A XIII-as véralvadási faktor B alegységének molekuláris és celluláris kölcsönhatásai  részletek

súgó  nyomtatás 
vissza »
 

Projekt adatai

  
azonosító
129287
típus K
Vezető kutató Muszbek László
magyar cím A XIII-as véralvadási faktor B alegységének molekuláris és celluláris kölcsönhatásai
Angol cím Molecular and cellular interactions of coagulation factor XIII B-subunit
magyar kulcsszavak XIII-as factor, B alegység, szénhidrát oldallánc, polimorfizmus, fibrinogén, platelet
angol kulcsszavak Factor XIII, B subunit, carbohydrate side-chain, polymorphism, fibrinogen, liver cirrhosis
megadott besorolás
Hematológia, immunológia, trombózis, fertőző betegségek (Orvosi és Biológiai Tudományok Kollégiuma)90 %
Ortelius tudományág: Hematológia
Kardiovaszkuláris rendszer (Orvosi és Biológiai Tudományok Kollégiuma)10 %
Ortelius tudományág: Szív- és véredényrendszer
zsűri Élettan, Kórélettan, Gyógyszertan és Endokrinológia
Kutatóhely ÁOK Laboratóriumi Medicina Intézet, Klinikai Labóratóriumi Kutató Tanszék (Debreceni Egyetem)
résztvevők Bagoly Zsuzsa
Bárdos Helga
Bereczky Zsuzsanna
Haramura Gizella
Katona Éva
Kerényi Adrienne
Pénzes-Daku Krisztina
Somodi Laura
projekt kezdete 2018-12-01
projekt vége 2023-11-30
aktuális összeg (MFt) 47.748
FTE (kutatóév egyenérték) 10.66
állapot lezárult projekt
magyar összefoglaló
A kutatás összefoglalója, célkitűzései szakemberek számára
Itt írja le a kutatás fő célkitűzéseit a témában jártas szakember számára.
A kutatási projekt elsődleges célja hogy új adatokat nyerjünk a XIII-as véralvadási faktor (FXIII) B alegységének (FXIII-B) struktúrájáról kiderítsük más fehérjékkel, sejtekkel való kapcsolatának a mechanizmusát és ezeknek a kölcsönhatásoknak a fiziológiás jelentőségét. Részleteiben:
a) A FXIII-B-hez az Asn142-höz és Asn525-höz N-glikolizáció révén kapcsolódó szénhidrát oldalláncok összetételének a kiderítése és annak meghatározása, hogy a szénhidrát oldalláncok befolyásolják-e a FXIII fél-élet idejét a keringésben.
b) A FXIII-A-hoz kötődésért felelős FXIII-B epitóp kiderítése. Ennek alapján megkísérelni olyan peptid(ek) vagy peptid mimetikumok szintézisét, melyek gátolják a két alegység kölcsönhatását.
c) Annak megállapítása, hogy fibrinogénhez való kötődést stabilizálja-e a FXIII-at a plazmában, és hogy milyen az afibringenemiában szenvedő betegek FXIII szintje.
d) Annak megállapítása, hogy az intron K FXIII-B polimorfizmus befolyásolja-e a molekula FXIII-A-hoz és a fibrinogénhez való kötődését, ill a FXIII-B és a FXIII-A2B2 keringésből történő eliminációját.
e) Annak kiderítése, hogy a trombociták α-granulumaiban a FXIII-B szabad vagy komplex formában (esetleg mindkettőben) van-e, és ha trombocita aktiváció során felszabadul, kötődik-e a trombocita felszínhez. Annak megvizsgálása, hogy a citoplazmában lévő FXIII-A2, mely csak erős ingerek hatására hosszabb idő múlva kerül a sejtek felszínére, köt-e FXIII-B-t, azaz aktív vagy inaktív formában van-e.

