论文部分内容阅读
血吸虫病是一种严重危害人类健康的传染性疾病,已成为一个世界性的公共卫生难题。目前,血吸虫病感染者主要依赖化学药物-吡喹酮的治疗,吡喹酮的大量重复使用,有可能导致血吸虫产生抗药性,事实上实验室已经发现对该药具有抗性的曼氏血吸虫虫株。因此,开发新型抗血吸虫病化疗药物对摆脱完全依赖单一的吡喹酮,防止可能产生的公共卫生危机具有重要意义。研究证实,血吸虫体内不存在单独的硫氧还蛋白还原酶(Thioredoxin Reductase, TR)和谷胱甘肽还原酶(Glutahione Reductase, GR),它们的生物学功能由一种兼具TR和GR双功能名为TGR的蛋白酶所代替。日本血吸虫硫氧还蛋白谷胱甘肽还原酶(ThioredoxinGlutathione Reductase from Schistosoma Japonicum, SjTGR)在保持日本血吸虫细胞内氧化还原平衡中起着关键的作用。研究表明,血吸虫TGR是血吸虫生存所必需的基因,采用RNAi技术干扰该蛋白酶的表达,将导致曼氏血吸虫的死亡,另外,以TGR为药物作用靶标已筛选出具有抑制其活性的化合物,该蛋白酶符合作为药物靶标蛋白的多个标准。本论文克隆了日本血吸虫SjTGR基因并进行了重组表达,分离纯化得到了两种形式高纯度的SjTGR蛋白与SEC-SjTGR蛋白。同时,我们还对该蛋白酶的生物活性进行了系统研究,这些结果为进一步对其精细结构的解析及针对该靶标蛋白的抑制剂药物筛选打下了坚实基础。本研究首先通过克隆日本血吸虫硫氧还蛋白谷胱甘肽还原酶(SjTGR)基因至大肠杆菌表达载体pET-28a得重组质粒pET-28a-SjTGR,重组质粒pET-28a-SjTGR转化大肠杆菌表达宿主菌BL21,经IPTG诱导表达蛋白SjTGR。经Ni2+亲和层析及DEAE离子亲和层析分离纯化得到SjTGR蛋白。SDS-聚丙烯酰胺凝胶电泳结果显示我们分离纯化得到分子量约为66.4kDa的SjTGR蛋白。天然SjTGR蛋白是一在C端具有一特殊序列GCUG的硒代蛋白,其中U为硒代半胱氨酸。本研究采用大肠杆菌系统硒代蛋白重组表达策略,构建了SjTGR-SECIS嵌合基因,并与质粒pSUABC共转化大肠杆菌表达宿主菌BL21,经IPTG诱导表达了SEC-SjTGR硒代蛋白。利用紫外可见分光光度法,在25℃的条件下,分别以DTNB(5,5’二硫代双(2-硝基苯甲酸))、NADPH(烟酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸)、GSSG(谷胱甘肽氧化型)、GSH(谷胱甘肽还原型)、HED(2-羟乙基二硫化物)为底物,测定了SEC-SjTGR及SjTGR的硫氧还蛋白还原酶(TrxR)、谷氧还蛋白(Grx)、谷胱甘肽还原酶(GR)的活性及各自的米氏常数。实验结果显示SEC-SjTGR是一种兼具TrxR、Grx、GR活性的多功能酶,其活性分别为6.440.51μmol min-1mg-1(DTNB),138.975.43μmol min-1mg-1(HED),12.550.49μmol min-1mg-1(GSSG);而SjTGR只具有Grx活性且其活性为257.089.52μmol min-1mg-1(HED)。SEC-STGR蛋白不同的酶底物得到的Km值分别为1.46μMNADPH(DTNB),18.8618μMNADPH(GSSG);SjTGR蛋白得到的Km值为1061.3885μMNADPH(HED),524.8337μMHED。