水蛭素的分子生物学研究

本文从分子生物学的角度简述了蛋白酶抑制剂水蛭素的生物学和临床医学作用,结构特点,结构与功能关系,水蛭素与凝血酶之间的作用方式,以及水蛭素基因的克隆与表达。同时还指出了水蛭素基因的复杂性。水蛭素基因结构的阐明,基因的表达调控,将成为今后研究的重要方向之一。     

重组水蛭素HV2的稳定性

重组水蛭素ＨＶ２是凝血酶的特异性抑制剂,是一种非常稳定的蛋白质,温度的升高（１００℃水浴）和ＰＨ（１－１３）的改变不影响其活力,在某些变性剂（８ｍｏｌ／Ｌ素、１％ＳＤＳ和６ｍｏｌ／Ｌ盐酸胍）存在的条件下也非常稳定,０．１ｍｏｌ／Ｌ的ＤＴＴ在７０℃时使其部分失活,只有ＰＨ和温度同时升高其活力才开始下降,ＰＨ１３、８０℃处理１５ｍｉｎ即完全失活,氨基酸组成和活性分析发现失活样品的Ｃｙｓ和Ｌｙｓ被破坏。     

重组水蛭素相关肽Hi-lys的表达与纯化(英文)

为开发一种新的有临床应用价值的抗血栓药物,根据水蛭素保持抗凝活性的2 0肽片段,设计并构建了水蛭素相关肽(Hi lys)与天冬酰胺酶C端的融合表达系统.为方便目的肽与融合伙伴的分离,增加了富含带电序列的8肽(KRKRKKSR)及酸敏感的天冬氨酰 脯氨酸(Asp Pro)位点,获得了表达质粒pED P8 Hi lys.将其转化E .coliBL 2 1,玉米浆培养基(kanr)培养,乳糖诱导获得融合蛋白(AnsB C P8 Hi lys)的高效表达.通过细菌裂解、包涵体洗涤、尿素溶解、乙醇沉淀、酸水解和DEAE 纤维素5 2柱层析纯化获得目的肽Hi lys ,用凝血酶测定法测得其抗凝活性为5 0ATU mg .     

重组水蛭素口服给药的抗凝效应

目的：考察不同剂量重组水蛭素-2（rHV2）口服给药后的抗凝效应。方法：以凝血时间（ClottingTime,CT）和凝血酶时间（ThrombinTime,TT）为指标,测定大鼠口服不同剂量的rHV2的抗凝效应。结果：rHV2口服给药后,凝血时间及凝血酶时间试验均表现出显著的抗凝效果,并且从给药后1h到4h抗凝效应一直延续。当rHV2剂量范围在50mg·kg^-1-100mg·kg^-1之间,抗凝血效应随着剂量的增加而加强,说明抗凝血效应是有剂量依赖性的。结论：rHV2经大鼠口服后能够产生抗凝效应,说明rHV2的口服是可行的。     

重组葡激酶和水蛭素融合蛋白的血栓靶向性机制

为解释以凝血因子Xa(FXa)的识别序列为连接肽的葡激酶和水蛭素的融合蛋白(命名为SFH)在体内的强溶栓和低出血的特征,研究分析了SFH的两个血栓靶向性作用机理.首先采用ELISA和免疫组化的方法在体外分析了由水蛭素游离的C末端赋予的SFH对血栓的靶向性,结果显示SFH对凝血酶和富含凝血酶的血栓具有更高的亲和力.为阐明SFH抗凝活性在血栓部位的靶向性释放,构建表达了仅在水蛭素N末端连接FXa识别序列的水蛭素衍生物(命名为FH).体外试验结果表明完整的FH无抗凝活性,在体内FH可以发挥抗栓作用,且出血副作用较低,这些结果说明FXa的识别序列可以封闭水蛭素的抗凝活性,在体内FH可以由于FXa的成功裂解而释放其抗凝活性,且其抗凝活性可能仅局限于血栓局部.这就间接说明了SFH的抗凝活性可以在血栓局部进行靶向性释放.以上两个血栓靶向性作用机理是SFH在体内发挥更高溶栓效率和降低出血副作用的重要机制.     

