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钙调蛋白磷酸酶(CN)是目前已知唯一一种受Ca2+/CaM调节的蛋白磷酸酶。它在生物体内发挥重要的作用,参与免疫调节、细胞信号转导、学习记忆等方面的调节,也与不少疾病,例如老年痴呆、自身免疫性疾病等的发病机理等密切相关。因此本实验以钙调蛋白磷酸酶作为靶酶,对具有调节免疫、保护肝肾、抗衰老等作用的中国传统中药JDC进行了研究,发现其水提物对CN有明显激活作用。经过离子交换、分子筛层析、自然胶电泳、电洗脱回收以及反向层析等分离纯化步骤,最后得到了分子量分别约为20kDa和43kDa的两个蛋白质。我们使用N末端测序、串联质谱(MS/MS)、基质辅助激光解吸电离-飞行时间质谱(MALDI-TOF-MS)、从头测序(De novo sequencing)方法对这两个蛋白质进行了鉴定,结果表明它们是蛋白质及基因数据库中未收录的序列未知的新蛋白质。实验表明纯化所得的蛋白质具有蛋白水解酶的活性。由于两个蛋白质的作用相同,但20kDa蛋白质的活性低于43kDa蛋白质,结合纯化及序列测定结果,我们推测20kDa蛋白质很可能为43kDa蛋白质的片段。因此我们接下来对43kDa蛋白质进行了详细研究。
蛋白酶抑制剂对43kDa蛋白质作用的研究发现其应该为丝氨酸蛋白酶,且活性受Ca2+调节。我们设计并使用定向多肽库对其酶切位点基序特异性进行了确定,并用人工合成的多肽和天然蛋白质对所得结果进行了验证。实验表明,P1位点和P3位点对蛋白酶切至关重要。只有当同时满足P1位点为赖氨酸,P3位点为脯氨酸或赖氨酸这两个条件时,酶切才可能发生。此外,P2位点和P1位点具有一定的偏向性。当P1位点和P3位点满足酶切发生的条件后,如果P2位点是精氨酸或赖氨酸,P1位点为谷氨酰胺、丝氨酸或丙氨酸时,蛋白酶优先识别并进行酶切。我们还对蛋白质进行了其他理化性质的测定。结果表明其能够耐受一定的恶劣环境条件,非常适合工业及商业化。