利用噬菌体展示技术筛选抑制牛蜱Rhipicephalus microplus鞘磷脂酶D的活性肽及其跨物种应用研究

本研究针对牛蜱Rhipicephalus microplus唾液中的鞘磷脂酶D（RmSMase）开发新型抑制剂，该酶与蜘蛛毒液和病原菌SMase同源，可能加剧畜牧业损失并参与阿尔茨海默病等神经系统疾病。研究人员通过噬菌体展示技术筛选出两种竞争性抑制肽RWLWWLW（Ki=5.35±0.46 μM）和WLSWLW（Ki=29.54±6.11 μM），二者还能抑制蜡样芽孢杆菌SMase C（IC50 分别为4.99±0.07和16.94±8.71 μM）。该成果为开发抗蜱药物及神经退行性疾病治疗提供了新思路。

　　

牛蜱Rhipicephalus microplus是全球畜牧业的重要寄生虫，其唾液中的鞘磷脂酶D（SMase D）类似蛋白RmSMase不仅能造成宿主组织损伤，还与蜘蛛毒液和病原菌中的同源酶共享催化机制。更引人关注的是，这类酶可能参与阿尔茨海默病、重度抑郁和脑缺血等神经系统疾病的发病过程。尽管SMase抑制剂在医药领域具有广阔前景，但针对蜱源SMase的肽类抑制剂研究尚属空白。

为解决这一科学问题，来自圣保罗研究基金会等机构的研究团队在《Biochimie》发表了一项创新研究。该工作首次将噬菌体展示技术应用于蜱源SMase抑制剂的开发，成功筛选出具有跨物种抑制活性的肽类分子。研究采用毕赤酵母表达系统制备重组RmSMase，通过酶动力学分析测定其对鞘磷脂的Km值为384.0±8.31 μM，与蜘蛛毒液SMase D的动力学特征相似。利用六肽噬菌体展示文库筛选后，研究人员合成了三种候选肽，其中RWLWWLW和WLSWLW表现出显著抑制活性。分子对接显示这些肽能阻断底物接近催化位点His47，且对细菌SMase C同样有效。

关键技术方法包括：1）在毕赤酵母GS115系统中表达重组RmSMase；2）采用噬菌体展示技术筛选六肽文库；3）酶动力学分析测定抑制常数（Ki）和半抑制浓度（IC₅₀
）；4）AlphaFold预测蛋白结构与分子对接分析。

【研究结果】
表达与纯化：成功在毕赤酵母中表达具有活性的重组RmSMase，为后续实验提供材料基础。

动力学参数：测得RmSMase对鞘磷脂的Km值为384.0±8.31 μM，k_cat
/Km为1.75×10³
M^-1
s^-1
，其催化效率与蜘蛛Loxosceles reclusa毒液SMase相当。

抑制剂筛选：从噬菌体展示文库获得RWLWWLW和WLSWLW两种竞争性抑制剂，前者抑制效力是后者的5.5倍。

跨物种抑制：两种肽对蜡样芽孢杆菌SMase C的IC₅₀
达微摩尔级，证实其广谱抑制潜力。

分子机制：对接分析揭示抑制剂通过空间位阻阻碍底物接近催化三联体（His47/Asp344/Asn424）。

【结论与意义】
该研究首次证实噬菌体展示技术可用于开发蜱源SMase的特异性肽类抑制剂。两种活性肽不仅为控制牛蜱感染提供了新型候选分子，其跨物种抑制特性更暗示了SMase保守催化机制的潜在治疗价值。特别是在神经系统疾病领域，这些肽分子可能成为探索SMase与神经退行性疾病关联的重要工具化合物。研究团队强调，未来需进一步验证这些肽类分子在活体系统中的效果，但其已为开发兼具抗寄生虫和神经保护功能的创新药物开辟了新途径。