Cell discovery（IF=38）：北京大學(xué)科研團(tuán)隊揭示金屬蛋白酶妊娠相關(guān)血漿蛋白A的結(jié)構(gòu)及調(diào)節(jié)機(jī)制

Celldiscovery（IF=38）：北京大學(xué)科研團(tuán)隊揭示金屬蛋白酶妊娠相關(guān)血漿蛋白A的結(jié)構(gòu)及調(diào)節(jié)機(jī)制研究背景胰島素樣生長因子（IGF）是生長的關(guān)鍵調(diào)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(yīng)兩種受體IGF-1R和IGF-2R，以及IGF結(jié)合蛋白（IGFBPs）。IGFBPs是IGF活性主要調(diào)節(jié)劑的載體蛋白。IGF對IGFBPs的親和力高于IGF-1R，因此，在細(xì)胞外環(huán)境中，大多數(shù)IGF與IGFBPs結(jié)合，IGFBP-3在人血清中最為普遍。IGF還可結(jié)合胰島素受體（IR）。IGF信號通路概述（源自參考文獻(xiàn)）IGF信號通路嚴(yán)格調(diào)控，其中循環(huán)和組織相關(guān)的IGF被IGFBPs隔離。IGFBPs蛋白水解，釋放IGF，使其與IGFRs結(jié)合，并進(jìn)行下游信號傳導(dǎo)。人體內(nèi)IGF的釋放由蛋白酶介導(dǎo)，包括妊娠相關(guān)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(xué)功能及機(jī)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(xì)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(fù)合物中，PAPP-A是沒有蛋白溶解作用的。作為一種關(guān)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(biāo)志物和治療目標(biāo)。PAPP-A的活性由proMBP或STC2通過共價結(jié)合進(jìn)行微調(diào)，但其結(jié)構(gòu)和分子基礎(chǔ)在很大程度上仍然難以確定。近期，北京大學(xué)第三醫(yī)院婦產(chǎn)科杭婧/喬杰/魏瑗研究團(tuán)隊在國際權(quán)威期刊CellDiscovery發(fā)表了題為“StructuralinsightsintothecovalentregulationofPAPP-AactivitybyproMBPandSTC2”的研究文章。該研究報道了內(nèi)源性純化的PAPP-A分別與調(diào)節(jié)劑proMBP或STC2（斯鈣素蛋白2）形成的兩個復(fù)合物的冷凍電鏡結(jié)構(gòu)。這兩種調(diào)節(jié)劑均通過廣泛的相互作用與PAPP-A結(jié)合，形成的空間位阻阻止了底物蛋白的結(jié)合和切割。研究還指出proMBP對PAPP-A的調(diào)控在選擇性宮內(nèi)生長受限（sIUGR）妊娠中具有調(diào)節(jié)胎盤功能的重要作用。研究結(jié)果01：PAPP-A-proMBP復(fù)合物的低溫電鏡結(jié)構(gòu)為了評估PAPP-A活性和proMBP調(diào)節(jié)的分子機(jī)制，研究人員從懷孕的人類血漿中純化了內(nèi)源性的PAPP-A-proMBP復(fù)合物，并確定了其冷凍電鏡結(jié)構(gòu)?；谠摻Y(jié)構(gòu)構(gòu)建了PAPP-A的多域組織示意圖：一個層粘連蛋白球狀折疊結(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)域（PD，Leu243-Pro592），一個彎曲的巾狀結(jié)構(gòu)域（SD，Gly593-Gly915），一個β-桶狀結(jié)構(gòu)（βBD，Asp916-Asp1134），一個包含五個模塊的補體控制蛋白結(jié)構(gòu)（CCP，Cys1135-Cys1474），以及一個包含第三個LNR模塊的C端結(jié)構(gòu)（CTD，Val1475-Gly1547）。02：PAPP-A-STC2復(fù)合物的低溫電鏡結(jié)構(gòu)

