1.2.1. Một số nguồn sinh tổng hợp enzyme thủy phân fibrin
Xu hướng nghiên cứu tìm ra các enzyme thủy ph n fibrin có nguồn gốc từ nhiều đối tƣợng khác nhau ngày càng phổ biến.
Năm 1987, Sumi và cs, sau nhiều năm nghiên cứu về enzyme ph n giải cục nghẽn và tìm kiếm một tác nh n tự nhiên có thể hòa tan cục nghẽn liên quan tới nhồi máu cơ tim và tai biến mạch máu não, đã phát hiện ra nattokinase- một enzyme có khả năng thủy ph n fibrin mạnh. Nattokinase đƣợc chiết và tinh sạch từ một loại thực phẩm lên men truyền thống là Natto, đã đƣợc sử dụng ở Nhật Bản trên 2000 năm nhƣ một vị thuốc d n gian cho các bệnh về tim mạch và tê phù. Natto đƣợc sản xuất thông qua một quá trình lên men bằng cách bổ sung B. natto, một vi khuẩn có lợi vào dịch đậu tương đã được nấu sôi. Khi đó B. natto sẽ sản xuất ra enzyme nattokinase. Sau khi thử nghiệm trên 173 loại thức ăn tự nhiên đƣợc xem là có tác dụng đối với các bệnh liên quan tới hiện tƣợng nghẽn mạch máu, Sumi đã tìm đƣợc điều mà ông mong muốn khi natto đƣợc nhỏ lên cục nghẽn nh n tạo làm từ fibrin trên một đĩa petri và để yên ở 37C. Cục nghẽn xung quanh natto đã tan dần và tan hoàn toàn trong 18 giờ. Ông đã đặt tên cho enzyme mới phát hiện này là
“nattokinase”, có nghĩa là “enzyme ở natto” [56].
Đến năm 1991, Mihara và cs đã tách chiết đƣợc enzyme có hoạt tính thủy ph n fibrin cao từ giun đất Lumbricus rubellus, một thành phần chính để ch a nh ng cơn sốt và nhận ra rằng enzyme này gồm có 6 isozyme, ông đã đặt tên chung cho 6 enzyme này là lumbrokinase [47].
Có thể nói, việc nghiên cứu phát hiện các enzyme có hoạt tính thủy ph n fibrin cao là một trong nh ng vấn đề hiện nay rất đƣợc quan t m. Sau nh ng phát hiện đầu tiên về enzyme thủy ph n fibrin và triển vọng ứng dụng của nó trong việc điều trị bệnh tim mạch, hàng loạt nghiên cứu trên các đối tƣợng khác nhau đã đƣợc công bố. Các enzyme thủy ph n fibrin không chỉ đƣợc tách chiết từ các loại thuốc, thức ăn truyền thống mà còn từ nhiều loài động vật, thực vật khác.
Vũ Thị Bích Ngọc 10 Cao học K20 Năm 1996, Kim và cs đã tinh sạch đƣợc một enzyme có hoạt tính thủy ph n fibrin mạnh từ Bacillus sp. CK 11-4, ph n lập từ nước sốt đậu tương Chungkook- Jang - một loại thực phẩm lên men truyền thống của Hàn Quốc [38] .
Coll-Sangrona và Arocha-Pinango (1998) đã tách chiết enzyme thủy ph n fibrin từ một loại s u bướm Lonomia achelous thu thập trên cánh đồng. Các tác giả đã kết luận rằng có sự tồn tại một enzyme có khả năng ph n giải cục nghẽn có ích ở L. achelous và họ đang tiến hành nghiên cứu sử dụng enzyme này làm thuốc ch a bệnh tắc nghẽn mạch máu [14].
Dametto và cs (2000) đã tách chiết enzyme thủy ph n fibrin từ Haematobia irritans, một trong nh ng loài ruồi có nhiều ở Bắc và Nam Mỹ thường g y hại cho vật nuôi. Người ta thấy rằng trong số các enzyme thủy ph n protein được tiết ra trong quá trình tiêu hóa thức ăn (máu) của nó, có các enzyme tương tự trypsin đóng vai trò trung t m và xuất hiện tương đối muộn (khoảng 8 giờ sau khi hút máu). Hoạt tính trypsin tăng nhanh và đạt tới mức cao nhất vào khoảng 7-8 giờ sau khi ăn, sau đó giảm dần tới 15 giờ [18].
