微生物来源的具有促进纤溶作用的低分子化合物的研究进展

微生物来源的具有促进纤溶作用的低分子化合物的研究进展【摘要】归纳了纤溶酶原的空间结构和纤溶酶原的活化在血栓溶解上的重要作用，分析了低分子化合物通过改变纤溶酶原空间结构促进血栓溶解的机理。重点叙述了到目前为止发现的complestatin,chloropeptinⅠ,stablabin,sarfuctin,glucosyldiacylglycerol等几类具有促进纤溶作用的低分子天然化合物和它们各自的特性，并且叙述了这些化合物促进纤溶作用的机制。

【关键词】纤溶酶原；纤溶作用；低分了化合物

Reviewoflowmolecularweightcompoundsfromthemicrobialmetabolitesthatenhancingfibrinolysis

【Abstract】Thepaperintroducesfibrinolyticsystem,structureandactivationofplasminogenwithemphasisonthelowmolecularbiosubstancesfounduptonowanddiscussingtheirmechanismofenhancingfibrinolysis.

【Keywords】plasminogen;fibrinolysis;lowmolecularweightcompounds

纤溶系统具有溶解血栓的作用，此外它还与创伤治疗、组织再建、血管新生、炎症反应、排卵、癌的形成与转移、动脉硬化、病原菌的组织侵入等许多生理的、病理的变化过程相关［1，2］，纤维蛋白原是血液中的重要构成蛋白质，正常血浆的含量在2～4g/L，纤维蛋白原由3种线状的糖蛋白分子所构成，蛋白质长链通过二硫键结合在一起形成分子量为34万的纤维蛋白原大分子，以溶解状态参与血液循环，通过血液凝固反应，在凝血酶的作用下纤维蛋白原能被转变成不溶的纤维蛋白沉积在血管壁上。纤溶系统的纤溶酶原和纤溶酶原激活剂通过赖氨酸结合位点与纤维蛋白相结合，在该结合部位形成的纤溶酶将纤维蛋白分解，纤溶酶原被两种纤溶酶原激活剂促进非活化状态的纤溶酶原向活化的纤溶酶的转化；提高纤溶酶原的血栓结合活性；改变纤溶酶原的空间结构使该酶原处于容易被纤溶酶原激活剂活化的状态；促进血液中微量存在的尿激酶型纤溶酶原激活剂前体酶解反应过程，血管中因病理作用生成的血栓将被溶解并进而消除血栓症。从天然化合物中探索针对于纤溶体系的酶原、酶的特异性生理活性物质作为血栓症的治疗药物将不存在生理性的出血危险性，并且会适用于慢性及早期血栓症状。基于上述事实和理论基础，利用纤溶体系的酶原［3，18］与存在于第5个链回环上的氨基已糖结合位点形成分子内结合键所维持［5，6］，当第5个链回环上的氨基已糖结合位点与纤维蛋白相结合时，NTP-K5的相互作用被解除，纤溶酶原分子被转变成开放型的结构，纤溶酶原分子在空间驰豫，从而裸露在纤维蛋白表面的赖氨酶残基与纤溶酶原上显露出来的赖氨酸结合位点结合后，在空间驰豫的纤溶酶原被结合到纤维蛋白表面，纤溶酶原进一步被存在于其附近的组织型纤溶酶原激活剂，在纤维蛋白上，纤溶酶原的活性表现出是局域性的，血栓溶解最先开始于赖氨酸残基的周围，其作用机理如图2所示。另外，随着纤溶的进行，Glu-Plg的N末端短肽被丝氨酸蛋白酶纤溶酶所切断，Lys78-plasminogen(Lys-Plg)在纤溶酶所出现的区域产生，Lys-Plg分子由于不带有NTP-K5分子内结合键，所以是开放型构造，容易活化，并且通过高亲和性与纤维蛋白结合。低分子化合物ε-氨基已酸，这是由于介于纤溶酶原链回环上的赖氨酸结合位点的Glu-Plg-纤维蛋白复合物的形成被阻抑了。在纤维蛋白溶解反应的局域性和纤溶反应的高效性上，血液中的Glu-Plg与纤维蛋白的结合以及由此带来的空间结构的变化发挥着重要的作用。纤溶酶原是由791个氨基酸构成的单链糖蛋白，构成糖约占分子量的2%。从N末端开始顺次分为N末端短肽结构域成双链的纤溶酶，PAC端的B链。

