蛇毒中 精氨酸酯水解酶

（一、概述

所谓精氨酸酯水解酶，是指能水解精氨酸形成的肽键或酯键的酶。这是一类特殊的蛋白酶，不能水解动物蛋白酶或蛇毒内肽酶的底物（如酪蛋白和血红蛋白等）。根据水解底物的特异性，精氨酸酯酶可分为三类： 第一类只作用于人工合成的精氨酸酯底物，如TAME、BAEE，自然界中未发现天然底物第二类是酶类作用于纤维蛋白原等血液因子，进入体内后促进或抑制血液凝固；第三类是激肽释放酶，它能在体内水解血浆，从其中的激肽原中释放出缓激肽等。由于激肽的释放，这类精氨酸酯酶具有降低血压、增加毛细血管通透性和产生疼痛等生理作用。与前两类精氨酸酯酶相比，激肽释放酶水解合成精氨酸酯底物（如TAME和BAEE等）的活性较弱，对抑制剂的敏感性较低。第二类精氨酸酯酶将在后面的章节中讨论，第三类精氨酸酯酶将在本节的另一部分进行介绍。这里仅讨论精氨酸酯酶的概况和第一类精氨酸酯酶，包括一些功能尚未了解或确定的精氨酸酯酶。

目前检测的眼镜蛇和海蛇科毒液均未显示任何精氨酸酯水解酶活性，除了对精氨酸酯显示弱水解活性的眼镜王蛇毒液。如表3-11-5、表3-11-6和表3-11-7所示，该酶广泛分布于响尾蛇毒液和响尾蛇毒液中。德语等。 (1955) 首先在蛇毒中发现了这种酶。他们以BAEE 作为底物，发现15 种响尾蛇、响尾蛇和毒蛇都含有这种酶。后来Hamberg 等人。 (1957) 和Devi 等人。 (1959) 报道说，美洲长矛鳐（BoMro 和mmoz）毒液中的“激肽释放”和“凝固”活性与精氨酸酶水解酶有关，但与酪蛋白水解活性无关。从那时起，许多研究人员从美洲长矛头蛇、日本蛇和铜头蛇的毒液中分离出了这种酶。

(2)分离纯化及理化性质

佐藤等。等(1965)首先将蕲蛇毒液中的精氨酸酯酶分为三种成分，即类凝血酶、缓激肽释放酶和毛细血管通透性增加因子。 OShima (1969) 确定了精氨酸酯酶、激肽释放酶和凝血酶样活性在32 种蛇毒中的分布。维尔容等人。 (1979) 还从加蓬毒蛇毒液中分离出3 种精氨酸酯酶，分别具有类凝血酶、激肽释放酶和纤维蛋白溶解酶的活性。这些酶都属于丝氨酸蛋白酶，具有很强的底物特异性，只作用于体内特定蛋白质底物（如纤维蛋白原、激肽原等）中的特定肽键，常见的是Arg-X肽键，可被丝氨酸蛋白酶抑制剂DFP 抑制。因为它们能水解BAEE、TAME等精氨酸酯，所以称为精氨酸酯水解酶，也有人直接称其为精氨酸酯酶。

除了上述的精氨酸酯酶外，近年来还从其他蛇毒中分离出一些精氨酸酯酶。怀特等。 (1982) 从西部小菜蛾响尾蛇(WrM) 的毒液中分离出一种酸性精氨酸酯酶。通过分子筛色谱测定的分子量为25,000。蛋白酶是相似的；杉原等人。 (1984)从中华铁头蛇的毒液中分离出一种精氨酸酯酶，命名为ME-5，从lg粗毒中可得到1.4mg的精氨酸酯酶。该成分是一种糖蛋白，能水解TAME，增加毛细血管通透性，但无促凝活性，无缓激肽释放活性。该酶对热稳定，在pH59范围内也稳定，分子量33000，等电点6.48。 T.MucrosgMamatos 的蛇毒含有ME-1、ME-2、ME-3、ME-4、ME-5 5 种精华酯酶，其中ME-3、ME-4 和ME -5 可被DFP抑制，说明分子中的丝氨酸羟基对酶的活性非常重要。这五种酶均能引起毛细血管通透性增加，但无促凝血活性，其氨基酸组成与其他蛇毒中的精氨酸酯酶不同。席尔瓦等。 (1985)从蛇毒中分离出一种精氨酸酯酶，其酶活性为181fmi0l/min.mg，比粗毒高10.9倍。该酶无类凝血酶和激肽释放酶活性，以Bz-L-Arg-O-Et为底物时，Km为1.14X10_3mol/L，Vmax为181.7/xmol/min.mg。该酶可被苯甲脒可逆抑制（Ki为8.9X10_4mol/L），被DFP不可逆抑制。

精氨酸酯酶的一个特点是对热稳定。从粳稻蛇毒中分离出的精氨酸酯酶在80加热20分钟后仍有60%的酶活性。冷冻和解冻不会影响其活性，冷冻状态下的样品至少可以保存6个月而不失活。从铜头蛇毒中分离出的精氨酸酯酶的沉降系数为2.7S，扩散系数为8.3X10_7cm2/S，分子量约为30000，等电点为9.1。这些特性类似于从蛇毒中分离出的酶。精氨酸酯酶在pH7.09.0范围内较为活跃，当pH低于7.0或高于9.0时，活力下降很快。加入1 mmol/LMn2+、Zn2+或Co2+可使纯化酶水解BAEE的活性提高2倍，但Mg2+对活性的提高不明显。该酶可被DFP和苯甲磺酰氟（PMSF）抑制，表明它是一种丝氨酸蛋白酶。大豆胰蛋白酶抑制剂和胰碱性胰蛋白酶抑制剂对酶活性没有影响。 EDTA、o-菲咯啉、半胱氨酸、抗坏血酸和谷胱甘肽也对酶活性没有影响，而这些抑制剂对内肽酶具有很强的活性。从蛇毒中分离出的精氨酸酯酶可以水解BAEE、BAME和TAME，当底物中的精氨酸残基被丙氨酸、赖氨酸和酪氨酸取代时，水解就不能进行。作为蛋白酶底物的酪蛋白、血红蛋白和纤维蛋白等天然物质也不会被精氨酸酯酶水解。