvadást mérő véralvadási assay-k által észleletlen K-vitamin-dependens koagulációs faktorok után kutatott. Nem sokkal később Seegers Stenflo felfedezését a sajátjával azonosnak ismerte el. Az aktivált C-fehérjét ugyanez évben később fedezték fel, és 1977-ben kimutatták, hogy az APC inaktiválja az Va faktort. 1980-ban Vehar és Davie felfedezték, hogy az APC a VIIIa faktort is inaktiválja, nem sokkal később azonosította Walker az S-fehérjét mint kofaktort. 1982-ben Griffin családtanulmánya először mutatott ki a C-fehérje-deficiencia és a vénás trombózis közt összefüggést. A homozigóta C-fehérje-deficienciát és súlyos egészségi hatásait 1984-ben írták le. A C-fehérje cDNS-t először Beckmann klónozták, és a C-fehérjét a májban termelő gént is feltérképezték. 1987-ben Taylor kimutatták, hogy az aktivált C-fehérje gátolja a koagulopátiát és a halált letális mennyiségű Escherichia colit kapó bonobókban.
1993-ban Björn Dahlbäck öröklött APC-rezisztenciát mutattak ki, mely familiális trombofíliával függött össze. 1994-ben az V-ös faktor Leiden-mutációját Bertina írták le. 2 évvel később a Gla-domén-mentes APC-t 2,8 Å pontossággal meghatározták. 1998-ban egy tanulmányt folytattak C-fehérje-deficienciára nézve heterozigóta egerek szaporodásával a gén specifikus inaktivációja után. Utódaik a homozigóta deficiencia súlyos tüneteit mutatták. A 2001-ben indult PROWESS klinikai kísérlettel kezdődően kimutatták, hogy az APC-infúzió a szepszis számos tünetét és halálozási arányát is csökkentheti. Az év végén az aktivált drotrekogin α, egy rekombináns humán aktivált C-fehérje lett a Food and Drug Administration által elfogadott első gyógyszer súlyos szepszis kezelésére. 2002-ben a Science-ben megjelent egy cikk arról, hogy a C-fehérje aktiválja a proteázaktivált receptor 1-et (PAR–1), ami immunmodulációs szerepéért felel. Genetika A C-fehérjét kódoló gén hivatalos angol neve protein C (inactivator of coagulation factors Va and VIIIa). A HGNC által elfogadott rövidítés PROC, mely a protein C rövidítése. A 2. kromoszóma q karjának 13–14-es sávján található, és 9 exonja van. A gén bázispárból áll. Szerkezet A humán C-fehérje K-vitamin-dependens glikoprotein, mely más véralvadást befolyásoló K-vitamin-dependens fehérjékhez hasonló, amilyenek a protrombin, a VII-es, a IX-es és X-es faktor. C-fehérjét a máj termel, és egyláncú prekurzorral kezdődik, melyben 32 aminosavas N-terminális jelzőpeptid előz meg propeptidet. A C-fehérje a K198–R199 dipeptid eltávolításakor keletkezik, ez hoz létre heterodimert mindkét láncon N-kötött szénhidrátokkal. A könnyű lánc tömege 21, a nehézé 41 kDa, ezeket a C183 és C319 közti diszulfidkötés kapcsolja össze. bélyegkép|410px|alt=A prepro-C-fehérje (461 aminosav) és a C-fehérje (könnyű és nehézláncok) aminosavjait ábrázoló diagram, kiemelve a jelző (1–32. aminosav), GLA (43–88.), EGF–1 (97–132.), EGF–2 (136–176.), aktiváló peptid (200–211.) és szerinproteáz (212–450) részeket. A könnyű (43–197) és nehéz láncokat a 183. és 319. cisztein közti diszulfidkötést jelző vonal köti össze.|A prepro-C-fehérje (fent) és az érett C-fehérje (lent) szerkezete domének szerint. Az inaktív C-fehérje 419 aminosavból áll több fehérjedoménben: 1 Gla-domén (43–88. aminosav), 1 helikális aromás szakasz (89–96.), 2 EGF-domén (97–132. és 136–176.), aktiváló peptid (200–211.) és tripszinszerű szerinproteáz-domén (212–450.). A könnyű lánc részei a Gla és EGF-domének és az aromás szakasz, a nehézéi a proteázdomén és az aktiváló peptid. A plazmában a C-fehérje 85–90%-a aktiválásra váró zimogénként van jelen. A zimogén fennmaradó része kissé módosult fehérjeváltozatokból származik. Az enzim akkor aktiválódik, mikor a trombin az aktiváló peptidet a nehéz lánc N-terminusáról leválasztja. Az aktív hely része a szerinproteázokra jellemző katalitikus triád (H253, D299, S402).
