达托霉素作为新的胰蛋白酶激活剂的初探.pdf

中国生物工程杂志　ＣｈｉｎａＢｉｏｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，２０１７，３７（１０）：２６３２ ＤＯＩ：１０．１３５２３／ｊ．ｃｂ 达托霉素作为新的胰蛋白酶激活剂的初探 杨恬然　吴世杰　辛明秀 （北京师范大学生命科学学院基因工程药物与生物技术北京市重点实验室　北京　１００８７５） 摘要　首次发现达托霉素是一种新的胰蛋白酶激活剂，当胰蛋白酶与达托霉素的物质的量的比 在反应时达到３４．０５时，达托霉素对胰蛋白酶比活力的激活率平均达到３２．９２％。通过计算机模 拟技术对达托霉素与胰蛋白酶以及达托霉素对胰蛋白酶底物复合物分别进行分子对接，并利用 等温滴定量热法（Ｉｓｏｔｈｅｒｍａｌｔｉｔｒａｔｉｏｎｃａｌｏｒｉｍｅｔｒｙ，ＩＴＣ）验证模拟结果。研究发现达托霉素与胰蛋白 酶的活性中心位置很靠近，达托霉素链状中的天冬氨酸的Ｒ基与酶活性中心的组氨酸５７发生了 氢键相互作用，达托霉素使酶和底物复合物结构更加稳定，从而有利于催化作用。ＩＴＣ结果表明 胰蛋白酶上具有１个达托霉素结合位点，解离常数Ｋｄ为１７．８３ Ｍ，摩尔结合焓 Ｈ为２３７．９± μ △ ２８．１７ｃａｌ／ｍｏｌ，摩尔结合熵 Ｓ为２２．５ｃａｌ／ｍｏｌ·ｄｅｇ，这些结果从热力学角度支持了分子对接结 △ 果。研究发现达托霉素除具有抗革兰氏阳性耐药性细菌的功能外，还能促进胰蛋白酶比活这一 新的功能，是一种新的胰蛋白酶激活剂。 关键词　达托霉素　酶激活剂　胰蛋白酶　分子对接 中图分类号　Ｑ８１９ ［６］ 　　达托霉素（ｄａｐｔｏｍｙｃｉｎ）是由玫瑰孢链霉菌产生，对 类第一张蛋白质图谱 等。蛋白质组学研究策略中最 多重耐药革兰氏阳性细菌有快速杀菌作用的环脂肽类 ［７］ 常用的是自下而上（ｂｏｔｔｏｍｕｐ）的方法 ，在这一研究 抗生素，２００３年美国食品与药物管理局（ＦｏｏｄａｎｄＤｒｕｇ 方法中首先利用胰蛋白酶将目的蛋白质破碎为短肽后 Ａｄｍｉｎｉｓｔｒａｔｉｏｎ，ＦＤＡ）允许将该抗生素用于治疗由革兰 再进行串联质谱分析。胰蛋白酶作为丝氨酸蛋白酶家 氏阳性病原体引起的皮肤和软组织结构感染。达托霉 族中的特异性肽链内切酶使用，底物蛋白被胰蛋白酶 素是第一批批准使用的环脂肽类新型抗生素，近年来 酶解后会得到Ｃ端为精氨酸或赖氨酸的Ｃ端质子化的 ［１３］ ［８］ 主要围绕其杀菌机制开展研究工作 。本研究发现， 多肽，有利于其后的多肽测序 。因此，绝大多数蛋白 达托霉素可促进胰蛋白酶的活性，而胰蛋白酶是蛋白 质组学分析首先选择胰蛋白酶来破碎靶标蛋白［９１０］。 质组学（Ｐｒｏｔｅｏｇｅｎｏｍｉｃｓ）分析中重要的工具酶。因此， 　　利用胰蛋白酶进行酶解靶标蛋白的过程中有几个 达托霉素作为胰蛋白酶的激活剂在蛋白质组学分析中 方面的问题需要解决。首先是胰蛋白酶的催化效率有 具有潜在应用价值。 待提高，常规酶解需要在 ｐＨ８和３７℃反应 １２～１８ｈ。 　　胰蛋白酶因其良好的质谱特征使其广泛应用于蛋 长时间的酶解反应会导致蛋白质的一些较为脆弱的基 ［４］ 团在这段时间内发生磷酸化位点的变化，还有些位点 白质组学分析中 。蛋白质组学研究需要快速有效地 分析大量的蛋白质，鉴定其种类，以及确定其各种修饰 发生氧化等，导致对蛋白质结构分析失真。其次是胰 ［５］