바트록소빈
Batroxobin | |
| 임상 데이터 | |
|---|---|
| AHFS/Drugs.com | 국제 의약품명 |
| ATC 코드 | |
| 식별자 | |
| CAS 번호 | |
| 켐스파이더 |
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| 유니 | |
| ECHA 정보 카드 | 100.029.914 |
  (이게 뭐죠?) (표준) | |
| 트롬빈양효소바트록소빈 | |||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 식별자 | |||||||
| 유기체 | |||||||
| 기호. | ? | ||||||
| 유니프로트 | P04971 | ||||||
| |||||||
렙틸라아제라고도 알려진 바트록소빈은 남미 안데스 산맥 동쪽에서 발견되는 독사의 독종인 보트로프 아트라텍스와 보트로프 무제니에 의해 생성되는 베놈빈 A 활성을 가진 뱀 독 효소이다.그것은 트롬빈과 유사하게 세린 단백질 분해 효소로 작용하는 헤모톡신이며 트롬빈의 대체물로 많은 의학 연구의 대상이 되어 왔다.Bothrops의 다른 종에서 분리된 다른 효소는 batroxobin이라고 불리지만, 달리 명시되지 않는 한, 본 논문은 B.mojeni에 의해 생성된 batroxobin을 다루고 있으며, 이는 가장 연구된 품종이다.
역사
두 가지 모두 칼 린네가 1758년에 처음 설명했지만, 독의 활성 화합물인 바트록소빈은 1954년에야 H. 브룩과 G. [1]살렘에 의해 처음 설명되었습니다.몇 년 후, 바트록소빈의 첫 번째 기술은 수술에 여러 가지 용도가 있는 것으로 나타났다.바트록소빈의 특성에 대한 관심이 높아짐에 따라 바트록소빈의 지혈 효과와 응고에 대한 여러 연구가 발표되었습니다.보다 최근에, 1979년에 독일의 한 연구는 더 일반적으로 사용되는 트롬빈 [2]시간에 대한 대체 테스트로 바트록소빈(렙틸라아제 응고 수축 테스트)의 사용을 보여주었다.이 효소는 헤파린의 영향을 받지 않기 때문에 혈액에 헤파린이 존재할 때 주로 사용된다.최근의 연구들은 주로 척추 수술과 세린 단백질 분해효소로서의 사용을 개선하는 데 더 중점을 두고 있다.
이용 가능한 폼
바트록소빈은 세린단백질가수분해효소 계열의 단백질이다.바트록소빈은 생리적 기능과 분자 크기에서 트롬빈과 밀접한 관련이 있다.브라질산 창머리뱀(Bothrops atrox)의 아종은 5종이다.특정 아종에서 얻은 바트록소빈은 지혈 효과를 나타내며, 다른 아종에서 얻은 단백질은 피브리노겐의 분열을 나타낸다.일부 형태는 지혈 효과를 주효과로 하고, 다른 형태는 피브리노겐의 분해 효과를 주효과로 한다.뱀독에서 자연적으로 추출되는 바트록소빈은 주로 뱀 Bothrops mojeni에서 얻어진다.하지만 농도가 낮아서 단백질을 정화하기가 어렵습니다.제품이 오염된 채로 남아 있는 경우가 많기 때문에 임상 용도로 사용하기 어렵습니다.이론적으로 바트록소빈의 분자량은 약 25.5 kDa여야 하며, 종종 분리된 바트록소빈의 무게는 약 33 kDa로 더 무겁다.높은 분자량은 분비 중 글리코실화 변형이 원인이다.무게의 차이는 효소로부터 다른 당(체인)을 제거할 수 있는 다른 가능한 정제 절차에서 비롯됩니다.독에서 분리된 바트록소빈은 품질이 매우 불규칙하기 때문에, 현재는 Bothrops mojeni cDNA를 [3]사용하는 유기체에서 더 자주 합성된다.
구조.
