酶的“分子剪刀”可降低致命血栓風(fēng)險(xiǎn)

一項(xiàng)新的研究發(fā)表在《自然通訊》雜志上，來(lái)自倫敦帝國(guó)學(xué)院、諾丁漢大學(xué)和呂汶大學(xué)的研究人員揭示了為什么這一重要的生物過(guò)程有時(shí)會(huì)出現(xiàn)問(wèn)題。這項(xiàng)研究得到了英國(guó)醫(yī)學(xué)研究委員會(huì)和英國(guó)心臟基金會(huì)的資助。研究結(jié)果顯示了我們血液中一個(gè)關(guān)鍵酶，即ADAMTS13，如何像一把分子剪刀一樣仔細(xì)地剪掉一個(gè)重要蛋白質(zhì)，即馮·維勒布蘭因子（VWF），的凝結(jié)效應(yīng)。

當(dāng)血管被切割或其他類(lèi)型的血管受傷時(shí)，血漿中的VWF將與受損部位結(jié)合并展開(kāi)，形成長(zhǎng)的蛋白鏈，特異性地捕獲專(zhuān)門(mén)的血細(xì)胞（血小板）到受傷部位。這有助于止血并減少出血。如果VWF缺乏，患者會(huì)出血。相反，如果ADAMTS13沒(méi)有適當(dāng)?shù)卣{(diào)節(jié)VWF，可能導(dǎo)致心臟病發(fā)作、中風(fēng)或危及生命的血液紊亂癥（TTP）等血栓事件。這是因?yàn)樯a(chǎn)VWF時(shí)，它對(duì)血液流動(dòng)非常敏感。因此，如果VWF的功能得不到有效控制，將導(dǎo)致過(guò)度的血小板凝集和血塊形成。

雖然先前的研究表明ADAMTS13在調(diào)節(jié)VWF方面的重要作用，但在《自然通訊》中發(fā)表的研究結(jié)果指出了酶和底物之間這一關(guān)鍵關(guān)系的特異分子機(jī)制。根據(jù)研究團(tuán)隊(duì)對(duì)這種酶的晶體結(jié)構(gòu)的探索，我們現(xiàn)在知道ADAMTS13獨(dú)特的蝴蝶狀形狀使其能夠在識(shí)別我們血液中的蛋白質(zhì)時(shí)與之特異性結(jié)合。一旦結(jié)合，這種酶就像一把分子剪刀，修剪下VWF的粘性蛋白鏈，從而防止它過(guò)度吸引血細(xì)胞形成危險(xiǎn)的血塊。

這項(xiàng)新研究揭示了這種分子剪刀的蝴蝶形狀，它將VWF的蛋白鏈削減到合適的尺寸，酶的激活受力誘導(dǎo)感知和展開(kāi)的VWF推動(dòng)。這使其能夠逐步解開(kāi)ADAMTS13酶活性位點(diǎn)潛在形態(tài)的鎖定，通過(guò)一個(gè)尚待發(fā)現(xiàn)的機(jī)制。

教授詹姆斯·克勞利（倫敦帝國(guó)學(xué)院免疫與炎癥系）評(píng)論道：“我們研究的結(jié)果為我們了解身體如何特異性地控制凝血提供了重要見(jiàn)解。我們揭示的機(jī)制完美地說(shuō)明了進(jìn)化如何提出優(yōu)雅的解決方案來(lái)調(diào)節(jié)復(fù)雜的生物系統(tǒng)。ADAMTS13是一個(gè)酶家族中的一員，所有這些酶可能都有一個(gè)共同的作用模式。ADAMTS13是這個(gè)家族中最了解的成員。因此，我們的數(shù)據(jù)不僅提供了關(guān)于人類(lèi)血栓性疾病和潛在新療法的重要見(jiàn)解，還告訴了其他ADAMTS家族成員可能在許多不同和各種生物系統(tǒng)中的行為?！?/p>

范伯爾比克教授（呂汶大學(xué)）補(bǔ)充說(shuō)：“我們的研究強(qiáng)調(diào)了結(jié)合來(lái)自不同國(guó)際研究團(tuán)隊(duì)的專(zhuān)業(yè)知識(shí)以實(shí)現(xiàn)科學(xué)突破的重要性。共同確定蛋白質(zhì)的晶體結(jié)構(gòu)、酶動(dòng)力學(xué)和單克隆抗體的發(fā)展使我們能夠揭示我們的身體如何特異性地控制血液凝塊的這一部分?！?/p>

