天冬氨酸蛋白酶家族蛋白抗体的应用

背景^[1-3]

天冬氨酸蛋白酶家族蛋白抗体是一类可以特异性结合天冬氨酸蛋白酶家族蛋白的多克隆抗体，主要用于体外检测天冬氨酸蛋白酶家族蛋白。

天冬氨酸蛋白酶（aspartic proteinase）是一类重要的蛋白水解酶，参与机体的新陈代谢及生物调控作用·它的活性中心由两个催化性天冬氨酸残基组成。

天冬氨酸蛋白酶包括：胃蛋白酶亚型、逆转录蛋白酶亚型、天冬氨酸膜内裂解蛋白酶亚型。

天冬氨酸蛋白酶结构图

天冬氨酸蛋白酶是一类重要的碱性蛋白水解酶，广泛存在于多种动植物体内，参与机体的新陈代谢和免疫调节。

天冬氨酸蛋白酶(Aspartic Proteases)是一类携带磷酰胆碱成分的蛋白酶分子，广泛分布于多种生物中，包括病毒、真菌、寄生虫、哺乳动物及植物等，该类蛋白酶以单链的酶原形式合成，经过加工形成具有催化活性的蛋白酶单体或异源二聚体，参与机体的新陈代谢及生物调控作用。

包括分泌型天冬氨酸酶和结构型天冬氨酸酶，分泌型天冬氨酸酶底物作用范围广泛，在细胞外起到催化水解蛋白质肽键的作用，可裂解多个底物靶点；而结构型天冬氨酸蛋白酶被认为是真核病原体的结构成分，可干扰宿主体内B细胞和T细胞增殖通路的关键信号，从而影响体液免疫和细胞免疫水平，使病原体在宿主体内能长期生存。

两者的主要区别在于分泌型天冬氨酸酶具有信号肽序列，可分泌至胞外发挥功能，而结构型天冬氨酸酶却缺乏信号肽。

同样，天冬氨酸蛋白酶在寄生虫入侵宿主细胞、营养吸收、免疫逃避、逸出寄生泡、参与细胞分化和调节致病机制等过程中也发挥了重要的免疫调节作用，因而被认为是抗寄生虫药物研发的极好靶点。天冬氨酸蛋白酶家族中的胃蛋白酶亚型需要去除前肽区域并在酸性环境的诱导下自身催化;而肾素类亚型则是由其他的酶催化。

研究这些亚型的结构和活化的机制,有助于研究天冬氨酸蛋白酶家族在病理和生理情况下的变化,在某些疾病的治疗上提供了新的研究方向。

应用^[4][5]

用于小麦生理型雄性不育系中天冬氨酸蛋白酶与绒毡层代谢的相关性分析研究

以小麦生理型雄性不育系及其可育系小麦为材料,并结合本实验室前期研究绒毡层细胞凋亡结果,利用透射电镜超微观察花药绒毡层细胞结构;定量检测与凋亡相关的天冬氨酸蛋白酶基因APs的表达量;最后用含明胶的十二烷基硫酸钠聚丙烯酰胺凝胶电泳技术对天冬氨酸蛋白酶活性进行验证。

通过以上试验获得了以下结果:（1）通过超薄切片观察发现:不育与对应的可育西农1376花药绒毡层细胞都观察到了凋亡现象,且前者较早观察到了降解的现象。在花药发育的四分体时期,与正常可育的花药绒毡层细胞相比,生理型雄性不育小麦的花药绒毡层细胞中含有较少的细胞器,同时在两个材料中都没有发现绒毡层开始降解的特征。单核早期,在可育系与生理型雄性不育小麦花药绒毡层中均呈现了绒毡层细胞降解的特征,但是后者程度更加严重。等到花药发育到单核晚期的时候,可育小麦绒毡层细胞的退化程度进一步加剧,而生理型雄性不育系在这个时期花药绒毡层基本退化完全。上述研究表明:小麦花药发育到单核早期绒毡层细胞提早降解,它是引起小孢子败育的关键原因之一。

（2）以正常小麦四分体时期花药为对照,通过荧光定量PCR技术,得到APs基因在生理型雄性不育小麦与正常可育小麦花药在花药发育四分体时期,单核期,二核期以及三核期的相对表达量。经过分析表明:在两种材料中APs基因的表达量在四分体至三核时期都呈现先升高后降低的变化趋势,且在绒毡层降解的关键时期（单核时期）表达量最高。在小麦花药发育的所有时期,APs在生理型雄性不育花药中的表达量都高于其在正常小麦花药中的表达量。

（3）通过运用SDS-Gelatin-PAGE方法对天冬氨酸蛋白酶的酶活性进行测定,结果表明在正常与生理型雄性不育小麦中,天冬氨酸蛋白酶的活性变化趋势都呈现先升后降的变化趋势,且二核期最高。天冬氨酸蛋白酶在各个时期生理型不育小麦小花的活性明显高于其在正常可育小麦小花中的表达量。

参考文献

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[5]巨岚.小麦生理型雄性不育系中天冬氨酸蛋白酶与绒毡层代谢的相关性分析[D].西北农林科技大学,2015.