Blood coagulation factor XIII (FXIII) is a protransglutaminase of tetrameric structure (A2B2). The first step in the activation of pFXIII is the cleavage of R37-G38 bond in the A subunit (FXIII-A) by thrombin, which makes the subsequent formation of an active transglutaminase possible. No active form of FXIII-A, other than G38-FXIII-A* has been identified. The main task of activated FXIII (FXIIIa) in hemostasis is the cross-linking of fibrin chains, which, together with the cross-linking 2 plasmin inhibitor to fibrin renders the clot resistant to fibrinolysis. Although all activated clotting factors have known pathways of inactivation, in the case of FXIII, no such mechanism has been reported. As the hemostatic plug contains polymorphonuclear granulocytes (PMNs) rich in proteolytic enzymes, we tested if these proteases are released in fibrin clots and if they become involved in the regulation of FXIII activity. Purified human neutrophil elastase (HNE) induced a limited cleavage of the inactive FXIII, resulting in the rapid activation of FXIII, followed by a much slower inactivation. HNE-activated FXIII cross-linked fibrin - and -chains in the clot formed by batroxobin moojeni. MALDI-TOF analysis and N-terminal sequencing identified V39-N40 as the primary cleavage site and N40-FXIII-A* as a novel active form of FXIII. The supernatant of stimulated PMNs proteolytically degraded FXIIIa, resulting in the parallel loss of transglutaminase activity. It was demonstrated that in the fibrin clot HNE, cathepsin G and matrix metalloprotease-9 (MMP-9) were released from PMNs, they exerted a fibrinolytic effect and degraded both FXIII subunits. It was shown that HNE is involved in the down-regulation of FXIIIa within the fibrin clot, while the task of MMP-9 and to a lesser extent that of cathepsin G is the further degradation of the split products. The proteolytic degradation of FXIII by PMNs was also significant when clots were made from whole plasma or from fibrinogen supplemented with 1-antitrypsin (1AT). In the presence of 1AT the degradation of FXIIIa by PMN proteases occurred significantly faster than that of cross-linked fibrin. These results suggest that proteases released from PMNs could effectively be involved in the inactivation of FXIIIa within the fibrin clot. For the first time, a mechanism, which down-regulates FXIIIa in the clot, was described. This mechanism could prevent the formation of over-cross-linked fibrin clot difficult to eliminate when it is no longer needed.

A véralvadás XIII-as faktora (FXIII) egy tetramer struktúrájú zymogen (A2B2). A FXIII aktivációja során első lépésként a trombin hidrolizálja az R37-G38 peptidkötést az A alegységben (FXIII-A), mely lehetővé teszi az aktív transzglutamináz kialakulását. Az így létrejött G38-FXIII-A* az egyetlen eddig ismert aktív FXIII-A forma. Az aktivált FXIII (FXIIIa) fő funkciója a fibrin láncok keresztkötése és az 2 plazmin inhibitor fibrin láncokhoz való kötése, mely stabilizálja a fibrint és védi a fibrinolízissel szemben. Bár az összes aktivált alvadási faktornak van ismert inaktivációs szabályozó mechanizmusa, a FXIII esetében erről eddig nem született közlés. Mivel a trombusban proteolitikus enzimekben gazdag polymorphonucleáris (PMN) granulocyták halmozódnak fel, megvizsgáltuk, hogy a PMN sejtekből felszabaduló proteázoknak van e szerepük a FXIII aktivitás szabályozásában. Tisztított humán neutrophil elasztáz (HNE) az inaktív FXIII-at részlegesen hasította, a FXIII gyors aktivációját majd lassabb inaktivációját eredményezve. A HNE-aktivált FXIII a fibrin -, és -láncait keresztkötötte a batroxobin moojenivel megalvasztott fibrin alvadékban. MALDI TOF analízis és N-terminális szekvenálás segítségével azonosítottuk az elsődleges hasítási helyet (V39-N40) és egy új, aktív FXIII formát írtunk le (N40-FXIII-A*). Stimulált PMN sejtek felülúszójának hatására a FXIIIa proteolitikusan degradálódott, a transzglutamináz aktivitás parallel csökkenésével. Kimutattuk, hogy a fibrin alvadékban HNE, katepszin G és mátrix metalloproteáz 9 (MMP-9) szabadul fel a PMN sejtekből, melyek a fibrint bontották és degradálták mindkét FXIII alegységet. Kimutattuk, hogy a FXIIIa down-regulációjában a HNE részt vesz, míg az MMP-9 és a katepszin G elsődleges szerepe a hasítási termékek további lebontása. A FXIII PMN proteázok által bekövetkező degradációja teljes plazmából illetve 1-antitripszinnel kiegészített fibrinogénből készült alvadékok esetén is jelentős volt. Az 1-antitripszint is tartalmazó fibrin alvadékban a FXIIIa degradációja szignifikánsan gyorsabban ment végbe, mint a keresztkötött fibrin degradációja. Eredményeink azt bizonyítják, hogy a PMN sejtekből felszabaduló proteázok szerepet játszhatnak a FXIIIa inaktiválásában a fibrin alvadékban. A FXIII PMN proteázok által bekövetkező degradációja a FXIII down-regulációjának egyetlen eddig ismert, új mechanizmusa, mely meggátolhatja a túlzottan keresztkötött, nehezen eliminálható fibrin alvadék kialakulását.