納豆激酶研究現(xiàn)狀及展望

◎ 楊 溢，王雅南，王雪梅，黃 美，朱曉光，李維維，金 橋

（康奧科技集團，天津 300011）

納豆激酶（Nattokinase，NK）是在納豆發(fā)酵過程中由枯草芽孢桿菌產(chǎn)生的一種具有強力纖溶活性的堿性絲氨酸蛋白酶[1]，由日本學者須見洋行等首先在納豆中發(fā)現(xiàn)并命名。大量實驗證明，納豆激酶具有顯著的溶栓活性[2-4]。納豆激酶是一種分子量為27728Da的單鏈多肽[6]，特異性作用于血漿纖溶酶的底物S-2251[6]，溶栓效果好且作用迅速，與傳統(tǒng)的溶栓藥物相比還有諸多優(yōu)勢：①分子量小，更易被人體腸道吸收。②在體內半衰期長達8 h，作用持續(xù)時間長。③來源于傳統(tǒng)食品，無免疫原性，可口服，安全無毒副作用。④生產(chǎn)成本低廉，工藝簡單[7-8]。因此，納豆激酶在開發(fā)新一代溶栓藥物方面具有非常大的應用潛力。本文對納豆激酶的分離純化工藝、作用、溶栓機理等方面的研究進展進行總結，并對其應用前景做出展望，以期為納豆激酶新產(chǎn)品開發(fā)提供參考。

1 納豆激酶的分離純化

目前，納豆激酶主要從納豆芽孢桿菌發(fā)酵液中提取，經(jīng)過一系列分離純化工藝后干燥制得。常用的分離純化方法有柱層析、超濾、萃取、親和顆粒吸附、集成化分離技術等[9]。由于發(fā)酵液成分復雜，納豆激酶活性易受到環(huán)境影響，而且單一的分離純化方法單獨使用時得到的酶純度不高。因此在納豆激酶的分離純化過程中，為了保證酶活力同時提高產(chǎn)率，通常采用兩種或多種操作共同達到目的。膨脹床吸附技術是一種新型集成化分離技術，可直接從固液混合原料液中直接吸附目標蛋白產(chǎn)品，有效簡化操作步驟，提高產(chǎn)品得率，實現(xiàn)快速分離純化。胡洪波等[10]利用膨脹床技術分離純化納豆激酶，操作步驟由傳統(tǒng)的6步簡化為2步，操作時間縮短10 h左右，回收率高達95%。利用基因工程技術選擇合適的載體進行納豆激酶基因的克隆、重組、表達，從而達到提高納豆激酶產(chǎn)量和純度的目的。余榕捷等[11]構建的大腸桿菌工程菌成功表達了納豆激酶融合蛋白，并證實了其溶栓活性。

2 納豆激酶的作用

2.1 預防和治療血栓病

動物實驗和人體試驗均已證實，納豆激酶是一種安全高效并且具有極強溶栓活性的纖溶酶，且具有傳統(tǒng)溶栓藥物無可比擬的優(yōu)勢，如溶栓效果好、藥效持續(xù)時間長、安全無毒副作用、成本低、可口服等。納豆激酶體外溶栓作用明顯。呂偉[12]將納豆激酶與等量的蚓激酶同時作用于纖維蛋白-瓊脂糖平板相同時間，比較兩種酶體所產(chǎn)的溶圈直徑大小，從而判斷體外溶栓效果。結果表明，等量納豆激酶和蚓激酶，納豆激酶組溶圈直徑大于蚓激酶組，說明等量納豆激酶體外溶栓效果優(yōu)于蚓激酶。饒穎竹等[13]研究納豆激酶粗酶液體外溶栓效果，結果表明，納豆激酶組溶解血塊的速率明顯高于尿激酶組。納豆激酶良好的體內溶栓作用也得到許多實驗證實。舒敏[14]建立大鼠血栓模型并灌喂不同劑量納豆激酶，經(jīng)采血檢測和纖維蛋白降解產(chǎn)物測定證實納豆激酶具有較強的體內纖維蛋白溶解活性。健康人群服用納豆激酶試驗結果顯示，口服納豆激酶后可提高體內纖溶活性[15]，因此也可證實納豆激酶具有預防血栓病的作用。

