S8家族丝氨酸蛋白酶的结构域和系统发育分析
叉角厉蝽毒液丝氨酸蛋白酶基因EfSP2克隆、表达及捕食功能分析
南方农业学报 Journal of Southern Agriculture 2024，55（2）：489-498ISSN 2095-1191； CODEN NNXAABDOI：10.3969/j.issn.2095-1191.2024.02.019叉角厉蝽毒液丝氨酸蛋白酶基因EfSP2克隆、表达及捕食功能分析张曼1，刘炳顺2，陈晓1，岳茂婷1，朱国渊1，田永明1，宁婧怡1，秦得强1，吴国星1，高熹1*（1云南农业大学植物保护学院，云南昆明650201；2禄丰市农业技术推广中心，云南楚雄651200）摘要：【目的】通过对叉角厉蝽［Eocanthecona furcellata（Wolff）］毒液丝氨酸蛋白酶（Serine protease，SP）基因EfSP2的克隆、序列分析、表达谱分析及RNA干扰（RNA interference，RNAi），解析EfSP2蛋白的功能，为EfSP2基因的分子特征研究及功能注释提供科学依据。
【方法】从叉角厉蝽唾液腺转录组中获得EfSP2基因序列，利用PCR技术扩增EfSP2基因完整开放阅读框（Open reading frame，ORF）序列，对其进行生物信息学分析；利用实时荧光定量PCR方法分析EfSP2基因在叉角厉蝽不同发育阶段（卵、1~5龄若虫和雌雄成虫）唾液腺及雌成虫不同组织（马氏管、唾液腺、脂肪体、卵巢、中肠、头）中的表达情况；通过RNAi技术检测其对叉角厉蝽雌雄成虫存活及捕食的影响。
【结果】克隆获得EfSP2基因ORF序列长861 bp，编码286个氨基酸；EfSP2氨基酸序列中具有1个完整的Tryp-SPc结构域，含有胰蛋白酶N末端保守的起始氨基酸序列（IVGG）；含有保守的SP三联体催化活性中心，属于丝氨酸蛋白酶家族的类胰蛋白酶亚家族；与稻绿蝽（Nezara viridula）SP同源性最高，氨基酸序列一致性为44.69%。
EfSP2基因在叉角厉蝽雌雄成虫和唾液腺中有极高的表达量。
光肩星天牛核糖体蛋白基因AgRpS8功能及表达特征分析
光肩星天牛核糖体蛋白基因AgRpS8功能及表达特征分析作者：马晓乾高宇孙妍尚尔雨来源：《林业科技》2022年第04期摘要：为解析AglaRpS8功能特征及在光肩星天牛生长发育过程中的作用机制，通过克隆核糖体蛋白基因AgRpS8的ORF全长序列，采用生物学信息方法分析AglaRpS8基因的理化性质、结构及功能特征;利用荧光定量PCR检测该基因在不同发育阶段的表达特征。
结果表明：AglaRpS8基因ORF区长度627 pb，编码个208氨基酸，无跨膜区螺旋结构，具6个Motif结构域，该基因等电点5.21，分子量大小为49.99 KDa，与AmRpS8基因同源性最高，与TcRpS8-like和TcRpS8基因亲缘性最近。
AglaRpS8基因在光肩星天牛不同发育阶段存在显著的差异性表达，在幼虫1～2龄期，3～4龄期，5龄期相对表达量较平稳，在光肩星天牛成虫期相对表达量较低，而在光肩星天牛雌虫交配后怀卵的阶段相对表达量达到最高值。
关键词：光肩星天牛; 核糖体小亚基蛋白S8; 序列结构; 荧光定量; 功能特征中图分类号： S 763. 38 文献标识码： A 文章编号：1001 - 9499（2022）04 - 0001 - 05细胞内核糖体在mRNA和tRNA的协同作用下，形成核糖体大小亚基蛋白，真核生物核糖体的两个亚基分别为60S和40S，几十种核糖体蛋白和几种rRNA构成一个核糖体[ 1 ，2 ]。
