心脑血管栓塞疾病日渐受关注,但是现用药物不能很好地溶解形成时间较长的血栓,影响治疗效果,开发新型药物,特别是微生物药物,是适应社会需求的一条有效途径。我们自主从广西沿海红树林中分离到海洋枯草芽孢杆菌HQS-1,其每毫升原发酵液溶栓活力即相当于5000单位的尿激酶,酶被分泌到培养液中,易于与另一个具有极弱溶血性的膜蛋白分离;发酵特性稳定;纯酶不溶解血细胞,不分解纤维蛋白原;最佳酶促反应条件接近人体生理状态;能持久分解形成时间较长、成分复杂的血栓,具有很高的研究应用价值。本研究将完善酶的发酵和纯化,展开对该酶结构及其溶栓机理的研究。重点解析在不溶解纤维蛋白原和血细胞的条件下,该酶持续溶解顽固血栓的机理,并评价其应用中的安全性。
Bacillus subtilis;fibrinolytic enzyme;purification;characterization;thrombolysis
紫外诱变枯草芽孢杆菌Bacillus subtilis HQS-1获得高产纤溶酶且稳定性良好的菌株HQS-3,通过单因素、正交实验和响应面方法优化并确定菌株HQS-3在250 ml摇瓶中产纤溶酶的最适条件,获得菌株在3.6 L发酵罐上的发酵工艺参数。从菌株HQS-3中分离出电泳纯纤溶酶。该酶分子量为26 KDa,为单链蛋白质;等电点在9.0-9.2之间,高于其它来源于芽孢杆菌属Bacillus的纤溶酶。此酶在pH 6.0-10.0和25-37℃范围内稳定,最适酶促反应pH值和温度区间分别为8.0和45-50℃。纤溶酶活力被PMSF,EDTA,Cu2+,Zn2+和Co2+显著抑制,其按α、β、γ-γ链的顺序直接分解纤维蛋白,这说明该海洋性纤溶酶为类血纤维蛋白溶酶丝氨酸金属蛋白酶,在芽孢杆菌属中发现尚属首次。该酶在体外不引发溶血现象,显示了其在溶栓治疗上的安全性。纤溶酶在胃蛋白酶存在下酶活损失严重,而在模拟的人肠道环境中具有一定的稳定性。体外溶栓实验表明,作用时间为32 h时,对于形成2个月的顽固性血栓,纤溶酶的溶栓率为70.44%,而尿激酶基本上不能溶解顽固性血栓。首次从枯草芽孢杆菌中分离得到具有强效抗凝血作用的纤溶酶;体外抗凝血实验结果显示,发酵粗酶液的抗凝血酶活力为108 ATU/ml,相当于100 U/ml水蛭素的抗凝血效果,而尿激酶不具备抗凝血能力。来源于海洋枯草芽孢杆菌HQS-3的纤溶酶具有开发成新一代溶栓药剂和功能性食品的巨大潜力。