尿激酶(uK)可以從人尿中純化或由培養的人胚胎腎細胞分泌。是壹種絲氨酸蛋白酶,由分子量為20kDa和30kDa的兩條多肽鏈通過二硫鍵連接而成。UK有s1(31kDa)和s2(32kDa)兩種分子形式,s1是s2的蛋白質降解產物。
UK直接作用於pg上arg561-Val562的肽鍵。肽鍵斷裂後產生二硫鍵連接的雙鏈活性分子pm,從而水解構成血栓的不溶性fn,起到溶栓作用。UK沒有抗原性,這是它的優勢。
鏈激酶(sK)是β溶血性鏈球菌分泌的壹種蛋白酶。是壹種分子量為47kDa的單鏈蛋白質,氨基端為異亮氨酸(ile),羧基端為賴氨酸(lys)。SK在血液中以等摩爾比與pg結合形成sK pg復合物。復合物中pg的活性位點通過分子移位暴露出來,從而激活pg成為pm,最後發生纖溶反應降解血栓。
從馬鏈球菌中分離出sK基因,並在大腸桿菌中表達,獲得具有溶栓活性的SK。目前可以通過基因工程技術大規模制備sK制劑。
進入血液循環的uK和sK都能立即激活纖溶系統,所以在藥物到達血栓部位之前,pg就會被激活成pm,從而使血液中的纖維蛋白原(fg)水平明顯下降。同時,由於pAI 1,2 (pA 2(pAinhibitor1,2)和α2抗纖溶酶(α2aP)的作用,藥物半衰期迅速與pA結合並中和其活性,使其在血漿中非常短暫並迅速消除。所以臨床治療劑量也很大。
苯甲醚纖溶酶原-鏈激酶激活復合物
APSAC是pg和sK與苯甲酰類化學物質(如aPAN)以1:1的分子化合價結合形成的pg-sK偶聯復合物。復合物中pg上的活性中心(輕鏈的ser740位置)被可逆酰化,從而減緩pm的形成,避免α2aP的中和,防止血栓外圍pg的過度活化,降低出血傾向。
因為復合物中對fn具有特異性親和力的pg的賴氨酸結合位點(lBS)仍然暴露,sK-Pg復合物可以在血栓部位富集。附著在fn上的APSAC以壹定的速率脫乙酰化,從而形成pm,溶解fn,消除血栓。
同時,sK與pg的偶聯掩蓋了sK的抗原位點,從而降低了其免疫原性。而且aPSAC的半衰期比sK長。此外,血栓部位的去酰化增強了復合物的fn特異性,並阻止了復合物的自消化。動物血栓模型證明aPSAC比未經酰化修飾的pg sK復合物具有更顯著的溶栓作用。
組織pA(t-PA)及其突變體
T-PA是壹種分子量為70kDa的單鏈糖蛋白,來源於人體。在pm或胰蛋白酶的作用下,t-PA的arg275-Ile276的肽鍵斷裂,形成二硫鍵連接的雙鏈。t-PA的羧基末端是輕鏈(32kDa),屬於絲氨酸蛋白酶樣結構域(P),是催化活性中心。氨基末端是壹條重要的鏈(36kDa),由四個結構域組成:F、eGF、k1和k2。
單鏈和雙鏈t-PA具有相同的激活pg的特性。血栓形成時,t-PA能迅速激活pg為pm溶解血栓。其機制是t-PA可通過k2和F特異性連接fn,與t-PA連接的fn/血栓增加了對pg的親和力,形成T-PA PG FN的環狀三元復合物[3]。活化的pm迅速降低血栓fn的角度。
此外,研究表明t-PA在血液中與pAI-1形成復合物後被中和降解,並在肝臟中代謝。因此,它在體內很快被消除,半衰期只有4 ~ 8分鐘。因此,研究人員利用基因工程技術改變t-PA,以改善藥代動力學或功能性質。
