纳豆激酶（nattokinase， 简称NK），又名枯草杆菌蛋白激酶，是纳豆发酵过程中产生的一种可以溶解血栓纤维蛋白的丝氨酸蛋白酶。1980年，须见洋行教授从纳豆中发现能够快速溶解人工血栓的物质，将其命名为纳豆激酶。纳豆激酶为单链多肽，由275个氨基酸残基组成，分子量约27.7KD；主要包含信号肽、前导肽、成熟肽3部分。

纳豆（natto）是一种由枯草芽抱杆菌发酵的大豆制成的传统食物，古书《和汉三才图会》记载：纳豆自中国秦汉以来开始制作。人类食用纳豆已有1000多年的历史，尤其是在日本东部地区，日本人称其为“唐纳豆”或“咸纳豆”。

1980年，纳豆激酶(nattokinase，NK)研究专家须见洋行在芝加哥大学留学时，在实验室里试测了200多种食品，发现纳豆可融化其周围的人工血栓，并且两个小时就可融化1厘米多。1986年，须见洋行在日本农艺化学会上发表了题目为《纳豆可以溶解血栓》的报告，还在日本NHK电视上做了介绍。

1987年Sumi等研究发现纳豆具有体外溶解血栓的能力，并确认其中有效成分为丝氨酸蛋白酶，将其命名为纳豆激酶。

中国的第一篇有关于纳豆激酶的报道是1995年发表于《中国医学论坛报》的一篇文章，目前中国关于纳豆激酶的研究已愈发成熟。

纳豆激酶是在纳豆发酵过程中由纳豆枯草芽抱杆菌分泌产生的一种可以溶解血栓纤维蛋白的丝氨酸蛋白酶，分子量为27.7KD，由aprN基因编码，以GTG为起始密码子，其与其它枯草杆菌蛋白酶具有极高的同源性，与枯草杆菌蛋白酶BPN'的同源性为86%。

NK肽链主要由信号肽、前导肽、成熟肽3部分组成，其中信号肽含有29个氨基酸，主要负责引导NK分泌到胞外；前导肽由77个氨基酸组成，是一种分子内伴侣，帮助肽链正确折叠；成熟肽含有275个氨基酸，是NK主要组成部分，也是能够催化溶解血栓的关键因素。

NK是一种碱性丝氨酸蛋白酶，呈单链多肽结构，无二硫键，溶于水，呈白色或淡黄色，在280nm处有吸峰。NK准确分子量为27728，等电点(pI)为8.6，pH稳定范围在6~12之间，pH5以下会失去活性；NK在40℃、30分钟内没有活性丧失，但超过60℃活性会骤然丧失，而反复冻融5个循环，活性仍能保持95%左右。

酶的活性中心在Asp32、His64和Ser221，与底物结合的部位在Ser125、Leu126和Gly127处，具有一定的底物特异性（纳豆激酶三维结构图中，A为纳豆激酶的钙结合位点，B为纳豆激酶的三维结构，C为纳豆激酶三种催化剂），对血浆纤溶酶的底物S-2251最为敏感，其次是枯草芽胞杆菌蛋白酶或胰凝乳蛋白酶的底物。该酶活性不受5mmol/L Cys的影响，而1mmol/L二异丙基氟代磷酸酯、5mol/L敌百虫却能完全抑制其活性，推测出其活性中心的丝氨酸结构。金属离子Hg2＋可使该酶完全失活，Zn2＋、Cu2＋、Al3＋、Ca2＋和Mn2＋有一定的抑制作用，K＋和Fe2＋无明显影响，Mg2＋和Co2＋具有明显的激活作用。

添加牛血清蛋白、海藻酸钠、蛋白胨、甘油、明胶和丙二醇等有机物纳豆激酶酶活性保持良好，其中添加明胶后，酶的稳定性可提高5倍以上，同时酶的热稳定性也有明显改善。

传统的NK是从固态发酵豆制品（如纳豆、豆豉、豆酱等）或其他发酵产品（如虾酱）中提取的。1992年，NAKAMURA T等克隆得到编码NK的aprN基因后，利用基因工程菌液态或固态发酵生产出NK，成为NK新的制备方式。

