凝血酶激活的纤溶抑制剂 .doc
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参见附件(45kb)。
凝血酶激活的纤溶抑制剂: 新的凝血纤溶调控因子
凝血酶激活的纤溶抑制剂(Thrombin-activatable fibrinolysis inhibitor，简称TAFI),是近十年来国外医学界研究凝血及纤溶调控因子的热点之一。学者们通过对其展开研究，用于解释临床各科血栓相关性疾病的发生﹑发展等过程。TAFI的基础研究，是对经典的凝血及纤溶调控机制进行的重要补充。为增进国内同行对TAFI的了解,现将近年来这方面的研究及进展作一详述。
TAFI基础研究1
1.结构，理化性质简介
1.1命名 在TAFI研究史上，曾经使用过多种名称，名字的变迁，与人们对其了解的不断深入有关。TAFI最早是从血清中发现，因其具有羧肽酶样活性，对热不稳定 ，对精氨酸特异性比对赖氨酸好，故Hendriks曾命名为CPU (carboxypeptidase unstable)；Campbell和Okada命名为CPR(carboxypeptidase Arginine)；后来Eaton从血浆中也分离出，称之为pro-PCPB(plasma carboxypeptidase B)。直到近年来，人们发现其主要与凝血及纤溶有关，遂根据其主要激活物凝血酶命名为TAFI。
1.2化学结构特点 TAFI存在正常人体中，是单链血浆蛋白，分子量约为60 k-Da。其在血循中以无活性的酶原形式存在。TAFI基因定位于13q14，其DNA外显子有48Kb，5'端区域不含TATA序列，但有一个约70Kb的序列使其能在肝内特异性转录。TAFI上有赖氨酸及谷氨酸的受体位点(于2，5，292位谷氨酸)。TAFI主要由肝脏细胞合成，其前体经蛋白酶作用释放出信号肽及TAFI。而TAFI在凝血酶﹑纤溶酶﹑肝素﹑胰蛋白酶等作用下释放出活性肽及活性TAFI(TAFIa )。TAFIa 构型可自发地可逆地改变，形成灭活形式(TAFIa i)。凝血酶或纤溶酶于TAFIa i 上302位精氨酸进行剪切，产生两个片段，这样便能不可逆地阻止TAFIa i 恢复活性。TAFI经活化凝血酶作用，产生三个片段，分别为35- kDa. ﹑25- kDa.﹑14- kDa.产物。而其中只有35- kDa.产物才与抑制纤溶及羧肽酶B样活性有关。TAFI与羧肽酶B在基因上具有共同祖先来源，两者氨基酸序列具有40%的相同性。两者皆可由胰蛋白酶激活；且TAFIa 具有类似羧肽酶B的外切酶活性：剪切蛋白质羧基端上的精氨酸或赖氨酸，从而改变底物蛋白质的活性。非激活状态的TAFI与羧肽酶B不同之处在于，前者受胰蛋白酶激活后状态不稳定(温度升高时可导致活性下降)。在体内，TAFIa主要于纤维蛋白羧基端上精氨酸或赖氨酸进行剪切，使纤溶酶失去与纤维蛋白作用的位点，从而抑制纤溶活性，导致溶栓时间延长，增加了血栓形成的危险性[1]。在Wei Wang ﹑Michael B.等的溶栓实验中，他们发现，在缺乏TAFIa的情况下，血栓溶解时间约为33分钟；血液中未能检测到游离的精氨酸及赖氨酸。在TAFIa存在的情况下，溶栓时间延长到92分钟; 而血栓形成后，血精氨酸浓度立即升到9.8mmol/l , 随后赖氨酸也升至6nmol/l。TAFIa 浓度只有TAFI的1/10时也可最大延长溶栓时间。当由t-PA诱导的纤溶能力达到最大值一半时，用TAFIa使其减弱所需的浓度约为1nmol/l。TAFIa浓度与溶栓时间呈正相关。