激肽系统活性产物_潘传涌

肽原（ｈｉｇｈ ｍｏｌｅｃｕｌａｒ ｗｅｉｇｈｔ ｋｉｎｉｎｏｇｅｎ， ＨＫ）生成活性物 质 ＢＫ 和 ＨＫα 发挥生物学作用［１］（图 １），在此级联反 应中，不同的组织，其活化方式、各阶段产物的作 用可能完全不同，有的组织可能主要是中间产物在 发挥主要作用。激肽释放酶分为 ＰＫ 和组织激肽释放 酶（ｔｉｓｓｕｅ ｋａｌｌｉｋｒｅｉｎ， ＴＫ）。ＰＫ主要存在于血浆中，单 基因编码，该基因位于 ４ｑ３５ 染色体上，由 １５ 个外显 子、１４ 个内含子组成，由肝细胞特异性表达后作用 于 ＨＫ 使之转化为 ＢＫ 和 ＨＫ 。ＴＫ 即人激肽释放酶， 存在于胰腺、肾脏、血管、肺、肾上腺、前列腺等 组织，基因的长度约为 ４￣１０ ｋｂ，其差异大多在于内 含子的长度不同，以往认为 ＴＫ 只有 ３ 个基因型，现 已发现 ＴＫ 基因家族至少拥有 １５ 个成员，排列于同 一染色体位点 １９ｑ１３．４ 上，依次命名为 ＫＬＫ１￣ＫＬＫ１５， ＴＫ 为一种具有丝氨酸蛋白酶活性的酸性糖蛋白，可 选择性地裂解低分子量激肽原（ｌｏｗ ｍｏｌｅｃｕｌａｒ ｗｅｉｇｈｔ ｋｉｎｉｎｏｇｅｎ， ＬＭＷＫ）释放出胰激肽（ｋａｌｌｉｄｉｎ），而胰激肽 在氨基肽酶催化下可以脱去赖氨酸生成 ＢＫ。激肽原 分为 ＨＫ 和 ＬＭＷＫ，ＨＫ 为一种分子量为 １２０ ｋＤａ 由 ６２６ 个氨基酸残基组成的糖蛋白，自氨基末端起依次 有 Ｄ１￣Ｄ６ 六个功能结构域，其中 Ｄ１￣Ｄ３ 区组成分子 的重链，Ｄ ４ 区含有 Ｂ Ｋ 肽段，Ｄ ５ ￣ Ｄ ６ 区组成分子的 轻链。Ｄ１ 区有一亲和力较低的钙结合部位；Ｄ２、Ｄ３ 区均有一半胱氨酸蛋白酶抑制部位，能有效抑制木
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● Ｂｉｏｃｈｅｍｉｓｔｒｙ ａｎｄ Ｍｅｄｉｃｉｎｅ
图１ 激肽系统活化示意图［１］
ＬＭＷＫ 低分子量激肽原； ＴＫ 组织激肽释放酶； ＢＫ 缓激肽； ＨＫ 高分子量激肽原； ＫＬＫ 激肽释放酶； ＰＲＣＰ 多聚羧肽酶； ＦＸＩＩａ 活性凝血因子ＸＩＩ ＰＫ 血浆 激肽释放酶； ＨＫａ 活性高分子量激肽原； Ｚｎ２＋ 锌离子
瓜蛋白酶和组织蛋白酶；Ｄ３ 区还含有与血小板和内 皮细胞结合的部位；Ｄ４ 区的主要部分是 ＢＫ，其氨基 末端有 ２ 凝血酶抑制活性；羧基末端有一个细胞结 合部位，Ｄ ５ 区是 Ｈ Ｋ 与细胞结合的主要部位，含有 与带负电荷物质表面结合的部位；Ｄ６ 区是前激肽释 放酶与凝血因子 Ｘ Ｉ 的结合部位。