Cell discovery（IF=38）：北京大學科研團隊揭示金屬蛋白酶妊娠相關血漿蛋白A的結構及調節(jié)機制

Celldiscovery（IF=38）：北京大學科研團隊揭示金屬蛋白酶妊娠相關血漿蛋白A的結構及調節(jié)機制研究背景胰島素樣生長因子（IGF）是生長的關鍵調節(jié)因子，尤其是在胎兒發(fā)育期間。IGF包含IGF-1和IGF-2，對應兩種受體IGF-1R和IGF-2R，以及IGF結合蛋白（IGFBPs）。IGFBPs是IGF活性主要調節(jié)劑的載體蛋白。IGF對IGFBPs的親和力高于IGF-1R，因此，在細胞外環(huán)境中，大多數IGF與IGFBPs結合，IGFBP-3在人血清中最為普遍。IGF還可結合胰島素受體（IR）。IGF信號通路概述（源自參考文獻）IGF信號通路嚴格調控，其中循環(huán)和組織相關的IGF被IGFBPs隔離。IGFBPs蛋白水解，釋放IGF，使其與IGFRs結合，并進行下游信號傳導。人體內IGF的釋放由蛋白酶介導，包括妊娠相關血漿蛋白PAPP-A和PAPP-A2。PAPP-A（Pregnancy-associatedplasmaprotein-a）是一種鋅金屬蛋白酶，廣泛用于孕早期唐氏綜合征篩查中，但其具體生物學功能及機制長期未知。PAPP-A以兩種主要形式存在。在懷孕期間，PAPP-A以兩個分子的PAPP-A與兩個分子的嗜酸細胞主要基本蛋白（proMPB）共價連接的形式循環(huán)。在這種2:2的異源四聚體復合物中，PAPP-A是沒有蛋白溶解作用的。作為一種關鍵的生理病理分子，PAPP-A及其下游的IGF信號通路成員是懷孕和癌癥中很有前途的診斷生物標志物和治療目標。PAPP-A的活性由proMBP或STC2通過共價結合進行微調，但其結構和分子基礎在很大程度上仍然難以確定。近期，北京大學第三醫(yī)院婦產科杭婧/喬杰/魏瑗研究團隊在國際權威期刊CellDiscovery發(fā)表了題為“StructuralinsightsintothecovalentregulationofPAPP-AactivitybyproMBPandSTC2”的研究文章。該研究報道了內源性純化的PAPP-A分別與調節(jié)劑proMBP或STC2（斯鈣素蛋白2）形成的兩個復合物的冷凍電鏡結構。這兩種調節(jié)劑均通過廣泛的相互作用與PAPP-A結合，形成的空間位阻阻止了底物蛋白的結合和切割。研究還指出proMBP對PAPP-A的調控在選擇性宮內生長受限（sIUGR）妊娠中具有調節(jié)胎盤功能的重要作用。研究結果01：PAPP-A-proMBP復合物的低溫電鏡結構為了評估PAPP-A活性和proMBP調節(jié)的分子機制，研究人員從懷孕的人類血漿中純化了內源性的PAPP-A-proMBP復合物，并確定了其冷凍電鏡結構?；谠摻Y構構建了PAPP-A的多域組織示意圖：一個層粘連蛋白球狀折疊結構域（LGD，Arg1-Phe230），一個包含兩個LNR模塊（LNR1和LNR2，Asn332-Tyr414）的蛋白酶催化結構域（PD，Leu243-Pro592），一個彎曲的巾狀結構域（SD，Gly593-Gly915），一個β-桶狀結構（βBD，Asp916-Asp1134），一個包含五個模塊的補體控制蛋白結構（CCP，Cys1135-Cys1474），以及一個包含第三個LNR模塊的C端結構（CTD，Val1475-Gly1547）。02：PAPP-A-STC2復合物的低溫電鏡結構

