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血吸虫病是由血吸虫感染引起的一种严重危害人类健康的人兽共患病,在我国广泛分布于长江流域及其以南地区,曾严重影响我国社会经济发展,威胁人民健康,是我国重要的公共卫生问题之一,国家正着手制定血吸虫防治新十年规划。吡喹酮是目前治疗血吸虫病唯一一个安全高效的治疗药物,从上世纪70年代末开始使用到现在已有30多年历史,近年来在非洲和南美洲的一些曼氏血吸虫流行区陆续出现了对吡喹酮不敏感的地理株,甚至出现吡喹酮治疗无效的异常现象,寻找新的药物靶标从而研制出针对于血吸虫病的新的治疗药物是目前的公共卫生需求。β-碳酸酐酶(β-CAs)是自然界中广泛分布的锌金属酶,能高效催化CO2的水合作用,其生理功能多样,对诸多生物体的生命活动具有重要作用。β-CAs可被磺胺类药物、氨基磺酸盐及阴离子等药物或化合物所抑制,且目前研究显示β-CAs抑制剂对部分病原体有体内抑制活性。由于β-CAs对生物体的重要作用,且不分布于脊椎动物,是一个极具吸引力的药物作用靶点,前景广阔,有望开发新机制的广谱抗菌、抗寄生虫药物。本研究拟表达日本血吸虫(Schistosoma japonicum)的潜在药物靶点β-CA,为抗血吸虫新药的筛选提供平台。首先通过生物信息学的方法以保守序列比对获得表达日本血吸虫β-CA的cDNA序列Sjp0056790.1,并将其在原核表达系统进行融合表达。SDS-PAGE及Western blotting初步鉴定表达蛋白后,采用Ni亲和层析方法纯化目的蛋白,重折叠复性之后进行碳酸酐酶活性测定,并进一步进行日本血吸虫的体外药物抑制实验,以验证日本血吸虫β-CA作为新机制的抗日本血吸虫药物靶点的可行性。最终寻找到的可能编码日本血吸虫β-CA的氨基酸序列与现已知的多个β-CAs氨基酸序列在保守序列位置上一致;经PCR和双酶切验证表明,重组表达载体pET-32a(+)-SjaCA构建成功;SDS-PAGE和Western blotting检测结果显示融合蛋白分子量大小约为38kDa,与预期相符,可被抗His标签抗体识别;碳酸酐酶活性测定结果显示该表达蛋白具有与标准品碳酸酐酶相似的催化CO2水合作用的活性,且该活性受碳酸酐酶抑制剂乙酰唑胺(AAZ)抑制。体外药物抑制实验结果表明,日本血吸虫的体外培养可受AAZ抑制,抑制效果达到微摩尔级。本研究通过生物信息学的方法鉴定了编码日本血吸虫β-CA的cDNA序列,并成功使用原核表达系统表达出具有催化CO2水合作用活性的日本血吸虫β-CA,且该活性受碳酸酐酶抑制剂AAZ的抑制。此外,碳酸酐酶抑制剂AAZ对日本血吸虫具有体外抑制活性,β-CA作为药物靶点用于新的抗血吸虫药物开发具有很大的可行性。本研究为后续的药物抑制研究奠定了基础,对寻找和开发新药物靶标的抗血吸虫药物具有重要参考价值,将推动β-CAs抑制剂类的抗血吸虫新型药物的研发进程。