此外，TAFIa具有对热的不稳定性；Michael B. Boffa的实验证实，当TAFIa上的精氨酸(302或330位)突变为谷氨酸时，该特性仍然表现明显。突变前，精氨酸残基与邻近残基形成离子键及氢键，使TAFIa稳定于原来的结构；突变后，谷氨酸能使灭活TAFIa所需的温度阈值下降，从而结构易受温度影响。TAFIa空间构架改变，使抗纤溶活性下降，荧光活性减弱；结构改变，也为凝血酶，纤溶酶创造了剪切位点，所以TAFIa还容易被纤溶酶，凝血酶剪切。在可以完全灭活TAFIa酶活性的温度下培育TAFIa，可以使凝血酶，纤溶酶剪切TAFIa的过程加速。但凝血酶剪切的程度，并不影响TAFIa活性衰减的速率。所以TAFIa抗纤溶活性与温度关系很密切，温度导致空间构架改变在先，活性改变在后。而并非直接经凝血酶，纤溶酶蛋白剪切后活性立即下降[2]。在TAFIa活性下降并被灭活的过程中，温度升高的因素比蛋白剪切分解更为重要。凝血酶，纤溶酶对TAFIa的蛋白剪切作用在很大程度上依赖于TAFIa热不稳定性。在TAFIa330位的精氨酸突变为谷氨酸，并不能防止凝血酶的剪切。而在302位的精氨酸突变为谷氨酸，则可减弱甚至于破坏凝血酶的剪切。在体外37oC时，TAFIa半衰期为10-15分钟，25 oC时为 74 分钟[3]。但若存在TAFI竞争性拮抗剂时，却可以稳定TAFIa的活性，使TAFIa可以在37oC稳定60分钟以上，并能对蛋白剪切保持活性相对稳定。TAFIa半衰期的长短，将直接影响其抗纤溶作用的发挥。实验结果还表明[4]，TAFIa参与体内灭活缓激肽，进而调节血管张力。血浆缓激肽水平，不可逆的与TAFIa活性有关，活性下降时，缓激肽活性增强。从理论上推测，其原因可能在于：羧肽酶B与血管紧张素转换酶(ACE)结构相似，其活性中心皆含锌离子，同属锌蛋白酶(外肽酶)，两者皆可从底物羧基端将氨基酸残基一个个水解下来[5]。ACE作用于缓激肽的羧基端，脱去苯丙氨酰精氨酸，使之失去活性。而TAFIa功能类似于羧肽酶B，又与其结构基因具有同源性，故TAFI也可以如ACE般灭活缓激肽。但其真正原因是否如此,尚待实验最后证实 。除此之外,TAFI与ACE在其它性质上是否还具有相似之处，不可得知。
2.激活
TAFI以无活性的酶原形式在血液中循环，其血浆平均浓度约为75nmol/l ,测量方法不同，浓度变动范围可于正常的38%-169%，有的实验为(113±13)nmol/l。当其浓度>=275nmol/l时，与血栓溶解时间呈正相关。其在体内可被凝血酶﹑血栓调节蛋白(TM)﹑纤溶酶﹑肝素﹑胰蛋白酶等物质激活。
2.1凝血酶﹑血栓调节蛋白与TAFI
单纯凝血酶作为激活物时作用较弱，其激活效率与浓度有关，高浓度可提高激活效率；当凝血酶浓度<0.1ku/l，TM<8nmol/l时，其激活TAFI的速度下降；当凝血酶接近500nmol/l时，可在10分钟内激活TAFI。但只有在凝血酶-血栓调节蛋白(TM)复合体存在时，激活效率才最高，约为凝血酶单独激活的1250倍。当凝血酶为0.4ku/l，TM为16nmol/l时可最大激活TAFI，激活时间小于15分钟。该激活过程需要钙离子，钙离子对TAFI的有效激活至关重要。在Dmitry V等的实验中，凝血酶-血栓调节蛋白可以使TAFI活性由原来的100U/L上升至430U/L。当以上复合体及钙离子同时存在时，几乎可将血浆中的TAFI全部激活。在激活过程中，凝血酶先与底物(TAFI)或TM结合，接着再与TM或底物(TAFI)结合成三者复合物，然后水解作用于TAFI上92位精氨酸，产生活性形式的TAFI(TAFIa)；若作用于302位精氨酸 ......
