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凝血因子纤维蛋白形成

2021.5.24

  从纤维蛋白原转变为纤维蛋白大致上可分为三个阶段:

  纤维蛋白单体的形成

  纤维蛋白原(因子Ⅰ)为一分子量约34万的糖蛋白,是由两个完全相同的亚基所组成,每一亚基又含有三条肽链,即α、β、γ 链,彼此通过二硫键相互连接。此三条肽链分别含610、461及410个氨基酸残基。两个亚基在肽链N端附近再通过三对二硫键将对称的二亚基连结起来(图4)。因此整个纤维蛋白原分子可用(Aα,Bβ,γ)2来表示,A、B分别代表被凝血酶自α、β肽链N末端水解释放的肽段,形成纤维蛋白后则用(α、β、γ)2来表示。在纤维蛋白分子中二硫键的位置相当集中,存在有所谓“二硫键节”的结构,其位置也靠近肽链的N端(图4)。β与γ肽链的氨基酸顺序很相似,特别近C端附近约有1/3是相同的。有人根据纤维蛋白原的理化性质提出了图5的模型,球体间的连接部分即为螺旋区,由三条肽链形成绳索状的螺旋结构。肽链C端球体的大小与形状类似血浆白蛋白,结构较紧密,并连接一条松散的α链C端肽段,容易被纤溶酶或其他蛋白酶所降解。

  当凝血酶作用于纤维蛋白原时首先自 α链的 N端处释放出一16肽的肽段A,经过一滞后期后自β链的N端开始加速释放出一14肽的肽段B,剩下的部分即为纤维蛋白的单体。不同种属的纤维蛋白原A、B肽段的水解位置都在Arg(精)-Gly(甘)肽键上。肽段A、B的氨基酸组成可因不同种属而有很大差异,但都带有2~6个负电荷,并含有某些特殊氨基酸,如肽段A中含有带磷酸基的丝氨酸,肽段B中含有带硫酸基的酪氨酸。正因为肽段A、B带有净负电荷,使纤维蛋白原分子在未经凝血酶降解前,由于静电相斥而不能聚合。

  纤维蛋白单体的聚合

  在纤维蛋白单体的聚合过程中肽段A的释放起主要作用,先是首尾聚合,而肽段B的释放能使聚合加速并开始侧向聚合。纤维蛋白单体由于A、B肽段的释放,在每一亚基中暴露出两个相嵌的互补区,单体间就可藉非共价键首尾或侧向聚合,随着侧向聚合程度加深,血块显得粘稠,由透明转向不透明。

  纤维蛋白的交联

  激活后的凝血酶除降解纤维蛋白原释放肽段A、B外,在Ca2+存在下又同时迅速使因子ⅩⅢ激活,后者能使聚合的纤维蛋白在邻近的肽链间形成桥键,而成为稳定而交联的纤维蛋白多聚体,即使在5M尿素溶液中也不溶解,而交联前的凝胶在此条件下则可溶解。因子ⅩⅢ为转谷氨酰胺酶,它使肽链间赖氨酸残基上的ε氨基与谷氨酰胺残基上的γ酰胺基连结成新的肽键。每一纤维蛋白单体最多能形成6个共价桥键,若每分子内有2~3个,就可形成很稳定的交联纤维蛋白。

  长期的进化使纤维蛋白原成为理想的止血剂,如在未激活前分子间由于静电相斥不能聚合而成为溶胶;位于肽链N端的A、B肽容易被凝血酶水解除去,随之静电效应消失,凝胶迅速形成;在肽链C末端附近又可再形成桥键,使成为稳定的凝胶并有足够的机械强度;分子量大,亲水性强、呈对称性,符合凝胶特性;分子中含一段绳索状螺旋结构区,容易被蛋白酶降解,在体内不致于形成血栓;纤维蛋白凝胶的降解产物具有抑制凝血酶的活力,也能阻止纤维蛋白单体的聚合,从而起到自身调节的反馈作用。

  在凝血体系中除了各因子间的正负反馈及自身调节外,属于蛋白酶的凝血因子又受血浆中相应的蛋白酶抑制剂的制约,例如血浆中的抗凝血酶Ⅲ(ATⅢ,antithro-mbinⅢ),除能专一抑制凝血酶外,还能抑制因子Ⅹa、Ⅸa、及Ⅶa,特别对Ⅹa的抑制效果尤其显著。肝素能大大加速AT-Ⅲ的抑制作用,因而在临床上被用作重要的抗凝剂。除AT-Ⅲ外血浆中还有其他蛋白酶抑制剂,如α1抗蛋白酶、抗纤溶酶及α2巨球蛋白等,它们对凝血因子中的各蛋白酶也都有一定程度的抑制作用。

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