王继贵

    (中南大学湘雅二医院，湖南长沙410011)

    蛋白质的氨甲酰化作为慢性肾衰时的生物标志物

    王继贵

    (中南大学湘雅二医院，湖南长沙410011)

    许多研究已证实氨基甲酰化的蛋白质涉及各种疾病的进展，特别是慢性肾衰。本文的目的是介绍非酶促蛋白质翻译后修饰的概况以及其在体内的影响，并评价其作为生物标志物的临床用途。

    氨甲酰化；生物标志物；慢性肾衰

    氨甲酰化是蛋白质翻译后的一种修饰，来自于异氰酸(isocyanic acid)共价结合到蛋白质上，涉及在蛋白质分子成熟(ageing)过程中非酶促反应之一(即糖化、氧化或氨甲酰化)。这些翻译后修饰的特征是在蛋白质上形成共价结合的加合物，该加合物被称作翻译后修饰衍生的产物(posttranslationalmodification-derived products,PTMDPs),它可使蛋白质的结构和功能特性发生改变[1]。

    因为由氨甲酰化来的产物(carbamylation-derived products,CDPs)是有生物活性的化合物，它能触发特殊的及不适当的细胞反应，例如氨甲酰化可促进激素和酶失活、蛋白质功能发生改变。CDPs在体内的积聚，能诱导疾病的发生和进展。监测CDPs对特定疾病是一种可能的生化标志物[2]，对慢性疾病复杂性的诊断和治疗给予新的洞察力。本文拟对氨甲酰化研究的进展作一简要介绍。

    1 氨甲酰化反应的生物化学

    氨甲酰化指的是加在蛋白质或氨基酸的功能基上的“氨基甲酰”部份(-CONH2)，这个反应主要来自于异氰酸和蛋白质之间的相互作用。在体外，异氰酸盐同氨基、硫醇和苯酚基或羧基相互作用，硫醇和苯酚基显示有最高的反应性，但是，它是可逆的，因此，限制了它对蛋白质特性的影响。相反，氨基酸或蛋白质的氨基不可逆地结合到异氰酸上，而且α-氨基比赖氨酸侧链ε-氨基反应快约100倍，因为它们的pKa较低。

    在人类，异氰酸主要由血液中的尿素自发地分解形成氰酸盐(-N＝C＝O)和含氨物质，它在水溶液中发生，根据平衡反应，它促成99%以上的尿素分解，形成的氰酸盐迅速转变成它的反应型异氰酸(HN=C=O)[3]。因此，在慢性肾衰时(Chronic renal failure,CRF)其特征是长期高尿素血症，它促进异氰酸的形成。在健康个体中，血浆异氰酸的浓度大约为50nmol/L，而在CRF的病人中它达到150nmol/ L。在体内，异氰酸和蛋白质、氨基酸和其他分子之间相互作用，使得这些分子中的氨甲酰化 ......