猪链球菌2型05ZYH33糖苷水解酶SSU05_1921和SSU05_1922的表达纯化及功能研究

为了研究猪链球菌2型(SS2)05ZYH33菌株高甘露糖型N-聚糖水解酶的结构域及功能,本研究通过BLAST检索,发现该菌株中存在分别与肺炎链球菌高甘露糖型N-聚糖水解酶SpGH92和EndoD同源的蛋白,分别为SSU05_1921(后简写为1921)和SSU05_1922(后简写为1922)。本研究通过原核表达系统和Ni-NTA柱亲和层析纯化,获得了1921和1922全长蛋白,以及1922蛋白的糖苷水解酶结构域1922-Cat。通过6个蛋白反应(不加蛋白的阴性对照、分别仅加1921和1922的蛋白反应2、3,同时加入1921和1922的蛋白反应4、5及同时加入1921和1922-Cat的蛋白反应6)的RNase B去糖基化试验,反应结束后分别通过SDS-PAGE及基质辅助激光解析电离飞行时间质谱(MALDI-TOF-MS)分析RNase B的水解(即去糖基化)产物,研究1921和1922水解高甘露糖型N-聚糖的功能。结果显示,1921为外切α-1,2-甘露糖苷酶,水解RNase B高甘露糖型N-聚糖末端的α-1,2-甘露糖苷键;1922为内切β-1,4-N-乙酰氨基葡萄糖苷酶,水解RNase B高甘露糖型N-聚糖中的几丁二糖,作用位点为β-1,4-N-乙酰氨基葡萄糖苷键。且只有在1921去除所有的α-1,2-甘露糖苷键,1922才能彻底水解高甘露糖型N-聚糖。二者的联合作用(反应4)结果显示,在15 ku处出现单一条带,表明二者联合作用于RNase B的高甘露糖型N-聚糖后,将其彻底去糖基化为R-GlcNAc,且1921与1922-Cat的联合作用与上述联合作用结果一致,表明1922的主要催化结构域即为1922-Cat。因此选择1921与1922-Cat联合作用于RNase B的去糖基化反应研究不同pH、不同金属离子及EDTA和EGTA螯合物对该联合作用的影响。结果显示,该联合作用的最适pH为7.0~8.0,二价金属离子Cu^(2+)、Fe^(2+)、Ni^(2+)、Co^(2+)、Zn^(2+)均明显抑制1921与1922-Cat的联合作用,Ca;部分抑制该联合作用,而二价离子Mg;、Mn;和一价离子K^(+)、Na^(+)及二价金属离子螯合物EDTA和EGTA对该联合作用无明显抑制作用,表明1921和1922-Cat的联合作用不依赖于二价金属离子。本研究首次较详细探究了SS2高甘露糖型N-聚糖水解酶的功能和生化特性,为解析SS定植和感染过程中糖类营养物质获取的机制奠定了基础。

猪链球菌2型05ZYH33菌株具有N-乙酰氨基葡萄糖苷酶活性蛋白的鉴定及功能研究

为了研究猪链球菌2型(SS2)05ZYH33菌株是否具有N-乙酰氨基葡萄糖苷酶(NAG)及同工酶,本研究通过同源蛋白比对,发现05ZYH33菌株表面蛋白SSU050630 C端Ss GH20结构域与肺炎链球菌(S.pneumoniae)的NAG Str H的GH20-1结构域具有60%的同源性;经基因克隆、蛋白表达及纯化后的酶活性分析表明Ss GH20具有NAG活性,且其活力为371 U/mg蛋白;其最适反应温度为50℃、最适p H为5.5;其Km值为0.69。通过构建SS2 ssu050630基因缺失株及全菌酶活性测定,显示SS2 05ZYH33菌株具有NAG活性,而ssu050630基因缺失后的菌株则失去了NAG活性,表明SSU050630是SS2 05ZYH33菌株唯一具有NAG活性的蛋白。本研究为进一步探究Ss GH20在SS2致病中的作用及SS2逃避宿主免疫反应的机制奠定了基础。