图中圆圈和其中的字母表示具体的氨基酸及其位置：数字表示从N末端起始的氨基酸序列：实心箭头表示弹性蛋白酶、胃蛋白酶、丝氨酸蛋白酶活性中心结构域构成，在K1、K2、K4、K5存在赖氨酸结合位点，K5的赖氨酸结合位点由于也能识别氨基已糖，所以又称作氨基已糖结合位点，能结合肽链中的赖氨酸。Glu-Plg分子的NTPLys50(或Lys62)在K5的AH位点上形成分子内结合链，维持着紧密的空间结构，对活化作用显示出抵抗性。通过K5与纤维蛋白或细胞受体的结合，以及纤溶酶切断NTP，都会使纤溶酶原的空间结构发生驰豫，从而感受到PA的活性化。

2促进纤溶作用的化合物

到目前为止，主要的纤溶促进化合物的特性被归纳在表1，这些化合物的探索途径、分离纯化和纤溶促进机制分述如下。图3促进纤溶作用的低分子天然化合物表1具有纤溶促进作用化合物的特性注：-没有实验数据；*含有不同于纤溶酶原作用特点的特征

complestatin和chloropeptin1以纤溶酶原和纤溶酶原受体构成invitro检索体系，用于探索促进纤溶酶原向受体结合的低分子天然化合物。认为促进纤溶酶原向纤溶酶原受体结合的化合物也会促进纤溶酶原和纤维蛋白的结合，进而促进血栓的溶解。以U937细胞作为纤溶酶原受体的供体，使用人纤溶酶原构成了纤溶促进化合物的检索体系，在对约5000株微生物的代谢产物进行筛选的基础上，从链霉菌属complestatin和chloropeptin1［7,8］促进了纤溶酶原向U937纤溶酶原受体的结合。该化合物是从土壤的分离菌株中分离纯化的，将活化培养的种子液接种到由可溶性淀粉3%、肉膏1%、混合溶液%、玉米浸出汁2%和消泡剂CB442%构成的液体培养基中，在25℃、310rpm的条件下连续培养3天，收获的菌丝用70%丙酮溶液提取，提取物用乙酸乙酯萃取，萃取物经丙酮-甲醇硅胶层析后，活性化合物被移动相为含%三氟醋酸的45%乙氰水溶液的高压液相色谱柱具有显着的促进纤溶作用，该化合物分离于土壤微生物StachybotrysMicrospora的一个菌株。将经过种子培养的菌株接种到1L培养液含30g葡萄糖、10g脱脂豆粉、3g肉膏、3g酵母粉、3g蛋白粉、磷酸二氢钾、七水硫酸镁和消泡剂CB442的培养基中，在25℃、180rpm用500ml三角瓶连续培养3～5天，培养液离心后，上清液用等量的2-丁酸抽提，抽提物用二氯甲烷和甲醇展开于硅胶层析柱，活性成分被InertsilSIL-ODS精制，移动相是流速为/min的乙烷和乙醇的混合溶液。

300～500μM的staplabin使Glu-Plg和Lys-Plg与纤维蛋白的结合增加了，这种增加依赖于Glu-Plg和Lys-Plg上的赖氨酸结合位点，并且在纤溶酶原激活剂存在下，Glu-Plg和Lys-Plg的活化被促进了，所以体现出提高了纤溶酶的分解活性［13］，在使用分子排除层析的实验上由于该化合物部分地缩短了Glu-Plg和Lys-Plg的溶出时间，所以被认为该化合物使这些分子驰豫。纤溶酶原活性化的促进作用在ε-氨基已酸也显示出同样的作用，但是SMTP-6、SMTP-7、SMTP-8与staplabin相比活性增加了3～10倍。