Ｈ Ｋ 在锌离子等存 在条件下与内皮细胞结合，随后在 Ｌｙｓ３６２－Ａｒｇ３６３ 和 Ａｒｇ３７１－Ｓｅｒ３７２ 之间被激肽释放酶活化释放出 ＢＫ，并产 生 ＨＫα ；ＨＫα 的重链和轻链通过 Ｄ１ 区 Ｃｙｓ１０ 和 Ｄ６ 区 Ｃｙｓ５９６ 之间形成二硫键相连［２］（图 ２）。从 ＨＫ 转变成 ＨＫ 的过程中，伴随着显著的结构重排，ＨＫα 以重新 组成的结构域为特征，增加了 Ｄ５ 区的暴露面，使其 获得了电负性结合及抗粘附等新功能。正常情况下， ＰＫ 主要以无活性酶原的形式存在，并且由于血浆中 存在着激肽酶，可以很快降解 ＢＫ 和 ＨＫα，因此血浆 中只含有少量的 Ｂ Ｋ 和 Ｈ Ｋ α，主要在局部发挥作用。 ２． ＢＫ的生物活性及功能
有活性的激肽中最重要的为 ＢＫ，是一种可通过 增加毛细血管通透性而引起白细胞渗出和引起血压 降低及疼痛作用的发炎物质，对平滑肌具有缓慢的 收缩作用。ＢＫ为九肽（Ａｒｇ－Ｐｒｏ－Ｐｒｏ－Ｇｌｙ－Ｐｈｅ－Ｓｅｒ－Ｐｒｏ－ Ｐｈｅ－Ａｒｇ）肽段，主要以局部激素形式通过两种 ＢＫ 受 体：Ｂ１ 和 Ｂ２ 受体发挥效应，两者都是膜 Ｇ 蛋白耦联 受体。Ｂ１ 受体对去 ９ 位精氨酸缓激肽和赖氨酸 － 去精 氨酸缓激肽敏感，在正常生理状态下除在中枢神经 系统组成性表达以外几乎不表达，而在细菌脂多糖 （内毒素）、白介素刺激、创伤、感染、炎症等多种致 病因素作用下可快速、持续地表达［３］，通过激活下 游磷脂酶 Ｃ（ｐｈｏｓｐｈｏｌｉｐａｓｅ Ｃ， ＰＬＣ）、蛋白激酶 Ｃ、磷 脂酶Ａ及内皮型一氧化氮合酶（ｅｎｄｏｔｈｅｌｉａｌ ＮＯＳ， ｅＮＯＳ）
等多种途径，在血管通透性变化、炎症反应及疼痛 等过程中发挥作用。Ｂ２ 受体在大多数组织表达，ＢＫ 已知作用中的大多数由 Ｂ２ 受体介导，如在急性关节 炎时使用 Ｂ ２ 受体阻断剂可阻断由 Ｂ Ｋ 导致的炎症反 应，而阻断 Ｂ１ 受体则抑制抗炎症反应的发生，Ｂ１ 和 Ｂ２ 受体相辅相成，共同调节，在机体抗感染和炎症 过程中与配体 Ｂ Ｋ 结合发挥作用。而近来，Ｂ Ｋ 在细 胞增殖、血管生成、凋亡以及肝再生过程中的作用 也越来越倍受关注。 ２．１ 促进血管生成 在大多数情况下，ＢＫ具有促进 血管生成的作用，但作用较弱。ＢＫ 可通过内皮细胞 Ｂ１受体上调内源性碱性成纤维细胞生长因子（ｂａｓｉｃ ｆｉ－ ｂｒｏｂｌａｓｔ ｇｒｏｗｔｈ ｆａｃｔｏｒ， ｂＦＧＦ）或Ｂ２受体上调内源性血 管内皮细胞生长因子（ｖａｓｃｕｌａｒ ｅｎｄｏｔｈｅｌｉａｌ ｇｒｏｗｔｈ ｆａｃｔｏｒ， ＶＥＧＦ），调节血管通透性，或通过 Ｂ２ 受体刺激细胞增 殖发挥促血管生成作用［４］。 ２．