凝血酶激活的纤溶抑制剂: 新的凝血纤溶调控因子
凝血酶激活的纤溶抑制剂(Thrombin-activatable fibrinolysis inhibitor，简称TAFI),是近十年来国外医学界研究凝血及纤溶调控因子的热点之一。学者们通过对其展开研究，用于解释临床各科血栓相关性疾病的发生﹑发展等过程。TAFI的基础研究，是对经典的凝血及纤溶调控机制进行的重要补充。为增进国内同行对TAFI的了解,现将近年来这方面的研究及进展作一详述。
TAFI基础研究1
1.结构，理化性质简介
1.1命名 在TAFI研究史上，曾经使用过多种名称，名字的变迁，与人们对其了解的不断深入有关。TAFI最早是从血清中发现，因其具有羧肽酶样活性，对热不稳定 ，对精氨酸特异性比对赖氨酸好，故Hendriks曾命名为CPU (carboxypeptidase unstable)；Campbell和Okada命名为CPR(carboxypeptidase Arginine)；后来Eaton从血浆中也分离出，称之为pro-PCPB(plasma carboxypeptidase B)。直到近年来，人们发现其主要与凝血及纤溶有关，遂根据其主要激活物凝血酶命名为TAFI。
1.2化学结构特点 TAFI存在正常人体中，是单链血浆蛋白，分子量约为60 k-Da。其在血循中以无活性的酶原形式存在。TAFI基因定位于13q14，其DNA外显子有48Kb，5'端区域不含TATA序列，但有一个约70Kb的序列使其能在肝内特异性转录。TAFI上有赖氨酸及谷氨酸的受体位点(于2，5，292位谷氨酸)。TAFI主要由肝脏细胞合成，其前体经蛋白酶作用释放出信号肽及TAFI。而TAFI在凝血酶﹑纤溶酶﹑肝素﹑胰蛋白酶等作用下释放出活性肽及活性TAFI(TAFIa )。TAFIa 构型可自发地可逆地改变，形成灭活形式(TAFIa i)。凝血酶或纤溶酶于TAFIa i 上302位精氨酸进行剪切，产生两个片段，这样便能不可逆地阻止TAFIa i 恢复活性。TAFI经活化凝血酶作用，产生三个片段，分别为35- kDa. ﹑25- kDa.﹑14- kDa.产物。而其中只有35- kDa.产物才与抑制纤溶及羧肽酶B样活性有关。TAFI与羧肽酶B在基因上具有共同祖先来源，两者氨基酸序列具有40%的相同性。两者皆可由胰蛋白酶激活；且TAFIa 具有类似羧肽酶B的外切酶活性：剪切蛋白质羧基端上的精氨酸或赖氨酸，从而改变底物蛋白质的活性。非激活状态的TAFI与羧肽酶B不同之处在于，前者受胰蛋白酶激活后状态不稳定(温度升高时可导致活性下降)。在体内，TAFIa主要于纤维蛋白羧基端上精氨酸或赖氨酸进行剪切，使纤溶酶失去与纤维蛋白作用的位点，从而抑制纤溶活性，导致溶栓时间延长，增加了血栓形成的危险性[1]。在Wei Wang ﹑Michael B.等的溶栓实验中，他们发现，在缺乏TAFIa的情况下，血栓溶解时间约为33分钟；血液中未能检测到游离的精氨酸及赖氨酸。在TAFIa存在的情况下，溶栓时间延长到92分钟; 而血栓形成后，血精氨酸浓度立即升到9.8mmol/l , 随后赖氨酸也升至6nmol/l。TAFIa 浓度只有TAFI的1/10时也可最大延长溶栓时间。当由t-PA诱导的纤溶能力达到最大值一半时，用TAFIa使其减弱所需的浓度约为1nmol/l。TAFIa浓度与溶栓时间呈正相关。此外，TAFIa具有对热的不稳定性；Michael B. Boffa的实验证实，当TAFIa上的精氨酸(302或330位)突变为谷氨酸时，该特性仍然表现明显。