想編輯的筆記：

關(guān)于諾丁漢大學(xué)：根據(jù)2024年的QS世界大學(xué)排名，諾丁漢大學(xué)在歐洲排名第32，英國(guó)排名第16，是羅素集團(tuán)研究型大學(xué)的創(chuàng)始成員。在諾丁漢大學(xué)學(xué)習(xí)是一種改變生活的體驗(yàn)，我們自豪地解鎖學(xué)生的潛力。我們有一種開(kāi)拓精神，在我們的創(chuàng)始人杰西·布特爵士的愿景中得以體現(xiàn)，這使我們成為在中國(guó)和馬來(lái)西亞建立校園的先行者，構(gòu)建了一個(gè)全球連接的教育、研究和工業(yè)參與網(wǎng)絡(luò)。酶的“分子剪刀”消除了致命的血栓風(fēng)險(xiǎn)

我們的血液凝結(jié)能力是我們身體在受傷后重建和康復(fù)的重要部分，通過(guò)停止出血并允許傷口愈合。在許多疾病中，血凝塊可能繼續(xù)增長(zhǎng)并阻止血液正常流動(dòng)，導(dǎo)致嚴(yán)重疾病。

在英國(guó)帝國(guó)理工學(xué)院、諾丁漢大學(xué)和魯汶大學(xué)的研究人員進(jìn)行的一項(xiàng)最新研究中，揭示了為什么這一重要的生物過(guò)程有時(shí)會(huì)出現(xiàn)問(wèn)題的新見(jiàn)解。這項(xiàng)研究得到了醫(yī)學(xué)研究委員會(huì)和英國(guó)心臟基金會(huì)的資助。

研究結(jié)果顯示，我們血液中的一種關(guān)鍵酶，稱(chēng)為ADAMTS13，如一對(duì)分子剪刀一樣精心地削減了關(guān)鍵蛋白質(zhì)von Willebrand因子(VWF)的凝固作用。通過(guò)解析ADAMTS13功能域的晶體結(jié)構(gòu)，研究揭示了在與VWF結(jié)合后，這種酶必須改變形狀以打開(kāi)活性位點(diǎn)，從而特異地適應(yīng)VWF中的裂解位點(diǎn)。 研究人員現(xiàn)在了解到，ADAMTS13獨(dú)特的蝴蝶狀形狀使其能夠在識(shí)別血液中的蛋白質(zhì)時(shí)特異結(jié)合VWF。一旦綁定，該酶就像一對(duì)分子剪刀，削減VWF的黏蛋白鏈，并阻止其聚集過(guò)多的血液細(xì)胞形成危險(xiǎn)的血凝塊。

……（省略部分內(nèi)容）

血液障礙的新治療方法

研究團(tuán)隊(duì)現(xiàn)在急于探索如何利用對(duì)ADAMTS13高度專(zhuān)業(yè)化結(jié)構(gòu)的這一新認(rèn)識(shí)，開(kāi)發(fā)治療中風(fēng)、心臟病發(fā)作和罕見(jiàn)血液疾病的方法。

關(guān)于諾丁漢大學(xué)

根據(jù)2024年QS世界大學(xué)排名，諾丁漢大學(xué)在歐洲排名第32，在英國(guó)排名第16，是研究密集型大學(xué)拉塞爾集團(tuán)的創(chuàng)始成員。在諾丁漢大學(xué)學(xué)習(xí)是一種改變生活的體驗(yàn)，我們自豪地解鎖學(xué)生的潛力。我們具有開(kāi)拓精神，在創(chuàng)始人杰西·布特爵士的愿景中得以體現(xiàn)，這讓我們成為開(kāi)創(chuàng)中國(guó)和馬來(lái)西亞校區(qū)的先驅(qū)者 - 這是一個(gè)全球聯(lián)結(jié)的教育、研究和工業(yè)參與網(wǎng)絡(luò)的一部分。

諾丁漢因其在REF 2021中排名第七的研究強(qiáng)度而被評(píng)為英國(guó)研究最為強(qiáng)大的大學(xué)之一。我們誕生了諸如核磁共振和布洛芬等發(fā)現(xiàn)，我們的創(chuàng)新改變了生活，解決了全球問(wèn)題，如可持續(xù)食品供應(yīng)、終結(jié)現(xiàn)代奴役、發(fā)展更環(huán)保的交通工具，減少對(duì)化石燃料的依賴(lài)等。

……（省略部分內(nèi)容）

責(zé)任編輯注：

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