蛇毒金属蛋白酶出血机理研究获进展
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科学时报讯(记者刘英楠) ： 中国科技大学生命科学学院向开军、邹春森等研究人员在新近出版的《科学通报》上报告说，通过对尖吻蝮蛇蛇毒的研究，在蛇毒金属蛋白酶的出血机理及其与蛋白水解活性的关系方面取得进展，首次发现了对该酶出血活性可能至关重要的一种空间结构特征。据介绍本成果可能为蛇伤机理及治疗研究等提供新的思路。
向开军介绍，局部出血是毒蛇咬后的常见症状，由蛇毒中的金属蛋白酶所引起。蛇毒金属蛋白酶分P-I、P-II、P-III和P-IV四类，已分离到的所有的天然蛇毒金属蛋白酶——包括引起出血的和不引起出血的——都具有蛋白水解活性，能够水解蛋白质或肽底物。一般认为，出血金属蛋白酶造成出血的主要原因，是其对胞外基质或微血管基底膜组分的降解但同样能水解这些胞外基质组分的一些蛇毒金属蛋白酶却没有出血活性。
向开军说，目前对一级结构序列和空间结构进行的分析，仍未能找出出血和非出血金属蛋白酶之间的差异，出血活性差异的分子机理在目前的国际研究中依然成谜。为探讨P-I型蛇毒金属蛋白酶出血活性及其与蛋白水解活性之间的关系，在国家自然科学基金资助下，向开军等利用皖南尖吻蝮蛇蛇毒P-I型出血金属蛋白酶acutolysinA的cDNA(编码该酶的基因)和巴西学者赠送的P-I型非出血金属蛋白酶BR的cDNA，就此展开研究。
研究人员用基因工程的方法在大肠杆菌中表达了两个重组金属蛋白酶“A-22b”和“BR-22b”。经“变复性”处理后，A-22b仍然具有明显的出血活性但没有纤溶活性，BR-22b则具有很强的纤溶活性而没有出血活性。然后以此为基础，通过“聚合酶链式反应”(PCR)方法构建了两个嵌合体金属蛋白酶基因C1和C2，经同样的表达操作得到嵌合体重组金属蛋白酶C1-22b和C2-22b。变复性后发现，C2-22b表现出与A-22b相似的生物学活性——有出血活性但无纤溶活性；C1-22b没有出血活性却具有纤溶活性和对纤粘连蛋白等胞外基质蛋白的水解活性。
向开军说，该研究首次以实验暗示：蛇毒金属蛋白酶的某些空间结构特征——具体地说是其“N端主亚结构域” ——对于出血活性可能至关重要，并且极大地影响到酶对底物的选择性。而此前国际上一般倾向于认为“金属蛋白酶C-端loop区决定其对底物和肽键的选择性”。
他表示，蛇毒金属蛋白酶SVMPs与人基质金属蛋白酶MMPs同属金属蛋白酶超家簇，在总体空间结构上非常相似；人基质金属蛋白酶在肿瘤转移上具有重要作用，本研究为设计和研制更特异的人基质金属蛋白酶抑制剂提供了新的思路。同时，这一成果和目前正在开展的相关后续研究，对人们开发更有效和更特异的抑制剂来降低蛇伤对人体的病理损伤，以及寻找新的药物靶点都有重要意义。, http://www.100md.com
向开军介绍，局部出血是毒蛇咬后的常见症状，由蛇毒中的金属蛋白酶所引起。蛇毒金属蛋白酶分P-I、P-II、P-III和P-IV四类，已分离到的所有的天然蛇毒金属蛋白酶——包括引起出血的和不引起出血的——都具有蛋白水解活性，能够水解蛋白质或肽底物。一般认为，出血金属蛋白酶造成出血的主要原因，是其对胞外基质或微血管基底膜组分的降解但同样能水解这些胞外基质组分的一些蛇毒金属蛋白酶却没有出血活性。
向开军说，目前对一级结构序列和空间结构进行的分析，仍未能找出出血和非出血金属蛋白酶之间的差异，出血活性差异的分子机理在目前的国际研究中依然成谜。为探讨P-I型蛇毒金属蛋白酶出血活性及其与蛋白水解活性之间的关系，在国家自然科学基金资助下，向开军等利用皖南尖吻蝮蛇蛇毒P-I型出血金属蛋白酶acutolysinA的cDNA(编码该酶的基因)和巴西学者赠送的P-I型非出血金属蛋白酶BR的cDNA，就此展开研究。
研究人员用基因工程的方法在大肠杆菌中表达了两个重组金属蛋白酶“A-22b”和“BR-22b”。经“变复性”处理后，A-22b仍然具有明显的出血活性但没有纤溶活性，BR-22b则具有很强的纤溶活性而没有出血活性。然后以此为基础，通过“聚合酶链式反应”(PCR)方法构建了两个嵌合体金属蛋白酶基因C1和C2，经同样的表达操作得到嵌合体重组金属蛋白酶C1-22b和C2-22b。变复性后发现，C2-22b表现出与A-22b相似的生物学活性——有出血活性但无纤溶活性；C1-22b没有出血活性却具有纤溶活性和对纤粘连蛋白等胞外基质蛋白的水解活性。
向开军说，该研究首次以实验暗示：蛇毒金属蛋白酶的某些空间结构特征——具体地说是其“N端主亚结构域” ——对于出血活性可能至关重要，并且极大地影响到酶对底物的选择性。而此前国际上一般倾向于认为“金属蛋白酶C-端loop区决定其对底物和肽键的选择性”。
他表示，蛇毒金属蛋白酶SVMPs与人基质金属蛋白酶MMPs同属金属蛋白酶超家簇，在总体空间结构上非常相似；人基质金属蛋白酶在肿瘤转移上具有重要作用，本研究为设计和研制更特异的人基质金属蛋白酶抑制剂提供了新的思路。同时，这一成果和目前正在开展的相关后续研究，对人们开发更有效和更特异的抑制剂来降低蛇伤对人体的病理损伤，以及寻找新的药物靶点都有重要意义。, http://www.100md.com