Kazal型丝氨酸蛋白酶抑制剂的结构和功能--文献综述.doc

文献综述： Kazal型丝氨酸蛋白酶抑制剂的结构和功能 摘要：Kazal型丝氨酸蛋白酶抑制剂属于丝氨酸蛋白酶抑制剂家族，广泛存在于鸟类，昆虫，虾类，以及哺乳动物中。Kazal丝氨酸蛋白酶抑制剂一般由一个或多个保守的Kazal结构域组成。其Kazal丝氨酸蛋白酶抑制剂的特异性主要由B环上的P1氨基酸残基决定。在寄主的血液凝集，发育调控，免疫应答等方面起到重要的作用。 关键词：丝氨酸蛋白酶抑制剂，Kazal域，活性位点 Structure and function of Kazal-type serine proteinase inhibitors Abstract: The Kazal-type proteinase inhibitors (KPIs) are among the well-known families of Serine proteinase inhibitors, widely existing in avian, insects, shrimps and a variety of mammals. The KPIs can be single or multiple domain proteins containing one or more Kazal inhibitory domains. The inhibitory specificity of a Kazal domain is mainly determined by the reactive P1 amino acid in loop B. The KPIs play crucial roles in host physiological blood coagulation, development regulation and immunological functions, in which protease inhibitors are involved in regulating proteases activity. Key word: Serine proteinase inhibitor, Kazal domain, active site 寄生蜂是重要的害虫天敌资源，已在传统生防中得到充分的肯定，在减少化学农药使用和环境污染方面有着重要作用。毒液、卵萼液中的多分DNA病毒（PDV）、类病毒颗粒、卵巢蛋白、畸形细胞和幼虫分泌物等。这些寄生因子特殊生理功能，若结合现代生物技术，以这些活性物质为资源研制新型生防制剂或转基因作物，将为害虫生物防治开辟新的途径。 1、概述 Kazal型丝氨酸蛋白酶抑制剂属于丝氨酸蛋白酶抑制剂家族，它是在Kazal首次发现胰蛋白酶抑制剂(PSTI)后命名的，广泛存在于鸟类，昆虫，虾类，以及哺乳动物的组织和体液等中。 目前已发现多种Kazal型蛋白酶抑制剂，但其具体结构与功能还未得到充分研究，主要由于蛋白酶抑制剂承受残酷的进化压力，使其活性部位高度易变，从而导致蛋白酶抑制剂功能的多样性且有些抑制剂已丧失了原有的功能，这给研究带来极大的挑战。 2、结构 Kazal丝氨酸蛋白酶抑制剂一般由一个或多个保守的Kazal结构域组成。典型的Kazal结构域含有40-60个氨基酸残基，其中包括6个半胱氨酸残基和一个较为保守的序列模型：C1-X（1-7）- C2-X（5）-PV C3-X（4）- TYXNXC4-X（2-6）- C5-X（9-16）- C6-螺旋，相邻的三层的反向β-折叠和三个环结构A、B、C（如图）。其中B环中含有一个易被切割的肽键。从该键向N端方向的氨基酸残基分别记为P1、P2、P3……，向C端方向的分别记为P1?、P2?、P3? 非典型Kazal结构则仅具有两个二硫键。Magert等人于1999年首次报道了人类丝氨酸蛋白酶 抑制剂LEKTI共有15个结构域，其中13个是非典型Kazal结构域，其结构域缺少了3-6二硫键（Magert et a1.，1999）。一个在大蜡螟Galleria mellonella中发现的Kazal型丝氨酸蛋白酶抑制剂GmSPI 2则缺少了1-5二硫键（Nirmala X，2001）。 一些蛋白需要经过转录后选择性剪切，最终形成较短的蛋白。由吸血昆虫Dipetalogaster maximus分离到得凝血酶抑制剂，其cDNA序列编码6个Kazal域，但天然的抑制剂仅有2个Kazal域（Lovato DV et al.，2006）。所以，由基因编码推测的Kazal丝氨酸蛋白酶抑制剂与生物体内实际发挥功能的抑制剂并不一致。不幸地是，近期研究的许多丝氨酸蛋白酶抑制剂来自于cDNA克隆，而其天然的抑制剂仍未被分离鉴定出来。 3、作用机理 通常认为蛋白酶抑制剂的作用机理分三种：1、抑