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血管增生(Angiogenesis)是恶性肿瘤、血管增生性眼病、类风湿关节炎等重大疾病的重要病理特征之一，运用内源性血管增生抑制剂抑制血管增生已经成为治疗血管增生性疾病的重要策略。人纤溶酶原(plasminogen)的水解片断kringle5是目前发现的活性较强的血管增生抑制剂之一，因其有分子量较小，性质稳定成为抗血管增生的研究热点。
人纤溶酶原是分子量92KD的糖蛋白，含有5个环状结构域(Kringle)，每个环由80个氨基酸残基组成，含有3个二硫键，形成双环状结构。人纤溶酶原水解后可以产生一组具有抑制血管增生的小片段分子：血管抑素(Agiostatin,即Kringle1-4)，Kringle1-5，Kringele1-3，和Kringle5。国内外研究发现K5较血管抑素有更强的抑制血管内皮细胞增殖的活性，而且可以抑制血管内皮细胞的迁移，诱导内皮细胞的凋亡和细胞周期阻滞。
但相对于K5功能和潜在临床应用价值的研究，其抑制血管增生的活性和Kringle结构域中二硫键的位置、数量所决定的内外环结构的关系尚不明确。目前对于K5的抗血管增生活性与结构的关系国内外的研究结果并不一致。有研究发现还原或烷基化的处理的K5比K5本身具有更强的抗内皮细胞迁移能力。但是有人用高浓度的尿素(8Mol/L)作为变性条件处理纯化的K5，能使K5丧失抗内皮细胞增殖和迁移的能力，这又表明K5某些天然就构特征是维持其生物活性所必须的。天然构型的K5还是还原型K5更有活性需要进一步探索。因此本课题组K5结构与功能的关系进行了研究，对K5分子进行改造，获得K5的2种缺失突变体K5mut1(Cys462-Cys541)和K5mut3(Cys483-Cys536)，其中K5mut1删除了野生型K5N端的10个氨基酸和C端的1个氨基酸，保留了完整的Kringle环结构和3个二硫键(Cys462-Cys541Cys483-Cys524Cys512-Cys536)；K5mut3打开了Kringle环第一个二硫键，保留了部分的Kringle环结构和2个二硫键(Cys483-Cys524Cys512-Cys536)。对K5、K5mut1、K5mut3抗血管增生活性进行研究，结果表明K5mut1对视网膜微血管内皮细胞(humanretinalcapillaryendothelialcell,HRCEC)有明显的抑制增殖作用，其EC50(抑制50％细胞增殖的药物浓度)是K5的一半，提示K5分子中的Kringle环结构外的N端和C端氨基酸残基并不是其活性所必需。K5蛋白N端氨基酸臂含有的丰富的酸性氨基酸和某些支链氨基酸形成的空间结构可能与Kringle环相互作用反而会使K5抗血管增生受到抑制。K5mut3蛋白完全丧失对内皮细胞的抑制作用，提示Kringle环结构的完整性可能是维持K5抗血管活性的必需结构域。但是由于K5mut3不仅打开了第一个二硫键破坏了Kringle环的完整性，同时比K5mut1缺少了N端21个氨基酸残基和C端5个氨基酸残基，这些氨基酸残基可能是K5发挥活性的必需基团，因此尚不能说明K5二硫键的数量和位置所决定的Kringle环结构与K5的功能到底有着什么细微的关系。因此为了解决上述的问题，本课题将K5mut1和K5mut3进一步改造，分别去除N端第一个氨基酸(为半胱氨酸，分别构成K5的第一个和第二个二硫键)，构建了突变体K5mut2(Met463-Cys541)和K5mut4(Gln484-Cys536)，研究突变后抗血管增生活性的变化，揭示K5的抗血管增生活性是否依赖于完整的Kringle环结构及K5二硫键的数量和位置所决定的Kringle环结构与功能之间的细微关系。