Mi a kutatás alapkérdése?
Ebben a részben írja le röviden, hogy mi a kutatás segítségével megválaszolni kívánt probléma, mi a kutatás kiinduló hipotézise, milyen kérdéseket válaszolnak meg a kísérletek.
A FXIII alapvető fontosságú a hemosztázis fenntartásában. Két potenciálisan aktív katalitikus FXIII-A és két feltételezetten regulatórikus FXIII-B alegységből áll. A FXIII-A aktív formája egy traszglutamináz, mely kovalensen keresztbe köti a fibrin láncokat és az α2 plazmin inhibitort a fibrinhez. Ilyen módon védi az újonnan képződött fibrint a véráramban lévő nyíró erőktől és a fibrinolítikus degradációtól. A plazmában a FXIII B alegységén keresztül fibrinogénhez kötött. A FXIII-B funkciója csak részben ismert és az e funkcióhoz szükséges szerkezeti elemek gyakorlatilag ismeretlenek. A benyújtott pályázatban ezekkel a kérdésekkel kívánunk foglalkozni. Részleteiben: a) Mi a FXIII-B szénhidrát oldalláncának az összetétele és mi a szerepe a a fibrinogénhez és FXIII-A-hoz való kötődésben? b) Milyen strukturális FXIII-B epitóp(ok) játszanak szerepet a FXIII-A-hoz és fibrinogénhez való kötődésében? c) Befolyásolja-e a FXIII fél-élet idejét a keringésben a fibrinogénhez való kötődése. d) Hogyan befolyásolja a FXIII gyakori polimorfizmusa (intron K nt29756 C>G) a FXIII-B kölcsönhatásait és funkcióját. e) Szabad vagy komplexben lévő FXIII-B található a trombociták α-granulumaiban fibrinogénhez kötve? Befolyásolja-e ez a FXIII-B a fibrin keresztkötési reakciót. Kötődik-e a FXIII-B ahhoz a celluláris FXIII-A2-höz ami erős agonistákkal történő aktiváció során az aktiváció késői fázisában a trombociták felszínére kerül.

Mi a kutatás jelentősége?
Röviden írja le, milyen új perspektívát nyitnak az alapkutatásban az elért eredmények, milyen társadalmi hasznosíthatóságnak teremtik meg a tudományos alapját. Mutassa be, hogy a megpályázott kutatási területen lévő hazai és a nemzetközi versenytársaihoz képest melyek az egyediségei és erősségei a pályázatának!
A véralvadás XIII-as faktora (FXIII) alapvető fontosságú a hemosztázis fenntartásában és a terhesség kiviselésében. Részt vesz a sebgyóygulás és az angiogenezis folyamataiban is. Két típusú alegységből áll, a FXIII-A egy potenciálisan transzglutaminázzá aktiválható zimogén, a FXIII-B feltehetően szabályozó szereppel bír. A FXIII a trombózis kialakulásának a folyamatában is részt vesz. A tervezett projekt célja a FXIII szabályozásában a FXIII-B részvételével történő új mechanizmusok kiderítése. A szabályozásban szerepet játszó molekuláris kölcsönhatások strukturális alapjait kívánjuk megismerni. Mivel a B alegység szerepe a FXIII szabályozásában csak részben, ennek strukturális alapjai pedig gyakorlatilag egyáltalán nem ismertek, a projekttől új információk várhatók arra vonatkozóan hogy a FXIII által katalizált fontos keresztkötési reakciónak milyen a szabályozása. Várható továbbá, hogy a nyert eredmények új utakat jelölünk ki a FXIII kutatásban. A kutatás során nyert eredmények gazdagítani fogják a FXIII deficienciában szenvedő betegek klinikai tüneteivel kapcsolatos ismereteinket és a FXIII trombotikus megbetegedésekben játszott szerepével kapcsolatos tudásunkat is. A projekt egy része új utat indíthat el az antikoaguláns terápia fejlesztésére vonatkozó kutató munkában.
Kutatócsoportunk az egyik legnagyobb presztizsű munkacsoport a FXIII kutatás területén. Jelentős számú felfedezést publikáltunk nívós lapokban, melyek lényegesen hozzájárultak a FXIII struktúrájával és funkciójával kapcsolatos ismereteinkhez. A vezető kutató számos nemzetközi kongresszuson és neves külföldi intézményekben volt meghívott előadó. A FXIII-B egy relatíve elhanyagolt területe a FXIII kutatásnak. Reméljük hogy a tervezett projekt kutatása során nyert fontos új eredmények jelentősen gazdagítani fogják ezt a területet.

