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蛋白水解酶(protease)是催化多肽或蛋白质水解的酶的统称,简称蛋白酶。广泛分布于动物、植物及微生物中,种类繁多。蛋白酶对机体的新陈代谢及生物调控具有重要作用。蛋白酶按水解肽链的部位可分为内肽酶(EC3.4 21-24,99)及外肽酶(EC3.4 11-19)。根据各种内肽酶作用位点的催化基团又可将之分为四大类,分别为丝氨酸蛋白酶,半胱氨酸蛋白酶,天冬氨酸蛋白酶和金属蛋白酶。 组织蛋白酶(cathepsin,cath.)是一大类对有机体的生命活动非常重要的蛋白酶。组织蛋白酶通常指在酸性环境中被活化的蛋白水解酶。正常状态下,组织蛋白酶位于溶酶体,并可非特异性水解多种蛋白质提供有机体需要的氨基酸和能量。还可以参与有机体的其他生理活动。如骨质吸收和细胞凋亡等。如果组织蛋白酶异常表达,它们也可以引起病理反应。如通过降解细胞外基质蛋白,加速肿瘤细胞的迁移和扩散。 组织蛋白酶通常以无活性的酶原形式和有活性的成熟酶形式存在,酶原因包含一个前导肽序列而没有活性。酶原活化是调节组织蛋白酶活性的一个关键步骤,方式包括前导肽从组织蛋白酶上自动解离即自我活化,或者是依赖于其他蛋白酶的加工作用。组织蛋白酶的活性还可以受到抑制剂的调节,通常组织蛋白酶都具有相应的抑制剂。 在昆虫中也有大量的组织蛋白酶分布,其中常见的为Cath.B、Cath.D和Cath.L。表达和分布部位多见于脂肪体组织、幼虫的消化道、早期胚胎以及卵母细胞等。功能与昆虫的卵母细胞发生、早期胚胎发育、食物消化以及变态过程中组织的解体和重建有关。 棉铃虫(Helicoverpa armigera)属鳞翅目夜蛾科,是一种分布广泛、危害严重的农业害虫。本实验室已从棉铃虫卵中鉴定并纯化出棉铃虫组织蛋白酶B(H. armigera cathepsin B, HCB, EC 3.4.22.1),并克隆了该酶的全长cDNA(GenBank AF222788)。HCB属于半胱氨酸类蛋白酶,酶原的分子量约为37kDa,成熟酶的分子量约为30kDa。该酶的最适pH为3.0-4.0,活性可以被半胱氨酸蛋白酶抑制剂反-环氧琥珀酰-L-白氨酰-(4-胍基)-丁烷(E-64)抑制。在此基础上,还在体外进行了HCB的表达研究,并进行了该酶的底物特异性和组织分布研究,已证实该酶参与了棉铃虫胚胎发育过程中卵黄蛋白水解等生命活动。