. 实际上 , 胶体渗透压的改变正是诱导血
清白蛋白合成的前提 . 血清白蛋白还可以调控组织液的分布 , 在正常人体微循环中 , 血浆与组织液间不断 进行营养物质和代谢产物的交换 , 临床上任何病因所引起的血浆蛋白质含量减少 , 或某些病人血浆总蛋 白量虽属正常 , 但血清白蛋白浓度明显降低 , 致使血浆的有效胶体渗透压降低 , 都将导致过多水份滞留于 组织间隙而产生水肿 . 2. 3 自由基清除 在生理状态下 , 血清白蛋白在体内具有有效的抗氧化能力. 由于血清白蛋白氨基酸序 列的 34 位存在一个自由的半胱氨酸残基 , 使它成为血管内还原性巯基的主要来源. 这些巯基 , 即硫醇 , 是 活性氧和氮的清除剂 , 尤其是对超氧化物 、 巯基离子及过氧化亚硝酸盐. Cu 是促进这些自由基产生的重 要离子 , 血清白蛋白通过结合这些自由的 Cu 来限制自由基的产生
[ 10]
.除
了这两个首要的结合位点外 , 血清白蛋白分子上还存在几个较低的或极低的不连续的亲合位点 , 配体可 能竞争某一个结合位点 , 也可能通过构象的改变来适应血清白蛋白分子的空间结构 , 从而改变对较远位 点的亲合力 . 因此 , 与同一位点结合的药物有可能互相竞争 , 也可能相互替代. 在血浆中与血清白蛋白高 度结合于不同结合位点的药物则不会发生相互取代作用
317
-
负电荷
[ 14]
. Sim on 等认为 , 血清白蛋白的抗凝血作用可能是由于血清白蛋白结合了 NO , 抑制了它们的迅
[ 15]
速失活 , 并相对延长了血小板的聚集 的聚集却显现相反的作用 位点位于分子的氨基端 具有重要的临床意义 的快
[ 19] [ 16]
. 但有文献报道 , 在糖尿病患者中 , 糖基化的血清白蛋白对血小板
第 25卷 第 3期 2007 年 9月
海 南大 学 学报 自 然科 学 版 NATURAL SCIENCE J O URNAL O F H AINAN UNIVER SITY
V o. l 25 N o. 3 S ep . 2007
文章编号 : 1004 - 1729(2007)03 - 0315 - 06
[ 4] [ 3]
. Sug io
, 由一系列
α- 螺旋组成 , 它有 3 个结构相似的 α- 螺旋结构域 [ α- 螺旋结构域 Ⅰ (1 - 195 氨基酸 )、 α- 螺旋结构 域 Ⅱ (196 - 383氨基酸 )、 α- 螺旋结构域 Ⅲ (384 - 585 氨基酸 )] , 每个结构域又分别由 2 个由 4 ～ 6 个 α- 螺旋组成的亚结构域 A 、B 组成 , 以高度不对称的方式装配成分子 . 在结构域 Ⅱ A 和 Ⅲ A 中 , 部分疏水 区域与螺旋 α- h5 和 α- h6 形成口袋结构 . Ⅱ A 的口袋结构 , 即结合位点 Ⅰ , 是水杨酸盐 、胆红素 、 磺胺药 物及其他许多药物的结合位点 , 它所结合的配体均为大分子 , 所以这一口袋结构相对较大 , 并具有极好的 弹性 , 可以同时结合 2 个不同的配体 袋结构
2+ [ 13] 2+
.
