S蛋白

多功能黏附糖蛋白

S蛋白是一种广泛存在于血液及其他组织中的多功能黏附糖蛋白，具有与黏附蛋白相似的促进细胞黏附与分布的特性，因此S蛋白又称为血清扩展因子、玻璃结合蛋白、玻璃粘连蛋白等。S蛋白主要由肝细胞合成，在组织内分布和纤维粘连蛋白有相当的重叠，但分子结构与纤维粘连蛋白完全不同。

S蛋白简介

S蛋白又称玻璃连结蛋白，是血清中的一种单链糖蛋白，分子量为83kDa。S蛋白可与C5b67复合物结合，阻止其插入细胞膜。S蛋白还可抑制C9聚合形成孔道，从而起到保护细胞免遭补体损害的作用。若C5b67或C5b678结合2～3个S蛋白，则易被溶解。

S蛋白主要由肝细胞合成，在组织内分布和纤维粘连蛋白有相当的重叠，但分子结构与纤维粘连蛋白完全不同。S蛋白有两种构型存在，一种为单链，分子量为75kD，另一种是双链，分子量分别为65kD和10kD。其生理功能有多种，如参与血栓形成、纤溶过程、补体系统的调节、炎症反应以及细胞功能的调节等。

S蛋白作为一种多功能黏附糖蛋白，主要通过与受体结合后参与凝血功能和形成补体复合物，发挥其黏附功能。除具有黏附蛋白的一些共性外，由于其体内分布特点、多个结构功能区域及互变的分子结构，使S蛋白成为止血过程中一种新的调节分子。

S蛋白通过促进血管内皮细胞、血小板与内皮下基质的黏附，参与保持血管壁完整性及血小板的黏附、聚集。位于内皮下基质中的s蛋白通过其分子的精氨酰一甘氨酰一天冬氨酸短肽与细胞表面特定的整合素相结合，促进细胞与基质的结合。与止血有关的细胞，如巨核细胞、血小板。内皮细胞上的整合素主要是S蛋白受体，属于整合素超家族中的β3亚家族。

在抗凝系统中，各种丝氨酸蛋白酶抑制剂和肝素起主要作用。S蛋白能抑制以丝氨酸为活性中心的凝血因子的活性，如凝血酶X、XⅠa、XⅡa、纤溶酶等，而以肝素为代表的糖胺多糖是丝氨酸蛋白酶抑制剂的辅助因子，能加速丝氨酸蛋白酶抑制剂对凝血因子的抑制。S蛋白能与肝素结合，保护凝血酶不致被快速灭活。

另外S蛋白还能直接与纤溶酶原结合，结合位置在肝素结合区，但肝素对两者的结合几乎无影响，S蛋白与纤溶酶原结合，能够推迟甚至抑制纤维蛋白所启动的纤溶酶原激活及纤溶酶形成，由此可见，S蛋白是凝血和纤溶两大系统的一种新的联系分子。

血清S蛋白

血清S蛋白是一种在体外调节细胞黏附的血清扩散因子。它的基因存在于人类第17q染色体。相对分子质量为70000，并含有基质血浆蛋白及细菌的多个结合位点。血清S蛋白在肝脏中产生，少量由间充质细胞合成。在矿化基质中血清S蛋白的含量很少，它可能来源于循环或内分泌系统。

冠状病毒

冠状病毒具有很广的宿主范围，可感染多种哺乳动物和鸟类，能够引起呼吸系统、肠道，肝脏和中枢神经系统等部位的疾病。冠状病毒能够引起人和家禽的上呼吸道感染；猪、牛冠状病毒能够引起肠道感染；小鼠肝炎病毒中部分毒株可引发肝炎，其他毒株可引发肠道疾病或神经系统疾病。

冠状病毒宿主范围和组织嗜性的变化很大程度上是因为S蛋白的多样性。S蛋白是一类很大的糖蛋白，N端(S1)和C端(S2)具有截然不同功能的结构域。一般认为S1超变区与冠状病毒的趋向性有密切关系。

