苏州大学《JBC》揭示蛋白酶激活机制

　　来自苏州大学的研究人员证实，N-糖基化是肝脏细胞膜丝氨酸蛋白酶Matriptase-2自体活化及胞外结构域脱落的必要条件。这一研究发现发表在5月27日的《生物化学杂志》（JBC）上。

　　苏州大学的吴庆宇（Qingyu Wu）教授及何杨（Yang He）博士是这篇论文的共同通讯作者。吴庆宇教授现还任职于美国克利夫兰医学中心，主要从事血管生物学及血栓分子机制等方面的研究，发表SCI论文100多篇，获ZL10余项。

　　Matriptase-2也称为TMPRSS6，是II型跨膜丝氨酸蛋白激酶(TTSPs)家族成员。Matriptase-2主要表达于肝脏之中。在其他的组织如肾脏、肺、脑和子宫中matriptase-2 mRNA呈低水平表达。也有报告称发现Matriptase-2在乳腺癌和前列腺癌中表达。

　　Matriptase-2通过调节肝脏肽类激素hepcidin在维持机体铁稳态中起重要作用。一些研究表明Matriptase-2通过蛋白水解裂解肝细胞膜上的hemojuvelin抑制了hepcidin表达。研究人员已在一些动物模型和患者中证实了Matriptase-2在铁代谢中的重要作用。在小鼠中，Matriptase-2缺陷可导致血清hepcidin高水平表达及缺铁性贫血。在人类铁抵抗型缺铁性贫血（IRIDA）患者中已鉴别出了一些TMPRSS6基因突变。功能研究发现，这些突变损害了Matriptase-2生物合成或蛋白水解活性。

　　Matriptase-2合成时是一种无活性的酶原。保守激活位点R576-I577发生蛋白水解裂解是激活matriptase-2的必要条件。然而到至目前为止，仍不清楚matriptase-2的表达与活性调控机制。一些研究表明，matriptase-2有可能经历了胞外结构域脱落及胞吞作用。

　　在这篇文章中，研究人员在人胚肾HEK293和肝脏BEL-7402、SMMC-7721及QGY-7703细胞中表达了人类matriptase-2。通过标记细胞表面蛋白和Western分析，他们检测了matriptase-2的细胞表面表达、酶原激活和胞外结构域脱落。

　　研究结果表明，matriptase-2是在细胞表面而非细胞内被激活。活化的matriptase-2经历胞外结构域脱落，生成了在条件培养基中可溶性的片段。通过检测失活突变体R576A和S762A，他们发现matriptase-2激活和脱落是由自身的催化活性所介导，且单链形式的matriptase-2没有胞外结构域脱落活性。

　　此外，研究人员还生成了其他的一些matriptase-2突变体：N136Q、N184Q、N216Q、N338Q、 N433Q、N453Q和N518Q,他们对每种突变体预计的N-糖基化位点进行了突变。所有这些突变体都表达于细胞表面。他们发现突变体N216Q、N453Q和N518Q破坏了酶原激活和胞外结构域脱落。研究结果表明，一些特异位点的N-聚糖对于matriptase-2激活至关重要。

　　这些数据提供了关于matriptase-2细胞表面表达、酶原激活及胞外结构域脱落的一些新认识。