蚯蚓纤溶酶的分离纯化及性质

蚯蚓纤溶酶的分离纯化及性质邢宝东殷慎敏茹炳根（北京大学生命科学学院生物化学及分子生物学系,北京１００８７１）关键词蚯蚓;纤溶酶;纤维蛋白收搞日期：１９９７－０１－２１;接收日期：１９９７－０３－２７。蚯蚓作为中药已有悠久历史,许多中医都把它作为活血药...     

蚯蚓纤溶酶组分的分离纯化和分析

通过以大豆胰蛋白酶抑制剂为配基的亲和层析,从蚯蚓（大平二号, 即赤子爱胜蚓）纯化出的纤溶酶是一组非均一的纤维蛋白水解酶.经DEAE-纤维素离子交换和制备电泳进一步分离纯化,得到12个单一组分. 这些组分的等电点(pI)按照它们在聚丙烯酰胺凝胶电泳(PAGE)图谱上的顺序从4.0开始依次降低; SDS-PAGE证明, 除3、4外,其余组分均只含一种多肽链,分子质量在22～34 ku之间;用shiff试剂和酚-硫酸染色, 显示1、2、6.5和7是糖蛋白,其中7的糖含量最高; 以BAEE、Chromozym UK和Chromozym PL为底物测定,7的纤溶酶活性最高.     

蚯蚓纤溶酶底物特异性

蚯蚓纤溶酶是具有较强溶栓作用的丝氨酸蛋白酶,为研究蚯蚓纤溶酶在溶栓的同时是否对其他血液蛋白有破坏作用,本实验以一些血液功能蛋白为底物,用蚯蚓纤溶酶在体外对其进行水解,采用SDS—PAGE检测水解前后底物成分的变化。结果显示,蚯蚓纤溶酶短时间内能完全水解纤维蛋白和纤维蛋白原,长时间作用下能部分水解牛血清白蛋白和人免疫球蛋白重链,不水解牛血红蛋白、牛血超氧化物歧化酶和牛凝血酶原。表明蚯蚓纤溶酶对血栓成分具有较强的识别和水解能力,而对其他血液蛋白作用微弱,说明蚯蚓纤溶酶作为药物使用时具有较强的溶栓和预防血栓形成的作用,且副作用较小。     

蚯蚓纤溶酶分子生物学进展

蚯蚓纤溶酶是近年发现的一种新型的溶解血栓物质,属丝氨酸蛋白酶,不同种属的蚯蚓中均可分离到,具纤溶活性和溶栓活性。有较好的热稳定性,多为单体酶,多数兼有纤溶活性和纤溶酶原激活活性。不同种属的蚯蚓分离的纤溶酶性质上有一定差别。已获得多种纤溶酶的N端序列及部分核酸序列,相互之间及与某些蛋白酶之间有一定的同源性。纤溶酶通过降解目的蛋白的特定位点而起作用 。     

蚯蚓纤溶酶分子生物学进展

蚯蚓纤溶酶是近年发现的一种新型的溶解血栓物质,属丝氨酸蛋白酶,不同种属的蚯蚓中均可分离到,具纤溶活性和溶栓活性。有较好的热稳定性,多为单体酶,多数兼有纤溶活性和纤溶酶原激活活性。不同种属的蚯蚓分离的纤溶酶性质上有一定差别。已获得多种纤溶酶的N端序列及部分核酸序列,相互之间及与某些蛋白酶之间有一定的同源性。纤溶酶通过降解目的蛋白的特定位点而起作用。     

蚯蚓纤溶酶组分的抗原性

以大豆胰蛋白酶抑制剂为配基 ,通过亲和层析制备出的蚯蚓纤溶酶 (EFE)含有 11～ 13个组分 .为了了解这些组分的相互关系 ,用EFE免疫家兔获得了抗血清 .利用该抗血清与已纯化的 10个组分进行免疫双扩散 ,根据形成沉淀线的形状可以将上述 10个组分分为 4大组 .各组内组分之间的沉淀线完全融合 (免疫反应同一性 ) ;组间沉淀线交叉 (免疫反应非同一性 )或为支线 (免疫反应部分同一性 ) .这种按免疫学性质分组与根据分子量大小、氨基酸组成和N端氨基酸序列分组基本吻合 .上述结果为EFE的分类提供了依据 .     

蚯蚓纤溶酶的成分分析

蚯蚓纤溶酶（ｅａｒｔｈｗｏｒｍｆｉｂｒｉｎｏｌｙｔｉｃｅｎｚｙｍｅｓ,ＥＦＥ）是从蚯蚓体内提取的一类纤维蛋白水解酶,是一种新的溶栓药．利用亲和层析技术,自蚯蚓匀浆液一步提取蚯蚓纤溶酶,并对该酶的成分进行了分析．实验表明,蚯蚓纤溶酶是一组非均一的糖蛋白,含糖量为５％左右,以中性已糖为主;等电点（ｐＩ）在４．０以下;富含Ａｓｐ,而Ｍｅｔ、Ｔｒｐ和Ｌｙｓ含量很少;ｌｍｇ蚯蚓纤溶酶相当于２５０～３００尿激酶单位．     