A kutatás összefoglalója, célkitűzései laikusok számára
Ebben a fejezetben írja le a kutatás fő célkitűzéseit alapműveltséggel rendelkező laikusok számára. Ez az összefoglaló a döntéshozók, a média, illetve az érdeklődők tájékoztatása szempontjából különösen fontos az NKFI Hivatal számára.
A véralvadás XIII-as faktora (FXIII) alapvető szerepet játszik a hemosztázisban , azaz véd a vérzéssel szemben. Szükséges a terhesség kiviseléséhez is és szerepet játszik a sebgyógyulásban is. A molekula kétféle alegységből áll; az A alegység egy transzglutamináz nevű enzim elő-anyaga Ez az aktív transzglutamináz erősíti és védi a vérzés megállításához szükséges fibrin alvadékot. Kóros körülmények között a FXIII részt vehet a trombotikus megbetegedések kialakulásában is. A B alegység feltehetően a XIII-as faktor szabályozásában játszik szerepet Az ezzel kapcsolatos ismereteink azonban meglehetősen hiányosak és a szabályozó mechanizmusok strukturális alapjai alig ismertek. A tervezett kutatások a B alegység fontos strukturális komponenseinek a kiderítéséhez és új szabályozó mechanizmusok megismeréséhez vezetnek. A kutatások hozzájárulnak a XIII-as faktor funkciójának és ezen keresztül a vérzékenységnek és a trombotikus folyamatoknak a jobb megismeréséhez.
angol összefoglaló
Summary of the research and its aims for experts
Describe the major aims of the research for experts.
The main aim of the research project is to provide novel data on the structure of coagulation factor XIII B subunit (FXIII-B), to explore the structural requirements for its interactions with other proteins/cells and to clarify the physiological importance of such interactions in the regulation of FXIII. In details:
a) to reveal the composition of carbohydrate side-chains attached to Asn142 and Asn525 by N-glycosylation in FXIII-B. To determine the role of FXIII-B glycosylation in the modulation of FXIII subunits interaction and FXIII half-life in the plasma.
b) To localize the binding epitope on FXIII-B that is responsible for the interaction with FXIII-A. To attempt the synthesis of peptide(s) or peptide mimetic that inhibits the interaction of the two FXIII subunits.
c) To clarify if the association of FXIII with fibrinogen through its B subunit has a stabilizing effect on plasma FXIII and what is FXIII level in patients with afibrinogenemia.
d) To establish if the intron K FXIII-B polymorphism alters the association of the protein with FXIII-A and fibrinogen and if it influences the elimination of FXIII-B and FXIII-A2B2 complex from the circulation.
e) To reveal if FXIII-B is present in platelet α-granules in free form or in complex with FXIII-A. What is the time course of its release during platelet activation and if it binds to the platelet surface. It To establish if cytoplasmic FXIII-A exposed to the platelet surface during the late phase of platelet activation induced by strong agonists is in active or zymogenic form (or both) and if FXIII-B binds to exposed FXIII-A.

What is the major research question?
Describe here briefly the problem to be solved by the research, the starting hypothesis, and the questions addressed by the experiments.
FXIII is is essential for maintaining hemostasis. It consists of two potentially active catalytic FXIII-A subunits and two regulatory FXIII-B subunits. The active form of FXIII-A is a transglutaminase which covalently cross-links fibrin chains and α2 plasmin inhibitor to fibrin and protects newly formed fibrin from the shear stress of circulating blood and from fibrinolytic degradation. In the plasma FXIII is bound to fibrinogen through its FXIII-B subunit. The function of FXIII-B is only partially explored and the structural requirements for its functions are hardly known. In the submitted research project we plan to address these issues. The following questions are planned to be answered: a) What is the composition of the carbohydrate side chains on FXIII-B and what is their role in maintaining FXIII in the circulation, in the binding of FXIII-B to fibrinogen and to FXIII-A, b) What is/are the structural epitope(s) for the binding of FXIII-B to FXIII-A and to fibrinogen? c) Does binding to fibrinogen influence the half-life of FXIII in the circulation? d) How its major polymorphism (intron K nt29756 C>G) influences the interactions and functions of FXIII-B? e) In which form is FXIII-B bound to fibrinogen present in platelet α granules does this FXIII-B pool modifies the fibrin cross-linking reaction. Can FXIII-B bind to cytoplasmic FXIII-A that becomes surface exposed in the late phase of platelet activation induced by strong stimuli, can it influence the cross-linking reaction performed by cytoplasmic FXIII-A exposed to the platelet surface.

What is the significance of the research?
Describe the new perspectives opened by the results achieved, including the scientific basics of potential societal applications. Please describe the unique strengths of your proposal in comparison to your domestic and international competitors in the given field.
Coagulation factor XIII (FXIII) is essential for maintaining hemostasis and for carrying out pregnancy. It is also involved in wound healing and angiogenesis. It consists of two types of subunits, FXIII-A a zymogen with potential transgutaminase activity and FXIII-B with possible regulatory role(s). FXIII has also been implicated in the pathogenesis of thrombotic diseases. The planned project aims to discover new mechanisms concerning the functional regulation of FXIII through its B subunit. The structural basis of the interactions responsible for these regulatory mechanisms will be identified. As the role of FXIII-B in the regulation of FXIII has been only partially explored and the structural requirements for its functions are hardly known the project will provide novel pieces of information essential for understanding how this important cross-linking mechanism is regulated and could initiate further FXIII research. The research laid dawn in the project would enrich our knowledge on the hemorrhagic symptoms in FXIII deficiencies and on the involvement of FXIII in thrombotic diseases. Part of the project could initiate a new approach to anticoagulant therapy.
Ours is internationally considered as one of the most prestigious research team working on FXIII, we have published a number of original discoveries on this field and significantly contributed to our present understanding of FXIII structure and function. The principal investigator of the project has been invited to lecture on many international congresses and at many prestigious universities/institutions abroad. FXIII-B is a relatively ignored field of FXIII research and we hope that this project helps us in enriching the field with important novel findings.

