酶的“分子剪刀”可降低致命血栓風險

一項新的研究發(fā)表在《自然通訊》雜志上，來自倫敦帝國學院、諾丁漢大學和呂汶大學的研究人員揭示了為什么這一重要的生物過程有時會出現(xiàn)問題。這項研究得到了英國醫(yī)學研究委員會和英國心臟基金會的資助。研究結果顯示了我們血液中一個關鍵酶，即ADAMTS13，如何像一把分子剪刀一樣仔細地剪掉一個重要蛋白質，即馮·維勒布蘭因子（VWF），的凝結效應。

當血管被切割或其他類型的血管受傷時，血漿中的VWF將與受損部位結合并展開，形成長的蛋白鏈，特異性地捕獲專門的血細胞（血小板）到受傷部位。這有助于止血并減少出血。如果VWF缺乏，患者會出血。相反，如果ADAMTS13沒有適當?shù)卣{節(jié)VWF，可能導致心臟病發(fā)作、中風或危及生命的血液紊亂癥（TTP）等血栓事件。這是因為生產(chǎn)VWF時，它對血液流動非常敏感。因此，如果VWF的功能得不到有效控制，將導致過度的血小板凝集和血塊形成。

雖然先前的研究表明ADAMTS13在調節(jié)VWF方面的重要作用，但在《自然通訊》中發(fā)表的研究結果指出了酶和底物之間這一關鍵關系的特異分子機制。根據(jù)研究團隊對這種酶的晶體結構的探索，我們現(xiàn)在知道ADAMTS13獨特的蝴蝶狀形狀使其能夠在識別我們血液中的蛋白質時與之特異性結合。一旦結合，這種酶就像一把分子剪刀，修剪下VWF的粘性蛋白鏈，從而防止它過度吸引血細胞形成危險的血塊。

這項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，酶的激活受力誘導感知和展開的VWF推動。這使其能夠逐步解開ADAMTS13酶活性位點潛在形態(tài)的鎖定，通過一個尚待發(fā)現(xiàn)的機制。

教授詹姆斯·克勞利（倫敦帝國學院免疫與炎癥系）評論道：“我們研究的結果為我們了解身體如何特異性地控制凝血提供了重要見解。我們揭示的機制完美地說明了進化如何提出優(yōu)雅的解決方案來調節(jié)復雜的生物系統(tǒng)。ADAMTS13是一個酶家族中的一員，所有這些酶可能都有一個共同的作用模式。ADAMTS13是這個家族中最了解的成員。因此，我們的數(shù)據(jù)不僅提供了關于人類血栓性疾病和潛在新療法的重要見解，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。”

范伯爾比克教授（呂汶大學）補充說：“我們的研究強調了結合來自不同國際研究團隊的專業(yè)知識以實現(xiàn)科學突破的重要性。共同確定蛋白質的晶體結構、酶動力學和單克隆抗體的發(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：

關于諾丁漢大學：根據(jù)2024年的QS世界大學排名，諾丁漢大學在歐洲排名第32，英國排名第16，是羅素集團研究型大學的創(chuàng)始成員。在諾丁漢大學學習是一種改變生活的體驗，我們自豪地解鎖學生的潛力。我們有一種開拓精神，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和馬來西亞建立校園的先行者，構建了一個全球連接的教育、研究和工業(yè)參與網(wǎng)絡。酶的“分子剪刀”消除了致命的血栓風險

我們的血液凝結能力是我們身體在受傷后重建和康復的重要部分，通過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)增長并阻止血液正常流動，導致嚴重疾病。

在英國帝國理工學院、諾丁漢大學和魯汶大學的研究人員進行的一項最新研究中，揭示了為什么這一重要的生物過程有時會出現(xiàn)問題的新見解。這項研究得到了醫(yī)學研究委員會和英國心臟基金會的資助。

研究結果顯示，我們血液中的一種關鍵酶，稱為ADAMTS13，如一對分子剪刀一樣精心地削減了關鍵蛋白質von Willebrand因子(VWF)的凝固作用。通過解析ADAMTS13功能域的晶體結構，研究揭示了在與VWF結合后，這種酶必須改變形狀以打開活性位點，從而特異地適應VWF中的裂解位點。 研究人員現(xiàn)在了解到，ADAMTS13獨特的蝴蝶狀形狀使其能夠在識別血液中的蛋白質時特異結合VWF。一旦綁定，該酶就像一對分子剪刀，削減VWF的黏蛋白鏈，并阻止其聚集過多的血液細胞形成危險的血凝塊。

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血液障礙的新治療方法

研究團隊現(xiàn)在急于探索如何利用對ADAMTS13高度專業(yè)化結構的這一新認識，開發(fā)治療中風、心臟病發(fā)作和罕見血液疾病的方法。

關于諾丁漢大學

根據(jù)2024年QS世界大學排名，諾丁漢大學在歐洲排名第32，在英國排名第16，是研究密集型大學拉塞爾集團的創(chuàng)始成員。在諾丁漢大學學習是一種改變生活的體驗，我們自豪地解鎖學生的潛力。我們具有開拓精神，在創(chuàng)始人杰西·布特爵士的愿景中得以體現(xiàn)，這讓我們成為開創(chuàng)中國和馬來西亞校區(qū)的先驅者 - 這是一個全球聯(lián)結的教育、研究和工業(yè)參與網(wǎng)絡的一部分。

諾丁漢因其在REF 2021中排名第七的研究強度而被評為英國研究最為強大的大學之一。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，解決了全球問題，如可持續(xù)食品供應、終結現(xiàn)代奴役、發(fā)展更環(huán)保的交通工具，減少對化石燃料的依賴等。

……（省略部分內容）

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