Katepsin L z klíštěte obecného (Ixodes ricinus)

Abstract

Klíšťata patří mezi významné parazity člověka, kteří přenášejí řadu patogenů. V Evropě je hlavním druhem klíště obecné Ixodes ricinus přenášející bakterii Borrelia burgdorferi (způsobující Lymskou boreliosu) a vir klíšťové encefalitidy. Při trávení proteinů z krve hrají důležitou roli katepsinové proteasy v žaludku klíštěte. Tato práce se zabývá katepsinem L, který je znám jako významná cysteinová trávící proteasa klíšťat. Byl připraven rekombinantní katepsin L z I. ricinus, který byl chromatograficky izolován z kultivačního media expresního systému Pichia pastoris. Izolovaný katepsin L byl charakterizován pomocí N-koncového proteinového sekvenování a pomocí značení fluorescenční aktivitní značkou Green-DCG-04. Analýza substrátové a inhibiční specifity katepsinu L pomocí peptidových substrátů a inhibitorů prokázala Z-FR-AMC jako vhodný substrát s pH optimem 3,5 a Z-FF-DMK jako účinný inhibitor. Byla zjištěna schopnost katepsinu L degradovat proteinové substráty HSA a hemoglobin v silně kyselém prostředí (pH 3,5-4,5). Proteolytická aktivita se stejnými charakteristikami jako byly určeny u rekombinantního katepsinu L byla identifikována v extraktu ze slinných žláz a ve slinách klíštěte I. ricinus. Jde o první nález katepsinové proteasy ve slinách klíšťat. Lze předpokládat, že katepsin L sekretovaný...

Ticks are globally important parasites involved in transmission of a wide variety of infectious agents. The most common tick species found in Europe is the hard tick Ixodes ricinus, which transmits bacterium Borrelia burgdorferi (a causative agent of Lyme disease) or tick-borne encephalitis virus. Cathepsin proteases are important in the process of digestion of blood proteins in the tick gut. This work is focused on cathepsin L, an important digestive cysteine protease of ticks. Recombinant I. ricinus cathepsin L was expressed in Pichia pastoris and separated from the culture medium by chromatographic purification. N-terminal protein sequencing and labeling by activity-based probe Green-DCG-04 were used for characterization of purified cathepsin L. Substrate and inhibitor specificity were analyzed using peptide substrates and inhibitors. This analysis showed that Z-FR-AMC is a suitable substrate with pH optimum 3.5, and that Z-FF-DMK is an efficient inhibitor. It was demonstrated that cathepsin L cleaves protein substrates in strongly acidic environment (pH 3.5-4.5). Cathepsin L-like proteolytic activity was demonstrated in salivary gland extract and in saliva of the I. ricinus tick. The presence of a cathepsin protease in tick saliva is reported here for the first time. This finding suggests that...