Bothrops mojeni에서 추출한 바트록소빈의 구조와 작동 메커니즘을 철저히 연구했다.다양한 아종이 존재하며 각각의 바트록소빈의 작동 메커니즘은 다르다.이와 같이, Bothrops mojeni batroxobin의 구조를 한층 더 명확하게 한다.바트록소빈의 구조는 여러 연구 그룹에 의해 수년간 연구되어 왔다.이러한 연구는 대부분 Bothrops mojeni cDNA에서 바트록소빈을 생물학적으로 합성하고, 이 제품을 분석하여 트롬빈과 트립신과 같은 다른 단백질 분해 효소에 기초한 호몰로지 모델을 사용하여 수행되었습니다.1986년의 초기 연구 중 하나는 분자량이 탄수화물과 함께 25.503 kDa, 32.312 kDa이며 231개의 [4]아미노산으로 구성되어 있다는 것을 보여주었다.아미노산 배열은 트립신, 트롬빈, 그리고 가장 주목할 만한 췌장 칼리크레인과 같은 다른 알려진 포유류의 세린 단백질 분해효소들과 유의한 상동성을 보였다.따라서 그것은 실제로 세린 단백질 분해효소 계열의 일원인 것으로 결론났다.호몰로지를 바탕으로 디술피드 교량을 식별하여 구조를 더욱 명확히 하였다.1998년 이후의 분자 모델링 연구는 생쥐의 선 칼리크레인(glandular kallikrein)과 바트록소빈(batroxobin) 사이의 상동성을 사용하여 생물학적으로 활성화된 바트록소빈에 대한 3D 구조를 제안했다.현재까지 확실한 3D 구조는 [5]제안되지 않았습니다.
미생물의 생물학적 합성
1986년, Bothrops mojeni의 batroxobin의 cDNA 뉴클레오티드 배열이 결정된 후, 교토 산업 대학의 연구 그룹이 E의 batroxobin의 cDNA를 발현시키는 데 성공했다.1990년[3] 대장균 트롬빈의 인식 배열을 사용하여 성숙한 바트록소빈을 얻었다.얻은 융합단백질은 불용성이고 쉽게 정제되었다.융합단백질을 분해한 후 전기영동에 의해 재조합 바트록소빈을 분리할 수 있었고, 그 후 재결합하여 생물학적으로 활성화된 바트록소빈을 생산하는데 성공했다.이 연구는 추출된 뱀 독으로부터 효소를 분리하는 것보다 더 유망한 방법인 미생물을 이용하여 바트록소빈을 생산하는 것이 가능하다는 것을 보여주었다.2004년에는 국내 연구팀이 효모종인 피치아 파스토리스에 [6]바트로소빈을 발현시켜 생산했다.이 재조합 효소는 분자량이 33 kDa이며 탄수화물 구조를 포함하고 있다.피치아 파스토리스에서 발현하는 이 방법은 생성된 효소가 경우에 따라 트롬빈보다 특이하고 비반복성 바트록소빈보다 특이적인 분해 활성을 나타냈기 때문에 더 효과적인 것으로 밝혀졌다.따라서 Pichia pastoris를 이용한 합성은 고품질 재조합 바트록소빈을 생산하는 데 유망할 것으로 보인다.
독성역학 및 반응성
반응 및 작용 메커니즘
앞에서 설명한 바와 같이 바트록소빈은 기질인 피브리노겐에 세린단백질가수분해효소 활성을 가진 효소이다.세린단백질가수분해효소는 세린 위치에서 단백질을 분해하여 단백질을 변성시킨다.바트록소빈은 또한 피브리노겐을 위한 세린 단백질 분해효소인 효소 트롬빈과 유사하다.피브리노겐은 혈소판 응집과 섬유소 응고 형성에 중요한 역할을 하기 때문에 지혈에 중요한 단백질이다.일반적으로 트롬빈은 사람이 상처를 입었을 때 응괴를 형성하는 피브리노겐을 분해한다.그 결과 상처는 이러한 응괴에 의해 '닫혀' 피부의 상피세포의 회복을 도모할 수 있다.이것은 조직 수복에 필요한 자연스러운 과정이다.독의 바트록소빈 또한 응괴를 유도하지만, 조직 손상이 있든 없든 이것을 한다.이것은 바트록소빈이 트롬빈과 같은 특정 보조 인자에 의해 억제되지 않기 때문입니다.이 응괴들은 정맥을 막고 혈류를 방해할 수 있다.
