Enzyme phân giải protein thuộc nhóm serine được phát hiện tồn tại trong nhiều loài từ vi khuẩn cho đến động vật có vú. Bên cạnh chức năng vốn có của nó trong quá trình tiêu hóa thức ăn, nó còn có vai trò quan trọng trong nhiều quá trình sinh lý như đông máu, phát triển phôi và đáp ứng miễn dịch. Trong quá trình đáp ứng miễn dịch của nhóm động vật không xương sống, như quá trình đông máu và melanin hóa, những enzyme serine này ngăn chặn chảy máu và tiêu diệt mầm bệnh thâm nhập. Mặc dù những lợi ích vô cùng to lớn của enzyme này nhưng nó cũng gây ra những tổn thương nguy hiểm cho cơ thể nếu không được kiểm soát chặt chẽ thông qua enzyme ức chế proteinprotein.

Enzyme ức chế protease được phân ra thành nhiều nhóm dựa trên độ tương đồng về trình tự, vị trí của vùng hoạt hóa, đặc điểm cấu trúc và cơ chế tác động. Enzyme ức chế protease đóng vai trò quan trọng trong sinh lý và miễn dịch. Chức năng sinh lý của enzyme ức chế protease được biết đến trong nhiều loài động vật từ hải quỳ cho đến con người. Phân tích những trình tự EST trong nematode cho thấy có hơn 100 trình tự có vùng kunitz. Vùng Kunitz kết hợp với những vùng chức năng khác tạo thành phân tử đa chức năng. Chẳng hạn GP300 trong nematode Dictyocaulus viviparous, Haemonchus contortus và Caenorhabditis elegans là protein có chức năng đông máu nhưng cũng có hoạt tính ức chế trypsin vì phân tử của nó chứa 6 vùng Kunitz. GP300 tồn tại trong lớp vỏ và dưới lớp vỏ cho thấy vai trò của nó trong việc bảo vệ cơ thể nematode chống lại dịch tiêu hóa. Ngoài ra, trong một số loài hút máu thì chất ức chế kiểu kunitz đóng vai trò như là chất ức chế đông máu thông qua việc ức chế những phản ứng đầu tiên trong quá trình đông máu bằng việc hình thành yếu tố Xa và VIIa. Tuy nhiên, Protein ức chế kiểu kunitz cũng đóng vai trò quan trọng trong phản ứng miễn dịch mà đã có nhiều nghiên cứu về vấn đề này. Chẳng hạn, mRNA của gen Kunitz gia tăng khi ruồi giấm Drosophila cảm nhiễm với vi khuẩn và nấm. Ngoài ra, một phân tử ức chế kiểu Kunitz là BmSP-1 bảo vệ tằm Bombyx mori khỏi enzyme phân giải protein tiết ra từ vi sinh vật và loài ăn thịt. Một chức năng nữa của phân tử ức chế kiểu kunitz là kháng viêm. Mặc dù có nhiều nghiên cứu về phân tử kháng enzyme phân giải protein kiểu kunitz nhưng có rất ít nghiên cứu thực hiện trên giáp xác đặc biệt là tôm he Nhật Bản Marsupenaeus japonicus.

Nghiên cứu này được tiến hành nhằm xác định phân bố của gen trên trong cơ thể tôm he và qua đó làm rõ vai trò của nó trong hệ miễn dịch thụ động của giáp xác mà cụ thể trong nghiên cứu này là tôm he Nhật Bản.

Kết quả cho thấy gen mã hóa enzyme chống lại enzyme phân giải protein kiểu kunitz (MjKPI) có mRNA tồn tại trong hầu hết các mô nghiên cứu nhưng thể hiện cao nhất ở tế bào máu của tôm. Sau khi cảm nhiễm cho thấy, mRNA của enzyme này tăng lên đáng kể so với đối chứng sau khi cảm nhiễm.

Hình. 1. Phân bố mRNA của gen MjKPI. HE=tế bào máu; HP=gan tụy; I=Đường tiêu hóa; L=Cơ quan lympho; M=Cơ; N=Thần kinh; ST=Dạ dày; E=Mắt; G=Mang; H=Tim. Chữ khác nhau cho thấy sự mức độ khác nhau

Hình. 2. Phản ứng của tế bào máu mang phân tử MjKPI sau khi cảm nhiễm WSSV và V. penaeicida sau 24 giờ. Các tế bào mang phân tử MjKPI có viền xanh lục xung quanh và được đánh dấu bằng “*”

WSSV và Vibrio penaeicida. Bên cạnh đó thì thông qua kính hiển vi huỳnh quang và phân tích flow cytometry thì kết quả cho thấy sau khi cảm nhiễm vi khuẩn và virus nêu trên thì tỷ lệ tế bào máu chứa phân tử MjKPI tăng lên đáng kể sau 24 giờ cảm nhiễm mầm bệnh. Kết quả này bước đầu cho thấy vai trò của MjKPI trong hệ miễn dịch thụ động của tôm he Nhật Bản Marsupenaeus japonicus.

Nguồn (Mai et al., 2016)
Mai, H.N., Nguyen, H.T., Koiwai, K., Kondo, H., Hirono, I., 2016. Characterization of a Kunitz-type protease inhibitor (MjKuPI) reveals the involvement of MjKuPI positive hemocytes in the immune responses of kuruma shrimp Marsupenaeus japonicus. Dev Comp Immunol. 63, 121-127