納豆激酶

納豆激酶

納豆激酶(nattokinase簡稱NK)是一種枯草桿菌蛋白激酶,是在納豆發酵過程中由納豆枯草桿菌(Bacillu ssubtilisl natto)產生的一種絲氨酸蛋白酶(單鏈多肽酶)。具有溶解血栓,降低血粘度,改善血液循環,軟化和增加血管彈性等作用。1980年在納豆中被發現,由275個胺基酸按照固定排列方式組成,分子量為27728道爾頓。有分解血栓的獨特功能,活性效果用固有單位Fu表示。納豆激酶是大分子的單鏈多肽酶,可被腸道消化液(糜蛋白酶、胰蛋白酶、小腸液等)分解成胺基酸片段或分子量更小的肽鏈。

基本信息

品名

納豆natto, 納豆激酶nattokinase.

納豆的定義

納豆的原料是黃豆,將黃豆蒸熟後,將其接種納豆菌,進行發酵後形成納豆,這裡強調,一定是納豆菌處理後的黃豆才叫納豆,納豆菌是對人體有益的一種益生菌。市場上銷售的許多產品是由枯草桿菌、米麴黴菌、黑麴黴菌發酵而成,許多廠家誤將其也成為納豆,這是錯誤的,目前人類尚無相關的醫學證明,由其它菌將黃豆發酵後的產品為安全食品。因為米麴黴菌,黑麴黴菌雖然沒有明確的毒副作用,但是他與產生黃麴黴素的黃曲菌屬於類似物種,當然也有報導說,米麴黴菌,黑麴黴菌能引起真菌性鼻竇炎。納豆激酶nattokinase的定義:在上述發酵過程中產生的一種酶,就是納豆激酶nattokinase。(其他菌種發酵的不能稱之為納豆激酶,如米麴黴菌----黑麴黴菌等,只能叫做酵素),納豆菌是不產生毒素,對人體沒有病原性的,與乳酸菌同屬安全菌株。

納豆納豆

研究

發現歷程

須見洋行博士須見洋行博士

納豆激酶的發現來自著名的"兩點半實驗"

1980年的一天,從事溶解血栓藥物研究工作的日本心腦血管專家須見洋行博士,他突然想起納豆不是纖維蛋白發酵的嗎?而血栓最頑固的部分就是纖維蛋白,於是,下午兩點半時,須見洋行博士把納豆中提取的物質加入到人工血栓中。

原本準備第二天看結果的,但5點半的時候,一次偶然的察看,奇蹟發生了,血栓居然溶解了2厘米,而平常用尿激酶做溶血栓的實驗溶解2厘米需要近兩天的時間,也就是說納豆發酵物溶解血栓的速度是尿激酶的19倍之多。於是,就將納豆的這種強力溶栓物命名為納豆激酶Nattokinase,簡稱NK,這就是震驚世界的溶血栓藥物研究史上有名的“下午兩點半”實驗。

醫學實驗

日本生物科學研究所與韓國首爾延世大學研究院心腦血管疾病中心共同研究關於納豆激酶對高血壓的效果。該研究報告的結論是:“總之,納豆激酶會導致收縮壓和舒張壓下降。這個結果表明增加納豆激酶的攝入,可能對於預防和治療高血壓起著重要的作用。”該研究報告被國際權威學刊SCI收錄(《Japanese society of hypertension》 VOL.31NO.8.August,2008ISSN0916_9636)。

日本生物科學研究所與印度孟買市TNMC&BYLNair醫院共同進行的急性腦中風患者套用納豆激酶+低分子肝素+抗凝藥物治療的綜合臨床研究。試驗結論表明:納豆激酶經口服攝取+低分子量肝素+抗血小板凝集藥對於急性缺血腦中風的治療效果顯著。該研究報告也被國際權威學刊SCI收錄(Jpn pharmacol ther vol.32 No 7 2004 TNMC&BYLNair 醫院腦神經外科)。

