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[目的]探讨重组蛇毒纤溶因子(rFⅡ)作用特异性的分子机制。
[方法]通过与出血毒素比对,找到非出血的rFⅡ的C末端的同源差异序列作为研究其作用特异性的靶点。(一)首先考查了该序列在整体结构中的作用,用SOEingPCR构建了删除该区域的突变体。突变体和rFⅡ都在毕赤酵母中表达,用SDS-PAGE和Westernblot鉴定所表达的蛋白,表达上清分别过阴离子和疏水层析柱纯化。蛋白纯化后,采用下列方法对其生化特性进行分析:①对不同浓度显色底物(D-Pro-Phe-Arg-pNA、N-Benzoyl-Pro-Phe-Arg-pNA和N-(p-Tosyl)-Gly-Pro-Lys-pNA)的动力学变化测定;②裂解氧化胰岛素B链,观察突变后酶作用的特异性;③对纤维蛋白(原)裂解活性的比较;④热处理观察其活性随温度升高的变化趋势,考察其热敏感性;⑤圆二色谱测定预测其二级结构的改变。(二)另外,根据rFⅡ的一个同源蛋白展示出与rFⅡ作用特异性不同的现象,构建互换其C端的同源差异序列的突变体,转化酵母细胞,并用同源建模的方法分析了互换同源差异序列后其空间构象的变化。
[结果](一)对删除序列的突变体来说,酵母分泌的蛋白通过SDS-PAGE和Westernblot得到确认后,其纯化的蛋白与rFⅡ相比,其生化特性的改变为:①rFⅡ及突变体对显色底物D-Pro-Phe-Arg-pNA及N-Benzoyl-Pro-Phe-Arg-pNA无裂解活性,而对N-(p-Tosyl)-Gly-Pro-Lys-pNA,突变体的催化效率是rFⅡ的1.9倍;②rFⅡ及突变体对氧化胰岛素B链的裂解早期都发生在12-13位点,但随后的裂解模式有所不同;③突变体对纤维蛋白及纤维蛋白原的水解能力有所增强;④热处理表明突变体相对rFⅡ,对于温度的升高更敏感;⑤圆二色谱测定表明突变后起支撑作用的二级结构变化不明显。(二)对交换区域的突变体来说,成功生成了工程菌,在表达和纯化前先用同源建模的方法对突变后的构象进行了分析:发现了与特异性密切相关的构象变化以及在这一重新构建的过程中形成了新的氨基酸残基间的相互作用(氢键,二硫键)。
[结论]排除了C端同源差异序列自身长度对酶作用特异性的影响,并发现同源差异序列内与保守的催化域之间可能存在分子内的相互作用;另外同源差异序列互换为找出参与酶特异性的关键氨基酸残基提供了有价值的线索。