Trypsin-like serine proteases; Tryptase (Ki = 20 μM); Trypsin (Ki = 21 μM)

在成纤维细胞中，苯脒盐酸盐水合物 (50 μM) 减少 [3H]胸苷掺入，表明对活性催化位点的依赖。苯甲脒盐酸盐水合物会抑制类胰蛋白酶促进胶原蛋白生成的能力[2]。 Benzamidine盐酸盐（50 μM）可降低成纤维细胞的[³H]胸苷合成，表明其与活性催化位点存在耦合作用。苯甲脒盐酸盐能减弱类胰蛋白酶促进胶原合成的能力[2]。

---

 结合脒类抑制剂结构的变异性[1]
通过比较表1中加粗条目所示的uPA、tPA、胰蛋白酶和凝血酶的抑制剂复合物结构，可发现这类小分子抑制剂的结合模式存在显著多样性。根据结合抑制剂芳香环平面的取向，这些复合物大致可分为两组：第一组抑制剂围绕其长对称轴相对于第二组旋转约20°。因此，为维持S1位点的氢键相互作用，第一组中的脒基会围绕脒基-芳香键相对于第二组旋转约-20°。第一组包括胰蛋白酶-、凝血酶-和uPA-4-碘苯并[b]噻吩-2-甲脒，uPA-噻吩并[2,3-b]吡啶-2-甲脒，以及uPA-和tPA-苄脒；第二组包含胰蛋白酶-和凝血酶-苄脒，以及胰蛋白酶-噻吩并[2,3-b]吡啶-甲脒。结合抑制剂的芳香脒二面角范围为-20°至+18°（表2）。

---

类胰蛋白酶丝氨酸蛋白酶复合物中S1位点结构的多样性[1]
Benzamidine/苄脒或其他小分子脒类抑制剂在类胰蛋白酶复合物中结合结构的差异，反映了相应S1位点架构存在微妙但重要的变化。在uPA-苄脒复合物中，OγSer190、OηTyr228和水分子1的位置较胰蛋白酶-苄脒复合物发生了约0.5 Å的位移（图2a，表3a）。在胰蛋白酶-苄脒（及多数其他胰蛋白酶-脒类复合物）中，水分子1形成四个氢键：接受来自OγSer190（3.14±0.06 Å）和N1苄脒（3.04±0.06 Å）的氢键，同时向OTrp215（3.06±0.06 Å）和OVal227（2.87±0.05 Å）提供氢键（表2）。而在uPA-苄脒中，后两个氢键消失（水分子1–OTrp215=3.4 Å，水分子1–OVal227=3.3 Å），此时N1–OγSer190和水分子1–OγSer190的氢键距离（2.5 Å和2.8 Å）比其他胰蛋白酶和uPA复合物更短（表2）。这种水分子介导的氢键差异在uPA-和胰蛋白酶-4-碘苯并[b]噻吩-2-甲脒复合物中未出现，二者均保持水分子1与OγSer190、N1及OVal/Phe227的氢键（表2）。
对比uPA-和凝血酶-苄脒结构（图2b）可见，uPA的S1位点深度较凝血酶显著增加。结合苄脒位移0.5 Å，Asp189侧链相应位移约0.6 Å（表3a）。当使用相同抑制剂时，uPA与凝血酶的Asp189侧链相对位置差异最为显著（整体RMSD达0.29 Å），而uPA与tPA的S1位点结构高度相似（图3c）。苄脒在这两种蛋白酶中的结合位置、取向及平面性相似，但tPA复合物中Ser190侧链缺失导致其抑制效能降低7.7倍[1]。

---

 抑制剂复合物与对应游离酶的结构比较[1]
胰蛋白酶中与抑制剂结合的蛋白基团（Oδ1,2Asp189、OγSer190和OGly219）的B因子显著降低（表S1b），OγSer190原子在胰蛋白酶-苄脒复合物中位移达0.5 Å（表3b）。苄脒与凝血酶结合会降低Nϵ2His57、Oδ1,2Asp189和CβAla190的B因子（表S1b）。凝血酶结合抑制剂引发的结构变化较胰蛋白酶更显著：凝血酶-苄脒/游离凝血酶的RMSD为0.27 Å，而胰蛋白酶对应值为0.14 Å（表3b）。苄脒诱导凝血酶S1位点沿CαGlu192–CαTrp215向量收缩0.8 Å（胰蛋白酶仅收缩0.2 Å），反映在CαGlu192位置0.6 Å的变化（表3b）。
 介导S1位点结合的"水分子1"在游离胰蛋白酶（图4a）、凝血酶（图4b）和因子Xa中位置相似。游离胰蛋白酶中该水分子与OγSer190、OVal227、OTrp215形成氢键（类似胰蛋白酶-苄脒复合物），并与另一有序水分子形成第四个氢键（图4a）。尽管其运动性（B=29 Ų）较复合物状态（B=18–25 Ų）有所增加，但其位置和取向在游离酶中仍高度有序。 

