一项新的研究发表在《自然通讯》杂志上，来自伦敦帝国学院、诺丁汉大学和吕汶大学的研究人员揭示了为什么这一重要的生物过程有时会出现问题。这项研究得到了英国医学研究委员会和英国心脏基金会的资助。研究结果显示了我们血液中一个关键酶，即ADAMTS13，如何像一把分子剪刀一样仔细地剪掉一个重要蛋白质，即冯·维勒布兰因子（VWF），的凝结效应。
当血管被切割或其他类型的血管受伤时，血浆中的VWF将与受损部位结合并展开，形成长的蛋白链，特异性地捕获专门的血细胞（血小板）到受伤部位。这有助于止血并减少出血。如果VWF缺乏，患者会出血。相反，如果ADAMTS13没有适当地调节VWF，可能导致心脏病发作、中风或危及生命的血液紊乱症（TTP）等血栓事件。这是因为生产VWF时，它对血液流动非常敏感。因此，如果VWF的功能得不到有效控制，将导致过度的血小板凝集和血块形成。
虽然先前的研究表明ADAMTS13在调节VWF方面的重要作用，但在《自然通讯》中发表的研究结果指出了酶和底物之间这一关键关系的特异分子机制。根据研究团队对这种酶的晶体结构的探索，我们现在知道ADAMTS13独特的蝴蝶状形状使其能够在识别我们血液中的蛋白质时与之特异性结合。一旦结合，这种酶就像一把分子剪刀，修剪下VWF的粘性蛋白链，从而防止它过度吸引血细胞形成危险的血块。
这项新研究揭示了这种分子剪刀的蝴蝶形状，它将VWF的蛋白链削减到合适的尺寸，酶的激活受力诱导感知和展开的VWF推动。这使其能够逐步解开ADAMTS13酶活性位点潜在形态的锁定，通过一个尚待发现的机制。
教授詹姆斯·克劳利（伦敦帝国学院免疫与炎症系）评论道：“我们研究的结果为我们了解身体如何特异性地控制凝血提供了重要见解。我们揭示的机制完美地说明了进化如何提出优雅的解决方案来调节复杂的生物系统。ADAMTS13是一个酶家族中的一员，所有这些酶可能都有一个共同的作用模式。ADAMTS13是这个家族中最了解的成员。因此，我们的数据不仅提供了关于人类血栓性疾病和潜在新疗法的重要见解，还告诉了其他ADAMTS家族成员可能在许多不同和各种生物系统中的行为。”
范伯尔比克教授（吕汶大学）补充说：“我们的研究强调了结合来自不同国际研究团队的专业知识以实现科学突破的重要性。共同确定蛋白质的晶体结构、酶动力学和单克隆抗体的发展使我们能够揭示我们的身体如何特异性地控制血液凝块的这一部分。”
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关于诺丁汉大学：根据2024年的QS世界大学排名，诺丁汉大学在欧洲排名第32，英国排名第16，是罗素集团研究型大学的创始成员。在诺丁汉大学学习是一种改变生活的体验，我们自豪地解锁学生的潜力。我们有一种开拓精神，在我们的创始人杰西·布特爵士的愿景中得以体现，这使我们成为在中国和马来西亚建立校园的先行者，构建了一个全球连接的教育、研究和工业参与网络。酶的“分子剪刀”消除了致命的血栓风险
我们的血液凝结能力是我们身体在受伤后重建和康复的重要部分，通过停止出血并允许伤口愈合。在许多疾病中，血凝块可能继续增长并阻止血液正常流动，导致严重疾病。
在英国帝国理工学院、诺丁汉大学和鲁汶大学的研究人员进行的一项最新研究中，揭示了为什么这一重要的生物过程有时会出现问题的新见解。这项研究得到了医学研究委员会和英国心脏基金会的资助。
研究结果显示，我们血液中的一种关键酶，称为ADAMTS13，如一对分子剪刀一样精心地削减了关键蛋白质von Willebrand因子(VWF)的凝固作用。通过解析ADAMTS13功能域的晶体结构，研究揭示了在与VWF结合后，这种酶必须改变形状以打开活性位点，从而特异地适应VWF中的裂解位点。 研究人员现在了解到，ADAMTS13独特的蝴蝶状形状使其能够在识别血液中的蛋白质时特异结合VWF。一旦绑定，该酶就像一对分子剪刀，削减VWF的黏蛋白链，并阻止其聚集过多的血液细胞形成危险的血凝块。
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血液障碍的新治疗方法
研究团队现在急于探索如何利用对ADAMTS13高度专业化结构的这一新认识，开发治疗中风、心脏病发作和罕见血液疾病的方法。
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