蛋白质组学

纤溶系统之组织型纤溶酶原活化剂t-PA

近年来,由于血栓性疾病的逐年上升,对溶栓药物的需求量逐年增加,使对溶栓药的研究成为热点,而又以对组织型纤溶酶原激活物(tPA)及其突变体、嵌合体的研究最多。

今天,我们就来一起了解一下什么是t-PA。

(图片来源于网络)

t-PA又称纤溶酶原激活因子,是体内纤溶系统的生理性激动剂,在人体纤溶和凝血的平衡调节中发挥着关键性的作用。是人类血液中存在的两种纤溶酶原活化剂之一。血浆中的浓度很低,但几乎所有的组织中都含有数量不等的t-PA,其中以子宫、肺、前列腺、卵巢、甲状腺和淋巴结中的含量最高,但肝中无t-PA。

t-PA合成部位

t-PA主要由内皮细胞合成,与血管性血友病因子vWF一起储存在Weibel-Palade小体中,其他细胞如单核细胞、巨核细胞、间皮细胞、肥大细胞、血管平滑肌细胞、心肌成纤维细胞、神经元也可合成t-PA。许多药物、物理因素及药物可影响t-PA产生。下肢静脉流体静力压增高时,t-PA的产生减少。

t-PA的半衰期很短,只有5-7分钟,在血浆中很快被清除。游离的t-PA通过肝脏内皮细胞及肝巨噬细胞的甘露糖受体被清除,与纤溶酶原活化抑制物-1(PAI-l)结合的t-PA是通过肝细胞的低密度脂蛋白受体相关蛋白(LRP)清除。雌激素可诱导甘露糖受体表达,增加t-PA的清除率。

t-PA基因及蛋白结构

t-PA位于8p11-pI2,全长32.7kb,含14个外显子和13个内含子,cDNA含2530bp。

成熟的t-PA是一种含527个氨基酸的糖蛋白,分子量约为68-72kD。分泌至细胞外时,t-PA呈单链(sct-PA),但很容易被纤溶酶在精氨酸275-异亮氨酸276处水解,转化为由二硫键相连的双链t-PA(tct-PA)。二者的结构虽发生转化,但均具有酶切活性。二者生物学特征区别在于:

①单链t-PA与纤维蛋白之间的亲和力比双链高。

②双链t-PA的纤溶酶原激活能力比单链t-PA高10-50倍。

③双链t-PA被PAI-11灭活比单链快100倍。

tct-PA氨基端为重链,亦称为A链,竣基端称为轻链或B链。重链依次含有指状结构(Fl)、上皮生长因子(EG)区及两个环饼状区(KRl和KR2),氨基端可以是甘氨酸或丝氨酸。轻链是蛋白酶区,与其他丝氨酸蛋白酶有同源性(指状结构区,由6-43位氨基酸残基构成,此区的功能与t-PA和纤维蛋白结合有关。尿激酶无此结构区,故与纤维蛋白不能结合。如果用蛋白酶将t-PA氨基酸末端除去一个12kD的片段,则较野生型t-PA结合纤维蛋白的能力减弱。EGF区包括44-92位氨基酸,与人EGF同源,缺少此区,t-PA在血液循环中的清除减少,半衰期延长。环状结构区93-297位氨基酸构成2个这样的区域,与纤溶酶原K区结构同源。Kl区功能尚不清楚,K2区能与赖氨酸、纤维蛋白原结合和氨基己酸(EACA)结合。蛋白酶区由230个氨基酸构成,活性部位在组氨酸322、天冬氨酸371及丝氨酸478。酶区的结构与膜蛋白酶样丝氨酸蛋白酶,尤其是凝血酶相似。

t-PA功能

t-PA主要是将纤溶酶原的精氨酸561-缬氨酸562处肽链裂解,使其形成有活性的纤溶酶。在纤维蛋白存在的条件下,t-PA对纤溶酶原的激活作用较强,这是由于纤溶酶原和t-PA通过赖氨酸结合部位结合在纤维蛋白上,形成三体复合物。在少量纤溶酶的作用下,纤维蛋白部分被消化暴露新的赖氨酸残基,使t-PA和纤溶酶原更多地结合。纤维蛋白原及纤维蛋白的降解片段可促进t-PA对纤溶酶原的激活。

在某些细胞表面如内皮细胞、神经元、肿瘤细胞,t-PA也可激活纤溶酶原,因其存在膜联蛋白Ⅱ受体,该受体是纤溶酶原和t-PA的共同受体,这种结构有利于纤溶酶原的激活。另外,在细胞膜表面谷氨酸纤溶酶原必须转变为赖氨酸纤溶酶原才能被t-PA最大程度地激活。

t-PA在中枢神经系统的表达比较广泛,尤其在新皮质套、下丘脑、杏仁核、海马锥体神经囊泡中,在缺血外伤等情况下可以释放,其生理功能是促进轴突的生长、各种突触的可塑性、记忆及保护海马神经元对缺氧、葡萄糖所导致的损害。t-PA通过其指状结构及膜联蛋白激活小胶质细胞,后者是中枢神经系统中的免疫细胞。此外,t-PA-纤溶酶原系统能加强肝细胞的增殖能力。t-PA也可结合在纤维连接蛋白上。

t-PA临床意义

病理性增高:表明激活纤溶酶原的能力增强,纤溶系统活性增高,主要见于纤溶亢进症、DIC等。

病理性降低:表明激活纤溶酶原的能力不足,纤溶系统活性减低,主要见于血栓前状态和血栓性疾病,如心肌梗死、心绞痛、脑血管病变、糖尿病、妊娠高血压症、深静脉血栓形成、肾病综合征等。

参考文献

[1] 王学峰,吴竞生,等. 临床出血与血栓性疾病. 1版. 北京:人民卫生出版社,2018.

[2] Loscalzo J, Braunwald E. Tissue plasminogen activator. N Engl J Med. 1988, 319(14):925-31.

[3] Collen D, Lijnen HR. Tissue-type plasminogen activator: a historical perspective and personal account. J Thromb Haemost. 2004, 2(4):541-6.

[4] Collen D, Lijnen HR. The tissue-type plasminogen activator story. Arterioscler Thromb Vasc Biol. 2009, 29(8):1151-5.

校稿人:张晓娟







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