2. 4 抗凝作用 血清白蛋白具有肝磷脂样的活性 , 这可能与两种物质的空间结构的相似性有关. 肝磷脂 具有带负电荷的硫酸基团 , 能与抗凝血酶 Ⅲ 的正电基团结合 , 行使其抗凝作用 , 而血清白蛋白也具有大量
第 3 期 张英霞等 : 血清白蛋白的功能及应用
[ 11]
. 血清白蛋白的结合作用可以增加配体在血浆
中的溶解度 , 降低毒性 , 或保护其免于被氧化 , 但另一方面也影响药物的代谢 . 血清白蛋白能与许多化合物结合的特性可能与 “构象适应 ”有关. “构象适应 ”是一种精巧的构象变 化 , 在生理情况下 , 白蛋白结合部位易变 , 几乎能以相同能量产生不同的构象. 血清白蛋白分子的螺旋内 维系力量较弱 , 当它与某些化合物结合时 , 螺旋分开 , 肽链内残基侧链方位改变 , 导致分子表面活性基团 适宜分布 , 新的结合位点随之产生 , 在这个过程中 , 由于分子被修饰或产生新的结合位点而发生构象变化 和协同效应 . 血清白蛋白分子表面结构疏松 , 这对于其在血浆中起运输载体及解毒剂的作用可能具有重 要意义
[ 21]
; 因此 , HSA 的酶活性和与配体结合特性一样 , 具有空间结构特异性 . 亚结构域 Ⅱ A , Ⅲ A 对某些底
[ 8, 20]
物也有酯酶活性
. 这一区域氨基酸残基还能催化氰化物与硫元素形成硫氰酸盐 , 行使解毒功能
.
2. 6 酶抑制剂活性 Ogaw a等 2004 年向 G enB ank 提交了响尾蛇 (Tri m eresuru s f la voviridis)血清白蛋白 序列 ( AB182482), 其中 , 提到该蛋白具有磷脂酶 A2 抑制剂的活性. 笔者分离纯化到的大蹼铃蟾血清白蛋 白也具有较强的胰蛋白酶抑制剂活性 , 且研究了其反应活性位点 ; 同时还纯化了非洲爪蟾的 68kDa 血清 白蛋白 , 经序列比较发现 , 它具有与大蹼铃蟾血清白蛋白相似的反应活性位点 , 但其胰蛋白酶抑制剂的活 性却非常弱 , 这有可能与反应活性位点附近的氨基酸序列的差异较大有关. 有趣的是大蹼铃蟾血清白蛋 白分子中含有血红素辅基 , 它们大量分布于皮肤的表皮层和真皮结缔组织层 , 估计与其皮肤呼吸有关
[ 22]
.
2. 7 影响微管渗透性 在正常生理环境下 , 血清白蛋白能由血管内渗透到组织间隙 , 又通过淋巴管回到 血管中 . 血清白蛋白通过结合细胞基质和亚内皮直接影响血管的完整性 , 从而改变对大分子和溶液的渗 透性. 通过与增加微管渗透性的花生四烯酸结合 , 血清白蛋白还能间接影响血管的渗透性
收稿日期 :2006 - 09 - 19 基金项目 : 国家自然科学基金项目 (30170195, 30470380, 30200044) 作者简介 : 张英霞 (1973 - ), 女 , 吉林集安人 , 海南大学海洋学院副教授 , 博士 .
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海 南 大 学 学 报 自 然 科 学 版 2007 年
[ 2] [ 3] [ 1]
, 随后 , 对其
1 血清白蛋白的结构
H SA 是由 585 个氨基酸组成的单链蛋白质 , 分子量为 67 kD a, 相对于其他血浆蛋白质 , 其分子量较 小 . 血清白蛋白的氨基酸全序列共含有 35 个半胱氨酸 , 形成 17 对二硫键和一个自由的半胱氨酸 等通过 X 射线晶体衍射图谱获得了 HSA 的晶体结构 , 它是一个 80 × 80 ×30／ 的心形分子
[ 8]
.
2. 2 维持血液胶体渗透压及物质交换 血清白蛋白通常占血管内蛋白的一半左右 , 其分子量相对较小 , 蛋白分子数约占血浆总蛋白分子数的 3 /4, 可维持 75% ～ 80%的血浆胶体渗透压. 同时 , 它所带的负电荷 为血管内带正电荷的粒子提供了吸引力 , 也参与了渗透压维持
[ 12]
[ 23]
.