Summary and aims of the research for the public
Describe here the major aims of the research for an audience with average background information. This summary is especially important for NRDI Office in order to inform decision-makers, media, and others.
Coagulation factor XIII (FXIII) is essential for maintaining hemostasis, i.e., it protects against bleeding. It is also required for carrying out pregnancy and it is involved in the wound healing process. It consists of two types of subunits the A subunit is a precursor of an enzyme, which if it becomes activated




 

Zárójelentés

  
kutatási eredmények (magyarul)
A XIII-as faktor (FXIII) struktúrája és funkciója: Az irodalmi adatok és saját legújabb eredményeink alapján a FXIII aktiváció egy új modelljét írtuk le. A FXIII védő/gátló B alegysége (FXIII-B) egy glikoprotein, a kapcsolódó glikán szekvenciáját először mi derítettük fel. Emellett mi mutattuk ki, hogy a glikán rész meghosszabbítja a FXIII-B és FXIII-A2B2 félélet idejét a plazmában. FXIII és a sejtek Először mutattuk ki, hogy a humán szaruhártya keratocytái expresszálják a FXIII-A-t, a FXIII potenciálisan aktív alegységét. FXIII-B csak a körülvevő vaszkulatúrában volt kimutatható. A trombocitákban lévő celluláris FXIII a sejtek receptor meditálta aktivációja során a sejtek és a belőle származó mikropartikulák felszínére kerül, míg a nem receptor mediálta aktivációnak nincs ilyen hatása. A makrofágok habos sejtekké történő átalakulása megnöveli a sejtek FXIII tartalmát. A vaszkuláris símaizom sejtek és a belőlük származó habos sejtek nem expresszálnak FXIII-at, de az aktivált FXIII fokozta e sejtek proliferációját és kollagén szintézisét. Klinikai tanulmányok A végstádiumú vesebetegek dialízist megelőző FXIII szintje emelkedett volt, és a dialízis nem befolyásolta a szinteket. Részletesen analizáltuk egy FXIII-A ellenes antitestet tartalmazó beteg klinikai tüneteit és biokémiai változásait. Részt vettünk egy tanulmányban, melynek alapján megállapítottuk egy standard plazma FXIII-B szintjét.
kutatási eredmények (angolul)
Structure and function of factor XIII (FXIII) Based on data in the literature and on our most recent findings a novel schematic model of FXIII activation was constructed. The protective/inhibitory B subunit (FXIII-B) is a glycoprotein and for the first time we characterized the sequence of attached glycans and showed that they prolong the half-life of FXIII-B and FXIII-A2B2 in the plasma. FXIII and cells It was shown for the first time that FXIII-A, the potentially active FXIII subunit, is expressed in human corneal keratocytes. FXIII-B was expressed in only in the surrounding vasculature. Cellular FXIII was transferred to the cell surface during receptor-mediated activation of human platelets and platelet microparticles, while non-receptor mediated activation failed to exert such an effect. Transformation of macrophages into foam cells resulted in increased cellular FXIII content. Vascular smooth muscle cells (VSMCs) and foam cells derived from them lacked FXIII. Activated FXIII increased cell proliferation and collagen secretion by these cells. Clinical studies In patients with end-stage renal disease pre-dialysis FXIII levels were elevated and dialysis treatment did not change the situation. Clinical symptoms and biochemical changes in a patient with autoantibody against FXIII-A were analyzed. To promote clinical research on FXIII we participated in a collaborative study assigning FXIII-B value to international standard plasma.
a zárójelentés teljes szövege https://www.otka-palyazat.hu/download.php?type=zarobeszamolo&projektid=129287
döntés eredménye
igen





 

