A prourokinase-RGDS chimera——Construction, expression and characterization

A tetrapeptide, RGDS, was inserted into proUK kringle domain G118-L119 by the construction of a mutant proUK-RGDS gene. The gene was expressed in the baculovirus expression system. Immunoaffinity chromatography was used to purify the chimera and protein with purity over 90% was achieved. The chimera was tested for its platelet membrane binding function and showed a calcium-dependent platelet binding activity. Amidolytic activity of the chimera was tested. The result indicated that specific amidolytic activity of plasmin activated chimera was 62000 IU/mg, comparable to the previously reported 65 355 IU/mg of plasmin activated natural proUK. Activation of plasminogen by the chimera after plasmin treatment followed Micbieal-Menten kinetics, and the Km was 0.97 μmol/L, which was also comparable to 1.64 μmol/L of native urokinase. The chimera also showed intensive ability to inhibit platelet aggregation in vitro. These results indicate that this chimera might be useful as a bifunctional thrombolytic agent.     

PRGDWR-尿激酶原双功能嵌合分子的性质研究

为赋予单链尿激酶型纤溶酶原激活剂(single chain urokinase-type plasminogen activator, scu-PA, 尿激酶原)以抗血小板聚集的功能,在scu-PA的kringle区118位Gly与119位Leu之间插入PRGDWR序列（insert mutant B,InB）.利用甲醇酵母（Pichia pastoris）进行分泌表达,经金属离子螯合亲和层析与S强阳离子交换层析,得到纯蛋白.实验测定InB对人工合成底物S-2444的酰胺解活性为5 900 IU/mg,动力学常数为：K_m,S-2444^InB=56.8 μmol·L^-1,k_cat,S-2444^InB=0.33 s^-1;水解天然底物plasminogen的动力学常数为：K_m,plg^InB=0.397 μmol·L^-1,k_cat,plg^InB=0.0164 s^-1.InB激活plasminogen的反应在有fibrin存在条件下InB的活性为无fibrin条件下的46.3％.该突变体在体外激活plasminogen的活性与同一系统表达的野生型scu-PA基本相同.该突变体表现出较强的抗血小板聚集活性,IC₅₀＝12.7 μmol·L^-1,而野生型scu-PA无此功能.实验表明scu-PA的K区插入突变体InB是一种极具潜力的双功能溶栓分子.     

单链尿激酶型纤溶酶原激活剂Kringle结构域催化功能探讨

 Kringle(K)结构域广泛存在于与凝血和纤溶相关的各种因子中 .虽然 K结构域在一级结构上是一种比较保守的结构域 (与其他结构域相比 ) ,但是 K结构域的功能在各种因子中的作用有很大的区别 .为探讨单链尿激酶型纤溶酶原激活剂 (scu- PA)的 K结构域功能 ,构建了在 scu- PA的 K结构域的 1 1 8位 Gly与 1 1 9位 Leu之间插入 PRGDWR序列的突变体 (称为 insert mutant B,In B) ,并测定了野生型 scu- PA与 In B的纤溶相关反应的动力学常数 . scu- PA与 In B水解 S- 2 4 4 4反应的 Km 值无明显变化 (分别为 60 .4与 56.8μmol·L-1) ,而 In B的 kcat值 (0 .33s-1)比 scu- PA的 kcat值 (7.31 s-1)降低很多 ;In B激活纤溶酶原反应的 Km 值 (0 .397μmol· L-1)比 scu- PA Km 值(0 .648μmol·L-1)降低 40 % ,但 kcat值 (0 .0 1 65s-1)比 scu- PA的 kcat值 (0 .0 62 6s-1)降低 74% .以上结果说明 :K结构域主要与反应活性相关 ,而与酶及底物的亲和性无关 .     

