A humán agyi tripszin biológiai funkciójának felderítése: új stratégia = Searching for the biological function of human brain trypsin: new strategy

摘要

A primata specifikus szerin proteázt, a humán tripszin 4-et munkacsoportunk klónozta és expresszáltatta először heterológ rendszerben. Az aktív enzim kristályszerkezetét is mi határoztuk meg először. A humán tripszin 4 biológiai funkciójának felderítése volt a jelen pályázat célja. Tekintettel a fehérje primátákban való előfordulására a funkciót nem elsősorban az élettan, hanem a modern molekuláris biológia, enzimológia és sejtbiológia eszközeivel kutattuk. Végleges felderítésével ugyan adósak maradtunk, az elmúlt négy év kutatásai számos, a humán proteáz funkciójának tisztázásához támpontot nyújtó felfedezéshez vezettek. Ezek a jövetkezők: 1) Megállapítottuk, hogy a primata-specifikus tripszin 4 egyik, feltehetően biológiai szubsztrátja a mielin bázikus fehérje. 2) Post mortem emberi agy mintákból tripszinogén 4 B-izoformát izoláltunk és megállapítottuk, hogy a fehérje transzlációja egy CUG triplett által kódolt iniciátor leucinnal indul. Feltételeztük, hogy ez a mechanizmus a gén expresszió szabályozásának eszköze. 3) Felderítettük a humán tripszinogén 4 asztroglia sejten belüli transzportjának útját és aktivációjának lehetséges helyét. | For the first time human trypsin 4 was cloned and expressed in a heterologous system by our research team. The first crystal structure of this protease was also reported by our group. Exploration of the biological function of human trypsin 4 was the goal of our present grant proposal. Considering that this enzyme only occurs in Primates the biological function of trypsin 4 was studied by the means of modern molecular biology, enzymology and cell biology, rather than by those of physiology. Though we cannot unambiguosly define the biological function(s) of this protease yet, our last 4-year reserach led to several discoveries, which may provide a good basis for further exploring the physiological or pathological functions of human trypsin 4. These discoveries are as follows: 1) We provided indirect evidence that myelin basic protein (MBP) might be one of the biological substrates of human trypsin 4. 2) From samples of post mortem human brain for the first time we isolated and characterized Isoform B of trypsinogen 4 and established that the translation of human trypsinogen 4 can be initiated at a CUG codon with an N-terminal leucine residue. We proposed that this unconventional translation initiation may be a new mechanism to regulate gene expression. 3) The transport of human trypsinogen 4 was explored in astroglia cells, and the possible intracellular site of its activation was determined.