Schistosomes express a variety of aspartyl proteases (APs) with distinct roles in the helminth pathophysiology, among which degradation of host haemoglobin is key, since it is the main amino acid source for these parasites. A cathepsin D-like AP from Schistosoma mansoni (SmCD1) has been used as a model enzyme for vaccine and drug development studies in schistosomes and yet a reliable expression system for readily producing the recombinant enzyme in high yield has not been reported. To contribute to further advancing the knowledge about this valuable antischistosomal target, we developed a transient expression system in HEK 293T mammalian cells and performed a biochemical and biophysical characterization of the recombinant enzyme (rSmCD1). It was possible to express a recombinant C-terminal truncated form of SmCD1 (rSmCD1ΔCT) and purify it with high yield (16 mg/L) from the culture supernatant. When analysed by Size-Exclusion Chromatography and multi-angle laser light scattering, rSmCD1ΔCT behaved as a dimer at neutral pH, which is unusual for cathepsins D, turning into a monomer after acidification of the medium. Through analytical ultrancentrifugation, the dimer was confirmed for free rSmCD1ΔCT in solution as well as stabilization of the monomer during interaction with pepstatin. The mammalian cell expression system used here was able to produce rSmCD1ΔCT with high yields allowing for the first time the characterization of important kinetic parameters as well as initial description of its biophysical properties.

中文翻译：

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曼氏血吸虫组织蛋白酶D1：在HEK293T细胞中表达的重组酶的生化和生物物理特征。

血吸虫表达各种天冬氨酰蛋白酶（AP），它们在蠕虫的病理生理中起不同的作用，其中宿主血红蛋白的降解是关键，因为它是这些寄生虫的主要氨基酸来源。来自曼氏血吸虫的组织蛋白酶D样AP（SmCD1）已被用作用于血吸虫病疫苗和药物开发研究的模型酶，但是尚未报道用于以高产率容易产生重组酶的可靠表达系统。为了进一步促进有关这一有价值的抗血吸虫靶标的知识，我们开发了在HEK 293T哺乳动物细胞中的瞬时表达系统，并对重组酶（rSmCD1）进行了生化和生物物理表征。可以表达SmCD1的重组C末端截短形式（rSmCD1ΔCT），并从培养上清液中以高收率（16 mg / L）纯化。当通过尺寸排阻色谱法和多角度激光散射分析时，rSmCD1ΔCT在中性pH下表现为二聚体，这对于组织蛋白酶D是不常见的，在介质酸化后变成单体。通过分析性超速离心，证实二聚体在溶液中具有游离rSmCD1ΔCT，并在与胃蛋白酶抑制素相互作用期间稳定了单体。这里使用的哺乳动物细胞表达系统能够以高产量产生rSmCD1ΔCT，这首次使重要的动力学参数表征以及其生物物理特性得到了首次描述。当通过尺寸排阻色谱法和多角度激光散射分析时，rSmCD1ΔCT在中性pH下表现为二聚体，这对于组织蛋白酶D是不常见的，在介质酸化后变成单体。通过分析性超速离心，证实二聚体在溶液中具有游离rSmCD1ΔCT，并在与胃蛋白酶抑制素相互作用期间稳定了单体。这里使用的哺乳动物细胞表达系统能够以高产量产生rSmCD1ΔCT，这首次使重要的动力学参数表征以及其生物物理特性得到了首次描述。当通过尺寸排阻色谱法和多角度激光散射分析时，rSmCD1ΔCT在中性pH下表现为二聚体，这对于组织蛋白酶D是不常见的，在介质酸化后变成单体。通过分析性超速离心，证实二聚体在溶液中具有游离rSmCD1ΔCT，并在与胃蛋白酶抑制素相互作用期间稳定了单体。这里使用的哺乳动物细胞表达系统能够以高产量产生rSmCD1ΔCT，这首次使重要的动力学参数表征以及其生物物理特性得到了首次描述。通过分析性超速离心，证实二聚体在溶液中具有游离rSmCD1ΔCT，并在与胃蛋白酶抑制素相互作用期间稳定了单体。这里使用的哺乳动物细胞表达系统能够以高产量产生rSmCD1ΔCT，这首次使重要的动力学参数表征以及其生物物理特性得到了首次描述。通过分析性超速离心，证实二聚体在溶液中具有游离rSmCD1ΔCT，并在与胃蛋白酶抑制素相互作用期间稳定了单体。这里使用的哺乳动物细胞表达系统能够以高产量产生rSmCD1ΔCT，这首次使重要的动力学参数表征以及其生物物理特性得到了首次描述。