白色念珠菌Yapsin蛋白酶在免疫调节和跨物种生物膜形成中的多功能作用解析

本研究针对耐药性日益严重的条件致病菌Candida glabrata（Nakaseomyces glabratus），首次纯化并系统表征了其表面相关天冬氨酸蛋白酶Yps3和Yps9。研究人员发现这两种蛋白酶能选择性降解宿主抗菌肽（LL-37、Hst5、NAT26），促进白色念珠菌生物膜分散，并在Galleria mellonella模型中显示免疫激活作用，为阐明该病原体的多重致病机制提供了新见解。

　　

在真菌感染领域，Candida glabrata（现更名为Nakaseomyces glabratus）因其对唑类药物的高度耐药性，已被世界卫生组织列为重点防控病原体。与更为人熟知的白色念珠菌不同，这种机会性致病酵母缺乏典型的分泌型天冬氨酸蛋白酶（Saps），而是通过一组独特的细胞表面锚定型蛋白酶——Yapsins（Yps）来介导其致病过程。尽管基因敲除研究暗示Yps家族可能参与细胞稳态维持和宿主互作，但这些蛋白酶的具体生化特性、底物特异性及其在感染过程中的精确作用机制仍如"黑箱"般未被揭示。

为破解这一科学谜题，来自波兰雅盖隆大学的研究团队在《Scientific Reports》发表了开创性研究。研究人员采用离子交换层析结合凝胶过滤技术，首次从C. glabrata培养上清中纯化出天然Yps3和Yps9蛋白。通过质谱鉴定、糖基化分析和三维结构模拟等系列技术，结合体外酶活测定、生物膜实验、抗菌肽降解分析和昆虫感染模型，系统解析了这些蛋白酶的多重生物学功能。

关键技术方法包括：从RPMI 1640培养基中纯化天然Yps蛋白；使用BODIPY标记的酪蛋白进行酶活测定；通过HPLC-MS/MS分析抗菌肽降解产物；建立单/混合物种生物膜模型评估分散效应；采用Galleria mellonella模型进行体内免疫调节研究。

研究结果部分：

"Isolation and biochemical characterization of Yps3 and Yps9"显示，Yps9呈现异常高分子量（约200 kDa），经去糖基化处理后出现50-60 kDa条带，证实其存在15个潜在N-糖基化位点。两种蛋白酶在pH 5.5-8.0范围内保持活性，且对经典抑制剂pepstatin A表现出显著抗性。通过AlphaFold模型比较发现，尽管Yps与Sap7序列相似性仅32-33%，但其活性中心空间构象高度保守。

"Impact of Yapsins on biofilm structure"部分揭示，Yps9能显著破坏白色念珠菌单物种生物膜结构，使生物膜更易被冲洗脱落（p<0.01），但在与C. glabrata共培养的混合生物膜中此效应消失，暗示病原体共存可能产生生物膜稳定机制。

"Modulation of the host immune response involving Yapsins"部分通过HPLC-MS/MS鉴定出Yps3和Yps9能特异性切割抗菌肽中的赖氨酸残基：Yps3在pH5.5时高效降解LL-37和NAT26，而Yps9则选择性作用于Hst5。值得注意的是，真菌细胞外囊泡（EVs）展现出更广泛的肽酶活性，能完全降解所有测试抗菌肽。在昆虫模型中，预先注射Yps蛋白使幼虫感染存活率提升（p<0.05），并诱导酚氧化酶活性先升高后降低的动态变化，提示"免疫启动"效应。

研究结论指出，C. glabrata Yps蛋白酶通过三重机制增强致病性：① 作为"分子剪刀"选择性灭活宿主防御肽；② 充当"生物膜调节器"促进病原体扩散；③ 扮演"免疫双面刃"既能激活宿主防御又可抑制过度炎症。这些发现不仅填补了该物种蛋白酶系统的认知空白，更为抗真菌药物研发提供了新靶点——针对Yps特有的糖基化修饰和pepstatin A抗性特征，或可设计特异性抑制剂。此外，Yps介导的免疫调节现象为疫苗开发开辟了新思路，其与白色念珠菌的跨界互作机制则为混合感染治疗提供了理论依据。