Urokinase ( CAS: 9039-53-6)

Urokinase (trade name Abbokinase), also called urokinase-type

 plasminogen activator (uPA), is a serine protease (EC3.4.21.73). 

It was discovered in 1947 by McFarlane. Urokinase was originally

 isolated from human urine, but is present in several physiological 

locations, such as blood stream and the extracellular matrix. The primary

 physiological substrate is plasminogen, which is an inactive form 

(zymogen) of the serine protease plasmin. Activation of plasmin triggers

 a proteolysis cascade that, depending on the physiological environment, 

participates in thrombolysis orextracellular matrix degradation. This links 

urokinase to vascular diseases and cancer.

Molecular characteristics

Urokinase is a 411-residue protein, consisting of three domains: the serine

 protease domain, the kringle domain, and thegrowth factor domain. 

Urokinase is synthesized as a zymogen form (prourokinase or 

single-chain urokinase), and is activated by proteolytic cleavage between

 Lys158 and Ile159. The two resulting chains are kept together by a disulfidebond.

Urokinase and cancer

Elevated expression levels of urokinase and several other components of the 

plasminogen activation system are found to be correlated with tumor 

malignancy. It is believed that the tissue degradation following plasminogen 

activation facilitates tissue invasion and, thus, contributes to metastasis. This

 makes urokinase an attractive drug target, and, so, inhibitors have been sought

 to be used as anticancer agents. However, incompatibilities between the human

 and murinesystems hamper clinical evaluation of these agents. Through its 

interaction with the urokinase receptor, urokinase affects several other aspects of 

cancer biology such as cells adhesion, migration, and cellular mitotic pathways.

As of December 7, 2012 Mesupron®, a small molecule serine protease inhibitor 

developed by the WILEX pharmaceutical company, has completed phase II trials. 

Mesupron appears to be safe when combined with chemotherapeutic drug Capecitabine 

for the progression-free survival in human breast cancer.

Clinical applications

Urokinase is used clinically as a thrombolytic agent in the treatment of severe or massive 

deep venous thrombosis, pulmonary embolism, myocardial infarction, and occluded intravenous

 or dialysis cannulas. It is also administered intrapleurally to improve the drainage of complicated 

pleural effusions and empyemas. Urokinase is presently marketed as KinlyticTM, and competes 

with AlteplaseTM as a thrombolytic drug in infarction. It is the most effective drug in myocardial

 infarction. In contrast to TPA tissue plasminogen activator, it immediately removes the clot. Its

 injection is very costly.