猪带绦虫σ类谷胱甘肽转移酶的结构解析与功能启示：抗神经囊尾蚴病治疗新靶点

这篇研究首次报道了猪带绦虫（Taenia solium）σ类24-kDa谷胱甘肽转移酶（rTs24GST）的高分辨率晶体结构（1.30 ?和1.75 ?），通过分子动力学（MD）模拟揭示了谷胱甘肽（GSH）结合对酶稳定性的调控作用。研究发现rTs24GST的G位点（G-site）结合能力较弱，其柔性区域（α2螺旋及α4-α5环）的构象变化与进化适应性相关，为开发针对神经囊尾蚴病（NCC）的抑制剂和疫苗提供了结构基础。

　　

Structural insights into sigma class glutathione transferase from Taenia solium: Analysis and functional implications

Abstract
研究聚焦于被忽视的热带病——由猪带绦虫引起的神经囊尾蚴病（NCC）。σ类谷胱甘肽转移酶（GSTs）作为调控Th1炎症反应的关键因子，成为治疗靶点。本研究首次解析了重组rTs24GST的晶体结构（1.30 ?和1.75 ?），发现其apo形式呈现典型的GST折叠结构，G位点附近存在显著柔性区域。分子动力学模拟显示，GSH的结合能稳定酶构象并减少波动。与其他GSTs的对比分析揭示了保守的柔性区域与GSH结合的关联性，为开发抗NCC新策略提供了依据。

Author summary
研究通过X射线晶体学和MD模拟，阐明rTs24GST与GSH的互作机制。尽管其酶活性低于其他GSTs，但结构柔性暗示其可能进化出更广泛的底物识别能力，或参与免疫调节等非经典功能。

Introduction
世界卫生组织（WHO）列出的20种被忽视热带病中，NCC在发展中国家和发达国家均有流行。当前治疗药物（阿苯达唑、吡喹酮）存在副作用，而猪用疫苗的进展为人类疫苗开发带来启示。绦虫通过解毒、氧化还原平衡等机制长期寄生，其中胞质GSTs（cGSTs）起关键作用。σ类GSTs（如Sm28GST）还能通过合成前列腺素D₂（PGD₂）调控免疫反应。猪带绦虫已鉴定出4类GSTs，其中Ts24GST（σ类）在头节高表达，但针对1-氯-2,4-二硝基苯（CDNB）的活性较低。

Materials and methods
rTs24GST通过大肠杆菌表达系统纯化，采用阳离子交换和分子排阻色谱获得高纯度蛋白。晶体通过微批量法生长，X射线衍射数据在NSLS2同步辐射光源和LANEM实验室收集。结构解析采用分子置换法，以AlphaFold2模型为模板。MD模拟使用Gromacs 2023软件，OPLS-AA力场，分析apo和holo形式的构象变化。

Results
晶体结构显示rTs24GST含N端硫氧还蛋白结构域（1-90残基）和C端α螺旋结构域（91-212残基）。两个高B因子区域（α2螺旋和α4-α5环）与GSH结合相关。MD模拟表明，holo形式的RMSD波动更小，自由能景观更平滑（图3）。比较7种GSTs的晶体结构发现，rTs24GST的G位点相互作用最少（仅6个），与其最高K_m值（0.98±0.05 mM）相符（图6B）。

Discussion
rTs24GST的低GSH亲和力可能源于进化适应，使其能结合多样底物或执行非解毒功能（如免疫调节）。其柔性区域的动态特性为设计变构抑制剂提供了新思路。与人类α类GST的对比提示，G位点突变可能增强酶活性和稳定性。

Conclusion
该研究为首次揭示绦虫σ类GST的结构特征，其独特的G位点构象和动力学行为为抗寄生虫药物开发提供了新方向。