---

 预孵育类胰蛋白酶与亮抑酶肽或苄脒盐酸盐均可减少成纤维细胞对[³H]胸苷的摄取（图1A），提示该过程依赖活性催化位点。使用相同浓度抑制剂时，亮抑酶肽对类胰蛋白酶（18/36 mU/ml）水解BAPNA的活性抑制率达90%，苄脒盐酸盐为75%。单独使用这两种抑制剂不影响[³H]胸苷摄取（图1B）。本研究中所有类胰蛋白酶制剂均以1:1（wt/wt）比例含肝素以维持酶活，但实验浓度肝素对细胞增殖无显著影响（图1B）[2]。

---

 [³H]脯氨酸掺入实验显示，类胰蛋白酶可使成纤维细胞上清中胶原合成增加2.5倍（图3A）。亮抑酶肽和苄脒盐酸盐能减弱该刺激作用。120 mU/ml类胰蛋白酶组反应降低但无细胞毒性（显微镜观察单层细胞完整）。由于合成胶原主要释放至上清（图3B显示极少细胞残留），15/30 mU/ml组细胞裂解物中脯氨酸掺入量轻微增加（30 mU/ml组不受苄脒盐酸盐抑制），可能反映非特异性结合的残留胶原。单独使用抑制剂或肝素（10-100 mg/ml）对胶原合成无显著影响[2]

人凝血酶-乙酰水蛭素及其复合物。[1]
酶-乙酰水蛭素复合物按前述方法制备：将凝血酶（1.0 mg/ml，溶于50 mM HEPES，50%甘油，pH 7.0）与1.0 mM乙酰水蛭素在4℃孵育1小时，实验组分别添加5当量4-碘苯并[b]噻吩-2-甲脒、10 mM 苄脒或饱和浓度[2,3-b]噻吩并吡啶-2-甲脒（~2 mM）。使用Amicon Centricon 10超滤浓缩至~10 mg/ml时去除甘油。通过气相扩散悬滴法（经晶种划线接种）获得结晶，空间群C2（a=71.2，b=71.8，c=72.7 Å，β=100.7°），pH 7.3或7.8，含/不含小分子抑制剂。S1位点无抑制剂的结构称为apo-凝血酶。悬滴由3 μl复合物溶液与3 μl储液（0.10 M HEPES，0.30 M NaCl，22%（体积比）PEG 5K单甲醚，pH 7.5或8.2）混合形成。>0.2 mm的大单晶在一周内长出。

---

牛胰蛋白酶复合物及无抑制剂胰蛋白酶。[1]
胰蛋白酶按已报道方法结晶。P3121空间群的胰蛋白酶-苄脒复合物结构在2.02 M MgSO₄·7H₂O，100 mM MES，1.0 mM CaCl₂，pH 7.5条件下解析，分辨率1.20 Å。甲脒类复合物通过将胰蛋白酶-苄脒晶体浸泡于抑制剂饱和的合成母液中制备，浸泡液每日更换1次，共更换4次。pH 8.2的复合物浸泡液含1.73 M MgSO₄·7H₂O，150 mM Tris，1 mM CaCl₂和2%二甲基亚砜（DMSO）。pH 5.5的4-碘苯并[b]噻吩-2-甲脒复合物使用85%饱和柠檬酸钠，1 mM CaCl₂，2.0% DMSO，抑制剂饱和溶液（pH 5.5，用饱和柠檬酸调节pH）。噻吩并[2,3-b]吡啶-2-甲脒复合物（pH 5.5）的浸泡液为1.73 M MgSO₄·7H₂O，150 mM MES，1 mM CaCl₂，2% DMSO。制备无抑制剂胰蛋白酶晶体时，将胰蛋白酶-苄脒晶体在1.84 M MgSO₄·7H₂O，150 mM MES或Tris，1.0 mM CaCl₂（目标pH值）中浸泡数周，期间定期更换浸泡液。