Năm 2001, Choi và Sa đã tách chiết và xác định đặc tính của enzyme thủy ph n fibrin từ loài bèo tấm Spirodela polyrhiza-một thành phần trong bài thuốc d n tộc ở phương Đông. Bài thuốc này được sử dụng để làm giảm áp lực máu và giải độc cho các trường hợp bị rắn cắn [13].
Năm 2004, Wang và cs đã tách chiết enzyme thủy ph n fibrin từ nọc rắn Agkistrodon acutus. Các enzyme thủy ph n fibrin từ nọc rắn có thể ph n hủy trực tiếp fibrin và fibrinogen. Enzyme thủy ph n fibrin đầu tiên đƣợc tách chiết từ nọc rắn A. acutus có hoạt tính g y xuất huyết [63].
Vào năm 2007, các nhà khoa học Nhật Bản đã chỉ ra tác động chống huyết khối của bột tỏi không mùi ở cả 2 điều kiện in vitro và in vivo. Bột tỏi không ảnh hưởng đến yếu tố tPA và các chất ức chế tiết từ tế bào nội mô tĩnh mạch cuống rốn của người, tăng cường hoạt động của plasmin nhờ tPA trong thủy ph n fibrin và trong các xét nghiệm sinh màu khoảng 1,8- 8,7 lần. Ngoài ra, bột tỏi đƣợc xem là
Vũ Thị Bích Ngọc 11 Cao học K20 thực phẩm chức năng trong việc kháng tiểu cầu [48], giảm fibrinogen trong máu [8], làm dày, mịn và thay đổi cấu trúc thành động mạch liên quan đến lão hóa và xơ v a động mạch, giảm huyết áp [23]. Đ y đƣợc xem là sản phẩm y học tiềm năng chiết xuất từ thực vật không g y ra các tác dụng phụ [52].
1.2.2. Phân loại enzyme thủy phân fibrin
Fibrin có bản chất là protein nên enzyme thủy ph n nó thuộc lớp 3 (hydrolase), nhóm protease theo cách ph n loại của Hội Hóa sinh quốc tế (năm 1960), xúc tác phản ứng thủy ph n liên kết peptide, tạo thành các peptide ph n tử thấp và các amino acid. Các enzyme có phản ứng thủy ph n fibrin cao đã nghiên cứu chủ yếu thuộc nhóm serine protease (trung t m hoạt động bao gồm một bộ ba xúc tác Asp…His…Ser, duy chỉ có enzyme tách chiết từ nọc rắn A. acutus thuộc nhóm metalloprotease [63].
Nói chung, chƣa có sự ph n biệt rõ ràng gi a enzyme thủy ph n fibrin và các enzyme khác thuộc nhóm protease. Người ta thường nhận ra chúng nhờ vào hoạt tính thủy ph n fibrin mạnh (đƣợc so sánh với hoạt tính của plasmin). Do thuộc nhóm protease nên hầu hết các enzyme thủy ph n fibrin đã đƣợc nghiên cứu đều có hoạt tính thủy ph n casein. Tuy nhiên không phải enzyme có hoạt tính thủy ph n casein cao thì hoạt tính thủy ph n fibrin cũng cao và ngƣợc lại (Bảng 1.1) [38]. Đ y chính là tính đặc hiệu cơ chất của enzyme.
Mặc dù không có một ranh giới rõ ràng gi a enzyme thủy ph n fibrin với các protease khác, nhƣng nghĩa của các nghiên cứu về nó đều có một điểm chung là:
tìm một enzyme có hoạt tính thủy ph n fibrin mạnh có thể làm thuốc ch a tắc nghẽn mạch máu. Rõ ràng, không phải enzyme có hoạt tính thủy ph n fibrin nào cũng có thể đáp ứng đƣợc yêu cầu ấy. Bởi vì khi vào mạch máu, enzyme chịu ảnh hưởng của rất nhiều yếu tố có trong máu (ví dụ như 2--macro globulin là chất kìm hãm protease) cũng nhƣ có nh ng tác động ngƣợc lại đối với máu dẫn đến nh ng ảnh hưởng không mong muốn [30].
Vũ Thị Bích Ngọc 12 Cao học K20 Bảng 1.1. Hoạt tính thủy phân fibrin và casein của một số protease
Loại protease Hoạt tính thủy
phân casein (U)
Hoạt tính thủy phân fibrin (U)
Protease từ Bacillus sp. CK 11-4 352 257
Protease từ B. licheliformis (type VIII) 423 41
Protease từ A. oryzae (type XIII) 127 35
Trypsin tụy bò (type I) 334 75
Subtilizin Carlsberg (type VIII) 325 30