更好地理解von Willebrand Factor的A2域

在正常，健康的循环条件下，Von Willebrand因子（VWF）保持自身。大且神秘的多聚体糖蛋白通过血液移动，紧紧地弹出，其反应部位未曝光。但是，当发生显着的出血时，它会弹出动作，启动凝血过程。

当它正常工作时，VWF有助于停止出血并挽救生命。然而，世界上大约百分之一到2％的人口受到导致出血障碍的vwf突变的影响。对于那些更罕见，严重的形式的那些，可能需要以血浆更换形式的非常昂贵的治疗。

另一方面，如果vWF在不需要的地方激活，就会引发中风或心脏病发作。

更好地了解VWF功能如何导致缺乏缺乏它的人的药物。它也可能导致新药或药物携带者的发展，以模仿蛋白质的行为，以获得更有效的药物递送。

考虑到这一点，Lehigh大学研究人员团队正在努力表征这种神秘的蛋白质。在最近发表的论文中生物物理学杂志，他们利用微流控装置和荧光显微镜，提出了vWF剪切诱导的拉伸响应的实验数据。此外，他们使用串联布朗动力学模拟一个实验参数化粗粒度VWF模型的结果来帮助解释他们从实验中获得的一些中心观察结果。这项工作进一步阐明了栓系VWF的血流诱导的生物力学响应行为，并展示了与实验结合使用的日益复杂的粗粒度模型的威力和能力。

本文称为“剪切引起的冯维尔布兰德因素的剪切诱导的延长响应行为”，宣红成，材料科学与工程副教授宣红城颁发;Alparslan oztekin，机械和力学教授;Edmund Webb III，机械工程和力学副教授;和弗兰克张，生物工程和机械和力学副教授;以及博士生Michael Morabito和Yi Wang。

vwf在工作

在一个小伤口的位置，血小板粘附在血管墙上附近的胶原蛋白暴露的地点，并用作塞子，有效地停止出血。迅速的血流量然而，这使得血小板很难做到这一点。幸运的是，冯·维勒布兰德因子识别了这种快速的血液流动并激活了:“如果你愿意，这是一个血流力学激活的事件，”韦伯解释说。

球形分子像弹簧一样展开，伸展到原来大小的10倍，并暴露出来反应网站。它紧贴着破碎的血管壁，其中暴露的胶原蛋白 - 血管壁的结构蛋白 - 吸引血小板。然后，VWF从血液中捕获血小板，当它们流动时，就像胶原蛋白和血小板之间的桥一样。

虽然vWF的生物学功能早已被科学家们所认识，但对于vWF的具体功能，特别是在流动条件下，所知甚少。

“血液功能中的大多数蛋白质都是通过生化反应来执行的，”Cheng说。“这种蛋白质[vWF]的功能也需要一些生化反应，所以它需要抓住血小板，抓住胶原蛋白——这些都是生化反应。”与此同时，vWF依赖于机械刺激来执行生化功能，这部分还不是很清楚。这就是我们要研究的。”

添加韦伯：“来自我们组的一些数据，也来自其他群体，表明那些生物化学反应是以某种张力的方式缩短，拉力似乎是生化反应似乎有些机械介于介导的。据了解，如果你愿意，这是一件紧凑，几乎球的形状的变化，如果你愿意，这是一个长长的弦的东西。但最近的人一直表明它不仅仅是这样。对于这个化学网站而言，这是不仅仅是那种。要活跃，你必须拉它，你必须在本地有一点紧张。所以这是一个非常迷人的系统。“

解开A2

von willebrand因子是一种特别大的蛋白质，由许多单体或可以与其他相同分子键合以形成聚合物的分子。在每个vwf的每个单体内是不同的域：a，c和d。每个域和每个各个子域的每个域都有自己的作用，并且许多这些角色尚未赘述。例如，A1域将VWF绑定到血小板。A3绑定了VWF胶原蛋白。A2结构域展开暴露蛋白质的反应位点，并且在完全打开时暴露允许VWF分子释放到尺寸的部位。团队成员专注于A2领域，特别是。

我认为“了解域以及如何与流程与流程相互作用，是我们集团的最佳贡献，”奥兹金说。

团队的每个成员都在扮演特定的角色。程，张某及其研究生在项目的实验方面工作;oztekin，韦伯及其研究生侧重于模拟。每个团队的结果都告知另一个工作。

张某一直在研究VWF多年来并将该项目带到Lehigh，专门从事单分子的力量光谱和机械损伤，或者细胞如何应对机械刺激。他使用一个名为光学镊子的专业工具，其利用聚焦激光束施加力与单个原子一样小的物体。

“光镊可以抓取微小的物体，”张解释说。“我们可以抓住vWF，同时施加力来观察蛋白质如何改变形状，看看当存在机械扰动或机械力时，蛋白质是如何被激活的。”

程的发展微流体装置，具有小直径并且可用于分析活生物颗粒。她和她的团队使非常小的渠道类似于血管的几何形状 - 大约10微米的高度，长度和宽度为几毫米 - 因此它们可以模仿VWF在体内遇到的流量条件。它们标记VWF分子荧光，并使用共聚焦显微镜以捕获分子的视频和静止图像，因为它以不同的速率流经通道。

“当我们在正常流动下谈到这种蛋白质时，它是一个构象，然后当它暴露在某些异常的流动模式时，你会有不同的构象，”程解释。“所以我们试图在体外系统中表征或复制该过程，试图观察该蛋白质如何在不同的流动模式下改变构象。然后，如果我们有突变体与正常蛋白质，它们将如何表现不同？”

博士研究生王毅(音译)与程一起研究微流体通道，他们可以在显微镜下实时观察vWF分子的分解和折叠。要做到这一点，他们必须创造一个环境，模拟剪切速率，或血液流速的变化，在体内发现。

“因为我们使用相当高的剪切速率来与生理环境相比较，而且由于成像分子的显微镜镜头的移动速度有限，如果分子在运动，要捕捉分子的运动实际上是相当有挑战性的，”王说。

为了解决这个问题，团队将分子的一侧绑定到通道的表面以使其固定在施加剪切力时。他们成功地捕获了视频的展开现象。

“如果它[分子]绑定太紧，那将留在那里[而不是展开]，”王说。“如果它太松了，一切都会被冲走了。所以当我们在表面上有甜蜜的斑点时，我很兴奋，所以它可以展开并折回。”

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