合成生物催化剂摘译自:https://www.nature.com/articles/s41467-021-27743-1

转谷氨酰胺氨酶(Transglutaminase,TGM)是一种能催化蛋白质间酰基转移反应,从而导致蛋白质(或多肽)之间发生共价交联的酶制剂。有两大来源,哺乳动物组织及微生物发酵。结肠粘液层是一个两层的系统,可以为结肠提供物理屏障对抗病原体,同时也能容纳共生菌群,目前影响这种凝胶网络组织形成的因素尚不清楚。来自德国哥德堡大学医学生物化学和细胞生物学系的Christian V. Recktenwald课题组研究分析了转谷氨酰胺酶活性对结肠黏液层结构的影响。相关实验以“Transglutaminase 3 crosslinks the secreted gel forming mucus component Mucin-2 and stabilizes the colonic mucus layer”为题发表于杂志“Nature Communication”。

研究人员首先通过使用免疫组织化学、质谱和蛋白质印迹分析野生型(WT TGM缺陷型小鼠结肠组织的蛋白质丰度,确定了Transglutaminase 3(TGM3) 是结肠上皮细胞中主要的转谷氨酰胺酶,并且是在粘液中检测到的唯一同工酶。接下来针对WT、Transglutaminase 2(TGM2)缺失型和TGM3缺失型进行底物特异性实验。经过凝胶电泳和使用链霉亲和素检测的蛋白质印迹证明TGM3在结肠粘液中具有胞外酶活性,可以形成额外的交联促进其稳定性,同时也表明结肠粘液中存在内源性酰基受体蛋白底物。粘蛋白-2Mucin-2MUC2)单体是一种质量约为 2.5 MDa的糖蛋白,作为结肠粘液中最丰富的成分,最有可能是结肠粘液中内源性酰基受体蛋白底物。分离来自 WTTGM2缺失型和TGM3缺失型小鼠的结肠粘液,然后通过分离、免疫染色检测和质谱分析等手段发现在缺乏 TGM3 酶的小鼠中,MUC2的解体情况更为突出,黏液层保护性能降低。由于葡聚糖硫酸钠(dextran sodium sulfate,DSS 先前已被证明有破坏粘液层的功能,并且缺乏 MUC2 粘蛋白的小鼠在 DSS 干预一天后就非常容易患病。实验人员将DSS用于干预WTTGM3缺失型小鼠后发现后者第一天就能检测到粪便隐血且体重从第三天开始显著下降,疾病指数评分显著提高,干预7天后结肠长度缩短至原先的88%。这证明缺乏TGM3可能更容易受到DSS诱导的结肠炎的影响。

实验证明了TGM3的天然异肽交联对于粘液稳态和保护结肠免受炎症、降低结肠炎的风险很重要,有助于理解结肠粘液层结构的分子机制。

                                                

 

摘译人:钱源


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