环肽化合物在血浆存在下，利用U937细胞，探索促进125I-纤维蛋白分解的促进物质时，发现了4种新型物质plactins［14］。

在和50种合成诱导物比较之后，发现plactins的D-Arg(或D-Lys)残基和4个疏水残基的立体配置构型是显示活性所必需的结构［15］。20～50μM的plactin介于血浆中的因子将细胞表面的单链的尿激酶前体转变成活化型的双链结构，而开始了纤溶反应。该活化机制比较复杂，介于多个因子的多条途径引起了促进纤溶作用。将Plactin～5mg/kg投于肺栓塞小鼠，小鼠栓塞肺的纤溶活性被促进了2～3倍。在uPA存在下，40～60μM的plactin使Glu-Plg的活化被提高了10倍，并且plactins使Glu-Plg的内部荧光增加了5%，但plactins对Lys-Plg的活性没有影响。与前述的化合物不同，plactin没有增加Glu-Plg与纤维蛋白的结合。该化合物在血浆/U937细胞体系将纤维蛋白的分解提高了3～4倍，但在Glu-Plg/U937细胞体系和Glu-Plg/uPA体系，没有促进纤维蛋白的分解，这暗示着plactin的促进纤溶作用依赖于Glu-Plg以外的通路。

脂蛋白。

从土壤分离到的一株枯草芽孢杆菌的代谢产物被检索出来具有促进纤溶作用，将该菌株用普通细菌培养基在28℃、180rpm连续培养5天后，将培养液用2-丁醇提取后，提取物用乙氰-%乙酸展开于高压液相色谱柱InertsilPREP-ODS上，活性成分经浓缩和冻结干燥后得到了脂蛋白surfactin。

3～10μM的surfactinC使纤溶酶原和尿激酶前体的转换被提高了3～4倍，这种促进作用是由于surfactinC促进了尿激酶引起的Glu-Plg的活化。SurfactinC也促进了Lys-Plg的活化，但surfactinC不影响mini-Plg的活化，在ε-氨基乙酸存在下也不影响Glu-Plg的活化，这个结果暗示着surfactinC作用于纤溶酶原链回环的K1、K2、K3、K4中的某个或某几个结构域，因为ε-氨基已酸作用于纤溶酶原链回环的K5结构域，而不影响纤溶酶原链回环的K1、K2、K3、K4结构域。surfactinC使Glu-Plg的内部荧光增加了%，有分子排除层析实验上使Glu-Plg的溶出时间缩短，从这些结果上能判断Glu-Plg的空间结构被驰豫了。该化合物促进了Glu-Plg和纤维蛋白的结合，在pro-uPA/Glu-Plg,uPA/Glu-Plg,uPA/血浆体系促进了纤溶作用。该化合物的促进纤溶作用。将干燥的褐藻添加到三氯甲烷和甲醇的混合有机溶剂中，用组织捣碎机充分破碎，过滤之后回收滤液，针对残渣重复一次上述的提取过程，再用提高了溶剂极性的混合液提取残渣中的可溶性物质。把三次提取的滤液混合，经减压浓缩和真空干燥，从褐藻中得到了粗提取物，该粗提物经3次柱层析后得到了精制的生物活性物质α-D-葡萄糖甘油二酯。

相当低浓度的葡萄糖甘油二酯体现出来，这被认为是机体进化的一个方面。纤溶酶原是这种变化过程的一个典型，发现的这些具有促进纤溶作用的化合物使纤溶酶原的空间结构发生微妙的变化从而促进了纤溶作用。从以上的这些事实还能够进一步推测纤溶因子如纤溶酶、尿激酶、尿激酶前体的活性化合物也会促进血栓纤维蛋白的溶解，并且纤溶系统抑制因子的抑制化合物也会促进血栓纤维蛋白的溶解。

溶血链球菌产生的链激酶等细菌的代谢产物和纤溶系统的关系从很早以前就知道了，最近又从侵染性的多种病原菌中发现了纤溶酶原的受体［2］，这些受体被认为与病原性细菌的侵入和组织侵入有关。与这些受体蛋白质相比较，上述叙述的化合物是低分子化合物，这些低分子化合物来自于细菌、放线菌、霉菌和海洋生物，作用于纤溶酶原或是尿激酶前体。产生这些化合物的生产菌和高等动物的关系如何？虽然目前的材料还不充分，但这些化合物的存在也让研究者能进一步探索这些化合物在病原菌侵染、组织纤溶、癌细胞游走和血栓疾病治疗上的巨大价值。

被应用于纤溶疗法上的酶或高分子蛋白如尿激酶、tPA等，主要是应用于心肌梗塞等重度血栓疾患的治疗上，它会带来全身出血的重大危险性，与此相对应，作用于纤溶酶原和尿激酶前体的低分子化合物会使生理的纤溶反应平稳的进行，特别适用于慢性疾患的治疗以及血栓疾病的前期，这些化合物正被人们期待着能成为安全、高效的血栓治疗药物。

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