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生殖道感染是危害男性生殖健康的主要因素之一,也是引起男性不育的重要原因。CRES蛋白—胱蛋白酶抑制剂相关的附睾精子发生蛋白(cystatin-relatedepididymalspermatogenicprotein)又称为CST8,属于胱蛋白酶抑制剂超家族中Family2即cyatatins的一个亚类。CRES蛋白特异地表达于小鼠睾丸和附睾,其表达谱具有明显的年龄变化规律,提示其可能在精子发生过程中发挥重要作用,但研究发现Cres基因敲除小鼠生育力正常。CRES蛋白具有四个保守的半胱氨酸残基,通过形成两个二硫键来维持其三维结构。近年来,陆续有文献报道CST3、CST11具有抗菌功能,这些报道促使我们研究该亚类中另一个成员—CRES蛋白是否也具有抗病原微生物功能。 首先,我们采用GST融合蛋白表达系统成功地表达纯化了可溶性CRES蛋白(GST-CRES)。然后采用菌落形成单位法和分光光度测定法检测CRES蛋白是否具有抗大肠杆菌(E.coli)和溶脲脲原体(Ureaplasmaurealyticum,Uu)的功能。结果显示,与培养至对数生长期的E.coli或Uu共孵育,CRES蛋白可抑制E.coli或Uu的生长,且这种效应具有明显的时间—剂量依赖性。应用定点突变技术使CRES蛋白第105位或/和第139位的半胱氨酸残基突变为丝氨酸残基,以分别破坏或同时破坏其两个二硫键,继而研究二硫键突变体的抗E.coli及抗Uu功能。结果显示,与正常的GST-CRES蛋白类似,二硫键突变体同样具有明显的抗E.coli和抗Uu功能,说明CRES蛋白的抗微生物功能不依赖于其二硫键发挥作用。进而,我们区段表达CRES蛋白并检测其活性发现,N端的30个氨基酸(N30)完全失去了抗微生物的活性,而N60与CRES全长蛋白相似,均可明显抑制E.coli和Uu的生长,表明CRES蛋白的抗微生物活性中心可能存在于其N端第31至60个氨基酸之间。最后研究了CRES蛋白对E.coli通透性和大分子物质(DNA、RNA、Protein)合成的影响来探讨其抗菌机制,发现CRES蛋白可以使E.coli的通透性增加,内容物外流,并且可以抑制其基因与蛋白的合成。 综上所述,本研究首次发现CRES这一特异表达于睾丸、附睾的蛋白具有抗菌及抗支原体功能,提示其在抵抗病原微生物入侵,预防雄性生殖道感染以及维持生殖道内环境的稳态等方面发挥重要作用,本研究结果可能为男性生殖道感染的诊断与治疗提供新的思路和方法。