乙酰肝素酶研究

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1、乙酰肝素酶研究乙酰肝索酶研究进展乙酰肝索酶(heparanase,lipa)是近年发现的肿瘤重耍功能酶，是体内唯一能够降解糖氨聚糖中的硫酸乙酰肝素(heparansulfat,IIS)链的内切糖昔酶，特异识别HS侧链上的特异性位点，对以在特定部位裂解硫酸乙酰肝索蛋门聚糖硫酸乙酰肝索蛋口聚糖在各种蛋白聚糖中最具生物活性，它参与多级联细胞粘附反应过程，并与粘附分子、细胞因子、细胞间信号分子等相互作用，在影响细胞增殖、分化、迁移及形态等方而具有重要作用，在各种炎症损伤、缺血再灌注损伤、血栓形成及肿瘤转移等过程中具有重要功能。(heparansulfateprotoglycan,IISPG),将

2、HS裂解为10"20个糖单位大小的短糖链,并禅放结介在HS上的生长因了。乙酰肝索酶可促进细胞的浸润和转移，还可以促进肿瘤细胞分裂、趋化、微血管形成。是FI前在哺乳动物中发现的唯一一个町以剪切HSPGs上IIS侧链的水解酶，是抗肿瘤的理想靶点。细胞发生侵袭转移首先要穿越由细胞外基质和基底膜纽成的屏障。该屏障主要有两种成分构成:一是结构蛋白，包括胶原、层黏素、纤维结介素和玻璃体结介素等，二是糖氨聚糖，主要成分是HSPG,是广泛存在于脊椎动物组织细胞外基质(extracellularmatrix,ECM)和细胞表面的复杂的生物人分子,是构成基底膜的主耍成分。HSPG主耍曲一个核心蛋白和数个与Z

3、共价连接的线性IIS侧链组成［1］,IIS是由己糖醛酸和匍胺聚糖组成的重复单位构成。IISPG能与细胞表面及ECM中的活性分子结合，粘附丁•细胞表面，是细胞外基质聚集和稳定的基础，拥有限制细胞迁移、粘附和选择性分子筛的重要作用，还可以与多种生物活性分子结介并相互作用。事实上HSPG的降解是细胞侵袭前所必需的，当HSPG被乙酰肝索酶降解后，就会产生一系列生物学现象如妊娠形态发生、炎症反应、血管生成、肿瘤的侵袭和转移［2］o1乙酰肝索酶分子特征1.1乙酰肝素酶的主要结构人类乙酰肝素酶基因约50kb,疋位于染色体4q22,与遗传标记D4S400和连，包括14个外显子和13个内含子［3］o通过不

4、同的剪接，此基因转录为5kb(HPSEla)和］.7kb(IIPSElb)两种mRNAoHPSEla含有14个外显子和13个内含子，而在IIPSElb中第1个和第14个外显子被剪切掉了［4］olb和la含有相同的开放性阅读框，均编码含有543个氨基酸的蛋白质。HpacDNA全长3726bp,包含1632bp开放读码框架，乙酰肝索酶蛋门前体相对分子质量为65@103o在乙酰肝索酶的分子结构屮，有6个可能的糖基化位点。糖链的作用可能是在蛋白转运过程和酶的分泌过程中承担动力学上的功能。McKenzie等研究报道了一个新的肝索酶亚型Hpa2,其基因由乳腺dDNA文库克隆而來,定位于10q23~2

5、4上，与Hpa1Z间有高度的同源性，又分Hpa2a>Hpa2b、Hpa2c,各自编码480、534、592个氨基酸残基［5］。冃前，研究者认为，很对能存在着一个乙酰肝素酶蛋门家族，它们有着不同的底物特性和许多潜在功能。IlPal基WmRXA在脾脏，淋巴结，胸腺，外周血门细胞，骨髓及胎盘等免疫组织屮均可检测到，而在胎盘Z外的成熟非免疫组织中均不表达，但在转移的恶性肿瘤细胞屮普遍存在［6］oHpa2的cDNA主要在脑、乳腺、前列腺、睾丸和子宫中较高。HPb2在胰腺癌中冇较高表达，而其在正常胰腺组织中几乎无表达，曲于HpalHpa2分布不同，推测两者可能有不同的功能。关于乙酰肝素酶的两种剪切形

6、式la和lb受什么因素控制，特别是在肿瘤细胞中，这种控制因素是否被修饰或升高，从而造成la向lb剪切转变是值得研究的课题。2乙酰肝素酶的定位及活性调节研究发现乙酰肝素酶主要定位于溶酶体，乙酰肝素酶蛋白前体经翻译后最初表达在质膜,与HSPGs相互作用后，被溶酗体摄入，经过溶酶体蛋白水解酶加工最终形成的有活性乙酰肝索酶。多数学者认为，在翻译后加工的过程小，N端信号肽被切除，形成乙酰肝索酶酶原前体，在酶原激活的过程中，特异性的蛋白水解酶将第110^157位氨基酸组成的6000的肽链从前体蛋门屮切削下來，余下N端的8000多肽链与C端的50000蛋门非共价结合成异源二聚体，成为有活性的成熟的蛋白

7、。大小两亚基Z间的6000的连接片段的作用可能是通过封闭活性中心抑制了酶的活性。Goldshmidt等［7］发现乙酰肝素酶定位于溶酶体和高尔基体，故推测乙酰肝素酶合成后被转运至高尔基体，随后以稳定的形式聚集于溶酶体。溶酶体作为乙酰肝索酶在细胞内的场所，限制了它的分泌，一旦失控，可能与肿瘤的转移、炎症细胞渗岀、内皮细胞血管增生等恶性过程发生。乙酰肝素酶的调控机制以及它的影响因素尚未明了，研究表明，在正常生理条件下，肝索酶基因，甚至酶蛋