突变前，精氨酸残基与邻近残基形成离子键及氢键，使TAFIa稳定于原来的结构；突变后，谷氨酸能使灭活TAFIa所需的温度阈值下降，从而结构易受温度影响。TAFIa空间构架改变，使抗纤溶活性下降，荧光活性减弱；结构改变，也为凝血酶，纤溶酶创造了剪切位点，所以TAFIa还容易被纤溶酶，凝血酶剪切。在可以完全灭活TAFIa酶活性的温度下培育TAFIa，可以使凝血酶，纤溶酶剪切TAFIa的过程加速。但凝血酶剪切的程度，并不影响TAFIa活性衰减的速率。所以TAFIa抗纤溶活性与温度关系很密切，温度导致空间构架改变在先，活性改变在后。而并非直接经凝血酶，纤溶酶蛋白剪切后活性立即下降[2]。在TAFIa活性下降并被灭活的过程中，温度升高的因素比蛋白剪切分解更为重要。凝血酶，纤溶酶对TAFIa的蛋白剪切作用在很大程度上依赖于TAFIa热不稳定性。在TAFIa330位的精氨酸突变为谷氨酸，并不能防止凝血酶的剪切。而在302位的精氨酸突变为谷氨酸，则可减弱甚至于破坏凝血酶的剪切。在体外37oC时，TAFIa半衰期为10-15分钟，25 oC时为 74 分钟[3]。但若存在TAFI竞争性拮抗剂时，却可以稳定TAFIa的活性，使TAFIa可以在37oC稳定60分钟以上，并能对蛋白剪切保持活性相对稳定。TAFIa半衰期的长短，将直接影响其抗纤溶作用的发挥。实验结果还表明[4]，TAFIa参与体内灭活缓激肽，进而调节血管张力。血浆缓激肽水平，不可逆的与TAFIa活性有关，活性下降时，缓激肽活性增强。从理论上推测，其原因可能在于：羧肽酶B与血管紧张素转换酶(ACE)结构相似，其活性中心皆含锌离子，同属锌蛋白酶(外肽酶)，两者皆可从底物羧基端将氨基酸残基一个个水解下来[5]。ACE作用于缓激肽的羧基端，脱去苯丙氨酰精氨酸，使之失去活性。而TAFIa功能类似于羧肽酶B，又与其结构基因具有同源性，故TAFI也可以如ACE般灭活缓激肽。但其真正原因是否如此,尚待实验最后证实 。除此之外,TAFI与ACE在其它性质上是否还具有相似之处，不可得知。
2.激活
TAFI以无活性的酶原形式在血液中循环，其血浆平均浓度约为75nmol/l ,测量方法不同，浓度变动范围可于正常的38%-169%，有的实验为(113±13)nmol/l。当其浓度>=275nmol/l时，与血栓溶解时间呈正相关。其在体内可被凝血酶﹑血栓调节蛋白(TM)﹑纤溶酶﹑肝素﹑胰蛋白酶等物质激活。
2.1凝血酶﹑血栓调节蛋白与TAFI
单纯凝血酶作为激活物时作用较弱，其激活效率与浓度有关，高浓度可提高激活效率；当凝血酶浓度<0.1ku/l，TM<8nmol/l时，其激活TAFI的速度下降；当凝血酶接近500nmol/l时，可在10分钟内激活TAFI。但只有在凝血酶-血栓调节蛋白(TM)复合体存在时，激活效率才最高，约为凝血酶单独激活的1250倍。当凝血酶为0.4ku/l，TM为16nmol/l时可最大激活TAFI，激活时间小于15分钟。该激活过程需要钙离子，钙离子对TAFI的有效激活至关重要。在Dmitry V等的实验中，凝血酶-血栓调节蛋白可以使TAFI活性由原来的100U/L上升至430U/L。当以上复合体及钙离子同时存在时，几乎可将血浆中的TAFI全部激活。在激活过程中，凝血酶先与底物(TAFI)或TM结合，接着再与TM或底物(TAFI)结合成三者复合物，然后水解作用于TAFI上92位精氨酸，产生活性形式的TAFI(TAFIa)；若作用于302位精氨酸 ......
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