凝血酶滴定法测定水蛭素活性的改进

目的：通过改进,建立一种简便经济且重复性和准确度好,又省时的凝血酶滴定法测定水蛭素活性。方法：用Markwardt提出的凝敌国酶滴定法和改进后的滴定法分别对同一批样品进行滴定比较,论述改进后的滴定法的过程和优点。结果：改进后,配制不同浓度梯度的凝血酶溶液,采用逐步缩小活性范围,多次换试管重滴的浓度梯度法,结果重复性和准确度较好,省时。     

表达重组葡激酶-水蛭素融合蛋白的大肠杆菌工程菌的高密度培养

采用溶氧反馈的分批培养流加补料的方法高密度培养重组大肠杆菌BL21(DE3)生产重组葡激酶-水蛭素融合蛋白。通过摇瓶培养对菌种和培养条件的初步筛选,采用溶氧反馈的流加补料策略,进行了5L发酵罐的合成培养基和复合培养基的发酵工艺的研究。通过对培养条件的不断优化,重组葡激酶-水蛭素融合蛋白在大肠杆菌BL21(DE3)里得到了高效表达,菌体密度最终达到115g/L(WCW)以上,可溶性重组融合蛋白占菌体总蛋白的30%以上,含量约为1.1~1.2g/L。5L发酵罐的发酵工艺参数在40L发酵罐中进行了放大培养,结果表明该工艺能有效的放大,可适用于工业生产。     

重组水蛭素HV2的稳定性

重组水蛭素ＨＶ２是凝血酶的特异性抑制剂,是一种非常稳定的蛋白质。温度的升高（１００℃水浴）和ｐＨ（１─１３）的改变不影响其活力,在某些变性剂（８ｍｏｌ／Ｌ尿素、１％ＳＤＳ和６ｍｏｌ／Ｌ盐酸胍）存在的条件下也非常稳定,０．１ｍｏｌ／Ｌ的ＤＴＴ在７０℃时使其部分失活,只有ｐＨ和温度同时升高其活力才开始下降,ｐＨ１３、８０℃处理１５ｍｉｎ即完全失活,氨基酸组成和活性分析发现失活样品的Ｃｙｓ和Ｌｙｓ被破坏。重组水蛭素ＨＶ２含有一个结构紧密的Ｎ端核心区和一个无序的Ｃ端尾部。其Ｎ端的３个Ｌｙｓ－Ｘａａ键均不被胰蛋白酶水解;胃蛋白酶及糜蛋白酶消化后,分离所得片段,氨基酸组成分析发现Ｎ端核心区依然保持很高的抗凝血酶活性,继续消化２４ｈ,核心区不被进一步降解。     

重组水蛭素的纯化和鉴定

本文报导了化学合成的水蛭素基因在酵母细胞中得到表达,井能分泌水蛭素到胞外。将该菌株培养物的上清液经硫酸铵沉淀和Sephadex G-50过滤后,用DEAE-SephadexA-25进行阴离子交换层析,进而用HPLC反相层析,得到表达产物重组水蛭素。经SDS-PAGE,氨基酸序列分析,抗凝血酶活力分析及血浆滴定实验等方法鉴定,证明该基因表达产物与天然水蛭素HV_2相同。     

重组双功能水蛭素质量标准研究

以生色底物法测定抗凝血酶活性,比浊法测定抗血小板聚集活性,还原型SDS-PAGE测定分子量,SDS-PAGE和反相高效液相色谱测定纯度,毛细管电泳法测定等电点,胰蛋白酶酶切后进行肽图分析,其余检测项目按《中国药典》2005版三部规定进行。结果显示,用建立的方法对原液和成品进行了检定,各项指标均符合《人用重组DNA制品质量控制技术指导原则》和《中国药典》2005版三部的要求。建立的质控方法和质量标准具有保证产品安全、有效、质量可控的特点,可用于重组双功能水蛭素产品的常规检定。     