２ 负性生长调节及促凋亡功能 在某些情况下ＢＫ 可发挥促凋亡及抑制细胞生长作用，ＢＫ 与肿瘤细胞 表面 Ｂ２ 受体结合后，胞质中 Ｃａ２＋ 浓度升高，激活一 氧化氮合酶（ｎｉｔｒｉｃ ｏｘｉｄｅ ｓｙｎｔｈａｓｅ， ＮＯＳ）产生ＮＯ，进 一步激活鸟苷酸环化酶，产生高浓度的环磷酸鸟苷 （ｃｙｃｌｉｃ ｇｕａｎｏｓｉｎｅ ｍｏｎｏｐｈｏｓｐｈａｔｅ， ｃＧＭＰ），而ＮＯ和 ｃＧＭＰ 均可介导负性生长调节作用。ＢＫ 还可激活 ＰＬＣ 信号转导系统，引起三磷酸肌醇（ｐｈｏｓｐｈａｔｉｄｙｌ ｉｎｏｓｉ－ ｔｏｌ ３－ｐｈｏｓｐｈａｔｅ， ＩＰ３）及甘油二酯的生成，ＩＰ３可促使 钙库的 Ｃａ２＋ 释放到胞浆，而其代谢产物肌醇四磷酸 则作用于细胞膜，引起细胞外 Ｃａ２＋ 进入胞浆，最终 引起细胞内 Ｃａ ２＋ 浓度的过性增高并诱发细胞凋亡； 另外，ＢＫ 还可通过 Ｂ２ 受体 －ＮＯ 途径抑制心肌成纤维 细胞生长及胶原合成，或通过 Ｂ１ 受体 －ＮＯ／ｃＧＭＰ 途
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图２ 高分子量激肽原及其活性Leabharlann Baidu物的生成［２］
径抑制血管平滑肌细胞增殖［５］。可以看出，Ｂ Ｋ 的促 凋亡作用依赖于其下游的 Ｂ１、Ｂ２ 受体的作用及 Ｃａ２＋、 活性氧类（ｒｅａｃｔｉｖｅ ｏｘｙｇｅｎ ｓｐｅｃｉｅｓ， ＲＯＳ）和ＮＯ等的产 生，在不同的组织其作用途径也不尽相同。 ２．３ ＢＫ与肝再生的关系 根据我们的研究提示，ＢＫ 可能参与促进肝再生的启动和顺利进行。在肝再生 早期 Ｂ Ｋ 可通过 Ｂ ２ 受体促进细胞增殖［６］ ；外源性内 毒素可导致肝再生过程中α－肿瘤坏死因子（ｔｕｍｏｒ ｎｅ－ ｃｒｏｓｉｓ ｆａｃｔｏｒ－α， ＴＮＦ－α）水平升高，及β－转化生长因子 （ｔｒａｎｓｆｏｒｍｉｎｇ ｇｒｏｗｔｈ ｆａｃｔｏｒ－β， ＴＧＦ－β）介导的再生抑制， 而通过阻断 ＴＮＦ－α 和 ＴＧＦ－β 表达或抑制 ＰＫ 活性可阻 断内毒素的这种抑制作用。这一结果提示，ＰＫ 可能 通过 ＢＫ 激活 ＴＧＦ 参与再生终止。血管紧张肽转换 酶（ａｎｇｉｏｔｅｎｓｉｎ ｃｏｎｖｅｒｔｉｎｇ ｅｎｚｙｍｅ， ＡＣＥ）可降解ＢＫ，用 ＡＣＥ 抑制剂赖诺普利对肝再生进行干预，发现抑制 ＢＫ 的降解后可显著促进早期肝再生，处理组增生指 数在 １２ 小时是对照的 ３ 倍，在 １ 天、１ 天半、２ 天和 ３ 天是对照的 ２ 倍［７］，这一研究充分证明了 ＢＫ 具有 促进肝再生的作用。另据 Ｓａｎｃｈｏ－Ｂｒｕ 等的研究发现， Ｂ Ｋ 还可通过 Ｂ ２ 受体减缓慢性肝损伤模型大鼠的肝 细胞破坏和纤维化，据此 Ｋ Ｋ Ｓ 的激活可能成为慢性 肝病的一种治疗方法［８］。 ３． ＨＫα的生物活性及功能 ３．１ 抗新生血管生成 ＨＫα是一类具有抗新生血管生 成、诱导内皮细胞凋亡和抗肿瘤活性的活性物质。 血管形成过程受到多种因子的调控，许多生长因子 如 ｂＦＧＦ 和 ＶＥＧＦ 等都具有促进血管生成的作用，实 验中发现 ＨＫα 也可以通过抑制内皮细胞增殖和迁移 这两个血管形成过程中的中心环节起到抗新生血管 生成的作用。Ｃｏｌｍａｎ 等用鸡绒毛膜实验证实了 ＨＫα 可以显著抑制 ｂＦＧＦ 诱导的新生血管形成［９］。在随后
摘要： 随着研究的不断深入，发现激肽释放酶 － 激肽系统参与了机体众多的生物学过程，除了对机体心血管系统、 凝血系统、纤溶系统和肾功能等正常生理过程的调节作用外，在高血压、炎症、疼痛、血管生成、细胞增殖、凋 亡和肿瘤发生等诸多的病理生理过程中也陆续发现有着不可替代的作用。有关激肽释放酶等上游活性物质的生理 功能报道较多，本文从人激肽释放酶 － 激肽系统开始，重点对下游活性产物缓激肽、活性高分子量激肽原等在生理 及病理过程中的作用和调节作一综述。 关键词： 激肽释放酶；缓激肽；活性高分子量激肽原 中图分类号：Ｑ ７ １
Ｋ Ｋ Ｓ 包括 ４ 个成员：激肽释放酶、激肽原、激 肽和激肽酶；Ｋ Ｋ Ｓ 级联活化反应依赖于凝血因子 ＸＩＩ、脯氨酸羧肽酶（ｐｒｏｌｙｌｃａｒｂｏｘｙｐｅｐｔｉｄａｓｅ， ＰＲＣＰ）的活 化，在血浆中释放出的血浆激肽释放酶（ ｐ ｌ ａ ｓ ｍ ａ ｋａｌｌｉｋｒｅｉｎ， ＰＫ）激活生成ＫＬＫ，ＫＬＫ再激活高分子量激
的实验中，证实 Ｄ ５ 区是 Ｈ Ｋ α 抗血管生成的主要活 性区域，而介导 ＨＫ 与内皮细胞结合的部位在 Ｄ５ 区 的 Ｃ－ 末端，锌离子、内皮细胞抑制素等参与了 ＨＫα 的 Ｄ ５ 区与内皮细胞的结合并起了辅助作用。 ３．２ 抑制细胞增殖及参与调节细胞周期 ＨＫα抑制 ｂＦＧＦ 诱导的增生细胞 ＤＮＡ 合成，其 Ｄ５ 区抑制的细 胞增殖伴随细胞周期蛋白 Ｄ 的表达下降，后者是细 胞周期 Ｇ１／Ｓ 期转换的重要调节因子，可使增殖细胞阻 滞在 Ｇ １ 期。Ｈ Ｋ α 也抑制 Ｖ Ｅ Ｇ Ｆ 、肝细胞生长因子 （ｈｅｐａｔｏｃｙｔｅ ｇｒｏｗｔｈ ｆａｃｔｏｒ， ＨＧＦ）和血小板源性生长因 子（ｐｌａｔｅｌｅｔ－ｄｅｒｉｖｅｄ ｇｒｏｗｔｈ ｆａｃｔｏｒ， ＰＤＧＦ）诱导的增殖作 用［９］，ＨＫα 和 Ｄ５ 区均可使细胞表现出典型的凋亡细 胞所有的形态学特征和 ＤＮＡ 片断化现象。