药�物�生�物�技�术PharmaceuticalBiotechnology�2007,14(4):291~296�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:1005�8915(2007)04�0291�06��幽门螺杆菌(Hp)是一种革兰氏阴性、螺杆菌属细菌,也是目前所知的唯一一种定植于人胃的病原菌。目前,世界上大约2/3的人口感染了幽门螺杆菌。最新研究证实,它是胃炎、胃溃疡、十二指肠溃疡的主要致病因子,而且与胃癌的发生密切相关[1]。世界卫生组织已将Hp列为人群第一致癌因子[2]。而尿素酶是幽门螺杆菌感染的一个重要因子。深入了解其结构、活性、抗原表位、生物学功能及抗酸机制,对于防治并根除Hp感染有着重要的现实意义。1�尿素酶蛋白质结构Hp尿素酶操纵子含有7个基因,分别为ureABIEFGH。其中,ureEFGH为辅助基因,编码尿素酶辅助蛋白;ureI为Hp尿素酶特有的基因,编码尿素特异性通道蛋白[3];ureA和ureB为结构基因,分别编码尿素酶UreA和UreB结构蛋白,即�和�亚基。透射电子显微镜(TEM)显示:Hp尿素酶结构较为复杂,厚度约13nm,并呈正三角形对称。其精确的蛋白质结构最近才被阐明:除形状与TEM的显示结果相同之外,还是一个分子量为1�1Mda的装配体。1�1�三聚体装配Hp尿素酶�亚基由两个蛋白域构成:N�末端蛋白域(�1�(101残基)和C�末端蛋白域(�106��238)。两蛋白域通过一个短环(�102��105)连接。一个�亚基和一个�亚基形成一个��单元;三个��单元构成一个异源三聚体组合(��)3。�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�亚基的顶端与翼侧,紧紧地将这三个亚基连接在一起。三个�亚基的N�末端蛋白域首尾相接,以利于形成三聚体的方式包装[4]。1�2�十二基数超分子装配Hp尿素酶是一个由四个(��)3三聚体单元组成的球形装配体。四个三聚体单元两两对称,组成一个四面体复合物。该复合物蛋白壳外径约为16nm,与EscherichiacoliGroEL晶体结构的外径相当。与Klebisiellaaerogenes和Bacilluspasteurii尿素酶相比,Hp尿素酶的�亚基分别多了27和11个类似的氨基酸。这些独特延伸的氨基酸垂直于三边对称中心轴,在�亚基C�末端,严格参与四聚体的形成。这些残基形成一个�螺旋(�212��218)和一个从该亚基主体伸出的端环(�219��232)。一个�亚基的端环部分以头尾相接的方式与其�螺旋部分及位于四聚体顶端的相邻亚基的其它部位相互作用。此外,两个三聚体单元(��)3之间存在着清晰的界面,在其界面上也存在着作用力。四聚体内部还有一个容积在0�145~0�156nm3之间的洞;在每个(��)3单元上也存在着一个球状洞;而两个(��)3之间有6个卵形洞[4]。2�Hp尿素酶的功能尿素酶结构蛋白催化尿素水解;尿素酶辅助蛋白协助Ni2+插入UreA/UreB蛋白活性部位形成活性蛋白;UreI是酸激活蛋白,起着调节周质pH值的功能,与尿素酶的活性无必要关系[5]。辅助基因编码的蛋白在金属镍离子聚合到酶的活性位点上起重要作用。2�1�UreA、UreB的功能UreA与UreB是结构蛋白,主要功能是通过催化尿素291*收稿日期:2006�06�15���修回日期:2006�11�21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,E�mail:guguizhang@126.com.通讯作者:顾青;Tel:0571�88071024�8599;E�mail:guqing2002@hotmail.com。生成氨和二氧化碳来调节细胞内外或/和周质的pH值,为菌体生存营造中性环境。此外,它们能促使菌体定植于胃黏膜,在菌体致病过程中发挥着重要作用。2�2�辅助蛋白的功能UreH为尿素酶的特异伴侣蛋白,与尿素酶蛋白组成适宜的复合物以维持尿素酶蛋白构象或者阻止无效镍离子的结合[3]。UreG...
