Isolation and characterization of a 40 kDa cysteine protease from Grymnopholloides seoi adult worms

참굴큰입흡충 (Gymnophalloides seoi) 성충에서 정제한 40 kDa 시스테인계열 단백분해효소의 특성

A 40 kDa cysteine protease was purified from the crude extract of adult worms of GMnnophalloines seoi by two consecutive steps: Sephacryl S-200 HR and DEAE- Sephacel chromatography. Enzyme activities were completely inhibited by cysteine protease inhibitors, L-lorans-epoxysuccinylleucylamido (4-guanidino) butane (E-64) and iodoacetic acid, strongly suggesting that the purified enzyme belongs to the cysteine family of proteases. The enzyme was maximally acive at pH 4.5 in 0.1 M of buffer, and its activity was greatly potentiated in the presence of 5 mM dithiothreitol. The protease degraded macromolecules with differential capabilities : it degraded extracellular matrix proteins, such as collagen and fibronectin, with a stronger activity against collagen than fibronectin . However, the enzyme digested hemoglobin and human immunoglobulins only slightly. leaving them nearly intact after an overnight reaction. Our results suggest that the cysteine protease of G. seoi adults is potentially significant in the nutrient uptake from the host intestine.

참굴큰입흡충 (Gymnophalloides seoi)의 병원성을 규명하기 위한 연구의 일환으로 성충의 조효 소에서 단백분해효소를 분리 정제한 후 생화학적 특성을 관찰하였다. 조효소를 0.1 M sodium acetate (pH 4.5)로 투석한 후 원심분리하여 얻은 상층액을 Sephacris S-200 HR column chromatography로 부분 정제한 후 DEAE-Sephacelcolumnchromatography를 실시하여 순수 정 제하였다. SDS-PAGE를 실시하여 각 정제 단계별 시료의 정제도를 확인한 결과 분자량이 40 kDa 인 단일 분획이 관찰되었다. 정제된 효소는 시스테인 단백분해효소의 특이억제제인 L-lorans- epoxysuccinylleucylamido (4-guanidino) butane (E-64)와 iodoacetic acid, 세린 및 시스테인 단백분해효소의 일반 억제제인 leupeptin에 의해 활성이 억제되어 시스테인 단백분해효소임을 확 인하였다. 정제된 효소는 콜라겐, 파이브로넥틴과 같은 세포외 기질을 분해하였으나 헤모글로빈은 분해정도가 낮아 반응 12시간 후에도 단량체 (monomer)와 이합체 (dimer)의 양이 대조군과 큰 차이가 없었으며, IgGEa와 slgAE 거의 분해하지 믓하였다. 따라서, 참굴큰입흡충 성충의 40 kDa 시스테인 단백분해효소는 충체가 숙주 체내에서 기생생환을 하는데 필요한 영양분 섭취에 주로 관여할 것으로 생각되었다.