接下來，研究團(tuán)隊在懸浮的HEK293F細(xì)胞中重組過度表達(dá)PAPP-A，利用低溫電鏡獲得3.8?的PAPP-A-STC2結(jié)構(gòu)圖。與PAPP-A-proMBP復(fù)合物中的兩個proMBP亞單位不同，STC2以同源二聚體的形式出現(xiàn)，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(nèi)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(jìn)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(jié)合的機(jī)制相似研究發(fā)現(xiàn)PAPP-A是一個高度靈活的二聚體。從結(jié)構(gòu)上來看proMBP和STC2都被嵌入到PAPP-A中，結(jié)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(yuǎn)端的多個結(jié)構(gòu)域建立廣泛的相互作用。proMBP或STC2通過多個界面與PAPP-A結(jié)合，誘導(dǎo)的構(gòu)象變化和直接的競爭將導(dǎo)致PAPP-A裂解的抑制。04：proMBP對PAPP-A活性的異常調(diào)節(jié)PAPP-A和proMBP在胎盤中大量表達(dá)，研究團(tuán)隊隨后評估了PAPP-A蛋白分解活性的功能和proMBP對胎盤的調(diào)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(xì)胞組成，胎盤功能障礙會導(dǎo)致各種類型的妊娠并發(fā)癥和胎兒畸形，如選擇性宮內(nèi)生長受限sIUGR。進(jìn)一步通過sIUGR的雙胎胎盤和臍血樣本的分子細(xì)胞生物學(xué)研究，發(fā)現(xiàn)調(diào)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(xì)胞（EVTs）過表達(dá)PAPP-A可以促進(jìn)其遷移和侵襲，提升EVT的浸潤；當(dāng)proMBP存在時，這種促進(jìn)效應(yīng)被消除，表明了該過程與PAPP-A的酶活調(diào)控密切相關(guān)，從而影響了胎兒發(fā)育，導(dǎo)致了sIUGR雙胎生長失衡。研究結(jié)論本研究具有重要的潛在應(yīng)用價值，可根據(jù)PAPP-A聚合狀態(tài)及活性的改變以及調(diào)節(jié)劑proMBP調(diào)節(jié)變化等參數(shù)來實現(xiàn)sIUGR等不良妊娠的篩查，為未來胎盤源性妊娠疾病的干預(yù)治療、藥物開發(fā)和后續(xù)應(yīng)用提供可能性。義翹神州蛋白結(jié)構(gòu)研究產(chǎn)品義翹神州經(jīng)過十多年的研發(fā)，開發(fā)出一系列無血清細(xì)胞培養(yǎng)基產(chǎn)品，可用于HEK293、CHO、昆蟲細(xì)胞以及雜交瘤細(xì)胞的培養(yǎng)和蛋白表達(dá)。所有細(xì)胞培養(yǎng)基均為即用型，經(jīng)過數(shù)千種蛋白及抗體表達(dá)案例的驗證，具有蛋白表達(dá)量高、細(xì)胞生長好、質(zhì)控嚴(yán)格、批次穩(wěn)定性好等特點，已經(jīng)被多個知名實驗室用于細(xì)胞培養(yǎng)和蛋白表達(dá)研究。義翹神州已通過ISO13485和ISO9001雙認(rèn)證，培養(yǎng)基生產(chǎn)的整個過程嚴(yán)格按照GMP規(guī)范進(jìn)行管理，部分產(chǎn)品已完成美國FDADMF備案，全面支持細(xì)胞治療、基因治療、抗體藥生產(chǎn)和診斷原料生產(chǎn)等領(lǐng)域的應(yīng)用。SMM293-CD1無血清細(xì)胞培養(yǎng)基,

Cat:M293CD1廣泛適用各種HEK293細(xì)胞高效和高密度轉(zhuǎn)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(xué)成分明確貨號名稱類別M293TIISMM293-TII培養(yǎng)基HEK293細(xì)胞M293TISMM293-TI培養(yǎng)基M293-SUPISMS293-SUPI加料液MSF1SIMSF培養(yǎng)基昆蟲細(xì)胞MHF1SIMHF培養(yǎng)基MCHOSISMMCHO-SI培養(yǎng)基CHO細(xì)胞MCHO-SUPISMSCHO-S-SUPI加料液MCHOGSISMMCHO-GSI培養(yǎng)基MHYBIIISMM-HybIII培養(yǎng)基雜交瘤細(xì)胞MGAIL-谷氨酰胺添加劑【參考文獻(xiàn)】PAPP-A:apromisingtherapeutictargetfo