细胞分裂 周期２（ｃｅｌｌ ｄｉｖｉｓｉｏｎ ｃｙｃｌｅ ２， Ｃｄｃ２）激酶是一种Ｇ２／Ｍ期 转换所必需的细胞周期依赖性蛋白激酶，在 ＨＫ 诱 导的内皮细胞凋亡过程中，Ｃｄｃ２ 激酶和细胞周期蛋 白 Ａ 的表达显著升高，Ｃｄｃ２ 活性显著增加［１０］，而 Ｃｄｃ２ 和细胞周期蛋白 Ａ 既是细胞周期的重要调节因子， 同时也是凋亡的调节因子调节细胞的程序性死亡。 ３．３ 诱导凋亡及抗肿瘤的作用 ＨＫα可通过与内皮细 胞膜蛋白相互作用发挥诱导凋亡的作用，这些膜蛋 白包括原肌球蛋白、尿激酶型纤溶酶原激活物受体 （ｒｅｃｅｐｔｏｒ ｆｏｒ ｕｒｏｋｉｎａｓｅ－ｔｙｐｅ ｐｌａｓｍｉｎｏｇｅｎ ａｃｔｉｖａｔｏｒ， ｕＰＡＲ）、 球形蛋白 Ｃ１ｑ 受体和角蛋白 １ 等；另外，ＲＯＳ 也是影 响 Ｈ Ｋ α 促凋亡作用的重要因素。
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文章编号： １０００－１３３６（２００８）01－0629-04
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激肽系统活性产物
潘传涌 时多 缪明永 焦炳华
（第二军医大学基础部生物化学与分子生物学教研室，上海 ２００４３３）
自从 １９３０ 年 Ｗｅｒｌｅ 首次在尿及胰腺中发现激肽 释放酶（ｋａｌｌｉｋｒｅｉｎ， ＫＬＫ）后，研究发现在血浆、肾脏、 血管等均存在激肽释放酶－激肽系统（ｋａｌｌｉｋｒｅｉｎ－ｋｉｎｉｎ ｓｙｓｔｅｍ， ＫＫＳ）。ＫＫＳ 的生物学作用非常广泛，除作为 血管紧张素 － 肾素系统的拮抗系统发挥内源性降压 作用外，与炎症反应、疼痛、高血压等诸多病理过 程也密切相关。此前对于 Ｋ Ｋ Ｓ 的研究主要集中在对 心血管系统和肾功能的调节作用上，而最近研究显 示细胞增殖、凋亡、肿瘤发生和血管生成的复杂过 程与 ＫＫＳ 中的活性产物缓激肽（ｂｒａｄｙｋｉｎｉｎ， ＢＫ）和活 性高分子量激肽原（ｃｌｅａｖｅｄ ｈｉｇｈ ｍｏｌｅｃｕｌａｒ ｗｅｉｇｈｔ ｋｉｎｉｎｏｇｅｎ， ＨＫ ）的生物学作用也存在密切关系。 １． 激肽释放酶－激肽系统
收 稿 日 期：２ ０ ０ ８ － ０ ６ － １ ５ 作者简介：潘传涌（１９７６－），男，硕士生，Ｅ－ｍａｉｌ：ｐｃｙｏｎｇ＠ １２６．ｃｏｍ；时多（１９８０－），女，博士，Ｅ－ｍａｉｌ： ｓｈｉｄｕｏ＿２００２１０３７＠ １６３．ｃｏｍ； 缪明永（１９６１－），男，副教授，硕士生导师，联系作 者，Ｅ－ｍａｉｌ：ｍｉａｏｍｙ１９８０＠ｈｏｔｍａｉｌ．ｃｏｍ；焦炳华（１９６２－），男， 教授，博士生导师，联系作者，Ｅ－ｍａｉｌ：ｊｉａｏｂｈ＠ｕｎｉｎｅｔ．ｃｏｍ．ｃｎ