新型水蛭素嵌合抗栓剂的构建表达与功能研究

水蛭素（Hirudin,HV）作为新一代抗凝剂,它是目前已知最强的天然凝血酶抑制剂,并有望在临床上完全取代肝素。虽然水蛭素有许多优点,但出血倾向是其在临床应用上的主要副作用。目前尚没有好的解决办法。针对水蛭素在临床应用中所出现的这个问题,依据血栓形成的生理生化机制,构建出了含FXa识别序列水蛭素嵌合抗栓剂,来降低水蛭素在非血栓部位的活性从而减小出血的危险。小鼠尾部血栓模型实验表明：此新型嵌合抗栓剂能在不减少水蛭素抗凝血活性的同时,又能大幅度地降低出血副作用。具有非常重要的临床意义。     

天然水蛭素冻干粉实验结果的分析

目的研究天然水蛭素冻干粉的生物化学成分及其毒理学的安全性。方法采用《中华人民共和国药典》的抗凝血酶活性测定法、电感耦合等离子体质谱法、《中华人民共和国国家标准》中的食品中水分、微生物、重金属检测、检验法等。结果天然水蛭素具有较高的抗凝血酶活性(809 ATU/g),无致病菌,微生物及重金属不超标,对动物和人体无毒副作用。结论天然水蛭素有潜在的药物开发价值。     

毕赤酵母发酵液的脱色和重组水蛭素的分离

用毕赤酵母表达重组水蛭素的发酵液中含有大量色素和一些杂蛋白。本文对发酵上清的脱色和重组水蛭素的分离进行了探讨。鉴于水蛭素的稳定性 ,用加热法预处理发酵上清取得了满意的效果。对离子交换、疏水层析、凝胶过滤、羟基磷灰石吸附层析以及它们的优化组合进行了研究 ,结果表明 ,阳离子交换层析、凝胶过滤和阴离子交换层析的组合对发酵上清的脱色和重组水蛭素的分离是有效的。     

反相高效液相色谱法分析聚乙二醇修饰的水蛭素

目的：采用反相高效液相色谱法（RP-HPLC）对聚乙二醇（PEG）修饰的水蛭素进行分析分离,用以分析修饰产物中不同修饰度水蛭素的组成和比例。方法：色谱柱为Hypersil C18,5μm,4.6mm×150mm;流动相A为H2O＋0.01％的三氟乙酸,流动相B为乙腈＋0.01％的三氟乙酸。40min内由10％-50％流动相B进行梯度洗脱,洗脱流速1mL／min,上样量50μL,检测波长为214nm。结果：在单甲基化PEG-丙酸琥珀酰亚胺和水蛭素摩尔比不同的的反应产物中,PEG1-水蛭素、PEG2-水蛭素均可以达到基线分离,且不同批次的反应产物进行RP-HPLC的重复性良好。结论：RP-HPLC可以有效地对PEG修饰的水蛭素产物进行分析分离,为PEG化水蛭素的长效、缓释剂型的开发提供技术支持。     

重组双功能水蛭素的发酵、纯化和鉴定

构建了重组双功能水蛭素 ( Recombinant-RGD-Hirudin、 r-RGD-Hirudin ) cDNA 的表达质粒 RGD-Hirudin-pPIC9K,转化入毕赤酵母中,经筛选得到高表达的阳性克隆。种子菌经过3d发酵培养,其培养液上清经超滤浓缩、凝胶过滤层析和离子交换层析后,得到纯度大于97%、比活性为 12000 ATU/mg 的 r-RGD-Hirudin,回收率大于60%,发酵产率为 1 g/L。纯化后的 r-RGD-Hirudin 经过还原SDS-PAGE,抗凝血酶活力分析、抗血小板聚集分析、质谱分析及等电聚焦分析等方法鉴定,证明该表达产物为水蛭素的衍生物,具有抗凝血酶和抗血小板聚集双重功能。     

啤酒酵母生产的重组水蛭素的纯化及脱色

对啤酒酵母生产的重组水蛭素变异体1(rHV1)进行多步骤的纯化。首先将分泌到培养上清液中的水蛭素进行硫酸铵沉淀和SephadexG-50凝胶过滤,再用Q-SepharoseHP阴离子交换层析分离,最后用HPLCSP-5PW阳离子交换柱脱色及HPLCC8柱反相层析。真空干燥后得到的水蛭素蛋白经SPS-PAGE、N端氨基酸序列分析、抗凝血酶活力分析鉴定,证明已获得高纯度的重组水蛭素HV1制剂,为利用基因工程方法生产重组水蛭素的规模化生产及临床应用提供了依据     