2.2 其他功效

納豆激酶除具有良好的溶栓作用外，還可輔助其他心腦血管疾病的治療。實驗證明，納豆激酶具有一定的降血脂作用。謝嵩等[16]研究納豆激酶對高脂模型大鼠的降脂功效，結果表明，低、中、高納豆激酶劑量組在給藥6周后總膽固醇、甘油三酯水平均顯著降低（P＜0.05）。另外，納豆激酶還能降低血液黏度，改善血液循環(huán)、軟化血管、增加血管彈性等，從而對高血壓、中風、冠心病、阿爾茨海默病和動脈粥樣硬化等心腦血管疾病具有輔助治療和預防作用[17-18]。

3 納豆激酶的溶栓機理

①作為一種枯草芽孢桿菌絲氨酸蛋白酶，納豆激酶本身可以直接水解交聯(lián)纖維蛋白發(fā)揮溶栓作用。②納豆激酶可刺激血管內皮細胞組織型纖溶酶原激活劑（t-PA），t-PA可激活纖溶酶原轉變成纖溶酶，以使積累的纖維蛋白溶解。還有研究發(fā)現(xiàn)，納豆激酶具有降解t-PA抑制劑（PAI-1）的作用，通過使PAI-1失活，保證t-PA增加，促使纖溶酶增加，加速血栓溶解。③納豆激酶可以使體內的尿激酶原轉化為尿激酶，從而間接發(fā)揮溶栓作用[7]。

4 納豆激酶產(chǎn)品

目前，納豆激酶產(chǎn)品主要有普通食品、功能性食品、食品添加劑等用于保健和防病，產(chǎn)品形式主要有膠囊、片劑、粉劑、液體劑等，尚未見納豆激酶藥物制劑正式面世。以納豆激酶為主要功效成分的鮮納豆是源自中國的傳統(tǒng)發(fā)酵食品，在日本有1 000多年的食用歷史，富含氨基酸、有機酸、寡糖、維生素、礦物質和活性酶等，具有溶栓、抗腫瘤、降血壓、抗菌和抗氧化等生理功能，營養(yǎng)價值很高[19]。但鮮納豆氨臭味較重很難被我國人接受，因此未得到大范圍推廣。食品除營養(yǎng)功能、保健功能外，風味也是非常重要的屬性。因此，需要開發(fā)符合中國消費者口味的納豆產(chǎn)品，目前主要通過優(yōu)化工藝和添加其他輔料來進行納豆風味改良。納豆激酶功能性食品主要發(fā)揮預防和通過食療輔助治療的作用。市售納豆激酶類保健品主要有片劑和膠囊劑兩種形式，在日本、中國、韓國等地均已實現(xiàn)商業(yè)化生產(chǎn)。

5 展望

包括血栓病在內的心腦血管疾病已成為威脅人類健康的頭號殺手，且隨著人口老齡化的到來，患者還在逐年增加。溶栓是治療血栓病的重要手段，溶栓藥物市場存在巨大潛力。目前，常見應用于溶栓臨床治療的藥物如尿激酶、鏈激酶等普遍存在半衰期短、副作用大、價格昂貴等缺點，很難成為大眾化消費藥品，開發(fā)替代藥物成為研究的熱點。納豆激酶具有安全有效、可口服、可大規(guī)模生產(chǎn)等優(yōu)點，是一種理想的天然溶栓藥物，將納豆激酶應用于溶栓產(chǎn)品的開發(fā)具有廣闊前景。除優(yōu)良的溶栓作用外，納豆激酶還具有輔助降血脂、降血壓、軟化血管等功效，開發(fā)納豆激酶產(chǎn)品，對預防和治療心腦血管疾病具有重要意義。利用現(xiàn)代食品生物技術如基因工程技術、酶工程技術等對納豆激酶進行深入研究，開發(fā)出更多滿足人們需求的新產(chǎn)品，具有非常廣闊的市場前景。