接下來，研究團隊在懸浮的HEK293F細胞中重組過度表達PAPP-A，利用低溫電鏡獲得3.8?的PAPP-A-STC2結構圖。與PAPP-A-proMBP復合物中的兩個proMBP亞單位不同，STC2以同源二聚體的形式出現，并與PAPP-A形成2：2的異源四聚體。每個STC2包含9個α-螺旋和14個半胱氨酸，其中12個形成6對分子內二硫鍵，來自兩個STC2分子的Cys211殘基形成一個分子間的二硫鍵以促進二聚體的形成。此外，Cys120與PAPP-A的Cys652相連，并位于PAPP-A-STC2界面。03：與PAPP-A結合的機制相似研究發(fā)現PAPP-A是一個高度靈活的二聚體。從結構上來看proMBP和STC2都被嵌入到PAPP-A中，結合特性是相似的。ProMBP或STC2通過空間位阻抑制底物裂解，并與PAPP-A催化裂口遠端的多個結構域建立廣泛的相互作用。proMBP或STC2通過多個界面與PAPP-A結合，誘導的構象變化和直接的競爭將導致PAPP-A裂解的抑制。04：proMBP對PAPP-A活性的異常調節(jié)PAPP-A和proMBP在胎盤中大量表達，研究團隊隨后評估了PAPP-A蛋白分解活性的功能和proMBP對胎盤的調控。多層胎盤是唯一的母體-胎兒界面，由幾種專門的滋養(yǎng)細胞組成，胎盤功能障礙會導致各種類型的妊娠并發(fā)癥和胎兒畸形，如選擇性宮內生長受限sIUGR。進一步通過sIUGR的雙胎胎盤和臍血樣本的分子細胞生物學研究，發(fā)現調節(jié)劑proMBP的濃度在大、小胎兒中存在明顯差異，致使PAPP-A活性改變。同時，在胎盤絨毛外滋養(yǎng)層細胞（EVTs）過表達PAPP-A可以促進其遷移和侵襲，提升EVT的浸潤；當proMBP存在時，這種促進效應被消除，表明了該過程與PAPP-A的酶活調控密切相關，從而影響了胎兒發(fā)育，導致了sIUGR雙胎生長失衡。研究結論本研究具有重要的潛在應用價值，可根據PAPP-A聚合狀態(tài)及活性的改變以及調節(jié)劑proMBP調節(jié)變化等參數來實現sIUGR等不良妊娠的篩查，為未來胎盤源性妊娠疾病的干預治療、藥物開發(fā)和后續(xù)應用提供可能性。義翹神州蛋白結構研究產品義翹神州經過十多年的研發(fā)，開發(fā)出一系列無血清細胞培養(yǎng)基產品，可用于HEK293、CHO、昆蟲細胞以及雜交瘤細胞的培養(yǎng)和蛋白表達。所有細胞培養(yǎng)基均為即用型，經過數千種蛋白及抗體表達案例的驗證，具有蛋白表達量高、細胞生長好、質控嚴格、批次穩(wěn)定性好等特點，已經被多個知名實驗室用于細胞培養(yǎng)和蛋白表達研究。義翹神州已通過ISO13485和ISO9001雙認證，培養(yǎng)基生產的整個過程嚴格按照GMP規(guī)范進行管理，部分產品已完成美國FDADMF備案，全面支持細胞治療、基因治療、抗體藥生產和診斷原料生產等領域的應用。SMM293-CD1無血清細胞培養(yǎng)基,

Cat:M293CD1廣泛適用各種HEK293細胞高效和高密度轉染即用型完全培養(yǎng)基，不用添加其他組分無動物源組分，無血清，化學成分明確貨號名稱類別M293TIISMM293-TII培養(yǎng)基HEK293細胞M293TISMM293-TI培養(yǎng)基M293-SUPISMS293-SUPI加料液MSF1SIMSF培養(yǎng)基昆蟲細胞MHF1SIMHF培養(yǎng)基MCHOSISMMCHO-SI培養(yǎng)基CHO細胞MCHO-SUPISMSCHO-S-SUPI加料液MCHOGSISMMCHO-GSI培養(yǎng)基MHYBIIISMM-HybIII培養(yǎng)基雜交瘤細胞MGAIL-谷氨酰胺添加劑【參考文獻】PAPP-A:apromisingtherapeutictargetfo