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龙葵蛋白酶抑制剂IIa(Solanum americanum proteinase inhibitor IIa,SaPIN2a)基因是第一个被发现在植物韧皮部中特异表达的蛋白酶抑制剂Ⅱ(PIN2)基因。已报导的研究结果表明，SaPIN2a可能参与龙葵韧皮部的分化发育，在植物生长发育方面具有重要的生理功能。但是至今未能从龙葵中分离纯化到天然的SaPIN2a蛋白，也没有在原核生物中成功获得有抑制活性的重组SaPIN2a的报导，因而对其各种理化特性的研究都是根据其cDNA序列推导出的氨基酸序列进行预测的。为了深入探讨SaPIN2a结构与功能及其与其它蛋白之间的相互关系，有必要从龙葵中分离纯化出天然的SaPIN2a，同时在体外获得有抑制活性的重组SaPIN2a,并对其生化特性进行分析，一方面可进一步研究SaPIN2a在植物体内的生理功能，为植物韧皮部的分化发育研究提供线索；另一方面也可为在医药和农业方面开发应用SaPIN2a奠定基础。
本研究以野生型龙葵的茎为材料，经过一系列的分离纯化操作，最终纯化得到一个丝氨酸蛋白酶抑制剂，SDS-PAGE结果显示其表观分子量约为20 kDa。对该纯化的丝氨酸蛋白酶抑制剂进行了蛋白质测序工作，结果得到该蛋白N端23个氨基酸残基的序列为：KACTRECGHFSYGICPRSEGSPQ，经过Blast比对分析发现这23个氨基酸残基为成熟型SaPIN2a(即不含信号肽的SaPIN2a)N端序列。
本研究确定天然SaPIN2a是以二聚体形式存在，其二聚体间的相互作刚力由疏水作用力提供，经MALDI-TOF MS测得其单体分子量为13.73 kDa。SaPIN2a在天然状态下有3种电荷异构体。天然SaPIN2a存在翻译后修饰，很可能是糖基化和磷酸化。天然SaPIN2a具有较高的热稳定性，其紫外特征吸收峰为269 nm。天然SaPIN2a能抑制胰蛋白酶、胰凝乳蛋白酶和枯草杆菌蛋白酶，但对于木瓜蛋白酶和组织蛋白酶D没有抑制效果。天然SaPIN2a是胰蛋白酶的竞争型抑制剂，酶浓度为7.5 nmol/L时，其K<,i>=6.4±0.47 nmol/L，IC<,50>=137.1±8.8 nmol/L；它还是胰凝乳蛋白酶和枯草杆菌蛋白酶的非竞争型抑制剂，当胰凝乳蛋白酶浓度为25 nmol/L时，其K<,i>=22.8±4.3 nmol/L，IC<,50>=33.4±4.6=nmol/L；当枯草杆菌蛋白酶浓度为167 nmol/L时，K<,i>=80.3±2.1 nmol/L，IC<,50>=74.4±1.6 nmol/L。天然SaPIN2a能抑制斜纹夜蛾和粉纹夜蛾5龄幼虫的中肠类胰蛋白酶活性，且对斜纹夜蛾的类胰蛋白酶抑制效果更明显，但对两种害虫的类胰凝乳蛋白酶活性均没有抑制效果。
本研究构建了两个大肠杆菌重组表达载体：前体SaPIN2a[rSaPIN2a(PM)]的重组表达载体pZY01和成熟SaPIN2a[rSaPIN2a(M)]的重组表达载体pZY02。以SDS-PAGE分离并割胶回收的GST-rSaPIN2a(PM)融合蛋白为抗原，制备了SaPIN2a的兔抗。成功表达并纯化得到了具有胰蛋白酶抑制活性的重组蛋白rSaPIN2a(M)，并通过westem杂交予以确认。利用MALDI-TOF MS测定得rSaPIN2a(M)的分子量为13.44 kDa。测定了重组蛋白rSaPIN2a(M)对不同蛋白酶的抑制效果，当胰蛋白酶浓度为7.5 nmol/L时，IC<,50>=398.6±8.1 nmol/L，该值比天然SaPIN2a大了近3倍；当胰凝乳蛋白酶浓度为25 nmol/L)时，IC<,50>=36.1±1.7 nmol/L，与天然SaPIN2a相比相差不大；而对于枯草杆菌蛋白酶的抑制作用非常小，无法计算其IC<,50>值。相比于天然SaPIN2a与枯草杆菌蛋白酶的摩尔比为1时就可抑制95﹪的酶活性，rSaPIN2a(M)在与枯草杆菌蛋白酶的摩尔比达到近60∶1，才仅仅抑制了30﹪左右的酶活性。