牙周致病菌编码的Tannerpin-M对粒细胞释放的丝氨酸蛋白酶的抑制作用

作     者：潘子豪 许佳伟 周爱武 PAN Zihao;XU Jiawei;ZHOU Aiwu

作者机构：南京中医药大学药学院生物制药与食品科学系南京210023 遵义医科大学珠海校区生物工程系珠海519040 上海交通大学基础医学院病理生理学系上海200025 

出 版 物：《上海交通大学学报(医学版)》 (Journal of Shanghai Jiao tong University:Medical Science)

年 卷 期：2024年第44卷第12期

页      面：1536-1544页

核心收录：

学科分类：0710[理学-生物学] 071010[理学-生物化学与分子生物学] 1003[医学-口腔医学] 07[理学] 10[医学] 

主　　题：丝氨酸蛋白酶抑制剂 坦纳菌 原核表达 晶体结构 牙周致病菌 

摘      要：目的·制备牙周致病相关坦纳菌编码的丝氨酸蛋白酶抑制剂(serine protease inhibitor,Serpin),分析其抑制靶蛋白酶的特异性及其结构特征。方法·通过氨基酸序列分析,选择人类口腔微生物组数据库(eHOMD)中的Serpin,将其转入大肠埃希菌中进行重组表达;采用镍离子亲和层析等方法制备重组蛋白,分析其抑制丝氨酸蛋白酶的特异性,并通过结构生物学手段解析其三维空间结构。结果·在坦纳菌中发现一个新的且活性中心P1残基为甲硫氨酸的Serpin,将其命名为Tannerpin-M,并成功地从大肠埃希菌BL21(DE3)中制备了高纯度的重组蛋白。进一步的活性检测结果表明重组Tannerpin-M可以有效地与粒细胞来源的蛋白酶(人中性粒细胞弹性蛋白酶、组织蛋白酶G和蛋白酶3)、胰弹性蛋白酶以及激肽释放酶1(KLK1)、KLK7等6种蛋白酶形成SDS稳定的共价复合物,其中Tannerpin-M抑制KLK7的二级反应速率常数为4.25×104 L/(mol·s)。解析分辨率为2.4Å(1Å=0.1 nm)的Tannerpin-M松弛态构象的晶体结构,结果显示Tannerpin-M具有显著延长的反应中心环,可以发生经典的抑制型Serpin从紧张态向松弛态转变的构象变化。结论·口腔致病菌编码的Tannerpin-M是一个典型的抑制型Serpin,其可以有效抑制粒细胞释放的丝氨酸蛋白酶,提示该口腔致病菌可能以此机制来抵抗人体免疫系统的攻击。