肝素和硫酸乙酰肝素的功能研究.pdfVIP

72 食品与药品 FoodandDrug 2013年第 15卷第 1期 · 知识介绍 · 肝素和硫酸乙酰肝素的功能 RabensteinDL 内源肝素在肥大细胞内，是肥大细胞分泌颗粒的主要 也可 以与肝素相互作用，例如，谷氨酰胺的酰胺侧链。共 组成成分。内源肝素在医学上作为抗凝血剂使用，并在预 有序列组成碱性残基簇，包括序列XBB—BXXBX，XBBXBX 防和治疗血栓栓塞疾病中被作为首选药物。硫酸乙酰肝素 和XBBBXXBBBXXBBX，其中B和x分别为碱性氨基酸残 (HS)在动物组织中广泛存在并且结构多样，同样也具有 基和其他氨基酸残基，上述序列被认为是蛋白质的肝素H／S 多种生物活性和功能，包括细胞黏附、调控细胞生长和增 结合域。这些序列可以采用二级结构，在这种二级结构中 殖、发育过程和血液凝固、细胞表面结合脂蛋 白脂肪酶和 碱性氨基酸沿着多肽链的一面对齐，X氨基酸指向蛋 白核 其它蛋 白质 、血管发生、病毒入侵和肿瘤转移。HS同样 心 。 保护蛋 白质不被降解 ，调控蛋白质通过基底膜转移，介导 由于肝素~IIHS的高负电荷密度，它们都是聚电解质， 蛋白质 内置。研究发现细胞表面的HS蛋白聚糖 (HSPG) 通过结合反离子中和部分负电荷。所以，结合反应是一个 是动态的，它能快速向细胞表面转移并快速返 回 (t1—4 离子交换过程，结合多肽或蛋白质的阳离子部位即为反离 h)，并通过细胞变化改变HS的结构以应答细胞外信号因 子。反离子结合模型显示水溶液 中的肝素钠的Na部分被 子，例如，生长因子。肝素和HS的作用机制涉及它们与蛋 结合，为每一个负电荷是0．59；已经报道了0．58~H0．63的实 白质的非共价结合，以在蛋白质构象中发挥变化，促进蛋 验值。聚电解质理论提示大部分结合 自由能来 自多糖Na 白质一蛋白质相互作用，使蛋白质在细胞表面分离并作为生 反离子熵的有利释放。离子交换机制的一个重要结果是随 长因子的复合受体发挥作用。因为肝素和HS在调节生物活 着NaC1浓度增大结合程度降低 。例如，组氨酸的双质子形 性方面的作用，在综述一些肝素和HS的功能之前，本文将 式与肝素的相互作用结合常数从1．5×10 (Na浓度为0．001 探讨蛋白质一肝素相互作用的一些重要特点。 mol／L)降至7．7×10 (Na浓度为0．1mol／L)。通过相互作 1与蛋白的相互作用 用Na离子被取代的数 目已经从结合常数对离子强度的相关 HSPG的HS链及肝素与蛋白质的结合主要是静电的， 性得到，该相关性通过 aNMR测得。 涉及阳离子铵盐基、胍盐以及与肝素或HS的阴离子部位相 2 肥大细胞中的肝素 互作用的多肽或蛋 白质的咪唑侧链功能基团。数百种与肝 肝素和组胺、肥大细胞蛋 白酶及其它调控因子一起被 素结合的蛋 白质 已经被确认，且肝素结合性质经常被应用 储存在肥大细胞的分泌颗粒中。实验己阐明肥大细胞肝素 于它们的分离和纯化，即使用肝素亲和色谱。在很多情况 的生理意义 。通过敲除大鼠Ⅳ．脱酰酶／AL磺基转移酶的基 下，涉及到阳离子肝素．结合域与高负电荷肝素之间的非 因， “正常”即硫酸化肝素的生物合成被阻止。这使得分 选择性相互作用，这导致通过HS的蛋白质结合是相对非特 泌颗粒中其它生物活性调控因子的数 目改变，其中最显著 异性的。但是，研究者逐步认识到经设计的HS的NS~t1NA／ 的是一些小鼠肥大细胞蛋 白酶的水平。可得出一个结论， NS域中的特异序列可与特定蛋白质选择性相互作用，这种 肝素对于在肥大细胞 内特殊颗粒蛋 白酶的储存是必要的。 相互作用可用于调控蛋白质活性。结合的选择性可以通过 肝素与带有正电荷的肥大细胞蛋 白酶之间相互作用的 一 种 “稀有 ”成分的使用来得到，例如，在肝素抗凝血酶 细节 尚不清楚，一般认为这种相互作用导致只有正确折叠 结合戊糖序列中存在的GIcNS(3，6S)残基 ，它对于抗凝血 的蛋 白酶才能被定向到分泌颗粒中。 活性是必需的。一种独特的结合表位也可以基于Ⅳ_取代基 组胺水平在异常肥大细胞中也同样下降，表明肝素对 模式，Ⅳ_和O．取代基的特异性结合 ，或是NS (N