An Active Triple-Catalytic Hybrid Enzyme Engineered by Linking Cyclo-oxygenase Isoform-1 to Prostacyclin Synthase That Can Constantly Biosynthesize Prostacyclin, the Vascular Protector

An Active Triple-Catalytic Hybrid Enzyme Engineered by Linking Cyclo-oxygenase Isoform-1 to Prostacyclin Synthase That Can Constantly Biosynthesize Prostacyclin, the Vascular Protector

Tác giả: Ke-He Ruan, Shui-Ping So, Vanessa Cervantes, Hanjing Wu, Cori Wijaya and Rebecca R. Jentzen

Lĩnh vực: Department of Pharmacological and Pharmaceutical Sciences, Center for Experimental Therapeutics and Pharmacolnformatics, University of Houston, TX, USA

Nội dung tài liệu:
Nghiên cứu này giới thiệu việc thiết kế và xây dựng một enzyme lai ba chức năng, được gọi là Trip-cat enzyme-1, bằng cách liên kết enzyme cyclooxygenase isoform-1 (COX-1) với enzyme prostacyclin synthase (PGIS). Mục tiêu là tạo ra một hệ thống có khả năng liên tục tổng hợp prostacyclin (PGI2), một chất bảo vệ mạch máu quan trọng, trong các tế bào người. PGI2 đóng vai trò thiết yếu trong việc ngăn ngừa huyết khối và giảm co thắt mạch máu, các yếu tố nguy cơ chính gây đột quỵ, nhồi máu cơ tim và tăng huyết áp. So với enzyme lai trước đó (Trip-cat enzyme-2 sử dụng COX-2), Trip-cat enzyme-1 cho thấy khả năng biểu hiện ổn định hơn và hoạt tính tổng hợp PGI2 cao hơn đáng kể khi được biểu hiện trong các tế bào HEK293. Việc thiết lập thành công một dòng tế bào HEK293 có khả năng biểu hiện ổn định Trip-cat enzyme-1 đã mở ra khả năng sản xuất PGI2 liên tục. Dòng tế bào này thể hiện đặc tính chống kết tập tiểu cầu mạnh mẽ nhờ vào khả năng kép: tăng sản xuất PGI2 và giảm sản xuất thromboxane A2 (TXA2). Công trình này đánh dấu một bước tiến trong kỹ thuật enzyme lai, cung cấp cơ sở cho việc phát triển các dòng tế bào trị liệu có khả năng tăng cường tổng hợp PGI2, góp phần phòng ngừa và điều trị các bệnh lý mạch máu.

Mục lục chi tiết:

• Keywords
• Correspondence
• Present address
• Results
• Design of a new-generation Trip-cat enzyme (COX-1 linked to PGIS) that directly converts AA to the vascular protector PGI2
• Cloning of Trip-cat enzyme-1 by linking COX-1 to PGIS
• Expression of the engineered Trip-cat enzyme-1 in HEK293 cells
• Subcellular localization of COX-1-10aa-PGIS
• Trip-cat activities of Trip-cat enzyme-1 in directly converting AA to the vascular protector PGI2
• Enzyme kinetics of Trip-cat enzyme-1 compared to those of its parent enzymes
• Establishing stable expression of Trip-cat enzyme-1 in cells
• Antiplatelet aggregation
• Competitively upregulating PGI2 biosynthesis in the presence of platelets
• Discussion
• Experimental procedures
• Acknowledgements
• References