研究表明，昆虫体内的核糖体蛋白功能除参与蛋白质的合成外，还参与细胞增殖与分化、生长发育及调控等生理过程。
如核糖体蛋白基因GdRpS3在沙葱萤叶甲不同发育阶段的表达与其生长发育阶段及环境温度有关，在其成虫滞育过程中起着重要作用[3 ]。
有研究发现，小鼠在缺乏营养的条件下，生物体表现出抑制rRNA的合成，进而打破核糖体蛋白与核糖体RNA 之间的平衡关系，而此时多余的核糖体蛋白L5和L11与泛素蛋白连接酶E3（E3 Ubiquitin Ligases）样蛋白MDM2结合，加速了脂肪细胞的脂解过程，使线粒体内脂肪酸β氧化增强，对抗生物体缺乏营养的不利环境[4 ，5 ]。
16种微生物蛋白酶的生物信息学分析
16种微生物蛋白酶的生物信息学分析作者：富玉竹李欣李晔王斯德金丽华于然来源：《江苏农业科学》2020年第04期摘要：蛋白酶（protease）是以降解蛋白质为主的糖苷酶，具有丰富的多样性，在生物有机体中发挥着重要而又广泛的作用，具有广泛的研究和应用价值。
本研究采用ProtParam、ProtScale、SignalP 4.1 server和NPSA serve等生物信息学软件，对天蓝色链霉菌、普通拟杆菌、金黄色葡萄球菌、枯草杆菌等16种微生物蛋白酶的理化性质、蛋白结构、系统发生树和功能域等进行了分析。
结果表明：通过分析16种微生物蛋白酶的稳定性发现，金黄色葡萄球菌、唾液链球菌、短小芽孢杆菌、绿脓杆菌为不稳定蛋白;二级结构由α螺旋、β转角、无规则卷曲和延伸链等结构元件组成;除了节杆菌属、无乳链霉菌、普通拟杆菌、肠杆菌属具有信号肽，其余蛋白酶氨基酸序列不具有信号肽的特点。
可以推测出蛋白酶为非分泌性蛋白;只有绿脓杆菌和猪链球菌有跨膜结构，剩下其余几种微生物均没有跨膜结构。
具有2个蛋白功能域，分别为Peptidase S8 familyi、Fn3_5like domain。
关键词：微生物;蛋白酶;序列分析;生物信息学;理化性质;蛋白结构;信号肽中图分类号： S188+.3文献标志码： A文章编号：1002-1302（2020）04-0065-08基金项目：北京市自然科学基金（编号：2182019）;北京市教育委员会项目（编号：1-PXM2018-014306-000057/7）;国家自然科学基金青年科学基金（编号：51708005）;北京电子科技职业学院重点课题（编号：2019-KXZ）;北京市优秀人才资助（拔尖自然科学）（编号：2020Z002-002-KWT）。
作者简介：富玉竹（2000—），女，北京人，研究方向为酶与基因重组，E-mail：1002967685@;共同第一作者：李欣（1998—），女，北京人，研究方向为生物技术，E-mail：1217436404@。
水稻丝氨酸蛋白酶S8基因家族的分布及分析
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丝氨酸蛋白酶水解机制
丝氨酸蛋白酶水解机制
汇报人：XX
目录
01 02 03 04 05
丝氨酸蛋白酶的分类 丝氨酸蛋白酶的水解机制 丝氨酸蛋白酶水解机制的应用 丝氨酸蛋白酶水解机制的研究进展 丝氨酸蛋白酶水解机制的未来展望
01
丝氨酸蛋白酶的分类
根据结构分类
丝氨酸蛋白酶的分类基于其结构，主要分为三类：丝氨酸蛋白酶、半胱氨酸蛋白酶和天冬氨酸 蛋白酶。
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结构与功能关系的研究进展
