Broadening the spectrum of inhibited proteases by serpine from the Tannerella forsythia bacteria - preliminary studies

Paradontoza jest chorobą zapalną wywoływaną przez patogeny jamy ustnej, które atakują tkanki przyzębia. Do bakterii tych należą głownie Gram ujemne beztlenowce, zdolne do tworzenia biofilmu na powierzchni poddziąsłowej części zębów. Najwyższą patogennością charakteryzują się mikroorganizmy czerwonego kompleksu takie jak: Porphyromonas gingivalis, Tannerella forsythia oraz Treponema denticola, których wspólną cechą jest wysoka aktywność proteolityczna. Działalność bakteryjnych proteaz jest uważana za główny czynnik wirulencji mikroorganizmów paradontozy. Bakterie gatunku T. forsythia, będące obiektem zainteresowań niniejszej pracy są zdolne do produkcji miropiny, należącej do rodziny inhibitorów proteaz zwanych serpinami. Wyjątkową cechą omawianego białka jest hamowanie aktywności szerokiego zakresu enzymów proteolitycznych. Zjawisko to jest związane z wykorzystaniem różnych wiązań peptydowych w pętli reaktywnej (RLC) inhibitora do wychwytywania proteazy w kowalencyjnym kompleksie. W niniejszej pracy analizie poddano możliwość wprowadzenia modyfikacji sekwencji RLC miropiny, w celu poszerzenia działania hamującego w stosunku do większej liczby enzymów (m.in. jednoczesnej inhibicji trypsyny oraz gingipain Kgp i RgpB). Inhibitor o poszerzonych właściwościach mógłby posiadać znaczenie terapeutyczne w leczeniu m.in. zapalenia przyzębia.Periodontitis is an inflammatory disease caused by oral pathogens which attack periodontal tissues. These bacteria mainly include Gram negative anaerobes, capable of forming a biofilm on the subgingival surface of the teeth. Microorganisms of the red complex, such as Porphyromonas gingivalis, Tannerella forsythia and Treponema denticola are characterized by the highest pathogenicity, and share a common feature of high proteolytic activity. Moreover, the activity of bacterial proteases is considered to be the main virulence factor of microorganisms in periodontitis.The bacteria T. forsythia, which are the subject of this study, are capable of producing miropin, a protein that belongs to the family of protease inhibitors called serpins. An unique feature of this protein is its ability to inhibit a wide range of proteolytic enzymes. This phenomenon is associated with the use of various peptide bonds in the reactive loop (RLC) of the inhibitor to capture the protease in the covalent complex. Presented work analyse the possibility to modify the miropine RLC sequence, to broaden the inhibitory spectrum on a larger number of enzymes, (e.g. like simultaneous inhibition of trypsin and gigipains Kgp and RgpB). An inhibitor of broaden specificity could be useful in e.g. periodontitis amelioration