细胞增殖实验。用非酶细胞解离液将汇合的成纤维细胞从培养瓶中分离，以10⁵个细胞/ml密度接种于含10%胎牛血清（FCS）的MEM培养基的96孔微孔板中。待细胞汇合后，更换为无血清（SF）培养基（含5 mg/ml牛胰腺胰岛素、5 mg/ml转铁蛋白和5 ng/ml亚硒酸钠的MEM）。血清剥夺24小时后，加入经肝素（1:1，wt/wt，用于稳定酶活性）在4℃下对PBS透析24小时的纯化类胰蛋白酶。在使用蛋白酶抑制剂的实验中，含肝素的类胰蛋白酶与亮抑酶肽或Benzamidine/苄脒盐酸盐在4℃预孵育1小时，随后测定类胰蛋白酶对BAPNA的水解活性以计算抑制率。未加抑制剂的对照组类胰蛋白酶在相同条件下孵育。抑制剂浓度经预实验证实对成纤维细胞无毒性且不影响胸苷掺入。处理后，细胞在37℃培养32小时，最后8小时每孔加入1 μCi甲基-[³H]胸苷以检测DNA合成。收获细胞后用闪烁液计数。此外，将成纤维细胞接种于24孔板，与两个最适剂量类胰蛋白酶孵育72小时，台盼蓝染色后通过Neubauer血球计数板计数测定总细胞数。[2]

---

胶原测定实验。通过检测[³H]脯氨酸掺入量测定胶原合成。将成纤维细胞以10⁵/ml密度接种于96孔板，在含10% FCS和无脯氨酸/羟脯氨酸的MEM中培养至汇合。汇合细胞血清剥夺48小时后进行处理。含肝素（1:1，wt/wt）的纯化类胰蛋白酶经MEM透析后使用。通过25 mU/ml类胰蛋白酶（含肝素）与1 μCi [³H]脯氨酸共同孵育3、6、24和48小时确定胶原生成时程。总蛋白合成量通过100 μl细胞上清液玻璃纤维滤膜沉淀后闪烁计数测定。非胶原蛋白测定：取另一份100 μl上清液，用40 μg纯化细菌胶原酶37℃消化2小时（Peterkofsky和Diegelman法），沉淀的胶原酶抗性蛋白定义为非胶原蛋白。预实验证实该浓度胶原酶2小时可完全消化上清中胶原蛋白（数据未显示）。总蛋白与非胶原蛋白计数差值反映胶原合成量。对照组上清与纯化胰蛋白酶（Worthington）孵育以验证胶原酶特异性（数据未显示）。后续实验中，用不同剂量类胰蛋白酶（含肝素）处理细胞48小时测定剂量效应。细胞相关胶原水平通过上述方法测定细胞单层：PBS冲洗两次，胰酶消化后裂解于200 μl冷裂解缓冲液（20 mM Tris HCl pH7.4，含150 mM NaCl、1 mM MgCl₂、0.1 mM ZnCl₂、1 mM EGTA、1 mM PMSF、1 μg/ml亮抑酶肽、5 mM Benzamidine/苄脒盐酸盐和1% NP-40）。[2]

---

为验证类胰蛋白酶作用是否依赖催化位点，细胞分别与：1) 纯化类胰蛋白酶（含肝素）；2) 经亮抑酶肽或Benzamidine/苄脒盐酸盐预处理的类胰蛋白酶（方法同上）共同孵育。对照组为单独亮抑酶肽/苄脒盐酸盐、不同浓度TGF-β及肝素处理的成纤维细胞上清。鉴于TGF-β是强效胶原合成刺激因子且成纤维细胞可分泌该细胞因子，需排除类胰蛋白酶通过促进TGF-β释放起效的可能性：实验组在TGF-β中和抗体或无关兔抗体存在下与类胰蛋白酶（含肝素）孵育；另设单独抗体（含肝素）或等浓度无关抗体对照组。研究后期获得足量抗类胰蛋白酶单抗（AA5），通过免疫亲和纯化类胰蛋白酶（肥大细胞类胰蛋白酶刺激胶原合成1315）进一步验证其作用[2]。

小鼠腹腔注射LD50为580 mg/kg。脑和脑膜：脑膜变化；行为：嗜睡（总体活动抑制）；肺、胸腔或呼吸：其他变化。《生殖生物学》，20(1045)，1979 [PMID:113041]

[1]. Structural basis for selectivity of a small molecule, S1-binding, submicromolar inhibitor of urokinase-type plasminogen activator. Chem Biol. 2000 Apr;7(4):299-312.

[2]. Mast cell tryptase stimulates the synthesis of type I collagen in human lung fibroblasts. J Clin Invest. 1997 Mar 15;99(6):1313-21.