피브리노겐 결합에서 트롬빈과 바트록소빈의 차이
피브리노겐은 2쌍의 Aα-, Bβ-펩타이드 사슬 및 y-사슬을 포함하는 이합체 당단백질이다.이 피브리노겐에는 2개의 yA사슬(yA/yA)과 yA사슬 및 y'사슬(yA,y')이 있는 2개의 동소형태가 있으며, 피브리노겐이 트롬빈에 의해 분해되면 피브리노펩타이드 A 또는 B를 방출한다.트롬빈은 피브리노겐에 대한 두 개의 엑소사이트에 작용한다.엑사이트1은 트롬빈의 Aα- 및 Bβ-체인에 대한 결합을 매개하고 엑사이트2는 y'사슬의 C말단에서 제2의 피브리노겐 분자와의 상호작용을 일으킨다.따라서 트롬빈이 yA/yA 피비노겐을 결합할 때는 엑소사이트 1만 점유하고, yA/y'를 결합할 때는 양쪽 엑소사이트가 밀착된다.따라서 피브리노겐 yA/y'는 응고량을 감소시키는 yA/yA와 경쟁하며 yA/y'는 yA/yA보다 20배 큰 인자와 결합한다.또한 항트롬빈과 헤파린 보조인자 II와 같은 응고 억제제가 있는데, 이것은 필요하지 않을 때 응고를 막아준다.반면 바트록소빈은 항트롬빈과 헤파린 보조인자 II에 의해 억제되지 않는다.또한 바트록소빈은 yA/yA와 yA/y'의 결합에 높은 Kd값을 가진다.바트록소빈과 트롬빈의 결합 부위는 부분적으로 겹치지만, 몇 가지 차이가 있습니다.피브린 결합 바트록소빈은 촉매 활성을 유지하며 피브린 결합 트롬빈보다 피브린 응집에 더 강력한 자극제이다.이것은 아마도 피브리노겐을 더 단단하게 결합하는 엑사이트 1의 친유성 특성 때문일 것이다.피브리노겐은 바트록소빈의 유일한 기질이며 트롬빈은 여러 기질을 가지고 있다.이것은 아마도 트롬빈이 함유된 나트륨 결합 주머니 때문일 것이다.
독성역학
독성역동학 연구는 개, 쥐, 기니피그, 토끼, 쥐, 원숭이 등 다양한 동물 종에 대해 수행되었다.이 연구는 바트록소빈의 혈장과 소변 수치를 얻기 위해 면역측정법을 사용하여 수행되었다.그들은 또한 피브리노겐 수치를 측정했다.
노출
보통 독은 뱀에 의해 혈류로 직접 주입된다.수행된 실험에서 그들은 또한 바트록소빈의 정맥주사를 사용했다.그들은 하루에 세 번 30분 동안 주어진 총 용량 2BU/kg(개에서도 0.2BU/kg)을 사용했다.아래 그래프에서는 투여 후 batroxobin의 혈장 농도를 확인할 수 있습니다.
분배
모든 종들은 큰 Vd (분포 부피)를 보였다.동물 혈장 값은 평균 50ml/kg 정도였다.개와 원숭이에서 Vd의 값은 다른 종에 비해 매우 낮았다. 즉, 다른 동물에서 혈장 값의 1.5배였다.그래서 바트록소빈은 주로 정맥을 통해 분포하고 조직에 의해 거의 흡수되지 않는다.다른 종에서는 이 값이 약 4배 더 높았다.이것은 아마도 바트록소빈이 그 종들의 망막내온계에 더 쉽게 흡수되기 때문일 것이다.
배설물
바트록소빈은 간, 신장, 비장에 의해 배설된다.바트록소빈의 배설은 소변 속의 작은 대사물 분자에 의해 검출될 수 있다.면역측정법을 사용했을 때 소변에서 검출된 선량은 0.2~1.9%에 불과했다.125I-바트록소빈의 방사능 양은 48시간 이내에 랫드에서 69%, 개에서 73%였다.그래서 바트록소빈은 주로 분해된 형태로 신장을 통해 배설된다.그래서 면역측정으로는 검출할 수 없습니다.
