郭愛華徐滬濟(jì)

ERAP1結(jié)構(gòu)與功能研究進(jìn)展

郭愛華1,2徐滬濟(jì)1★

內(nèi)質(zhì)網(wǎng)氨基肽酶1（endoplasmic reticulum aminopeptidase 1，ERAP1）是氨基肽酶M1家族中的一個多功能的酶，在血壓調(diào)節(jié)、血管發(fā)生、細(xì)胞因子受體的胞外區(qū)脫落，以及對遞呈至I型主要組織相容性抗原復(fù)合物（major histocompatibility complex class I，MHC I）的抗原肽的加工中發(fā)揮作用。ERAP1等位基因變異體與多種人類疾病相關(guān)，包括自身免疫性強(qiáng)直性脊柱炎（ankylosing spondylitis，AS）、糖尿病、子宮頸癌以及高血壓等。

內(nèi)質(zhì)網(wǎng)氨基肽酶1；I型主要組織相容性抗原復(fù)合物；免疫反應(yīng)；抗原加工

MHC I型分子對與之高親和力結(jié)合的肽配基長度有嚴(yán)格要求，典型的肽配基長度為8~10個氨基酸殘基，因此，被MHC I型分子遞呈的肽必須在裝載前進(jìn)行精細(xì)剪切[1]。部分抗原經(jīng)蛋白酶體降解和細(xì)胞質(zhì)氨基肽酶作用即滿足要求，另外一些抗原除上述處理外，在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)中還需進(jìn)行進(jìn)一步加工[2,3]。具有這一活性的肽酶就是一種在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)中駐留、可由IFN-誘導(dǎo)的金屬氨基肽酶，研究者將其命名為ERAP1或ERAAP。

1 ERAP1

1.1 基本結(jié)構(gòu)

ERAP1是鋅金屬肽酶M1家族成員之一，該家族包含具有不同特異性和生物學(xué)功能的多種氨基肽酶，以可溶性或跨膜蛋白形式存在[4]，GAMEN和HExxHx18E序列基序是其結(jié)構(gòu)特征。鋅金屬肽酶M1家族成員間序列比對顯示含有GAMEN和HExxHx18E基序的催化結(jié)構(gòu)域序列同源性最強(qiáng)，其次為N-末端部分，高度可變的C-末端螺旋區(qū)缺乏同源性。晶體結(jié)構(gòu)研究表明該酶含有4個蛋白結(jié)構(gòu)域。結(jié)構(gòu)域I是一個β-三明治結(jié)構(gòu)域，錨定在嗜熱菌蛋白酶結(jié)構(gòu)域的頂部，覆蓋其中的活化位點(diǎn)并為底物肽的氨基末端提供了結(jié)合位點(diǎn)。結(jié)構(gòu)域II為催化結(jié)構(gòu)域，攜帶鋅原子。結(jié)構(gòu)域III是一個小的β-三明治結(jié)構(gòu)域，位于結(jié)構(gòu)域II和IV之間。結(jié)構(gòu)域IV可變程度最高，其大小從10個到17個螺旋不等。在ERAP1中，結(jié)構(gòu)域IV由16個大小不等的螺旋組成，以8個反向平行的Armadillo/HEAT型螺旋-轉(zhuǎn)角-螺旋重復(fù)結(jié)構(gòu)排列而成[5]，形成一個面向活化位點(diǎn)的凹形表面。結(jié)構(gòu)域IV從活化位點(diǎn)處延伸，形成一個比其他結(jié)構(gòu)更大的腔。

1.2 催化位點(diǎn)

ERAP1活化位點(diǎn)位于5個二級結(jié)構(gòu)單元的連接處：H2螺旋和鄰近的反向平行H3螺旋（攜帶HExxHx18E基序的HExxH和E殘基），GAMEN環(huán)，結(jié)構(gòu)域1環(huán)，以及與結(jié)構(gòu)域II~IV交界面毗鄰的H5螺旋。在所有M1家族氨基肽酶中，第438位酪氨酸非常保守，在穩(wěn)定水分子與底物斷裂肽鍵形成的四聚體中間物中發(fā)揮重要催化作用[6]，該位點(diǎn)用苯丙氨酸替代可引起酶活性降低190倍。ERAP1結(jié)構(gòu)中有一個大的穴，在攜帶活化位點(diǎn)的結(jié)構(gòu)域II的凹面表面和結(jié)構(gòu)域IV螺旋狀碗的凹面表面界面形成，可為較大肽提供潛在結(jié)合位點(diǎn)。該穴在活化位點(diǎn)附近相對狹窄，而當(dāng)進(jìn)入結(jié)構(gòu)域IV時則變寬，較寬的部分能夠容納與其N-末端區(qū)結(jié)合的多肽底物C-末端部分。