Közleményjegyzék

  
Raut S, Katona É, Riches-Duit A, Coxon C, Muszbek L, Schroeder V, Rigsby P.: An international collaborative study to assign value for Total Factor XIII-B Subunit Antigen to the WHO 1st International Standard for Factor XIII Plasma, (02/206): ..., J Thromb Haemost. 20:525-531., 2022
Bogáti R, Katona É, Shemirani AH, Balogh E, Bárdos H, Jeney V, Muszbek L.: The Effect of Activated FXIII, a Transglutaminase, on Vascular Smooth Muscle Cells, Int. J. Mol. Sci. 23, 1-15., 2022
Somodi L, Bárdos H, Katona É, Baráth B, Haramura G, Horváth E, Shemirani AH, Muszbek L.: Cellular Factor XIII in Macrophage Derived Foam Cells, Res Pract Thromb Haemost, 5: e12591. , 2021
Bogáti R, Katona É, Shemirani AH, Balogh E, Bárdos H, Jeney V, Muszbek L.: The Effect of Activated FXIII, a Transglutaminase, on Vascular Smooth Muscle Cells, Int J Mol Sci 23: 5845, 2022
Somodi L, Horváth E, Bárdos H, Baráth B, Pethő D, Katona É, Balla J, Mutch NJ, Muszbek L.: Cellular FXIII in Human Macrophage-Derived Foam Cells, Int J Mol Sci 24: 4802, 2023
Somodi L, Debreceni Beke I, KIs G, Cozzolino M, Kappelmayer J, Antal M, Panyi G, Bárdos H, Mutch NJ, Muszbek L.: Activation mechanism dependent surface exposure of cellular factor XIII on activated platelets and platelet microparticles, J Thromb Haemost. 20, 1223-1235., 2022
Baráth B, Bogati R, Miklós T, Kállai J, Mezei Z, Bereczky Z, Muszbek L, Katona É.: Effect if [alpha]2-plasmin inhibitor heterogeneity on the risk of venous thromboembolism, Thromb Res 203: 110-106, 2021
Pénzes K, Hurják B, Katona É, Becs G, Balla J, Muszbek L: Terminal phase components of the clotting cascade in patients with end-stage renal disease undergoing hemodiafiltration or hemodialysis treatment, Int J Mol Sci. 21 :8426, 2020
Bovet J, Hurják B, De Maistre E, Katona É, Pénzes K, Muszbek L: Autoimmune factor XIII deficiency with unusual laboratory and clinical phenotype, J Thomb Haemost 18: 1330-1334, 2020
Somodi L, Debreceni Beke I, KIs G, Cozzolino M, Kappelmayer J, Antal M, Panyi G, Bárdos H, Mutch NJ, Muszbek L.: Activation mechanism dependent surface exposure of cellular factor XIII on activated platelets and platelet microparticles, J Thromb Haemost accepted, 2021
Baráth B, Kissné Bogati R,Miklós T, Kállai J, Mezei Z, Bereczky Z, Muszbek L, Katona É.: Effect if [alpha]2-plasmin inhibitor heterogeneity on the risk of venous thromboembolism, Thromb Res 203: 110-106, 2021
Hurják B, Kovács Z, Döncző B, Katona É, Haramura G, Erdélyi F, Shemirani AH, Sadeghi F, Muszbek L, Guttman A: N-glycosylation of blood coagulation factor XIII subunit B and its functional consequence, J Thromb Haemost 18:1302-1309,, 2020
Bagoly Z, Muszbek L.: Factor XIII: what does it look like?, J Thromb Haemost 17: 714–716, 2019
Orosz ZZ, Bárdos H, Shemirani AH, Beke Debreceni I, R Lassila, A Riikonen, JA Kremer Hovinga, TG Seiler, HA van Dorland, V Schroeder, Boda Z, Nemes L, B Früh Epstein, Nagy B, Facskó A, Kappelmayer J, Muszbek L.: Cellular factor XIII, a transglutaminase in human corneal keratocytes, Int. J. Mol. Sci.20, 5963;, 2019
Hurják B, Döncző B, Farkas A, Haramura G, Guttman A, Muszbek L.: The Glycan Structure on Factor XIII B Subunit, International Society on Thrombosis and Haemostasis Congress, Melbourne, 2019
Hurják B, Kovács Z, Döncző B, Farkas A, Haramura G, Guttman A, Muszbek L.: The Glycan Structure on Factor XIII B Subunit, European Congress on Thrombosis and Haemostasis, Glasgow, 2019
Somodi L, Debreceni Beke I, Bárdos H, Bana Ágnes, Kappelmayer J, Muszbek L.: Coagulaion factor XIII in platelet microparticles formed by receptor mediated and non-receptor mediated platelet, European Congress on Thrombosis and Haemostasis, Glasgow, 2019




 

Projekt eseményei

  
2022-03-16 13:55:29
Résztvevők változása
2019-07-03 18:06:59
Résztvevők változása
2019-05-30 10:06:33
Résztvevők változása



vissza »