蘇州大學《JBC》揭示蛋白酶激活機制

　　來自蘇州大學的研究人員證實，N-糖基化是肝臟細胞膜絲氨酸蛋白酶Matriptase-2自體活化及胞外結構域脫落的必要條件。這一研究發現發表在5月27日的《生物化學雜志》（JBC）上。

　　蘇州大學的吳慶宇（Qingyu Wu）教授及何楊（Yang He）博士是這篇論文的共同通訊作者。吳慶宇教授現還任職于美國克利夫蘭醫學中心，主要從事血管生物學及血栓分子機制等方面的研究，發表SCI論文100多篇，獲ZL10余項。

　　Matriptase-2也稱為TMPRSS6，是II型跨膜絲氨酸蛋白激酶(TTSPs)家族成員。Matriptase-2主要表達于肝臟之中。在其他的組織如腎臟、肺、腦和子宮中matriptase-2 mRNA呈低水平表達。也有報告稱發現Matriptase-2在乳腺癌和前列腺癌中表達。

　　Matriptase-2通過調節肝臟肽類激素hepcidin在維持機體鐵穩態中起重要作用。一些研究表明Matriptase-2通過蛋白水解裂解肝細胞膜上的hemojuvelin抑制了hepcidin表達。研究人員已在一些動物模型和患者中證實了Matriptase-2在鐵代謝中的重要作用。在小鼠中，Matriptase-2缺陷可導致血清hepcidin高水平表達及缺鐵性貧血。在人類鐵抵抗型缺鐵性貧血（IRIDA）患者中已鑒別出了一些TMPRSS6基因突變。功能研究發現，這些突變損害了Matriptase-2生物合成或蛋白水解活性。

　　Matriptase-2合成時是一種無活性的酶原。保守激活位點R576-I577發生蛋白水解裂解是激活matriptase-2的必要條件。然而到至目前為止，仍不清楚matriptase-2的表達與活性調控機制。一些研究表明，matriptase-2有可能經歷了胞外結構域脫落及胞吞作用。

　　在這篇文章中，研究人員在人胚腎HEK293和肝臟BEL-7402、SMMC-7721及QGY-7703細胞中表達了人類matriptase-2。通過標記細胞表面蛋白和Western分析，他們檢測了matriptase-2的細胞表面表達、酶原激活和胞外結構域脫落。

　　研究結果表明，matriptase-2是在細胞表面而非細胞內被激活。活化的matriptase-2經歷胞外結構域脫落，生成了在條件培養基中可溶性的片段。通過檢測失活突變體R576A和S762A，他們發現matriptase-2激活和脫落是由自身的催化活性所介導，且單鏈形式的matriptase-2沒有胞外結構域脫落活性。

　　此外，研究人員還生成了其他的一些matriptase-2突變體：N136Q、N184Q、N216Q、N338Q、 N433Q、N453Q和N518Q,他們對每種突變體預計的N-糖基化位點進行了突變。所有這些突變體都表達于細胞表面。他們發現突變體N216Q、N453Q和N518Q破壞了酶原激活和胞外結構域脫落。研究結果表明，一些特異位點的N-聚糖對于matriptase-2激活至關重要。

　　這些數據提供了關于matriptase-2細胞表面表達、酶原激活及胞外結構域脫落的一些新認識。