一种新的纤溶酶原激活反应动力学研究方法

 在溶栓研究中 ,纤溶酶原激活剂 (plasminogen activator,PA)激活纤溶酶原 (plasminogen,Plg)反应的动力学常数的测定占有重要地位 .在前人的研究中 ,虽然进行了这项实验 ,但是并未给出一个方便、快捷的测定方法 .所以建立一种更准确 ,更适合一般的实验室条件的 PA分子激活 Plg反应动力学常数的测定方法是必要的 .在对该反应进行数学分析的基础上 ,得到由可测量表示的纤溶酶 (plasmin,Plm)生成速度 (v(Plm) )的计算公式 ,由 v(Plm)及相应已知量可进一步推导出 Km、kcat的表达式 ,最终测得相应动力学常数 .用这种方法测定的由甲醇酵母 (pichia pastoris)表达的人单链尿激酶型纤溶酶原激活剂 (human single chain urokinase- PA,scu- PA)激活 Plg的反应的 Km=0 .648μmol·L-1,kcat=0 .0 62 6s-1,与文献报导相符 (Km=0 .4～ 1 .1 μmol· L-1,kcat=0 .0 2～ 0 .0 93) s-1,说明此方法是可靠的 .又因该法只需相应底物及酶标仪且为连续测定 ,所以十分简便 .     

尿激酶原-RGDS双功能分子——构建、表达及性质研究

利用定点突变及DNA重组技术 ,构建了在尿激酶原K区C 端的β 发夹区插入了精氨酸 甘氨酸 天冬氨酸 丝氨酸 (RGDS)片段的尿激酶原嵌合体基因 ,并利用昆虫杆状病毒表达系统通过感染Sf9细胞对嵌合体尿激酶原进行了高效表达 .用尿激酶原单抗亲和柱纯化表达产物 ,获得初步纯化的嵌合体蛋白 .对嵌合体蛋白进行血小板膜结合实验表明 ,此嵌合体具有依赖于钙离子的结合活化血小板膜的活性 .用生色底物Chromozym U测定嵌合体的酰胺解活性 ,结果显示 ,纤溶酶激活后的嵌合体比活为 62 0 0 0IU/mg,与文献报道的纤溶酶激活的尿激酶原比活 65 3 5 5IU/mg相近 .纤溶酶激活后的嵌合体激活纤溶酶原的反应符合米氏方程 ,其Km 值为 0 .97μmol/L ,与天然尿激酶的Km 值 1.64μmol/L相近 .嵌合体还显示了较强的体外抑制血小板聚集活性 .这些结果表明 ,此尿激酶原 RGDS嵌合体有可能成为一种新的双功能溶栓药物 .     

纤维蛋白对尿激酶原激活纤溶酶原反应动力学的影响

反应体系中存在的纤维蛋白（fibrin）对尿激酶（UK）、scu-PA以及组织型纤溶酶原激活剂（t-PA）激活纤溶酶原（plasminogen）的反应有不同的作用：UK、t-PA激活plasminogen的反应可被反应体系中存在的fibrin所加强;fibrin对scu-PA激活plasminogen反应的动力学常数无明显影响;但对小分子质量scu-PA与单链抗体的嵌合分子激活plasminogen的反应起明显的抑制作用.为确定反应体系中存在的fibrin对scu-PA的K区插入突变体-InB激活plasminogen反应的影响,测定了在反应体系中存在fibrin的情况下的InB激活plasminogen反应的K_m^fibrin以及k_cat^fibrin.K_m^fibrin＝4.2 μmol·L^-1,远远大于无fibrin时的K_m＝0.379 μmol·L^-1,说明有fibrin存在时突变体InB与天然底物plasminogen的亲和性降低了.k_cat^fibrin＝0.107 s^-1,也远远大于无fibrin时k_cat＝0.0165 s^-1,说明有fibrin存在时突变体InB对plasminogen的反应活性增强了.原因可能是：与fibrin结合的plasminogen的构象发生了有利于被纤溶酶原激活剂水解的变化.