目前,國外已經獲得了許多重組t-PA(rt-PA)突變體。沒有F、E和k1,只剩下k2和P結構域,即只保留了特異性結合位點和催化活性中心。獲得的bM06.022為非糖基化突變體,其體內半衰期延長了4-5倍。F和E結構域中壹個或多個氨基酸的取代或缺失也有很好的效果。比如用ser代替E結構域的cys84,其半衰期可以從6分鐘延長到20分鐘。再如,當asn和glu(ala)4分別取代thr103、asn117和lys296-His-Ary-Arg時,血液中rt-PA-TNK消除時間延長8倍,對fn的特異性增強。抗pAI-1能力增強200倍。
單鏈尿激酶型pA(scu-PA)和嵌合體
Scu-PA也稱為pro-uK,是雙鏈uK的酶原前體,是壹種低uK活性的糖蛋白。在pm的激活下,肽鍵lys158-Ile159容易斷裂,產生活性雙鏈形式。
當血漿中沒有fn時,由於α2aP的競爭性抑制,scu-PA相對穩定,不會激活PG。但壹旦血栓形成,scu-PA對fn上附著的pg的親和力高於遊離pg,從而誘導特異性溶栓。此外,fn的降解片段(e-2)可以選擇性地促進scu-PA激活pg,這是通過增強pg與部分降解的fn之間的偶聯來實現的。
Scu-PA最早是從尿液中獲得,現在人類的scu-PA是通過重組dNA技術獲得的。它是壹種低分子量衍生物,在氨基末端缺少143個殘基(rscu-PA32K)。與uK相比,具有相同的纖溶作用,且不破壞fg。兔頸靜脈血栓形成模型證實了scu-PA與全身纖溶之間的量效關系。
有人構建了重組嵌合pA,即利用rt-PA重鏈的不同區域和scu-PA的蛋白酶活性結構域形成各種嵌合體。動物血栓模型顯示,k1和K2pu(RT-PA的k1 k2與scu-PA的pu區結合)在血漿中的代謝速度減慢,相關抗原的半衰期從9分鐘延長至70分鐘,但其纖溶保持不變,血中α2aP和fg水平保持不變。
葡糖激酶
葡萄糖激酶(saK)是金黃色葡萄球菌分泌的壹種蛋白,具有纖溶活性,但天然saK毒性大,出血嚴重。
SaK是由136個氨基酸組成的單鏈多肽。由兩個大小相同的折疊結構域組成,分子量為15kDa,沈降系數為1.71S。已經發現,成熟的saK和突變的saK-△10在缺失10個氨基酸之前具有相同的纖溶活性。此外,26位的蛋氨酸(met)是saK的活性中心。最近發現氨基端氨基酸片段對pg的激活極其重要。
SaK本身並不作為酶,而是以1:1的等分子比可逆地與pg結合。然後,其他遊離pg以saK pg復合物的形式被激活。與sK pg復合物不同的是,Sak pg復合物中PG上絲氨酸蛋白酶的活性位點暴露出來,使自身轉化為Sak PG → Sak PM,這是整個纖溶過程的限速步驟。SaK pm本身起催化作用,可以加速反應。而血液中的α2aP能迅速與復合體中的pm結合,從而起到抑制血栓形成以外的纖溶作用。血栓發生時,saK pg(pm)復合物中pg(pm)上的lBS能迅速與構成血栓的fn結合,阻礙α2aP與復合物的結合。血栓周圍的大量遊離pg被活化為pm,最終溶解血栓。體外實驗表明,如果溶解50%的血栓,血液中pg的水平只會下降5%。因此,saK具有很強的fn特異性,在刺激纖溶過程中不影響fg的水平。
此外,作為壹種小分子蛋白質,它具有很強的穿透血栓的能力。血液穩定性好,作用時間長。目前從噬菌體saKφc和saK42D中克隆了saK基因,並通過重組技術在大腸桿菌中表達,實現了規模化生產。
SaK具有明顯的抗原性。最近,ala被用於替換saK表位上的2 ~ 3個帶電荷氨基酸,獲得saK突變體(saKSTAR m38)以降低其免疫原性。