대사
모든 종들은 바트록소빈 노출에 대해 다르게 반응했다.이것은 이 단백질 분해 효소를 대사하는 그들의 능력이 같지 않다는 것을 의미한다.그들은 모두 그들만의 반감기가 있다.개의 반감기는 3.9시간과 5.8시간으로 가장 높았고, 토끼와 쥐의 반감기는 각각 0.3시간과 0.4시간으로 매우 낮았다.바트록소빈은 효소이기 때문에 단백질 분해효소에 의해 분해되어 기능하지 않는 작은 부분으로 쪼개진다.
독성
바트록소빈의 과다 복용은 지혈 효과로 인해 결국 사망에 이르게 된다.인체에서 치사량 또는 안전선량은 아직 결정되지 않았다.쥐의 안전 용량은 3.0KU/kg[7], Macaca mulata 1.5KU/[8]kg이다.치사량은 생쥐에서만 연구되었으며 712.5548 ± 191이다.4479KU/[9]kg
임상 사용
Defibrase© 약물은 batroxobin에 붙여진 상표명으로 Bothrops mojeni의 독으로부터 격리됩니다.디피브리노겐화제로 기능하며 혈전증 환자에게 사용됩니다.뱀 Bothrops atrox의 바트록소빈은 렙틸라아제로서 특허를 받아 지혈제로 사용되고 있다.
「 」를 참조해 주세요.
- Ancrod, 또 다른 의료용 뱀 독 세린 단백질 분해효소
레퍼런스
- ^ Bruck H, Salem G (June 1954). "[Reptilase, a hemostatic for prophylaxis and therapy in surgical operations]". Wiener Klinische Wochenschrift (in German). 66 (22): 395–7. PMID 13187962.
- ^ Heimann D, Wolf V, Keller H (June 1979). "[The use of reptilase for electrophoresis of heparinized plasma (author's transl)]". Journal of Clinical Chemistry and Clinical Biochemistry. Zeitschrift für Klinische Chemie und Klinische Biochemie (in German). 17 (6): 369–72. PMID 458385.
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- ^ Itoh N, Tanaka N, Mihashi S, Yamashina I (March 1987). "Molecular cloning and sequence analysis of cDNA for batroxobin, a thrombin-like snake venom enzyme". The Journal of Biological Chemistry. 262 (7): 3132–5. doi:10.1016/S0021-9258(18)61479-6. PMID 3546302.
- ^ Earps L, Shoolingin-Jordan PM (August 1998). "Molecular modelling of batroxobin on kallikreins". Biochemical Society Transactions. 26 (3): S283. doi:10.1042/bst026s283. PMID 9766002.
- ^ You WK, Choi WS, Koh YS, Shin HC, Jang Y, Chung KH (July 2004). "Functional characterization of recombinant batroxobin, a snake venom thrombin-like enzyme, expressed from Pichia pastoris". FEBS Letters. 571 (1–3): 67–73. doi:10.1016/j.febslet.2004.06.060. PMID 15280019. S2CID 13630707.
- ^ Guan-Ren ZH, Duan-Hao FE, Bo-Jun YU, Guo-Cai LU, Jia-Hong SH (2008). "Long-term Toxic Effect of Recombinant Batroxobin on Rats. Pharmaceutical". Journal of Chinese People's Liberation Army. 6.
- ^ Lu GC, Yuan BJ, Jiang H, Zhao GR, She JH, Dai YM, Huang M (2006). "Long-term toxic effect of recombinant batroxobin on Macaca mulatta". Academic Journal of Second Military Medical University. 5.
- ^ Dong LY, Jiang Q, Fan L, Guo Y, Chen ZW (2008). "Experimental study on blood fibrinolysing system of rabbits and the safety of injection of viperine batroxobin". Anhui Medical and Pharmaceutical Journal. 11.