蚯蚓纤溶酶的纯化及稳定性研究

蚯蚓纤溶酶（ＥＰＡ）抽提液经３０％ ～７０％ 饱和度的（ＮＨ４）２ＳＯ４ 盐析、ＤＥＡＥ—纤维素柱层析、Ｓｅｐｈａｄｅｘ Ｇ－７５葡聚糖凝胶过滤等纯化步骤,得到了具有纤溶活性的洗脱峰,置凝胶电泳后,得到四个活性组分,它们经５０℃保温６ｈ,活力上升６４％ ;在２ ｍ ｏｌ／Ｌ盐酸胍存在时,活力仅保存７．２％ ,当其浓度降低时,活力可恢复至９０％ ;在１％ ＳＤＳ存在时,活力仅保存１２．１％ ,但当ＳＤＳ除去时,活力又可恢复。因此,盐酸胍、ＳＤＳ均为ＥＰＡ 可逆性抑制剂。另外,ＥＰＡ 中含有较高的糖链（占总量的４５％ ）,具有良好的抵抗自水解作用。     

蚯蚓纤溶酶的分离纯化及部分序列的测定

以新鲜蚯蚓为原料,经过保温抽提、乙醇沉淀、DEAE-SepharoseFastFlow离子交换层析、Lysine-Sepharose4B亲和层析以及SDS-PAGE制备电泳等纯化步聚,得到一种纯度达95％以上的蚯蚓纤溶酶．该酶具有强烈的溶解纤维蛋白的作用及蛋白酶活性,平板法测得其比活性为90OUK单位／毫克蛋白,TAME法测得其比活性为2500O单位／毫克蛋白．酶学性质研究表明其最适反应温度为65℃,最适反应PH值为8．5．该酶的分子量为33kD,等电点为pH3．5．还对该酶进行了氨基酸组成分析,并测定了其N端部分序列．     

蚯蚓纤溶酶的分离纯化及部分序列的测定

以新鲜蚯蚓为原料,经过保温抽提、乙醇沉淀、ＤＥＡＥ－ＳｅｐｈａｒｏｓｅＦａｓｔＦｌｏｗ离子交换层析、Ｌｙｓｉｎｅ－Ｓｅｐｈａｒｏｓｅ４Ｂ亲和层析以及ＳＤＳ－ＰＡＧＥ制备电泳等纯化步骤,得到一种纯度达９５％以上的蝗蚓纤溶酶,该酶具有强烈的溶解纤维蛋白折作用及蛋白酶活性,平板法测得其比活性为９００ＵＫ单位／毫克蛋白,ＴＡＭＥ法测得其比活性为２５０００单位／毫克蛋白,酶学性质研究表明其最适反应温度为６５     

蚯蚓纤溶酶的糖成分分析

以大豆胰蛋白酶抑制剂为配基的亲和层析制备的蚯蚓纤溶酶是一组糖蛋白。通过苯酚一硫酸法测中性糖,3,5一二硝基水扬酸法测还原糖,硅胶G薄层层析法鉴定糖的种类,结果为：蚯蚓纤溶酶主要含有中性己糖,含量为15％左右,TFMS的去糖处理会使蚯蚓纤溶酶酶活丢失．     

蚯蚓纤溶酶组分的抗原性分析

  用热变性蚯蚓纤溶酶(earthworm fibrinolitic enzyme,EFE)组分EfP-0-2、EfP-Ⅰ-1、EfP-Ⅱ-1, 以及重组蛋白EfP-Ⅲ-2为抗原,免疫家兔获得了抗血清,利用获得的抗血清对部分组分的免疫学同一性进行了验证.EfP-0、EfP-Ⅰ、EfP-Ⅱ的免疫双扩散反应表明,EfP-Ⅰ和EfP-Ⅱ具有部分免疫学同一性. 利用DNAMAN软件对获得的EfP-0、EfP-Ⅰ、EfP-Ⅱ、EfP -Ⅲ的蛋白质序列进行了初步分析,包括整个序列相似性比对、氨基酸组成、蛋白酶消化、抗原肽、疏水性和亲水性轮廓等,并对N端氨基酸序列进行了分析.结果表明,EfP-Ⅰ和EfP- Ⅱ具有部分免疫学同一性是由它们蛋白质序列的组成和结构决定的.     

蚯蚓纤溶酶组分及其基因的多态性

生化制备证明,蚯蚓纤溶酶为一组含有10个以上同工酶组分的混合酶.为了研究这些组分的DNA和蛋白质序列的异同,本文通过对数据库中已报道的28条蚯蚓纤溶酶基因按相似性进行归类,将它们分为4组(基因型).同一组中的序列具有共同特征,即保守的N-末端、C-末端和相同的结构域,而且这些结构域在序列中分布的位置也相同;但它们之间在中间部分存在明显差异,这些差异说明了基因型中存在多态性.这种多态性可能是它们在体内溶栓的药理药效作用存在差异的结构基础.     