背景：尿激酶型纤溶酶原激活剂 (uPA) 是一种与肿瘤转移和侵袭相关的蛋白酶。uPA 抑制剂可能具有作为前列腺癌、乳腺癌和其他癌症药物的潜力。具有治疗价值的抑制剂必须对 uPA 具有选择性，并且不会显著抑制与其结构和功能相似的相关酶——组织型纤溶酶原激活剂 (tPA)，后者参与重要的血液凝固级联反应。结果：我们制备了诱变脱糖基化的低分子量 uPA，并测定了其与 4-碘苯并[b]噻吩-2-甲脒复合物的晶体结构 (K(i) = 0.21 +/- 0.02 μM)。为了探究该抑制剂对uPA亲和力和选择性的结构决定因素，我们还测定了其与胰蛋白酶和凝血酶的复合物、脱辅基胰蛋白酶、脱辅基凝血酶和脱辅基Xa因子的结构，以及uPA、胰蛋白酶和凝血酶与效力较低的uPA抑制剂（苯并[b]噻吩-2-甲脒、噻吩并[2,3-b]吡啶-2-甲脒和苯甲脒）的结合结构。我们测定并比较了每种抑制剂对uPA、tPA、胰蛋白酶、类胰蛋白酶、凝血酶和Xa因子的K_i值。苯并[b]噻吩-2-甲脒类化合物对尿激酶型纤溶酶原激活剂（uPA）的选择性决定因素之一是其S1位点与ω(Ser190)残基形成氢键，而Ala190蛋白酶、组织型纤溶酶原激活剂（tPA）、凝血酶和因子Xa中则不存在该氢键。S1位点结构的其他细微差异也会影响抑制剂的亲和力和酶结合结构。结论：uPA的S1位点与相关蛋白酶相比存在细微的结构差异，部分原因是190位存在丝氨酸残基，这些差异解释了小分子噻吩-2-甲脒类化合物对uPA的选择性，并为基于结构的、高效、选择性的小分子uPA抑制剂设计提供了框架。 [1]凝血酶和tPA-苯甲脒复合物的结构揭示了苯甲脒对这些蛋白酶抑制活性较弱的原因（Ki值分别为320 μM和750 μM，见表1）。苯甲脒与凝血酶和tPA结合时，不仅缺乏与190位残基（此处为丙氨酸）的氢键，而且还存在相当大的构象应变（苯甲脒二面角在凝血酶中为-7°，在tPA中为-3°）。通过比较uPA-苯甲脒和胰蛋白酶-苯甲脒复合物的结构及其Ki值，可以了解除190位残基外的其他结构特征如何影响抑制剂的亲和力。uPA和胰蛋白酶在190位均含有丝氨酸。uPA的S1位点比胰蛋白酶的S1位点更深；与uPA-苯甲脒体系相比，胰蛋白酶-苯甲脒体系中OγSer190–CαSer195的距离缩短了0.5 Å。uPA的S1位点沿CαAsp189–NGly226方向也加宽了0.7 Å（表S1a）。与胰蛋白酶相比，uPA的S1口袋的这些增大导致uPA-苯甲脒体系中水分子1–OPhe227和水分子1–OTrp215的氢键消失。uPA-苯甲脒体系中水分子1的位置相对于胰蛋白酶-苯甲脒体系的位置偏移了0.5 Å，同时苯环-脒二面角也发生了不利变化，从胰蛋白酶-苯甲脒体系中的–20 ± 2°变为uPA-苯甲脒体系中的5°。二面角变化对应于计算得到的构象应变增加 1.9 kcal/mol，大于根据亲和力降低 4.6 倍计算得到的结合能实际降低 0.9 kcal/mol（表 1）。可能部分抵消 uPA 结合的苯甲脒中构象应变的有利变化包括显著缩短的 N1–OγSer190 和 water1–OγSer190 氢键（分别缩短 3.3 σ 和 5.0 σ）（表 2）。[1]肥大细胞活化是慢性炎症的特征之一，这种炎症状态可能导致成纤维细胞胶原合成增加，进而发展为纤维化。我们研究了人肥大细胞的主要蛋白酶——类胰蛋白酶刺激人肺成纤维细胞系 MRC-5 中胶原合成的潜力。类胰蛋白酶通过离子交换和亲和层析从人肺组织中分离得到。在浓度为 18 和 36 mU/ml 时，胰蛋白酶刺激细胞数量增加，并使 DNA 合成增加五倍（通过甲基-[3H]胸苷掺入法测定）。相似浓度的胰蛋白酶导致胶原蛋白合成增加 2.5 倍（通过 [3H]脯氨酸掺入胶原蛋白以及测定上清液中羟脯氨酸浓度测定）。胰蛋白酶处理后，培养基中的胶原酶活性也增加了两倍，表明胶原蛋白合成的增加并非胶原酶生成减少所致。在蛋白酶抑制剂亮抑蛋白酶肽和苯甲脒盐酸盐存在的情况下，胰蛋白酶的上述所有作用均被抑制，表明其需要活性催化位点。对细胞产生的 [3H]胶原蛋白进行 SDS-PAGE 和放射自显影分析表明，其主要为 I 型胶原蛋白。我们的研究结果表明，活化的肥大细胞释放类胰蛋白酶可能为炎症性疾病中的异常纤维化提供信号。[2]

C7H8N2.CLH.XH2O

174.62804

174.055

206752-36-5

Benzamidine hydrochloride;1670-14-0

16219042

White to light yellow solid powder

208.5ºC at 760mmHg

86-88 °C(lit.)

