以晶體學方法設計不需配接器的末端專一性蛋白酶 Prc 之底物

Abstract

細菌中的蛋白酶在其生理方面起到了重要的作用。而在大腸桿菌 (Escherichia coli) 中，具有 PDZ 結構域 (PDZ domain) 的末端專一性周質蛋白酶 Prc 亦不例外，它通過調節细胞内 MepS 的水平促進肽聚醣 (peptidoglycan)，進而調控細胞壁合成。有研究顯示，Prc 對於細菌在42℃ 低渗透压的生存是必不可少的。此外，有些大腸桿菌對宿主有非常強的感染性跟致病力，而 Prc 缺乏的情況下，細菌可能沒有辦法逃逸宿主補體介導的殺傷，且對細菌的運動能力有所影響以致於降低細菌尿路定植能力。因此尋找 Prc 專一的抑制劑非常重要。在之前的研究中，尋找 Prc 的抑制劑的其中一個方法是體外水解實驗 (in vitro proteolytic assays by SDS-PAGE)，但迄今為止，沒有很好的底物適用於大範圍快速篩選潛在的抑制劑。在這裡，我找到了一個複合物 Prc-fN160 ，並根據晶體學設計了一個不需配接器 NlpI 之底物 fN160。有趣的是 fN160 乃來自 於 Prc 長晶過程中自我降解所產生的片段。根據圓二色光譜，可知 fN160 是一個以α螺旋為主的蛋白質，其Tm值為48℃，是一個穩定且高產率的重組蛋白。通過體外水解實驗 (in vitro proteolytic assays by SDS-PAGE)，證明 fN160 能在非常短時間內被 Prc 降解，因此可以更有效率於 Prc 的抑制劑篩選。