植物天门冬酰胺连接酶在大环肽类药物应用中的研究进展

植物中的天门冬酰胺内肽酶(asparaginyl endopeptidases, AEPs)属于半胱氨酸蛋白酶家族,以酶原的形式在酸性液泡中发生自激活,在种子储存蛋白成熟、蛋白质降解、细胞程序性死亡和宿主防御中发挥着重要的生理作用。最近从几种富含环肽的植物中分离鉴定了促进环肽成熟的生物加工酶-天门冬酰胺连接酶(peptidyl Asxspecific ligases, PALs),由AEPs进化而来,可位点特异性催化天冬酰胺或天冬氨酸肽键的生成,由于相对无痕和宽泛的底物谱以及催化效率高等优势,已经在多肽和蛋白质的环化和修饰方面起到重要作用,是提高多肽类药物稳定性的有力工具。本文介绍了AEPs在植物中的生理功能,综述了PALs的发现、结构特点、催化机制和蛋白质工程,以及限制其应用的原因和未来的发展趋势。此外,还重点阐述了PALs在环肽生物合成以及在大环肽类药物开发中的应用,旨在为生物催化合成环多肽类药物提供一种新思路。