青海血蜱重组蛋白Hq001的结构预测与原核表达

目的对从青海血蜱唾液腺cDNA文库中克隆出的1个新基因Hq001编码的蛋白质进行三维理论模型预测,并评估其与Kunitz型蜱源抗凝血蛋白质之间的关系。方法构建重组质粒pET-30a-Hq001并转化至感受态大肠埃希菌(Escherichia coli)BL21(DE3)中,对目的蛋白进行重组表达。使用开源软件AlphaFold v2对去除信号肽的Hq001氨基酸序列进行三级结构预测,以此得到三维理论模型。并使用开源软件GROMACS v2023对三维理论模型进行分子动力学(MD)模拟优化,应用ANOLEA和MolProbity等工具对模型质量进行评价。结果由Hq001构建的重组表达质粒pET30a-Hq001在E.coil BL21中表达后以包涵体形式存在。序列比对与结构建模结果均表明Hq001蛋白具有典型双Kunitz-BPTI型结构域,并与Bikunin、Boophilin、Ornithodorin、Ixolaris等具有抗凝血活性的KunitzBPTI型蛋白具有序列及结构相似性。经过1 ns的分子动力学模拟优化后理论模型均方根偏差在3?左右达到平衡,选取其中能量态最低的结构模型(总能量=-20716640 kJ/mol)作为最终模型。结论蛋白质三维理论模型证实Hq001蛋白具有保守的Kunitz-BPTI型结构域,与来自微小扇头蜱的Boophilin在序列与结构上均较为相似,Hq001蛋白可能具有Kunitz型丝氨酸蛋白酶抑制剂相似的结构与功能。

蜱源Kunitz型丝氨酸蛋白酶抑制分子的结构与功能研究进展

蜱是一类体外吸血寄生虫,在吸血过程中蜱会向宿主体内释放多种抗凝血物质以保证血液的供应。其中含Kunitz结构域的丝氨酸蛋白酶抑制剂在抗凝血作用中占主要地位。不同的Kunitz型丝氨酸蛋白酶抑制剂具有相似的保守序列,但总体结构不同,在凝血级联中通过抑制丝氨酸蛋白酶类的凝血因子而阻断下游凝血因子的活化,以达到抑制凝血的效果。蜱源Kunitz型丝氨酸蛋白酶抑制剂在凝血系统中的靶点繁多且抑制机制各异。本文对该类蛋白酶抑制剂的抗凝靶点及作用机制进行归纳,有助于抗凝和抗血栓药物的研发,同时进一步解释蜱与宿主间的相互作用以及蜱源抗凝药物的药理作用,为预防蜱对宿主的侵害提供参考资料。