Abstract
Thymus specifiek serine protease (TSSP) is een serine protease dat voor het eerst werd ontdekt in de late jaren
negentig. Het komt sterk tot expressie in de thymus en is nauwelijks te vinden in andere organen. TSSP is het
derde lid van de S28 familie van serine proteasen, samen met dipeptidyl peptidase II (DPPII) en prolyl
carboxypeptidase (PRCP). Het wordt een serine protease genoemd omdat zijn voorspelde enzymatische activiteit
zou worden veroorzaakt door de aanwezigheid van drie aminozuren (serine, aspartaat and histidine) op posities
die sterk overeenkomen met diegenen die de katalytische site van PRCP vormen. PRCP knipt een C-terminaal
aminozuur af dat volgt op een proline, terwijl DPPII enkel korte peptiden kan knippen als er een proline op de
tweede positie vanaf de N-terminus staat. Dit verschil in substraatspecificiteit maakt het moeilijk om de
knippingsspecificiteit van TSSP te voorspellen.
Waarom moeten we TSSP verder bestuderen? In de thymus komt TSSP sterk tot expressie in de corticale
epitheliale cellen en in mindere mate in de thymus dendritische cellen. In de thymus wordt het functionele T-cel
repertoire gevormd door positieve en negatieve selectie op basis van interacties met Major Histocomptibiliteits
Complex (MHC)-peptide complexen. Mogelijks is TSSP betrokken bij deze processen.
Peptiden die binden aan de MHC klasse II worden gegenereerd door sequentiële proteolyse van endosomale
eiwitten. Verder is er tijdens de rijping van T cellen in de thymus een massieve celdood in de corticale regio omdat
alle thymocyten die zelf-antigenen herkennen, moeten verwijderd worden. Het moleculaire mechanisme achter
deze 'thymocyt opruimingscampagne' en de zeer hoge expressie van TSSP in deze regio blijven onbeantwoorde
vragen in dit onderzoeksdomein.
Op de lange termijn kan een betere kennis van de structuur-activiteit relatie van TSSP bijdragen tot een beter
inzicht in het T-cel selectie proces in de thymus. Het wordt vooropgesteld dat een primaire functie van TSSP erin
zou bestaan om de centrale tolerantie te beperken en zo de diversiteit van het functionele CD4 T cel repertoire te
vergroten.
Het is duidelijk dat de karakterisatie van TSSP's enzymatische activiteit een essentiële volgende stap is naar het
inzicht in zijn functie in de vorming van het immuun repertoire. In dit fundamenteel onderzoeksproject willen we de
studie van dit tot hiertoe niet gekarakteriseerde eiwit starten door 1) de recombinante productie van muis en
humaan TSSP; 2) de bepaling van de substraat specificiteit en vergelijking met DPPII en PRCP en 3) de selectie
en ontwikkeling van antilichamen en inhibitoren as verdere hulpmiddelen om de TSSP biologie te bestuderen. Om
de kans te vergroten om waardevolle antilichamen te bekomen, zullen twee strategieën gebruikt worden: i) de
selectie van 'Camelidae single domain' antilichamen uit een beschikbare bibliotheek en ii) de aanmaak van
'klassieke' monoklonale antilichamen. Als een eerste stap in de ontwikkeling van krachtige en selectieve
inhibitoren, zullen we een bibliotheek van protease inhibitoren screenen om een 'lead' molecule te selecteren die
als startpunt kan dienen voor follow-up onderzoek.
Het is verbazingwekkend dat dit thymus-specifiek enzyme nog niet beter is onderzocht in het verleden. Een reden
kan zijn dat tot vandaag de recombinante productie van TSSP nog niet is gerapporteerd tot op vandaag.
Het Laboratorium Medische Biochemie (LMB) heeft een lange ervaring met de andere leden van de S28 protease
familie. Daarom is er een momentum om de recente AlfaFold 2 gebaseerde structurele kennis en de experimentele
ervaring met gerelateerde eiwitten te combineren om de katalytische activiteit van TSSP te ontrafelen.
Onderzoeker(s)
Onderzoeksgroep(en)
Project type(s)