A Gla domén különösen negatív töltésű foszfolipidekhez (véralvadásgátlás) és EPCR-hez (sejtvédelem) való kötésben hasznos. Egy jelentős exohely hatékonyan növeli a C-fehérje képességét az Va inaktiválására, egy másik a trombomodulinnal való kölcsönhatáshoz szükséges. Poszttranszlációs módosítás A humán C-fehérje legalább 5-féle poszttranszlációs módosításban ismert: γ-Karboxilezés az első 9 glutaminsavon. Ezt K-vitamin-dependens mikroszomális karboxiláz hajtja végre. A teljes Gla-komplement szükséges a C-fehérje teljes aktiválásához. β-Hidroxilezés D71-en, eritro--β-hidroxiaszaparaginsavat (bHA) adva. Ez szükséges a működéshez, amit a D71Q mutáció igazolt. N-Glikoziláció 3 lehetséges glikozilációs helyen. A plazmában lévő humán C-fehérje tömege 23%-át glikoziláció adja. Diszulfidhíd-képződés. Több proteolitikus bontás a polipeptidszakaszon, mely 18 aminosavas jelzőpeptidet, 24 aminosavas propeptidet és a 155–156. és 157–158. aminosavak közti bontások, melyek a plazmazimogén kétláncú szerkezetét adják. Fiziológia A C-fehérje aktiválását erősen segíti a trombomodulin és az EPCR, utóbbi az erek belsejében lévő endotél sejtekben található. A trombomodulin jelenléte több nagyságrenddel, az EPCR 20-szorosára gyorsítja az aktivációt. E két fehérje bármelyikének hiányában az egér túlzott véralvadás miatt életképtelen. Az endotéliumon az APC szabályozza a véralvadást, a gyulladást és az apoptózist. A trombomodulin C-fehérje-aktivációt gyorsító hatása miatt a fehérje tekinthető nem a trombin, hanem a trombin–trombomodulin (vagy akár trombin–trombomodulin–EPCR) komplex által aktiváltnak. Az APC maradhat az EPCR-hez kötött, de le is válhat róla: affinitása hozzá a zimogénével közel megegyező.
A C-fehérje zimogénjének szintje felnőtt ember vérplazmájában 65–135 NE/dl közt van. Az APC-szint mintegy 1750-szer kisebb ennél. Enyhe C-fehérje-hiány 20–65, középsúlyos 1–20 NE/dl közti, súlyos C-fehérje-hiány 1 NE/dl alatti vagy kimutathatatlan C-fehérje-szint esetén van. Időben született egészséges csecsemők C-fehérje-szintje átlagosan 40 NE/dl. A C-fehérje-szint 6 hónapos korig emelkedik, ahol az átlag 60 NE/dl, majd állandósul a gyermekkoron át, végül kamaszkor után éri el a felnőttkori értéket. Az APC felezési ideje 15 perc. Reakcióutak A C-fehérje-utak az APC-szintet és -aktivitást irányító kémiai reakciók. A C-fehérje pleiotrop: 2 fő funkciója a véralvadásgátlás és a sejtvédelem. A C-fehérje által végzett funkció attól függ, hogy aktiválása után kötött marad-e az EPCR-hez: az APC véralvadásgátló hatásai akkor jelentkeznek, ha nem. Ez esetben a C-fehérje irreverzibilis proteolízissel inaktiválja az Va és VIIIa faktorokat, átalakítva Vi és VIIIi faktorrá. Az EPCR-hez kötött APC sejtvédő: az effektorszubsztrát PAR–1-re hat. A véralvadásgátló hatások bizonyos mértékig függetlenek a sejtvédőktől: az egyik út expresszióját nem befolyásolja a másik léte.
