蛋白酶抑制剂的多聚体化对其生理功能的影响

蛋白酶抑制剂是体内蛋白酶催化活性的主要调节因子,它可以结合蛋白酶分子并抑制其生理活性。蛋白酶抑制剂在消化、凝血、酚氧化酶级联反应、细胞迁移、炎症反应等多种生理过程中发挥重要功能。近年来研究发现,部分蛋白酶抑制剂在生物体内以多聚体的形式存在并行使功能,多聚体化会影响蛋白酶抑制剂的高级结构及生物活性,从而调控其在癌症、血管重塑、关节炎、肺气肿等相关疾病中的生理功能。本文概述了蛋白酶抑制剂的多聚体化对其生理功能影响的研究进展,以期为蛋白酶抑制剂的多聚体化研究及开发利用提供有益参考。

多聚体化对蛋白酶生理功能的影响研究进展

蛋白酶是生物体维持正常生命活动不可缺少的酶类,在食物消化、凝血、胚胎发生、组织重建、肿瘤发生等诸多生理过程中发挥着重要功能。综述了半胱氨酸蛋白酶、丝氨酸蛋白酶、金属蛋白酶和天冬氨酸蛋白酶中存在的多聚体化状态,分析了多聚体化对蛋白酶的高级结构、生物活性及酸碱稳定性的调节作用,进而探讨多聚体化对蛋白酶在细胞迁移、炎症发生、血管生成、HIV复制等生理、病理过程中功能的影响,以期为蛋白酶的多聚体化研究及开发利用提供有益参考。

内含肽介导三段vWF基因真核细胞转移的翻译后连接及其功能性多聚体形成

vWF(von Willebrand factor)是一种超大分子质量的血浆多聚体糖蛋白,在血栓形成和生理凝血过程中发挥重要作用,其质和/或量的缺陷导致血管性血友病(VWD),由于VWD为单基因病,且vWF为分泌性蛋白,基于基因转移的基因治疗无需特异的靶器官,因此VWD特别适合于基因治疗,但vWF基因过大(8.4 kb),难以为多数病毒载体特别是优点较多的腺相关病毒(AAV)载体承载.运用内含肽(intein)的蛋白质反式剪接功能,研究了三重载体真核细胞共转断裂3段的vWF基因,以期通过转基因翻译后的蛋白质剪接作用形成完整的功能性vWF蛋白.将vWF的cDNA于满足剪接所需的保守性氨基酸Cys1099、Ser2004的密码子前断裂为3段,分别与2种不同的内含肽即Ssp DnaE内含肽和Ssp DnaB内含肽编码序列融合,构建到真核表达载体pcDNA3.1(+),得到3个分别融合内含肽的vWF片段基因真核表达载体,共转染培养的293细胞,通过瞬时表达,电泳观察培养上清中的vWF多聚体形态,分析vWF蛋白量和凝血Ⅷ因子(FⅧ)结合力;通过共转FⅧ基因,分析了培养上清中的FⅧ蛋白量及生物活性.结果显示,通过内含肽的蛋白质反式剪接作用,共转内含肽融合的三片段vWF基因细胞上清,表现与正常人血浆和转vWF基因阳性对照细胞相似的vWF多聚体模式和FⅧ结合力,而且可明显提高转FⅧ基因后表达的FⅧ蛋白的分泌量和活性,提示剪接vWF蛋白的FⅧ载体功能的恢复.结果表明,内含肽可作为一种有效的技术手段进行三重载体共转断裂的vWF基因,为进一步基于内含肽的三重AAV转断裂vWF基因应用于VWD基因治疗研究、克服AAV的容量限制提供了依据.