能在极端的pH和热条件下稳定存在,水蛭素的形状类似蝌蚪.蝌蚪头部是多肽的N端,富含半胱氨酸(cys) ,半胱氨酸间相互作用形成3个二硫键使N末端结构紧密,蝌蚪尾部是含有多个酸性氨基酸和一个被磺酸化的酪氨酸(Tyr63 )的多肽C末端。凝血酶(thrombin)是血液凝固和止血过程中的中心酶,它不但能剪切纤维蛋白原,将纤维蛋白原转化为纤维蛋白:还能激活其它的凝固血液的酶类,如凝血因子Ⅴ 、Ⅶ、Ⅻ和抗凝血酶蛋白C(Fenton)等。凝血酶与大分子底物的相互作用取决于三个不同的区域:催化反应位点的初级结合位点c(Magnusen)邻近催化位点的非极性结合位点AB和负责凝血酶与纤维蛋白原专一性作用的阴离子结合位点(识别位点),水蛭素的N端能封阻疑血酶的活性位点,其疏水结构域与凝血酶的非极性结台位点(AB)互补,该非极性结合位点靠近凝血酶的催化中心。水蛭素C末端有6个酸性氨基酸,能与带正电的凝血酶识别位点形成许多离子键。N 端,C端两个功能域以协同的方式结合到凝血酶上,在凝血酶的活性部位形成一个帽子。阻止底物的结合。
为了更好地了解水蛭素结构对性能的影响。人们对于水蛭素的N端、C端和各位点做了大量研究.得出许多结论。为水蛭肽的设计打了坚实的理论基础。各种研究表明水蛭素C末端的10个氨基酸是必需的最小结构,C末端的最佳大小至少是l2个氨基酸,在这一序列中每个氨基酸都非常重要。几个疏水残基和酸性残基对于维持水蛭素C末端的功能非常重要。
3 水蛭肽的结构与功能
水蛭肽(hirulog)是以水蛭素为模板设计出的肽类凝血酶抑制剂,其氨基酸数目与顺序也因设计者的不同而不同。最初的水蛭肽是由Margzncre等设计的。具有20个氨基酸珐残基,含有2个结构域和一个连结区。其中C端是由水蛭素羧基末端衍化来的。能与凝血酶的催化反应位点紧密结合。
在水蛭肽的设计中。现在公认应由三部分组成:水蛭素羧端凝血酶催化活性位点的特异识别序列和二者间的功能连接桥。水蛭肽通过(d—Phe)一Pro—Arg一Pro序列直接与凝血酶活性部位结合,如果用1一Phe取代N端的d—Phe,水蛭肽的抗凝血酶活性将大幅度照降低,当将(d—Phe)一Pro—Arg一Pro序列全部去除时,在浓度不高于10um时将测不到对凝血酶的抑制性,水蛭肽对凝血酶的作用机理不完全同于水蛭素,其半寿期也会有所不同此外,体外实验还显示水蛭肽对与纤维蛋白(血凝块)结台的凝血酶的抑制作用比水蛭索强。
4 临床效果
国内外学者通过动物模型和志愿者试验,对水蛭素 (肽)的药理特性进行了大量的研究。 俄罗斯科学家通过对57名患不同疾病(冠心病、风湿病、慢性肺病)的病人进行试验。确认水蛭素对防止血凝是有效的 ,Markwardt等的研究也显示了水蛭素对具有良好的抗血栓作用。
水蛭肽在动物实验中也显示了良好的抗凝和抗栓作用。