日本生物科學研究所和日本聖瑪麗安娜醫科大學疑難疾病治療研究中心共同進行關於納豆激酶抑制血小板凝固和預防血栓形成的研究。該項研究的結論是:證實了納豆激酶不但能溶解血栓,還能抑制血小板凝固,起到防範血栓形成的作用。這項試驗結果於2003年3月在日本藥學會發表。

此外,日本生物科學研究所還進行過納豆激酶攝取後血液形態學的研究,手指血液流動變化試驗對視網膜靜脈塞栓試驗、以及納豆中維生素K2對華法令拮抗作用的研究。

神奇之處

據小笠原博士介紹,從醫學的角度解析,納豆激酶溶栓機理是:納豆激酶通過刺激血管內皮細胞產生組織型纖溶酶原激活劑(t-PA),t-PA將纖溶酶原激活為纖溶酶,溶解纖維蛋白,直接溶解血栓;同時將人體內的尿激酶原激活為尿激酶,尿激酶與t-PA一同激活纖溶酶原,達到溶解血栓。

由此可見,納豆激酶在直接溶解已經形成血栓的同時,還能激活增強人體自身的溶栓能力,從而起到持久平穩的溶栓作用。而且,小笠原博士又說:“納豆激酶只溶解血栓的主體物質纖維蛋白,不水解血漿纖維蛋白原,所以不會引發出血的危險。”這一點是臨床溶栓藥劑所普遍缺失的。此外,進一步的臨床研究發現,納豆激酶還具有明顯的降血壓和抑制血小板凝集作用。

作用研究

藥理特性論文截圖藥理特性論文截圖

納豆激酶(NarroKunase,NK)由食品納豆中提取或納豆菌發酵生產,是一種分子量遠遠小於 UK、SK、tPA的蛋白質,並可由腸道,吸收,納豆激酶的體外、體內溶栓性質通過實驗也已得到確定,同時得出納豆激酶的體內溶栓活性為纖溶酶的四倍,在體內作用迅速、持續時間長,還能激活體內的tPA,使之溫和、持續地提高血液的纖溶活性。患心肌梗塞的危險患者,一次需投入尿激酶30萬單位,而50克的 納豆中含有80萬單位尿激酶的血栓溶解作用。(須見洋行等報導每克濕重納豆約相當於1600尿激酶單位。)

日本聖瑪麗安娜醫科大學疑難病治療研究中心和日本生物科學研究所最發現,納豆激酶有抑制血小板凝固的作用,有助於預防高血壓和動脈硬化。

據《日經產業新聞》報導,研究人員讓接受實驗者食用納豆激酶的培養提取物,然後化驗他們的血液。他們發現,食用這種提取物6小時後,實驗對象血小板的凝固作用受到抑制。研究人員據此斷定,納豆激酶具有溶化血栓、使血流順暢的功能。

因而,納豆激酶成為一種新型的口服性溶血栓藥物(第二代溶栓藥),在預防、治療心腦血管栓塞症及栓塞性老年痴呆症等方面起到積極作用。

藥理作用

納豆激酶與其他溶栓藥物相比成本低、安全性好、分子量小、口服效果好、溶栓活性高、作用持續時間長等,有望被開發為一種市場競爭能力強的新型溶栓藥劑(附論文截圖)。

含量標識

國際通用的標準含量標識FU

2010年12月20日,世界權威納豆激酶組織——日本納豆激酶協會與納豆激酶專利所有者——日本生物科學研究所邀請中國國家醫學教育發展中心在北京梅地亞中心召開新聞發布會,並發表聲明:日本生物科學研究所是日本及全球最大的納豆激酶原料生產企業,唯一擁有日本專利廳授予的納豆激酶生產專利(專利號第3881494)。該研究所研製的納豆激酶是通過納豆菌培養液發酵產生納豆激酶,經特殊的技術和工藝提取和提純。以這種物質為主要原料製作而成的高純度納豆激酶產品具有溶解血栓作用,是現代生物領域的一項高科技產品,其安全性和有效性已經過醫學臨床驗證,也得到日本納豆激酶協會的充分認可。此外,日本官方健康營養食品協會制定的納豆激酶產品的標準單位為“FU”,而非“IU”。

