杂色鲍组织蛋白酶L及其内源性抑制剂的研究

来源 :集美大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:lijing2007110311
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组织蛋白酶L(EC3.4.22.15)属于半胱氨酸蛋白酶中的木瓜蛋白酶超家族,广泛存在于动物、植物、细菌和病毒等生物体内。它不仅在溶酶体内的蛋白质水解过程中起着非常重要的作用,还参与许多重要的生命活动。目前对高等动物中组织蛋白酶L的作用研究较广泛,认为该酶参与机体多种生理、病理过程。但在甲壳类动物中,有关组织蛋白酶L的作用功能了解甚少,值得进一步研究。鉴于此本实验从杂色鲍内脏中分离纯化了组织蛋白酶L并对其酶学性质进行了研究,以期为组织蛋白酶L理化性质及功能特性的研究奠定基础,为鲍鱼的养殖及加工研究提供理论依据。本研究通过硫酸铵盐析、SP-Sepharose Fast Flow阳离子交换层析、Sephacryl S-200凝胶过滤层析和Hydroxyapatite(CHT-Ⅱ Cartridge)羟基磷灰石预装柱层析等步骤首次从杂色鲍内脏中分离纯化得到了组织蛋白酶L,并对其酶学性质进行了分析研究。经过纯化,酶的比活力达到了3006U/mg,纯化倍数为1582.1倍,回收率为13.4%。SDS-PAGE、Native-PAGE和凝胶过滤结果表明,组织蛋白酶L得到了纯化且为单体结构,其分子量约为28kDa。糖蛋白染色实验表明杂色鲍组织蛋白酶L是一种糖蛋白。酶的最适温度和最适pH分别为37℃和5.5,且在40℃以下与pH5.0-6.5范围内较稳定。底物特异性实验显示组织蛋白酶L对半胱氨酸蛋白酶类荧光底物Z-Phe-Arg-MCA有强烈的分解作用,而对组织蛋白酶B的特异性底物Z-Arg-Arg-MCA及其它荧光底物则基本不分解。抑制剂实验表明半胱氨酸蛋白酶抑制剂E-64能有效抑制组织蛋白酶L的活性,而其它类型的蛋白酶抑制剂则抑制效果不明显。底物特异性实验和抑制剂实验说明该酶是一种半胱氨酸蛋白酶。金属离子Mn2+、Ba2+和Mg2+对酶有不同程度的激活作用,而Co2+、Cu2+、Zn2+、Fe2+和Ca2+等对酶起抑制作用。37℃下以Z-Phe-Arg-MCA为底物进行动力学实验,得出Km和kcat值分别为1.21μmol/L和21.33s-1,催化效率(kcat/Km)为1.8×104(mol/L)-1s-1。利用制备的兔抗杂色鲍组织蛋白酶L多克隆抗血清进行免疫印迹实验,发现该酶在杂色鲍体内广泛存在,其在性腺、肝胰腺、和腮中分布较多。通过硫酸铵盐析、DEAE-Sepharose阴离子交换层析和Sephacryl S-200凝胶过滤层析等方法从杂色鲍内脏中分离纯化得到一种组织蛋白酶L的内源性抑制剂。得率为6.3%,纯化倍数为1447.4倍。SDS-PAGE显示其分子量约为12kDa,为一种低分子量的半胱氨酸蛋白酶抑制剂。该抑制剂具有较好的温度及pH稳定性。低于80℃时,其抑制活性基本不受温度的影响。即使在高达100℃的条件下,其抑制活力也在80%以上。在pH4.0-11.0范围内抑制活性几乎没有变化,但在pH3.0以下时,稳定性则较差。
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