产NK的枯草芽孢杆菌（B. subtilis）大多是从自然发酵的纳豆或其他大豆发酵产品中分离获得，也可从菌种保藏机构获得。当LB液体培养基中添加天冬氨酸（Asp）、谷氨酰胺（Gln）或谷氨酸（Glu）时，NK的产量可提高70%~95%；当同时添加Glu和11种金属离子混合物时，可使NK的表达量增加4倍。

作为革兰氏阳性菌和革兰氏阴性菌的模式菌，枯草芽孢杆菌和大肠杆菌是NK表达研究最集中的宿主菌。大肠杆菌（E.coli）表达的NK通常为不溶的包涵体形式，但常春江等通过将NK与油质蛋白融合表达，并将表达蛋白置于含有甘三酯和磷脂等成分的人工油体中复性，可获得有活性的蛋白。

NK在枯草芽孢杆菌中可实现可溶性表达，陈庭泊等通过发酵条件优化，利用枯草芽孢杆菌工程菌摇床培养和发酵罐培养表达NK，其酶活分别为71500CU/mL和77400CU/mL。

NK属于大分子化合物，在贮藏过程中易失活，因此需提高其贮藏稳定性。另外，NK是口服摄入，需要经胃肠道消化吸收，所以其在消化系统中的稳定性非常重要。NK这两方面性质的改善可通过以下方式来实现。

赋形剂（多聚物）可保护生物大分子不被胃的极端pH和蛋白酶破坏。对NK包埋的赋形剂通常选择大分子形成脂质体、微乳液或固体压片，以对酶进行保护，使其在贮藏条件下或胃液中稳定。

物理包埋还有缓释及提高酶稳定性的效果，可显著提高包埋物在肠内的溶解率，促进包埋物在特异性细胞位点的吸收，从而提高其生物利用率。

纳米粒子（NP）不仅能穿过组织间隙，还可通过人体最小的毛细血管，甚至可通过血脑屏障被细胞吸收。NP还具有靶向、缓释、高效和低毒等许多优点，且可实现口服、静脉注射及敷贴等多种给药途径。

NP结合NK后，除了可以利用磁性NP从发酵液中纯化NK外，还可提高其稳定性，并且利于口服时保护NK顺利通过胃肠道，达到靶向输送的目的。

对NK的分子改性是建立在酶的结构和功能基因分析的基础之上。NK的晶体结构在2013年首次被YANAGISAWA Y等通过X射线衍射揭示。对NK的分子改性可以提高酶的活性和稳定性。

刘朔等发现原生质体紫外诱变产生的纳豆芽孢杆菌NK突变体D36G在65℃处理15min后，热稳定性提高了20%，比活力提高了16.6%。

测定NK活性的方法主要有六种：纤维蛋白块溶解时间法、纤维蛋白平板法、血清板法、微量稀释法、酶联免疫吸附法和四肽底物法，目前国内外使用较多的方法是纤维蛋白平板法和纤维蛋白块溶解时间法。

0℃下，将凝血酶、硼酸生理盐水缓冲液，纤维蛋白原及纳豆激酶溶液加入试管中，强烈搅拌，37℃水浴；记录从纤维蛋白形成起直至冒出气泡停止时的时间，即为纤维蛋白溶解时间。该方法具有迅捷的优点，适于纳豆激酶活性的测定，但精度不够，不能同时定多个样品。

将纤维蛋白原溶液、凝血酶溶液按定比例倒入无菌平皿中，轻晃混匀，室温下纤维蛋白原溶液与凝血酶会凝固，即成平板。以灭菌的打孔器打孔，将纳豆激酶、尿激酶分别点样，37℃18h，测量溶圈直径，换算成纳豆激酶相对于尿激酶的活性单位，本法虽易受解育时间影响，但具有较高的准确性和较高的性价比，故而在国内外的纳豆激酶活性的测定中最常用。

微型纤维平板用血清饭制好后，在每个孔内加入标准纳豆激酶，但纳豆激酶的浓度不同，每30min测定一次OD 655um的吸光度值，连续测定7次，绘制吸光度的减少与纳豆激酶浓度的线性关系。该方法可同时多个样品，具有成本低、快捷、简便等优点，是一种改进的纤维平板法。

将纤维蛋白原装入微量稀释容器，在655nm处测定其OD值，而后将纳豆提取物纳豆激的粗液加入其中，37℃18h，测定的OD值的下降与纳豆激酶的活性成线性关系，该方法中样品杂质不影响测定结果。