酶的定向进化
定义：通过基因 工程技术对酶进 行突变和选择， 以改善酶的活性、 稳定性和特异性
等性质
方法：基于蛋白 质的突变和选择 技术，如随机突 变、基因重组等
应用：在医药、 工业、农业等领 域用于设计和优 化具有特定功能
的酶
进展：随着基因 组学、蛋白质组 学和生物信息学 等技术的不断发 展，酶的定向进 化已成为研究丝 氨酸蛋白酶水解 机制的重要手段
酶的市场：随着 丝氨酸蛋白酶应 用的不断拓展， 其市场需求将持 续增长，推动酶 制剂产业的发展 壮大。
酶的深入研究与发现
酶的结构与功能 关系：深入了解 酶的活性中心和 催化机制，为新 酶发现提供理论
支持。
酶的定向进化： 利用进化工程和 基因工程技术对 酶进行改造，提 高酶的催化效率
和特异性。
酶的组合生物催 化：将不同酶组 合起来，实现多 步生物催化反应 的连续进行，提 高产物的产量和
酶与底物结合：通过与底物特定位点的氨基酸形成共价键，使底物稳定在酶的活性中心附 近。
酶的催化作用：Ser的磷酸化作用使底物活化，促进水分子的亲核进攻，形成新的肽键。
酶的调节作用：通过与抑制剂结合或发生自身修饰等方式，调节酶的活性，控制水解反应 的速度。
丝氨酸蛋白酶水解机制
输标02入题
丝氨酸残基的羟基参与了亲核攻击，进攻肽键的碳原 子，从而打破肽键，实现蛋白质的水解。
01
03
疏水基团则通过与底物结合，稳定底物在活性位点上 的构象，进一步增强了酶与底物的结合力。
04
盐桥通常由一个阳离子和一个阴离子组成，它们通过 离子间的相互作用稳定活性位点的构象，有助于维持 酶的催化活性。
酶的活性位点具有特定的空间构象和化学环境， 能够与特定类型的肽键结合并催化其水解。
丝氨酸蛋白酶的专一性是相对的，一种酶通常 能够催化多种肽键的水解，但其最有效的底物 通常是具有特定序列和结构的肽键。
04
水解机制的调节
共价修饰调节
磷酸化修饰
丝氨酸蛋白酶的磷酸化修饰可以 改变其活性状态，磷酸化后酶的 活性通常被抑制，去磷酸化后酶 的活性恢复。
共激活剂与辅因子
一些丝氨酸蛋白酶需要共激活剂或辅因子来发挥其水解活性，这些分子可以增强酶的催化效率或改变其特异性。
蛋白质-蛋白质相互作用调节
酶与调节因子的相互作用
一些丝氨酸蛋白酶通过与特定的调节因子结合来改变其活性，这些调节因子可能通过诱导酶的构象变 化或影响酶的定位来实现调节。
酶与底物或产物相互作用
研究表明，丝氨酸蛋白酶的活性中心 通常包含一个丝氨酸残基，该残基在 酶的催化过程中起到了关键作用。此 外，活性中心的其他组分，如离子通 道和疏水区域，也对酶的催化过程起 到重要影响。
除了对丝氨酸蛋白酶活性中心的研究 ，人们还发现了一些调节酶活性的因 素，如共价修饰、蛋白质相互作用和 基因表达调控等。这些因素可以影响 丝氨酸蛋白酶的水解活性，进而影响 生物体的生理功能。
根据抑制剂敏感性分类
1 2
丝氨酸蛋白酶
丝氨酸蛋⽩酶丝氨酸蛋⽩酶摘要：丝氨酸蛋⽩酶是⼀种种类丰富的酶类【1】，之所以以此命名是因为在酶的催化活性位点上包含丝氨酸在内的丝氨酸、组氨酸、天冬氨酸组成的催化三联体。
有些丝氨酸蛋⽩酶类如凝⾎酶类蛋⽩酶，其中包括凝⾎酶，组织纤维蛋⽩溶酶原激活剂、⾎纤维蛋⽩溶酶，它们参与凝⾎的发⽣以及炎症应答反应；也有些如胰蛋⽩酶类的丝氨酸蛋⽩酶类的参与消化的酶类，包括胰蛋⽩酶、弹性蛋⽩酶、胰凝乳蛋⽩酶；还有⼀些表达在神经系统中的丝氨酸蛋⽩酶类，这些酶类与神经系统正常的维持或是介导病理情况的发⽣。
