Identification and Characterization of Leucine Aminopeptidase from Schistosoma mekongi

Abstract

Mekong schistosomiasis which caused by Schistosoma mekongi is widespread in Cambodia and Lao in the lower Mekong basin. Even though there was no infection in Thailand, there was an intermediate host snail in Moon River in Ubon Ratchathani province. So this is a risk factor for emerging of schistosomiasis in Thailand. Vaccine development is an alternative strategy to control schistosomissis, due to there was drug resistance report in Praziquantel, which is the common drug for treating schistosomiasis mekongi. research was aim to study Leucine aminopeptidase (LAP), a metalloexopeptidases protein, which performs proteolytic activities in catalyzing the removal of N-terminal leucine residues from polypeptide or protein substrates. LAP functions are involved in the processing, catabolism, degradation and regular turnover of intracellular proteins. In the present study, we cloned, characterized and predicted immunogenic epitope of LAP from Schistosoma mekongi (SmekLAP). The partial of SmekLAP contains 1,166 bp nucleotides and, and its open reading frame encoded for 388 amino acid. The alignment of the deduced SmekLAP amino acid sequences showed a highest degree of identity with S. japonicum at 96.39%.There was a region “NTDAEGRN” which defined this protein is M17 family. This predicted immunogenic epitope regions 243-GRVVHIDY-250 could be target for diagnostic and vaccine development against S. mekongi in the future. The mRNA of SmekLAP were located in gut lumen and tegument stage of the parasite.

โรคพยาธิใบไม้เลือด Schistosoma mekongi เป็นโรคพยาธิที่พบการระบาดในพื้นที่ลุ่มแม่น้ำโขงในประเทศสาธารณรัฐประชาชนลาวและทางตอนเหนือของกัมพูชา แม้ว่าในประเทศไทยยังไม่พบการติดเชื้อ แต่เนื่องด้วยแม่น้ำมูลจังหวัดอุบลราชธานี เป็นแหล่งอาศัยของหอยซึ่งสามารถเป็นโฮสต์ตัวกลางสำหรับการติดเชื้อพยาธิชนิดนี้ ประเทศไทยจึงมีความเสี่ยงของโอกาสที่จะเกิดการระบาดของโรคได้ วัคซีนเป็นอีกทางเลือกหนึ่งสำหรับการป้องกันการติดเชื้อพยาธิ เนื่องจากยา Praziquantel ที่ใช้รักษาพยาธิใบไม้เลือด Schistosomiasis กันอย่างแพร่หลาย เริ่มมีรายงานการดื้อยาเกิดขึ้น งานวิจัยนี้มีเป้าหมายศึกษาโปรตีนลิวซีนอะมิโนเปปทิเดส (Leucine aminopeptidase, LAP) ซึ่งเป็นโปรตีนมนกลุ่ม metalloexopeptidases ซึ่งเป็นเอนไซม์ย่อยสลายตัดหมู่อะมิโน ที่โปรตีนส่วนปลาย N-terminal (ปลายฝั่งที่มีหมู่อะมิโน) LAP มีหน้าที่ในขั้นตอนที่เกี่ยวกับการย่อยสลาย การควบคุมการเปลี่ยนหมุนเวียนของโปรตีนภายใน การศึกษาครั้งนี้ทำการโคลนยีน การบ่งบอกคุณลักษณะ และการทำนายตำแหน่งกระตุ้นภูมิคุ้มกันของโมเลกุล LAP ของ S. mekongi และศึกษาการกระจายตัวของ LAP บนเนื้อเยื่อด้วยเทคนิค In Situ Hybridization HybridizationThis จากการศึกษาพบว่ายีน LAP จากพยาธิใบไม้เลือด S. mekongi มี1166 นิวคลีโอไทด์ โปรตีน LAP มี 388 กรดอะมิโน น้ำหนักโมเลกุล 41.68 กิโลดาลตัน โดยมีลำดับกรดอะมิโนใกล้เคียงกับ LAP ของ S. japonicum มากที่สุด มีความเหมือนอยู่ที่ 96.39% LAP จากพยาธิใบไม้เลือด S. mekongi มีลำดับกรดอะมิโน “NTDAEGRN” ที่บ่งบอกว่าเป็น LAP ในกลุ่มของ M17 โดยมีตำแหน่ง 243-GRVVHIDY-250 เป็นตำแหน่งที่ถูกทำนายว่าเป็นอิปิโทป์ (epitope) ที่มีความสำคัญในการกระตุ้นภูมิคุ้มกัน ที่สามารถพัฒนาเป็นวัคซีนหรือชุดตรวจต่อไปในอนาคต การศึกษาตำแหน่งที่มีการกระจายตัวของ mRNA ของ LAP ด้วยเทคนิค In Situ Hybridization พบว่าเนื้อเยื่อพยาธิทั้ง 3 ระยะ มีการแสดงออกของ mRNA ที่ทางเดินอาหารและ Tegument ของพยาธิ