79.9ºC

0.213mmHg at 25°C

2.508

59.1

4

2

1

11

104

0

C1=CC=C(C=C1)C(=N)N.O.Cl

BQVJCMMLDJPBFZ-UHFFFAOYSA-N

InChI=1S/C7H8N2.ClH.H2O/c8-7(9)6-4-2-1-3-5-6;;/h1-5H,(H3,8,9);1H;1H2

benzenecarboximidamide;hydrate;hydrochloride

Benzamidine HCl hydrate; 606-598-5; Benzamidine hydrochloride hydrate; 206752-36-5; Benzenecarboximidamide hydrochloride hydrate; benzamidine hydrate hydrochloride; 2191305-88-9; MFCD00066285;

2934.99.9001

Powder      -20°C    3 years

                     4°C     2 years

In solvent   -80°C    6 months

                  -20°C    1 month

Room temperature (This product is stable at ambient temperature for a few days during ordinary shipping and time spent in Customs)

DMSO: 100 mg/mL

配方 1 中的溶解度: ≥ 2.5 mg/mL (Infinity mM) (饱和度未知) in 10% DMSO + 40% PEG300 + 5% Tween80 + 45% Saline (这些助溶剂从左到右依次添加，逐一添加), 澄清溶液。
例如，若需制备1 mL的工作液，可将100 μL 25.0 mg/mL澄清DMSO储备液加入到400 μL PEG300中，混匀；然后向上述溶液中加入50 μL Tween-80，混匀；加入450 μL生理盐水定容至1 mL。
*生理盐水的制备：将 0.9 g 氯化钠溶解在 100 mL ddH₂O中，得到澄清溶液。

---

配方 2 中的溶解度: ≥ 2.5 mg/mL (Infinity mM) (饱和度未知) in 10% DMSO + 90% (20% SBE-β-CD in Saline) (这些助溶剂从左到右依次添加，逐一添加), 澄清溶液。
例如，若需制备1 mL的工作液，可将 100 μL 25.0 mg/mL澄清DMSO储备液加入900 μL 20% SBE-β-CD生理盐水溶液中，混匀。
*20% SBE-β-CD 生理盐水溶液的制备（4°C，1 周）：将 2 g SBE-β-CD 溶解于 10 mL 生理盐水中，得到澄清溶液。

---

View More

配方 3 中的溶解度: ≥ 2.5 mg/mL (Infinity mM) (饱和度未知) in 10% DMSO + 90% Corn Oil (这些助溶剂从左到右依次添加，逐一添加), 澄清溶液。
例如，若需制备1 mL的工作液，可将 100 μL 25.0 mg/mL 澄清 DMSO 储备液加入到 900 μL 玉米油中并混合均匀。

---

请根据您的实验动物和给药方式选择适当的溶解配方/方案：
1、请先配制澄清的储备液(如：用DMSO配置50 或 100 mg/mL母液(储备液));
2、取适量母液，按从左到右的顺序依次添加助溶剂，澄清后再加入下一助溶剂。以 下列配方为例说明 (注意此配方只用于说明，并不一定代表此产品 的实际溶解配方):
10% DMSO → 40% PEG300 → 5% Tween-80 → 45% ddH2O (或 saline);
假设最终工作液的体积为 1 mL, 浓度为5 mg/mL: 取 100 μL 50 mg/mL 的澄清 DMSO 储备液加到 400 μL PEG300 中，混合均匀/澄清；向上述体系中加入50 μL Tween-80，混合均匀/澄清；然后继续加入450 μL ddH2O (或 saline)定容至 1 mL；
3、溶剂前显示的百分比是指该溶剂在最终溶液/工作液中的体积所占比例;
4、 如产品在配制过程中出现沉淀/析出，可通过加热(≤50℃)或超声的方式助溶;
5、为保证最佳实验结果，工作液请现配现用！
6、如不确定怎么将母液配置成体内动物实验的工作液，请查看说明书或联系我们;
7、 以上所有助溶剂都可在 Invivochem.cn网站购买。