2. 8 其他功能 血清白蛋白带有大量的负电荷 , 在血浆内的丰富含量使其成为血浆中有效的缓冲液 , 从 而维持血液酸碱平衡 . 血清白蛋白还能提供合成另一种蛋白质所需的比例合适的各种氨基酸 , 具有较高 的营养价值 , 此外 , 它还具有维持微管系统的完整性等功能.
3 血清白蛋白的应用
血清白蛋白是脊椎动物血浆中含量最丰富且极易纯化的蛋白质 , 因此 , 在过去的 30 年中 , 它以其特 有的地位成为物理学家 、 化学家和生物学家研究的一种典型的和理想的蛋白质 , 它也是血浆蛋白中研究 得最早和最清楚的组分. 人血清白蛋白 (hum an serum a lbum in, H SA ) 及牛血清白蛋白 (bov ine se rum a lbu m in, BSA ) 的部分氨基酸序列于 1975 年即已得到 , 1982 年得到 HSA 的 cDNA 全序列 他多种动物的血清白蛋白的研究工作也相继展开 , 如爪蟾血清白蛋白 , 鲑鱼血清白蛋白等 .
人血清白蛋白在现代医学中是一种重要的临床生物制品 , 它主要作为血浆容量扩充剂而广泛应用于 大出血 、 休克 、 烧伤 、 癌症 、红白细胞增多症 、 白蛋白过少症等
. 对血清白蛋白的抗凝作用还知之甚少 , 尚有待于进一步研究.
2. 5 酶活性 血清白蛋白同某些小分子作用时 , 可表现出酶活性. 如对二氢睾酮具有烯醇酶活性 , 活性
[ 17]
. 由于存在一个自由的 C ys34, 使其具有硫酯酶活性 , 如可以降解戒酒硫 , 因而
[ 18]
. HSA 结合位点 Ⅰ 的氨基酸残基还能降解 Su lb enic illin, 对 R 型的降解速度比 S 型
[ 5] [ 5]
; 而结合色氨酸 、 甲状腺素及一些药物的结合位点 Ⅱ , 即 Ⅲ A 的口
, 大小比结合位点 Ⅰ 更小 、 更窄 , 因而只结合一些小分子. 该位点对所结合配体的空间结构要求
[ 6]
严格 , 所以这一结构的弹性较小
.
[ 7]
H SA 分子具有良好的弹性 , 在不同的环境条件或结合不同的配体后 , 其形状极易发生改变 , 但由于拥 有较多的二硫键 , 因此分子极易回复其形状 , 尤其是在生理条件下 ; 只有在非生理状况下 , 如在剧烈的 温度 、 p H 值 、离子强度的改变或化学环境下 , 血清白蛋白才发生变性. 经序列比较发现 , 不同来源的血清
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
血清白蛋白的功能及应用
张英霞 , 张 云
1 2
(1 . 海南大学 海洋学院 , 海南 海口 570228; 2. 中国科学院 昆明动物研究所 , 云南 昆明 650223) 摘 要 :血清白蛋白是脊椎动物血浆中含 量最丰富 的蛋白 质 . 人血清 白蛋白 是由 585 个 氨基酸组 成的单 链 蛋白质 , 分子量为 67 kDa . 成熟的人血清白蛋白是一个心形分子 , 由 3 个结构相 似的 α- 螺旋结构域组成 . 不 同来源的血清 白蛋白的氨基酸序列及其空间结构非常保守 , 它具有 结合和运输内源性与外源性物 质 , 维 持血 液胶体渗透压 , 清除自由基 , 抑制 血小板聚集和抗凝血等生理功能 . 最近研究发现 , 蟾蜍血清白 蛋白可能 与其 皮肤呼吸有关 . 人血清白蛋白目前已广泛应用于临床 . 关键词 :血清白蛋白 ; 结构 ; 功能 ; 应用 中图分类号 :Q 512. 1 文献标识码 :A