肝素结构及功能的研究进展.pdf

《生物工程进展》1999, . 19, . 5 V o l N o 研　究 进　展 肝素结构与功能的研究进展　　　　 高宁国　程秀兰　杨　敬　张树政 ( 中国科学院微生物研究所　北京　100080) 摘要　肝素是一类结构异常复杂的糖胺聚糖, 与此相对应的是其多种生物学功能。除了经 典的抗凝血及其相关的抗血拴生成以外, 肝素还具有抗平滑肌细胞增殖、抗炎症、抗肿瘤 及抗病毒等, 并且这些生物活性同抗凝活性无关, 而同肝素的特异结构密切相关。本文综 述了肝素的多种生物学功能、作用机制及结构与功能的关系。 关键词　肝素　生物学功能　作用机制　结构与功能 　　肝素是一类糖胺聚糖, 由糖醛酸和葡萄糖 氨酶蛋白酶, 并用来催化下一步酶原丝氨酶蛋 胺以 1→4 键连接起来的重复二糖单位组成的 白酶转化反应, 最终将无活性的凝血酶原转化 多糖链的混合物。含 10—30 个二糖单位不等, 为有活性的凝血酶, 将可溶性的纤维蛋白原转 [ 2 ] 分子量 4000—20000, 平均分子量 12000。2 化为不溶性的纤维蛋白从而引起血液凝固 。 O 硫酸 艾杜糖醛酸及 6 硫酸 硫酸 抗凝血酶 属于丝氨酸蛋白酶抑制剂超家 L O N D 葡萄糖胺是其中的主要单糖, 由它们组成的三 族, 是血凝过程中丝氨酸蛋白酶, 尤其是凝血酶 硫酸二糖的重复单位构成了肝素的所谓“规则 ( ) 及 的主要抑制剂, 抗凝血酶 ( a Xa A T 区”, 是肝素结构的主要部分, 另外的单糖残基, ) 通过暴露的活性中心环以底物的形式与凝 如 艾杜糖醛酸, 6 硫酸 乙酰 葡 血酶的活性中心结合, 形成一个紧密的不可逆 L O N D 萄糖胺, 葡萄糖醛酸及 36双 硫酸 的复合物, 是凝血酶的一种自杀型抑制剂。同大 D O N 硫酸 葡萄糖胺以很低的频率出现于“非规 多数丝氨蛋白酶与抑制剂的反应相比,A T 与 D 则区”。一定数 目的6 位无硫酸化的葡萄糖胺及 凝血酶的反应速度较慢, 但在肝素存在的情况 2 硫酸 葡萄糖醛酸的存在, 使得肝素中 下, 反应速度增加几千倍, 能有效地抑制血凝过 O D ( [ 3 ] 出现了 10 种不同的单糖 4 种糖醛酸和 6 种葡 程, 这也是肝素被广泛用作抗凝药物的原因 。 ) 肝素分子量分布泛围很广, 通过凝胶过滤 萄糖胺 , 从而使得肝素的整个结构变得异常复 [ 1 ] 将肝素分级, 在 存在的情况下, 分子量大 杂, 到目前为止, 肝素的精确结构还不清楚 。 A T 与复杂结构相对应的是其复杂的生物学功 于 5000 的肝素能抑制 a 及 Xa