決定生死的身體開關

血塊是人體最好的生存工具之一。它們會閉合傷口、止血並幫助我們癒合。但是，當血栓在錯誤的時間或錯誤的位置形成時，它們可能會變得極其危險，導致心臟病發作、中風或突然的器官損傷。密切控制凝血至關重要，而身體最重要的守護者之一是一種稱為抗凝血酶的蛋白質。

抗凝血酶可作為血液凝固的天然抑制系統。大多數時候，它靜靜地坐著，不活動，等待訊號。此訊號通常來自肝素，這是世界各地醫院常用的血液稀釋藥物。多年來，醫生都知道肝素「開啟」抗凝血酶，但這種現像在蛋白質內部到底是如何發生的仍不清楚。最近的一項研究旨在透過觀察抗凝血酶的內部部分如何溝通來打開這個救生開關來解決這個難題。

伊利諾大學芝加哥分校和美國 Insight-DNA 的 Gonzalo Izaguirre 博士現在發現了一個令人驚訝的優雅答案。他的研究發表於 國際分子科學雜誌揭示抗凝血酶包含一個內部控制系統，該系統小心地將蛋白質鎖定在「關閉」位置，直到合適的時機。

Izaguirre 博士利用先進的電腦建模、精心設計的蛋白質實驗以及在分子尺度上追蹤運動的模擬，確定了抗凝血酶中充當安全鎖的三個小成分。它們一起使蛋白質保持非活性。 「你可以把它們想像成一把鎖，」他解釋道。 “當肝素結合時，這種阻塞就會打開，整個蛋白質就會改變形狀。”

一旦閂鎖被釋放，抗凝血酶就會啟動。類似中風的運動穿過其結構，使其能夠關閉危險的血栓生成酶——特別是一種稱為Xa因子的酶，它是血栓形成的關鍵因素。研究團隊發現了一些值得注意的事情：即使沒有肝素，僅改變區塊的一部分就可以使抗凝血酶更加活躍。這三個人的改變幾乎讓他徹底興奮起來。由此可見，這個內控系統是多麼的強大和準確。

這些變化不僅影響抗凝血酶的表現，也影響抗凝血酶的作用。他們也改變了他的身體穩定性。當堵塞減弱時，蛋白質更容易失去其原始形狀，尤其是在加熱時。 「這向我們表明，這種蛋白質不再想保持靜止狀態，」伊扎吉雷博士說。換句話說，一旦安全鎖消失，抗凝血酶就可以發揮作用。

抗凝血酶的另一個關鍵特徵是被稱為中央反應環的靈活部分。該環是實際捕獲並使凝血酶失去活性的部分。通常，它透過小的內部鍵（例如小分子鍵）緊緊地固定在適當的位置。當其中一個鍵被破壞時，環路變得更加活躍，導致抗凝血酶反應更快。這項發現可以幫助科學家設計出完全不依賴肝素的新型抗凝血酶——對於無法安全服用該藥物的患者來說，這是重要的一步。

為了證實他們所看到的，研究人員進行了詳細的電腦模擬，使他們能夠觀察蛋白質的運動。稱為 F 螺旋的內部部分錶現出特別引人注目的運動。它似乎充當信使，將激活信號從肝素結合位點傳遞到反應環。 「我們看到蛋白質的不同部分同時變得靈活，」伊扎吉雷博士指出。 “這是他們正在互相交談的強烈跡象。”

其醫學意義令人興奮。透過揭示彈弓式的逐步活化過程，這項研究解釋了肝素如何在更深層次上發揮作用，並指出了更安全的替代方案。未來的治療可能會直接活化抗凝血酶，減少肝素依賴性，並降低罕見但嚴重副作用的風險，例如肝素引起的免疫反應。

最後，這項研究顯示抗凝血酶不僅僅是一種簡單的血栓阻斷劑。它是一款精心設計的分子開關，配有鎖、槓桿和觸發器，確保它只在真正需要時運作。了解這種開關的工作原理可以為新一代血液稀釋療法鋪平道路，並幫助醫生更好地掌握治癒與傷害之間的界限。

期刊參考文獻

Izaguirre G.「肝素抗凝血酶活化中的變構通訊網路」。國際分子科學雜誌，2025； 26（18）：8984。 DOI：https://doi.org/10.3390/ijms26188984

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