A C-fehérje-aktivitást csökkentheti a trombomodulin vagy az EPCR csökkenése. Ez történhet gyulladásserkentő citokinek, például interleukin–1β (IL–1β) és tumornekrózis-faktor α (TNF–α) által. Az aktivált leukociták ezeket gyulladás során bocsátja ki, gátolva a trombomodulin és EPCR termelését, és indukálva leválásukat az endotélium felszínéről. Ezek csökkentik a C-fehérje aktiválását. A trombin maga is hatással lehet az EPCR-szinten. Ezenkívül a sejtek által kibocsátott fehérjék is gátolhatják a C-fehérje-aktivációt, erre példák az eozinofilek, ez magyarázhatja a trombózist hipereozinofíliás szindróma esetén, amit a nagy mennyiségű eozinofilspecifikus fehérje, például fő bázikus fehérje vagy eritropoetin jelez, melyek a trombomodulinhoz kötve gátolják a C-fehérje aktiválását. A C-fehérje-expressziót növelheti a trombocitafaktor 4. E citokin a C-fehérjét feltehetően a C-fehérje Gla és a trombomodulin glükózaminoglikán doménje közti sóhíd képzésével csökkenti a reakció Michaelis-állandóját (KM). In addition, Protein C is inhibited by protein C inhibitor. Antikoaguláns hatások bélyegkép|jobbra|360px|alt=A véralvadás (trombin, balra) és C-fehérje-út (jobbra) sematikus ábrája. Véralvadáskor a trombin a XI-es faktort XIa, a VIII-as faktor VIIIa, az V-ös faktort Va faktorrá, a fibrinogént fibrinné alakítja. Ezenkívül a trombin a trombocita-aktivációt és -aggregációt segíti a membránjukon lévő proteázaktivált receptorok aktiválásával. A trombin a C-fehérje-úton a C-fehérjét APC-vé alakítja, mely az Va faktort Vi, a VIIIa faktort VIIIi faktorrá alakítja, továbbá a PAR–1-et és az EPCR-t aktiválja.|Véralvadás és véralvadásgátló C-fehérje-út A C-fehérje fontos antikoaguláns emberben. Szerinproteáz-zimogén: az APC az Va és VIIIa faktorokat irreverzibilisen bontja, és a kötésben részt vevő egyik aminosav szerin. E fehérjék erős prokoagulánsok a trombin létrehozásában, mely a véralvadás alapvető eleme – együtt részei a protrombinázkomplexnek. Az Va és VIIIa faktort inaktiváló fehérjék például az S-fehérje, az V-ös faktor, a magas sűrűségű lipoprotein, az anionos foszfolipidek és a glikoszfingolipidek.
Az Va faktor a protrombinhoz és a Xa faktorhoz kötve -szeresére növeli a trombintermelést. Az Va faktor inaktiválása ezért gyakorlatilag megállítja a trombintermelést. A VIII-as faktor azonban a Xa faktort előállító kofaktor, mely a protrombint trombinná alakítja. A VIIIa faktor a X-es faktor aktiválását mintegy -szeresére növeli. Fontossága miatt ez utóbbi antihemofíliás faktorként is ismert, és deficienciája haemophilia A-t okoz.
Az APC az Va faktort 3 helyen (R306, R506, R679) bontva inaktiválja. A 306. és 506. helyen történő bontás csökkenti a fehérje Xa faktorhoz való affinitását, és bár az első helyen nehéz a bontás, az V-ös faktor működéséhez szükséges. Az S-fehérje katalizálja a 306. helyen lévő proteolízist, ezzel az V-ös faktor A2 doménje leválik a többi részéről. Az S-fehérje a Xa faktorhoz is köt, gátolva utóbbit az Va faktor C-fehérje általi gátlásának csökkentésében.