赤爱胜蚯蚓（Eiseniba Foetida Sarigng）纤溶酶的研究──■蚯蚓纤溶酶活性测定方法的研究

本文主要阐述了蚯蚓纤溶酶活性（效价）的测定方法的研究结果。通过对气泡上升法,精氨酸脂酶法（ＴＡＭＥ法）和纤维蛋白平板法测定蚯蚓纤溶酶活性的比较,最后认为纤维蛋白平板法能够客观地表示出纤溶酶溶解血栓的能力,虽然方法较为复杂,难度较大,但准确性强,结果可靠。ＴＡＭＥ法由于受样品中混有杂蛋白酶其稳定性受到一定的影响,但此法简便易行可作为中间产品的快速检测。文中详细地介绍了纤维蛋白平板法。     

一种新型蚯蚓纤溶酶的部分性质研究

为获得一种高效的溶栓药物。从赤子爱胜蚓(Eiseniafoelida)中分离纯化得到了一种纤溶酶组分。用Lowry法测定蛋白质浓度,SDSPAGE鉴定纯度为98%,表观相对分子质量(Mr)为14850,纤维蛋白平板法测定其总纤溶活性为65.51×103mm2/mg,直接纤溶活性为15.61×103mm2/mg,间接纤溶活性为26.34×103mm2/mg。水解BAEE的米氏常数(Km)为1.82×105mol/L。水解ChromozymPL的米氏常数(Km)3.98×105mol/L,水解ChromozymtPA的米氏常数(Km)5.55×105mol/L活性,N端氨基酸序列测定的结果为VIGGTNAIPGEFPYQ。结果表明该纤溶酶分子量较小,间接活性较高,适宜作为一种新型的溶栓药物。     

蚯蚓纤溶酶基因的克隆与序列分析

目的:获取蚯蚓纤溶酶(EFE)的基因,并对其进行序列分析。方法:从赤子爱胜蚓中提取总RNA,然后利用RT-PCR技术扩增EFE的基因,并将其插入pUCm-T载体,经PCR和酶切鉴定后进行序列测定及分析。结果:DNA序列分析表明,所克隆的EFE基因全长为738bp,其中编码区段为735bp,共编码245个氨基酸残基,成熟肽为238个氨基酸残基。与GenBank中已报道的粉正蚓的EFE序列F-Ⅲ-2的同源性最高,两者在核苷酸序列上有2处不同,即第137位(T→C)和第632位(G→T),密码子也因而分别由GTC、GGT变为GCC、GTT,导致第46位、211位的氨基酸残基分别由缬氨酸、甘氨酸变为丙氨酸和缬氨酸。结论:从赤子爱胜蚓中成功克隆了1条EFE基因F245。序列测定及同源性分析表明,蚯蚓纤溶酶F245与已报道的多条EFE基因序列具有高度同源性,且具备完整的编码区。该序列的克隆为用基因工程的方法生产单一成分的高酶活性EFE奠定了基础。     

蚯蚓纤溶酶原激活剂的分离纯化及其性质

为了从赤子爱胜蚓中获得主要表现为纤溶酶原激活活性的蛋白酶,采用盐析、离子交换层析、凝胶过滤层析和疏水吸附层析从蚯蚓组织匀浆中纯化出6种具有纤溶活性的酶组分(F1、F2、F3、F4、F5和F6).它们均为单一多肽链;表观分子量分别为28500、29500、26100、26300、14850和32800;经非还原型SDSPAGE和扫描仪扫描,纯度分别为100%、95.2%、96.5%、93.6%、98%和97.8%;等电点(pI)均不高于3;SDSPAGE后,用Schiff试剂染色显示F5为糖蛋白;纯化的6种酶于20℃～50℃保温1h,酶活力基本不变;F1和F2、F3和F4、F5和F6分别在pH4～10、4～11、7～12范围内稳定;水解BAEE试验及纤溶活性抑制试验表明,F6既是丝氨酸蛋白酶,又是含金属离子的蛋白酶,其它5种酶为胰蛋白酶样的丝氨酸蛋白酶;免疫双扩散试验结果初步表明,F1和F5以及它们和其它4种组分之间无共同的抗原决定簇;用纤维蛋白平板法及以ChromozymU和ChromozymPL为底物测定,除F1外,其余5种酶的纤溶酶原激活活性明显强于其直接纤溶活性.     

赤爱胜蚯蚓（EiseniaFoetidaSarigny）纤溶酶的研究：Ⅶ.纤溶酶片释放度的…

本文采用紫外分光光度法对纡溶酶片的释放度进行了测定研究，释放Ｔ５０为４５分钟，释放时间８０分钟，释放量不少于７０％，本测定方法快速简便，适宜生产中控制药品质量，进一步指导生产。     

赤爱胜蚯蚓(Eisenia Foetida Sarigny)纤溶酶的研究 Ⅶ.纤溶酶片释放度的研究

本文采用紫外分光光度法对纤溶酶片的释放度进行了测定研究,释放T5O为45分钟,释放时间80分钟,释放量不少于70％。本测定方法快速简便,适宜生产中控制药品质量,进一步指导生产。