新しく特定されたプロリルエンドプロテアーゼによる非常に効率的なグルテン分解：セリアック病への影響

セリアック病は、小麦グルテンに対するT細胞駆動型不耐性です。グルテン由来のT細胞エピトープはプロリンが豊富であり、それによって胃腸管内のタンパク質分解に非常に耐性があります。したがって、プロリルオリゴペプチダーゼの経口補給は、潜在的な治療アプローチとして提案されています。しかし、研究された酵素は、ペプシンと酸性pHによって不可逆的に不活性化されているため、どちらも胃に存在するため、制限があります。結果として、これらの酵素は、グルテンがセリアック病につながる炎症性T細胞応答を誘導する部位である小腸に到達する前にグルテンを分解できません。この目的のために、Aspergillus nigerから新たに特定されたプロリルエンドプロテアーゼの有用性を決定しました。グルテンとその消化性/トリプティック消化は、プロリルエンドプロテアーゼで処理され、T細胞エピトープの破壊は、質量分析、T細胞増殖アッセイ、ELISA、逆相HPLC、SDS-PAGE、およびウエスタンブロッティングを使用してテストされました。A. niger prolyl endoproteaseは4〜5 pHで最適に機能し、2 pHで安定したままであり、ペプシンによる消化に対して完全に耐性があることが観察されました。さらに、A。niger由来の酵素は、すべてのテストされたT細胞刺激ペプチドと無傷のグルテン分子を効率的に分解しました。平均して、A。nigerのエンドプロテアーゼは、プロリルオリゴペプチダーゼよりも60倍速いグルテンペプチドを分解しました。これらの結果は、A。nigerの酵素がグルテンタンパク質を効率的に分解することを示しています。患者のグルテン摂取量を減らすための経口サプリメントとして、プロリルエンドプロテアーゼを経口サプリメントとして使用できるかどうかを判断するには、将来の研究が必要です。

Celiac disease is a T cell-driven intolerance to wheat gluten. The gluten-derived T cell epitopes are proline-rich and thereby highly resistant to proteolytic degradation within the gastrointestinal tract. Oral supplementation with prolyl oligopeptidases has therefore been proposed as a potential therapeutic approach. The enzymes studied, however, have limitations as they are irreversibly inactivated by pepsin and acidic pH, both present in the stomach. As a consequence, these enzymes will fail to degrade gluten before it reaches the small intestine, the site where gluten induces inflammatory T cell responses that lead to celiac disease. We have now determined the usefulness of a newly identified prolyl endoprotease from Aspergillus niger for this purpose. Gluten and its peptic/tryptic digest were treated with prolyl endoprotease, and the destruction of the T cell epitopes was tested using mass spectrometry, T cell proliferation assays, ELISA, reverse-phase HPLC, SDS-PAGE, and Western blotting. We observed that the A. niger prolyl endoprotease works optimally at 4-5 pH, remains stable at 2 pH, and is completely resistant to digestion with pepsin. Moreover, the A. niger-derived enzyme efficiently degraded all tested T cell stimulatory peptides as well as intact gluten molecules. On average, the endoprotease from A. niger degraded gluten peptides 60 times faster than a prolyl oligopeptidase. Together these results indicate that the enzyme from A. niger efficiently degrades gluten proteins. Future studies are required to determine if the prolyl endoprotease can be used as an oral supplement to reduce gluten intake in patients.