FU與FU/g的區別

納豆激酶在國際上的標準單位為“FU”,是指每粒納豆激酶產品的納豆激酶含量;“FU/g”是指每克納豆原料中的納豆激酶含量,兩者存在區別。

理化特點

納豆激酶納豆激酶

1、納豆激酶是在納豆發酵過程中由納豆枯草桿菌(Bacillus subtilisl natto)產生的一種絲氨酸蛋白酶(單鏈多肽酶),分子量為27728道爾頓。

2、納豆激酶在溫度超過80℃時迅速變性失活,但反覆凍融對其影響不大。

3、納豆激酶在PH值從7升至12時,10min內穩定;PH值低於5時,迅速變性失活。胃酸環境中的PH值只有1.2到2之間,納豆激酶根本無法通過。

4、納豆激酶與粘性物質混合後,在PH值2-3的酸性環境中,還能保持不超過7.5%的活性。

5、納豆激酶是大分子的單鏈多肽酶,可被腸道消化液(糜蛋白酶、胰蛋白酶、小腸液等)分解成胺基酸片段或分子量更小的肽鏈。

溶栓特點

1、納豆激酶對交聯狀態的纖維蛋白(已形成血栓的纖維蛋白)尤其敏感,可以將其直接降解,對血漿纖維蛋白無影響,不易引起出血。

2、納豆激酶具有多元化的溶栓機制。除上述直接溶栓效果,還有少量的間接溶栓效果。

激活血管內皮產生內源性纖維酶原激活劑(T-PA)。激活腎臟產生的尿激酶原成為有活性的尿激酶。溶解纖溶酶原激活劑抑制物,確保溶栓效果。

作用說明

維生素K2與納豆激酶的作用卻正好相反,納豆激酶是溶解血栓促進血液循環,而維生素K2則是凝血。所以,納豆激酶產品中含有維生素K2,是會大大影響納豆激酶的溶栓作用的。

劑型對比

1、軟膠囊,全世界公認的最先進的劑型,易於人體吸收,但工藝複雜,生產要求高,活性保持好;

2、硬膠囊:顆粒較小,沒有粘合劑,相對容易生產,但活性保持差。

納豆激酶納豆激酶

服用方法

日本營養健康食品協會規定納豆激酶的每日正常維持量應該不低於2000FU。因此,醫學營養專家建議納豆激酶服用人群的基本用量如下:

1、每日攝取量2000FU,是正常或亞健康人群預防心腦血管疾病用量,多數人在服用7天左右身體出現反應,自覺精力充沛,眼睛乾澀症狀等開始好轉;敏感人群當天即有反應。

2、每日攝取量2000FU-4000FU,是心腦血管疾病患者建議用量,15天左右大多身體出現積極反應,比如手腳冰涼、胸悶心慌、肢體麻木、頭暈眼花、失眠等症狀逐漸緩解,2-3個月左右血壓、血脂指標逐漸向正常值靠攏,待指標正常時可減量至健康維持量。

3、每日攝取量4000FU-6000FU,是心腦血管疾病重病患者建議用量,1月左右自覺症狀開始減緩,維持3個月減緩明顯,待指標好轉後,可逐漸減量。

服用禁忌

嚴重腹瀉,嘔吐,消化不良者;

