Clonorchis sinensisチロシナーゼの発現パターンと基質特異性

チロシナーゼ（Tyr）は、チロシンのヒヒドロキシフェニルアラニンへのヒドロキシル化とジヒドロキシフェニルアラニンのジヒドロキシフェニルアラニンへの酸化を媒介する銅含有グリコ酵素です。Tyrsは、吸収性寄生虫の卵殻硬化において極めて重要な役割を果たしますが、包括的な生化学的特性はとらえどころのないままです。ヒト肝毒性疾患の原因物質であるClonorchis sinensisの4つのTYR（CSTYR1-4）をコードする遺伝子を特徴づけました。これらの遺伝子は、しっかりと保存されたアミノ酸残基、2つの銅結合触媒モチーフ、システインが豊富な表皮成長因子様ドメインを共有しました。ネイティブおよび組換えCSTyrsは、ジフェノール化合物、特にオルソ情ージ（カテコールおよびL-ジヒドロキシフェニルアラニン）のヒドロキシル基を持つジフェノール化合物に対する高い反応性を示したが、モノフェノール化合物に対する最小限の活性を示した。ジフェノラーゼ活性は、5.0から7.0に反応バッファーのpHの増加により増強されました。CSTYR発現の時間的誘導は、ワームの性的成熟と協調しました。酵素活性は、主にビテリン腺と卵巣の近位にある子宮内未熟卵にありました。CSTYRSの主要な構造と機能的ドメインは、脊椎動物のオーソログの類似点と有意な類似点を示しましたが、線虫および昆虫タンパク質と共有されるアミノ酸は、ビコプパー活性中心で大部分が制限されていました。脊椎動物の非常に分岐したTyrホモログとは異なり、複数のパラログはまだ吸虫ゲノムの別々の系統に進化していないため、Tyr遺伝子の重複は、骨Gromatodesのゲージーの投与量/冗長性の増加に関連している可能性があることを示唆しています。銅キレート剤、ジエチルジチオカルバム酸のin vitro処理は、表現型の正常卵の生成を阻害しました。C. sinensisの繁殖にはTyrタンパク質が不可欠であるため、いくつかのアジア諸国で一般的であり、ヒト胆管癌の最も重要な素因の1つであるクロノーキア症に対する治療およびワクチン戦略の標的となる可能性があります。骨極と脊椎動物のホモログの間の密接な系統発生関係は、動物の分類群を横切るTyrホモログの多面的な進化経路を理解するための分子手がかりも提供します。

Tyrosinase (TYR) is a copper-containing glycoenzyme that mediates hydroxylation of tyrosine into dihydroxyphenylalanine and oxidation of dihydroxyphenylalanine into dihydroxyphenylalanine quinone. TYRs play pivotal roles in eggshell sclerotisation of trematode parasites, while their comprehensive biochemical properties remain elusive. We characterised genes encoding four TYRs (CsTYR1-4) of Clonorchis sinensis, a causative agent of human hepatobiliary disease. These genes shared tightly conserved amino acid residues, two copper binding catalytic motifs and a cysteine-rich epidermal growth factor-like domain. The native and recombinant CsTYRs showed high reactivity against diphenol compounds, especially those with hydroxyl groups in ortho-positions (catechol and l-dihydroxyphenylalanine), but showed minimal activity toward monophenol compounds. Diphenolase activity was enhanced by increased pH of the reaction buffer from 5.0 to 7.0. The temporal induction of CsTYR expression coordinated with the sexual maturation of the worm; enzyme activity was mainly in the vitelline glands and intrauterine immature eggs proximal to the ovary. The primary structures and functional domains of CsTYRs showed significant similarities to those of the vertebrate orthologs, whereas the amino acids shared with the nematode and insect proteins were largely restricted in the bicopper active center. Unlike highly diverged TYR homologs in vertebrates, multiple paralogs have not yet evolved into the separate lineages in trematode genomes, suggesting that duplication of TYR genes might relate to increased genic dosage/redundancy in trematodes. In vitro treatment of copper chelator, diethyldithiocarbamic acid, inhibited generation of phenotypically normal egg. TYR proteins are essential for C. sinensis reproduction, thus might be targeted for therapeutic and vaccine strategies against clonorchiasis, which is prevalent in several Asian countries and is one of the most important predisposing factors for human cholangiocarcinoma. The close phylogenetic relationships between trematode and vertebrate homologs also provide a molecular clue to understand the multifaceted evolutionary pathway of TYR homologs across animal taxa.