1.3 底物特異性

ERAP1中可容納結(jié)合肽側(cè)鏈N-末端的位點(diǎn)稱為剪切位點(diǎn)S1，隨后的位置相繼被稱為S1'，S2'等。S1位點(diǎn)是一個相對狹窄的疏水口袋，與GAMEN環(huán)上第316位絲氨酸和第319位蛋氨酸側(cè)鏈、D1環(huán)上的第181位谷氨酰胺和第183位谷氨酸側(cè)鏈對齊[7]。第一個殘基為亮氨酸或甲硫氨酸的肽更適于進(jìn)入S1口袋，為色氨酸和精氨酸等較大氨基酸時也能形成類似的連接，較小的氨基酸雖可被S1口袋結(jié)構(gòu)所容納，但會在結(jié)合位點(diǎn)內(nèi)部留下空缺。因此，氨基末端為亮氨酸和甲硫氨酸殘基的肽可被更加有效的加工，而氨基末端為色氨酸、精氨酸和半胱氨酸的肽則不能被有效加工[3,8~10]。ERAP2是參與ER抗原加工另一個氨基肽酶，具有和ERAP1不同特異性，對于N-末端為精氨酸和賴氨酸的熒光底物和肽具有優(yōu)先選擇性。二者在S1口袋區(qū)顯著差異在于第181位氨基酸的不同，ERAP1在這個位點(diǎn)上氨基酸為谷氨酰胺，而ERAP2則為天冬氨酸。第181位氨基酸形成S1口袋頂部，當(dāng)谷氨酰胺被天冬氨酸替代后，將使口袋區(qū)延伸。第181位谷氨酰胺突變?yōu)樘於彼岷蟮腅RAP1點(diǎn)突變體特異性發(fā)生改變，從疏水性氨基酸改變?yōu)閴A性氨基酸[7]。ERAP1不能剪切由脯氨酸作為第二個氨基酸的肽。ERAP1對其底物N-末端以外其他區(qū)域表現(xiàn)出序列特異性。

2 ERAP1功能

2.1 免疫學(xué)相關(guān)功能

MHC I型結(jié)合肽經(jīng)抗原加工通路產(chǎn)生[11]。內(nèi)源性蛋白首先在細(xì)胞質(zhì)中經(jīng)蛋白酶體降解，產(chǎn)生COOH-末端為疏水性或帶正電荷的錨定殘基片段。大部分片段進(jìn)一步被細(xì)胞質(zhì)氨基肽酶，三肽基肽酶II[12~14]、亮氨酸氨基肽酶[15,16]、博來霉素水解酶和嘌呤霉素敏感性氨肽酶加工[17,18]，或通過TAP直接定位于內(nèi)質(zhì)網(wǎng)腔中[19]。在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)中，這些肽NH2末端進(jìn)一步被內(nèi)質(zhì)網(wǎng)氨基肽酶剪切，剪切為合適長度后與MHC I型分子結(jié)合，并被遞呈至細(xì)胞表面以利于自然殺傷（natural killer，NK）細(xì)胞和特定CD8+T細(xì)胞的識別。

2.1.1 對抗原肽剪切

ERAP1可有效剪切長度為9~16個氨基酸的肽，這個長度范圍內(nèi)的肽可被TAP有效轉(zhuǎn)運(yùn)至內(nèi)質(zhì)網(wǎng)中，但對長度為20個氨基酸或更長的肽則無法剪切。ERAP1活性受肽內(nèi)部殘基性質(zhì)的影響，當(dāng)肽第二個殘基為脯氨酸（X-P-Xn）或長度為8或9個殘基時，ERAP1剪切活性降低；而對于COOH-末端為大的疏水性殘基肽，則顯示出優(yōu)先剪切活性?；赥AP和MHC I型分子在肽處理過程中的相似性，Chang等[8]提出了ERAP1“分子尺”作用模型，提出其在促進(jìn)抗原加工和遞呈至MHC I型分子中的作用。

雖然ERAP1缺乏對大多數(shù)MHC I分子的細(xì)胞表面表達(dá)有一定影響，但用野生型細(xì)胞免疫ERAP1-/-小鼠或反之，則可引起強(qiáng)烈的CD8+T細(xì)胞反應(yīng)，提示ERAP1缺乏不僅從數(shù)量上而且從質(zhì)量上改變了肽-MHC I表達(dá)譜[21]。用一組肽特異性CD8+T細(xì)胞雜交瘤在細(xì)胞表面展示的單個肽分析表明，ERAP1缺失使得一些肽并未受到影響，而另一些肽或丟失或劇烈上調(diào)。與此發(fā)現(xiàn)一致的是，對ERAP1缺陷小鼠進(jìn)行天然和病毒肽加工的質(zhì)譜分析發(fā)現(xiàn)，ERAP1缺失可引起正常情況下被MHC I型分子遞呈肽的長度顯著增加[22]。因此，ERAP1的蛋白水解作用決定了內(nèi)質(zhì)網(wǎng)中MHC I結(jié)合肽的特定長度和組成。