重组水蛭素的突变及突变体部分性质研究

以基因突变结合动力学分析的方法研究了水蛭素空间结构及其与凝血酶的相互作用．采用基因定点突变和随机突变的方法得到两个重组水蛭素突变体,并从抗酰胺水解活性,抗凝血酶活力和稳定性三个方面,比较研究了重组水蛭素ｒＨＶ２中４７位和１１位两个氨基酸残基对其稳定性和抑制能力的影响．将ｒＨＶ２中Ｇｌｎ１１和Ａｓｎ４７分别突变为Ｈｉｓ１１和Ｌｙｓ４７后,ｒＨＶ２－Ｈ１１生物活力降低３０％,ｒＨＶ２－Ｋ４７生物活力提高６１％．测定抑制常数Ｋｉ表明,ｒＨＶ２－Ｈ１１突变体Ｋｉ值升高１４倍,ｒＨＶ２－Ｋ４７突变体Ｋｉ值降低１４倍,两个突变体的热稳定性均有所增强,ｒＨＶ２－Ｈ１１在酸性和碱性条件的稳定性降低．分析实验结果,可以认为：①４７位的Ｌｙｓ可能是通过氢键和静电两种作用力同时影响着水蛭素的三维结构和其与凝血酶的结合．②１１位氨基酸可能是水蛭素分子中另一个重要位点．     

水蛭素12肽与低分子量单链尿激酶融合基因的构建、表达及产物特性分析

用化学合成的方法合成了水蛭素12肽基因的编码序列,通过DNA重组技术将水蛭素12肽基因片段与低分子量单链尿激酶cDNA片段连接构建了融合基因。融合基因在大肠杆菌中获得表达。体外实验结果表明,表达的融合蛋白具有溶纤活性和抗凝活性。     

重组水蛭素的抗血栓形成作用及其机制

目的：研究重组水蛭素抗血栓形成的作用及机制。方法：将60只雄性昆明小鼠随机分为对照组、模型组、阿司匹林组和重组水蛭素低、中、高剂量组（n=10）。除对照组外,其余各组小鼠分别腹腔注射角叉菜胶2.5 mg/kg,诱发小鼠尾部血栓形成。注射角叉菜胶前24 h、0.5 h和注射后24 h,阿司匹林组小鼠分别腹腔注射阿司匹林25 mg/kg,重组水蛭素低、中、高剂量组小鼠分别腹腔注射0.05、0.1、0.2 mg/kg重组水蛭素,对照组和模型组小鼠分别腹腔注射等体积生理盐水。注射角叉菜胶后48 h,观察小鼠黑尾长度并计算黑尾发生率;检测血浆凝血酶原时间（PT）、活化部分凝血活酶时间（APTT）、组织型纤溶酶原激活剂（t-PA）、纤溶酶原激活物抑制因子-1（PAI-1）、6-酮-前列腺素F1α（6-keto-PGF1α）、血栓恶烷B2（TXB2）水平。结果：与对照组比较,模型组小鼠尾部形成血栓;血浆PT明显缩短（P<0.01）,PAI-1、TXB2水平明显升高（P<0.01）,t-PA、6-keto-PGF1α水平明显降低（P<0.01）。与模型组比较,重组水蛭素低、中、高剂量组和阿司匹林组小鼠尾部血栓长度明显缩短（P<0.05或P<0.01）,PT明显延长（P<0.01）,PAI-1、TXB2水平明显降低（P<0.01）,t-PA、6-keto-PGF1α水平明显升高（P<0.01）。与阿司匹林组比较,重组水蛭素低剂量组小鼠尾部血栓长度明显增加（P<0.05）,PT明显缩短（P<0.01）,PAI-1、TXB2水平明显升高（P<0.01）;重组水蛭素低、中剂量组6-keto-PGF1α水平明显降低（P<0.01,P<0.05）;重组水蛭素中剂量组PAI-1、TXB2水平明显升高（P<0.01,P<0.05）。结论：重组水蛭素有明显抗血栓形成作用,其机制可能与影响外源性凝血系统、促进纤溶功能有关。