需要促凝藥物治療的病患。

皮膚、內臟器官出血、滲血者。

治療中使用大劑量溶栓藥物者。

支架術後人群遵醫囑。

注意事項

孕婦不推薦食用,手術前後2周暫停食用,以免影響傷口癒合。

其它與血液凝集相關疾病,須先請教醫生後方可食用。

若有大量出血,如血管破裂、意外事故等也應避免食用。

如腦溢血患者須在症狀發作期後3個月才適合食用。

納豆激酶屬於功能性食品不能替代藥物。

不受胃酸干擾,直達小腸吸收,體內作用時間8-12小時。

低熱量,低蛋白,肥胖及腎病患者可安心食用。

與藥物同食無牴觸且可降低藥物的不良反應。

調控機制

同其它生物活性物質一樣,納豆激酶的分秘表達受多種因素的影響。W ong,S_L_| 等^ 的研究了與aprN同源性很好的基因aprE,結果表明基因的分秘表達受口 啟動子舫控制,他們利用s1按酸酶保護實驗分析法確定了該基因在體內外轉錄的起始位點,體外轉錄用 RNA 聚台酶(Eo),體內轉錄利用從T孢子細胞中分離得到的mRNA,基於轉錄啟動同腺苷有關,從而選擇了+t位點,這種方法被mRAN 序列分析所證實。結果表明,基因在體外轉錄有兩個啟動位點,之間被15個核苷酸隔開;體內轉錄也在這兩個位點或其附近。下游位點(P:)具有一個獨特的d”識別序列。Moran等人對該基因的d”啟動子和其它兩種枯草芽孢桿菌的d”啟動子怍了比較,比較了它們的保守鹼基序列,在一35區.P:啟動子的共有序列為5個鹼基;在一10區共有序列為8個鹼基.兩區之間被15個鹼基隔開。另外兩個鹼基區可能調節該基因的表達.一個是在啟動子上游35bp處的二分體對稱區,另外就是mRNA 上樁糖體結台位點,mRNA 上桉糖體結台位點序列為:pppAA.A—A—G一0 0 A_0 00 U。

此外.在納豆激酶基因的105-336bp處編碼了一段有77個胺基酸的蛋白肽(pmpeptide),其有可能參與調節納豆激酶的活性。納豆激酶的表達同其它枯草桿菌蛋白酶一樣受葡萄糖阻遏和被許多SpoO 孢子形成突變株阻斷,另外Cat A、hpr、Scoe突變株位點可以提高其表達。

分解血栓

1、直接血栓、分解血栓

2、活化尿激酶的前驅物使其轉為具有活性的尿激酶,以作用血栓分解酵素(酶)。

3、增加組織胞漿素原活化劑的量,間接達到分解血栓目的。

理化特性

納豆激酶與其他酵素一樣,有其物理、化學上的特性:

1、分子量在20,000-30,000之間有275個胺基酸。

2、等電點(Pi)為0.6±0.3(svensson卡瓦姆法)。

3、安定性:ph6-12溫度60°仍安定。

納豆激酶圖片納豆激酶圖片

分子改造

納豆激酶對纖維蛋白有高度的親和性,能夠直接作用於交聯的纖維蛋白,套用後引起全身出血的傾向小,納豆激酶能否成為新一代的溶栓製劑主要取決於納豆激酶功能的提高,如延長半衰期、提高酶活力和熱穩定性等。由於人們對納豆激酶分子的結構已很清楚,並且已能熟練操作納豆激酶基因.針對納豆激酶 的缺點,可有目的地進行納豆激酶分子的改造研究, Hirc~Jfi T 等人採用定點突變使GIC 和變為Cys6 C 突變株,再使用 計算機分析,找到台適的雙硫鍵位點,雙硫鍵的引A ,提高了酶的耐熱性,而不改變其催化性能.Cys6 /Cy 突變株的半衰期是野生型的2~3倍;引入雙硫鍵後,熱穩定性提高了45℃; Takagi H等人採用定點突變的方法,改變括性中心Asp3 附近的1Ie ,然後將突變基因轉入E.coli中表達,獲得了較高的酶活力,其催化效率是野生型的2~6倍,作為對照,他們在IIe位點引入了8種不同的胺基酸殘基(Cys,Ser,Thr,Gly,Ala,Val,Leu,Phe),結果發現只有Var 和Leu 突變株表現出酶活力增加,其中Leu 突變株的酶活力顯著增加,其它六種突變株的酶活力均明顯下降,這表明在31位點的側鏈胺基酸對納豆激酶活力的表現是非常重要的,並且酶活力表現的水平依賴於側鏈基團的結構。

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