其实丝氨酸蛋⽩酶类在执⾏功能的时候也受到许多因素的限制，如受⼀些抑制剂的影响等，这些物质对蛋⽩酶功能的执⾏起到重要的作⽤。
关键词：丝氨酸蛋⽩酶催化机制功能调节酶的功能已知所有的蛋⽩分解酶类丝氨酸蛋⽩酶占到了其中的三分之⼀，这些酶⼜可以细分成很多种类有胰蛋⽩酶、胰凝乳蛋⽩酶、弹性蛋⽩酶、凝⾎酶、纤溶酶、组织纤溶酶原激活剂、神经源类的丝氨酸蛋⽩酶等。
这些酶类具有消化凝⾎、纤溶、消化、受精、⽣长发育、凋亡、免疫等⽅⾯都有重要的作⽤。
酶的催化位点由于丝氨酸蛋⽩酶的种类很多根据其催化的特点以及种树亲疏性可以分成不同的类别，不同的组织器官，不同的⽣物种系中酶的分布与种类是不同的(见表格)。
但是其催化特点通常都是其反应的催化三联体，丝氨酸的亲核攻击，即丝氨酸的羟基攻击酰胺键的羰基碳，但是在⽣物进化的长时间了这种催化活性结构也发⽣了改变。
如在有些酶中其催化三联体不在是固定的丝氨酸、天冬氨酸、组氨酸，⽽是只有丝氨酸与天冬氨酸或是组氨酸的⼀种组成催化活性位点，也有的如组氨酸成对出现于丝氨酸组合形成新的催化结构，但是⽆论怎样其上的丝氨酸残基是固定保守的。
酶的活化对于丝氨酸蛋⽩酶类的活化，⼀般来说是通过对酶前体【2】的加⼯使其形成具有催化活性的酶，或者是通过⼀些辅助因⼦的协同作⽤使其由闭合的⾮活化状态转成活性状态，也有通过信号的捕获诱发⼀系列的级联反应从⽽活化蛋⽩，或是通过⼀些关键因⼦的作⽤使得构想发⽣改变来实现活化等等。
丝氨酸蛋白酶抑制剂的结构和功能研究进展
丝氨酸蛋白酶抑制剂的结构和功能研究进展2. 鄂尔多斯市中心医院内蒙古鄂尔多斯市017000【摘要】在人体机能中，丝氨酸蛋白酶抑制剂能够对炎症、血液凝结、纤溶以及肿瘤等进行抑制，在致病性微生物浸染过程中，主动防御效果显著，同时在丝氨酸蛋白酶水解平衡调节当中，具有神经保护效果。
对于该类型的蛋白超家族成员来说，在遗传性结构与异常分泌中，容易发生许多疾病。
因此，在临床治疗当中，必须要加强生物学特性与结构、功能关系进行研究。
基于此，本文主要对丝氨酸蛋白酶抑制剂结构与功能研究进展进行分析，提出在小分子质量与高活性新型丝氨酸蛋白酶抑制剂的发展，可以更好的了解丝氨酸蛋白酶以质的作用机理。
【关键词】丝氨酸蛋白酶抑制剂；功能；结构在动物、植物、微生物体内广泛存在着丝氨酸蛋白酶抑制剂，作为一种丝氨酸蛋白酶活性调节剂，能够对生物体内的诸多生命过程进行调节，比如血凝、蛋白质折叠、细胞迁移、炎症反应等。
在蛋白结构与氨基酸序列的相似性分析过程中，可以将蛋白酶抑制剂分为四种类型，包括半胱氨酸类蛋白酶抑制、天冬氨酸类蛋白酶抑制剂、丝氨酸蛋白酶抑制剂以及非金属蛋白酶抑制剂等[1]。
其中最终的一类为丝氨酸蛋白酶抑制剂，同时也是现阶段研究工作中最广泛的类型。
丝氨酸蛋白酶抑制剂作为一种多功能同源蛋白，能够对生物的生理活动进行调节，目前在动物、植物以及病毒等中发现了超过1500类丝氨酸蛋白酶抑制剂，其中通常含有350-400个氨基酸残基，分子量大约在40-100kD[2]。
因此，本文主要针对丝氨酸蛋白酶抑制剂的功能与生理活性进行分析，研究其研究现状与前景，从而增进人们的了解，为国内抑制剂研究工作的开展提供可靠保障。
一、丝氨酸蛋白酶抑制剂分类在以往的研究当中，主要从脊椎动物角度出发，针对丝氨酸蛋白酶抑制剂进行研究，按照基因结构不同以及特征性氨基酸位点的差异，将脊椎动物的丝氨酸蛋白酶抑制剂进行了分类，主要包括6个亚家族。
从人体内的丝氨酸蛋白酶抑制剂而言，可以将其分为9个亚家族，其中家族最大的为α1AT家族与类卵清蛋白家族。