不同MHV毒株的比较研究表明S蛋白为组织嗜性和致病性的中介。核酸序列也表明病毒毒力的变化与spike基因的差异密切相关，并已经被靶向RNA重组技术证实。

在没有任何S蛋白结构数据的情况下，理解S蛋白与致病性之间的关系是非常困难的。人们仅仅知道S1可非依赖的与细胞受体结合，S2部分为介导膜融合所必需。S1片段变异性较强，S2片段在某些变异体中也会变化，因此，冠状病毒致病性的完整理解需要将受体识别和膜融合两个过程综合考虑。

冠状病毒受体的分布与致病性有密切联系。在这点上，S蛋白显示出一定的受体特异性。在没有S蛋白及其受体的详细结构数据的情况下，对病毒侵入起始阶段的研究主要依赖于对S蛋白及其受体结合所需的蛋白质局部片断的分析。

不同S蛋白一受体相互作用的精确亲和力还没有确定，但此数据对冠状病毒致病性和进化的研究非常重要。MHV受体属于癌胚抗原黏附分子多向性家族(pleiotropic family)，这是一个包含很广泛的分子家族，在多种细胞中都有表达。CEACAM的家族成员在组织分布和与S蛋白结合能力方面有很大不同。不仅如此，具有不同亲合能力的受体在不同的组织和机体的不同生长阶段表达也不同，所以病毒对于宿主的致病性会呈现出时间和空间上的差异。含有“N”结构域的多受体的存在也可能与MHV进化有关。实验观察到，MHV在持续感染组织培养细胞后可以感染人、鼠、猫和猴的细胞，据此可以推测病毒可以通过自身变异与这些物种的CEACAM受体更加有效的结合。

亲和力数据对于理解病毒对宿主细胞的入侵过程是必需的，因为病毒与受体结合过程中释放的自由能可以引发病毒进入细胞的下一个步骤S蛋白介导的膜融合。具有更高亲和力的受体使融合反应更加有效，这就强调了利用s蛋白一受体复合物构象变化来解释细胞融合的重要性。在此方面，对MHV S蛋白的研究比较多。MHV JHM的S蛋白在内质网中合成，翻译后被切割成外围S1和跨膜S2两个亚基。S1部分在体外可以同受体结合。S2可能含有一个跟融合有关的结构域，具体位置不明。S2具有三段两性的七价重复序(amphipathic heptad repeatsequence)，每个区域都有形成卷曲螺旋结构的倾向。因此我们推测，S1与受体结合释放的能量使S2融合肽暴露出来，三段预测的螺旋区域(helical region)变为卷曲结构(coiled—coil structure)，进而使病毒外膜同靶细胞外膜充分接近。

MHV JHM毒株S蛋白的行为表明可能存在另外一种融合机制。MHV JHMspike可以在缺少CEACAM受体的情况下介导病毒一细胞之间的膜融合。近来发现这种机制需要特定的酸碱度。S蛋白在酸性的高尔基体内腔时，会保持一种稳定的复合体状态。然而一旦出现于细胞膜上时，S蛋白的复合物就会进入一个升高的pH值环境，并很快被分解成S1、S2两部分，其中一部分就介导不依靠受体的融合。当JHM在组织培养液中繁殖时，很多病毒的spike基因发生了变异。变异之后的S蛋白S1与S2之间的结合能力更强。从而使复合物结合更加稳定，在没有同CEACAM结合的情况下不能跨越融合所需要的能垒。对MHV JHM毒株的研究表明，在鼠(CNS中枢神经系统)中很少能探测到CEACAM受体，因此冠状病毒S蛋白在CNS中的快速扩散不需同特定受体结合就可变成有融合活性的构象。另一方面，S蛋白的不稳定性是冠状病毒在组织培养中的一大劣势，稳定突变的spike会被选择。MHV JHM突变体S蛋白在CNS中不能变成一种具有融合活性的构象可以用来解释其毒性的减弱。MHV JHM类病毒S蛋白感染CNS的行为可帮助我们理解病毒感染机制的早期事件。

临床意义

S蛋白来源于肝脏，是评价肝脏合成功能的指标。各种肝病患者血浆S蛋白水平均降低，尤以肝细胞性肝病和肝硬化患者降低为明显，并随肝硬化严重程度呈进行性降低。

常见S蛋白降低的疾病：

1、肝炎、肝硬化、肝功能衰竭、肝癌等。

2、弥散性血管内凝血患者的血浆S蛋白水平常明显降低，合并有肝衰竭者下降更为显著。

3、肾病、系统性红斑狼疮等。

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