还包括酶联免疫吸附法(ELISA)、四肽底物法等，酶联免疫吸附法操作复杂、成本高，但灵敏度高达0.1mg/mL，具有很强的特异性，可对纳豆激酶进行定性或定量的测定。四肽底物法测定酶活的方法具有简便、迅速的特点，但不能完全表示为纤维溶解蛋白的酶活性。

NK用于具有血管病危险因素人群以及血管病患者，包括高血压、高血脂、动脉粥样硬化等及卒中患者可能获益。

2016年欧洲食品安全局(EFSA)推荐NK作为食物补充剂，建议最大摄入量为100mg/d(2000-2800FU/d)，适宜人群为年龄>35岁的健康男性和女性，不包括孕妇和哺乳期妇女。

一项临床试验中，对颈动脉粥样硬化和高脂血症患者给予NK6000FU/d一段时间后也未见出血等不良事件。

纳豆激酶在体外及动物实验中的溶栓研究：关于NK的体外溶栓及动物实验较多。体外实验证实NK具有溶解血栓的能力，且溶栓作用具有剂效相关的特性。多个动物实验证实了NK在动物体内的溶栓作用。

纳豆激酶溶栓机理研究：研究发现NK的溶栓机理涉及多个靶点，包括NK通过直接水解纤维蛋白和纤溶酶底物来溶解血凝块。它将内源性的激酶转化为尿激酶(uPA)，还降解纤溶酶原激活物抑制剂(PAI-1)，升高组织纤溶酶原激活物(t-PA)的水平，从而使血栓溶解。

目前尚无纳豆激酶临床溶栓治疗缺血性血管病的报告：临床针对急性缺血性血管病患者的静脉或动脉溶栓治疗，需要严格的适应证及使用特殊药品，且由具有资质的专业医务人员及在专业医疗机构中实施。此方法已经被各国指南推荐为急性缺血性血管病常规及有效治疗，但在快速开通血管血运重建的同时，有引发出血的风险。与NK的“溶栓”概念有明显不同。

优点：血栓栓塞性疾病临床发病率高，危害严重，其治疗的重要方法之一为溶栓治疗。溶栓药物早期主要为链激酶(SK)、尿激酶(UK)等，随后为重组组织纤溶酶原激活剂(t-PA)、尿激酶原(proUK)、蚓激酶(LK) 、蛇毒酶等新型天然来源溶栓酶。与常规的溶栓药物相比，NK具有强烈的纤溶活性，具有半衰期长、活性高、副作用小、可直接口服、易被人体吸收且具有预防作用等优点。

体外研究表明NK可能具有抗血小板聚集作用。动物实验中发现纳豆激酶可以抑制胶原蛋白和血栓素诱导的血小板聚集，抑制活化的血小板产生血栓素A2。

动物实验证实NK具有较强的纤溶活性，能在一定程度上阻止血栓形成。此外，NK还可通过改善脂多糖激活的巨噬细胞信号通路，来起到抗栓的作用。高冈晋作等进行的一项针对健康志愿者、心血管病危险因素者及肾透析患者的研究显示，纳豆激酶可有效降低血液中纤维蛋白原、Ⅶ因子、Ⅷ因子的含量。

Suwanmanon K等发现在使用NK、卡托普利和蒸馏水治疗自发性高血压大鼠一段时间后，NK组和卡托普利组大鼠的收缩压和舒张压均明显下降，提示摄入NK对控制高血压动物模型的血压有一定的作用。

动脉粥样硬化大鼠模型口服NK后高密度脂蛋白胆固醇(HDL-C)升高，甘油三酯(TG)显著降低，全血黏度、血浆黏度、血浆纤维蛋白原水平降低等，均提示NK具有一定的降脂作用。

一项关于急性缺血性卒中的临床研究显示，常规治疗联合NK后，可使部分患者神经功能完全恢复，部分患者自主生活能力可得到改善，提示NK可应用于卒中治疗。

FU（Fibrin Unit）是NK的国际标准单位，由日本生物科学研究所制定，是指NK溶解纤维蛋白能力的活性单位。FU已被日本营养健康食品协会采纳，并要求NK生产厂家在其产品上标注。FU目前已成为世界通用的NK剂量单位，国内NK产品同样使用FU为剂量单位。