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纤溶酶原激活物抑制剂 1(Plasminogen activator inhoibitor-1,PAI-1)是纤溶系统的一个重要的负控调节因子。PAI-1能够快速的抑制尿激酶型纤溶酶原激活剂(urokinase-typeplasiminogen activator,uPA)和组织型纤溶酶原激活剂(tissue-type plasiminogen activator,tPA)的活性来抑制纤维蛋白溶解过程。PAI-1表达量升高与心脑血管等疾病的发生密切相关,研究表明通过抑制体内PAI-1活性已成为血栓栓塞性疾病治疗的新策略。因此,开发新型PAI-1抑制剂己成为本领域研究的热点。本论文包括二个部分;在本论文第一部分中,基于之前设计的蛋白类PAI-1抑制剂(PAItrap),为了延长其半衰期,我们将PAItrap与人血清白蛋白(human serum albumin,HSA)融合形成一种新型长效性PAI-1抑制剂。但是,融合蛋白PAItrap-HSA对PAI-1的亲和力下降了 3倍与PAItrap相比(33nM～10nM)。因此,我们采用理论计算方法进一步优化PAItrap的抑制能力。经过实验筛选获得一个高亲和力突变体,命名为PAItrap(H37R)-HSA,相对于 PAItrap-HSA 抑制能力提高了 6 倍(5nM～33nM),相对于PAItrap半衰期延长200倍。我们采用血块溶解实验,证明了 PAItrap(H37R)-HSA能够通过抑制内源性或者外源性PAI-1促进血栓的溶解。为了能够适用于小鼠模型研究,我们检测了PAItrap(H37R)-HSA 对鼠源 PAI-1 的抑制能力(IC50=12nM)。在激光损伤诱导血栓形成小鼠模型中,我们观察到PAItrap(H37R)-HSA有效阻碍了血栓的形成和血小板的聚集。并且在小鼠尾部出血实验中,发现PAItrap(H37R)-HSA没有影响小鼠全身性的凝血功能。这些结果表明,PAItrap(H37R)-HSA是一个安全有效的PAI-1抑制剂,能够抑制血栓的形成或者加速内源性血栓溶解。在本论文第二部分中,基于PAI-1·tPA米氏复合物晶体结构,结合PAItrap设计的原理,我们将tPA的非活性丝氨酸蛋白酶结构域改造成一种全新的蛋白类PAI-1抑制剂,它通过与PAI-1结合形成稳定的米氏复合物而阻止PAI-1对活性u/tPA的抑制作用。为了改善其药代动力学效果,将其与HSA融合来延长其半衰期,此抑制剂被命名为PAItrap2-HSA。采用化学发光实验,证明了 PAItrap2-HSA对PAI-1的抑制能力和特异性(IC50=260nM)。在体外实验中,PAItrap2-HSA显著性提高了血栓溶解能力通过抑制内源性或者外源性PAI-1。在小鼠实验中,PAItrap2-HSA能够有效的抑制血栓的形成和血小板的聚集。在小鼠炎症模型中,我们观察到PAItrap2-HSA作为一个特异性的PAI-1抑制剂能够显著性降低血浆中炎症因子和PAI-1的含量,提高了小鼠的生存率。同时,也没有观察到PAItrap2-HSA引起小鼠的出血风险。这些实验结果表明,PAItrap2-HSA能够通过调节PAI-1的活性和PAI-1的含量,为治疗血栓性疾病和炎症提供了一种新的治疗思路。