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1、药物生物技术PharmaceuticalBiotechnology2007,14(4):291~296291综述*幽门螺杆菌尿素酶的分子特性*谷贵章,宋达峰,顾青(浙江工商大学,生物工程系,浙江杭州310035)摘要幽门螺杆菌(Helicobacterpylori,Hp)是定植于人胃上皮组织引起胃炎、消化性胃溃疡和胃癌的病原菌。尿素酶是幽门螺杆菌重要的定植因子和抗原。近年来,尿素酶成为医药领域的研究热点。文章对Hp尿素酶结构、抗原表位、生物学功能及依赖于尿素酶的抗酸性机制等研究进展作一综
2、述。关键词幽门螺杆菌;尿素酶;抗酸性;生物学功能;抗原表位中图分类号:Q556文献标识码:A文章编号:10058915(2007)04029106[4]幽门螺杆菌(Hp)是一种革兰氏阴性、螺杆菌属细菌,包装。也是目前所知的唯一一种定植于人胃的病原菌。目前,世12十二基数超分子装配界上大约2/3的人口感染了幽门螺杆菌。最新研究证实,Hp尿素酶是一个由四个()3三聚体单元组成的球它是胃炎、胃溃疡、十二指肠溃疡的主要致病因子,而且与形装配体。四个三聚体单元两两对称,组成一个四面体复[1]
3、胃癌的发生密切相关。世界卫生组织已将Hp列为人群合物。该复合物蛋白壳外径约为16nm,与Escherichiacoli第一致癌因子[2]。而尿素酶是幽门螺杆菌感染的一个重要GroEL晶体结构的外径相当。与Klebisiellaaerogenes和因子。深入了解其结构、活性、抗原表位、生物学功能及抗Bacilluspasteurii尿素酶相比,Hp尿素酶的亚基分别多酸机制,对于防治并根除Hp感染有着重要的现实意义。了27和11个类似的氨基酸。这些独特延伸的氨基酸垂直1尿素酶蛋白质结构于三边对称中心轴,在亚基C
4、末端,严格参与四聚体的形成。这些残基形成一个螺旋(212218)和一个从该亚基Hp尿素酶操纵子含有7个基因,分别为ureABIEFGH。主体伸出的端环(219232)。一个亚基的端环部分以头其中,ureEFGH为辅助基因,编码尿素酶辅助蛋白;ureI为尾相接的方式与其螺旋部分及位于四聚体顶端的相邻亚[3]Hp尿素酶特有的基因,编码尿素特异性通道蛋白;ureA基的其它部位相互作用。此外,两个三聚体单元()3之间和ureB为结构基因,分别编码尿素酶UreA和UreB结构蛋存在着清晰的界面,在其
5、界面上也存在着作用力。四聚体白,即和亚基。透射电子显微镜(TEM)显示:Hp尿素酶内部还有一个容积在0145~0156nm3之间的洞;在每个结构较为复杂,厚度约13nm,并呈正三角形对称。其精确的()3单元上也存在着一个球状洞;而两个()3之间有6蛋白质结构最近才被阐明:除形状与TEM的显示结果相同个卵形洞[4]。之外,还是一个分子量为11Mda的装配体。11三聚体装配2Hp尿素酶的功能Hp尿素酶亚基由两个蛋白域构成:N末端蛋白域尿素酶结构蛋白催化尿素水解;尿素酶辅助蛋白协助(1(
6、101残基)和C末端蛋白域(106238)。两蛋白域通过一Ni2+插入UreA/UreB蛋白活性部位形成活性蛋白;UreI个短环(102105)连接。一个亚基和一个亚基形成一是酸激活蛋白,起着调节周质pH值的功能,与尿素酶的活个单元;三个单元构成一个异源三聚体组合()3。性无必要关系[5]。辅助基因编码的蛋白在金属镍离子聚合亚基不参于活性部位的形成,而是联合数亚基形成三聚体和超分子寡聚体。亚基的两个蛋白域分别位于每对亚到酶的活性位点上起重要作用。基的顶端与翼侧,紧紧地将这三个亚
7、基连接在一起。三个21UreA、UreB的功能亚基的N末端蛋白域首尾相接,以利于形成三聚体的方式UreA与UreB是结构蛋白,主要功能是通过催化尿素*收稿日期:20060615修回日期:20061121基金项目:国家自然科学基金资助(30300017)作者简介:谷贵章,汉族,硕士研究生,天然产物生物合成方向,Email:guguizhang@126.com.通讯作者:顾青;Tel:0571880710248599;Email:guqing2002@hotmail.com。292药物生
8、物技术第14卷第4期生成氨和二氧化碳来调节细胞内外或/和周质的pH值,为31尿素酶固有的属性菌体生存营造中性环境。此外,它们能促使菌体定植于胃(1)保守的氨基酸序列尿素酶的主要氨基酸序列高度黏膜,在菌体致病过程中发挥着重要作用。保守。而最保守者尤为各种尿素酶大亚基的314~322位22辅助蛋白的功能氨基酸。其中,Cys319、His320和His321直接