2.1.2 細(xì)胞因子受體脫落

ERAP1可促進(jìn)幾種細(xì)胞因子表面受體的剪切[23~25]。Cui等[23]證實(shí)ERAP1與TNFR1細(xì)胞外結(jié)構(gòu)域結(jié)合，通過形成TNFR1/ERAP1復(fù)合物而促進(jìn)TNFR1脫落。ERAP1過表達(dá)產(chǎn)生可溶性TNFR1，與細(xì)胞表面TNF受體競爭，因而當(dāng)其水平升高可減弱TNFα生物活性，當(dāng)水平降低則募集TNFα。免疫共沉淀實(shí)驗(yàn)表明，ERAP1能夠結(jié)合但并不能剪切TNFR1。且由于ERAP1不具有肽鏈內(nèi)切酶活性，ERAP1催化性突變體的過表達(dá)可引起TNFR1脫落增加?？梢?，雖然ERAP1并不直接催化TNFR1脫落，但可能促進(jìn)TNFR1脫落酶活性。此外，ERAP1可與IL-6α受體和IL-1 II型受體結(jié)合并促進(jìn)這些受體細(xì)胞外結(jié)構(gòu)域的脫落。因此，ERAP1被認(rèn)為在調(diào)節(jié)先天性和炎癥性免疫反應(yīng)發(fā)揮重要作用。

2.2 非免疫學(xué)相關(guān)功能

ERAP1和ERAP2通過影響腎素-血管緊張素系統(tǒng)在血壓調(diào)節(jié)中發(fā)揮作用。ERAP1可有效將血管緊張素II剪切為血管緊張素III和IV，而ERAP2則可將血管緊張素III剪切為IV。在相同的系統(tǒng)內(nèi)，兩種酶均可將激肽轉(zhuǎn)化為緩激肽[26~27]。

此外，ERAP1可通過調(diào)節(jié)細(xì)胞增殖和內(nèi)皮細(xì)胞的遷移，調(diào)控產(chǎn)后新血管生成。在體外分化實(shí)驗(yàn)中，ERAP1可在內(nèi)皮細(xì)胞以及血管內(nèi)皮生長因子（vascular endothelial growth factor，VEGF）刺激后的體內(nèi)血管發(fā)生位點(diǎn)表達(dá)。在內(nèi)皮細(xì)胞中，ERAP1表達(dá)的抑制可抑制VEGF刺激引起的細(xì)胞增殖、體外遷移和血管網(wǎng)絡(luò)形成以及體內(nèi)血管生成。在內(nèi)皮細(xì)胞增殖期間，通過與磷脂酰肌醇依賴性激酶1（phosphatidylinositol-dependent kinase 1，PDK1）結(jié)合，ERAP1可調(diào)節(jié)VEGF刺激的G/S期轉(zhuǎn)化。通過磷酸化S6K，ERAP1-PDK1-S6激酶復(fù)合物引起周期素依賴性激酶（cyclin-dependent kinase，CDK）4/6激活，從而促進(jìn)G1/S期轉(zhuǎn)化。ERAP1還可通過激活內(nèi)皮細(xì)胞整合素以及局部黏附激酶，增加內(nèi)皮細(xì)胞向細(xì)胞外基質(zhì)的黏附，從而調(diào)控內(nèi)皮細(xì)胞伸展。近來研究表明，ERAP1可與一種參與血管生成的核纏繞小體組成蛋白pigpen結(jié)合。然而，pigpen與ERAP1如何相互作用從而促進(jìn)血管生成以及pigpen是否為ERAP1的底物仍不得而知[20]。

3 ERAP1與疾病

ERAP1和ERAP2都是具有高度多態(tài)性的基因。天然存在的單核苷酸多態(tài)性（single nucleotide polymorphisms，SNPs）與若干疾病的發(fā)生和進(jìn)程相關(guān)。

3.1 高血壓

Yamamoto等[28]發(fā)現(xiàn)ERAP1變異體rs30187（K528R）與原發(fā)性高血壓存在相關(guān)性， ERAP1的R528形式比K528形式活性低，其引起高血壓的機(jī)制在于使緩激肽生成減少和/或血管緊張素II失活降低。這一變異體可使ERAP1將血管緊張素II剪切為血管緊張素III的效率減少60%，將激肽轉(zhuǎn)化為緩激肽的效率降低70%。ERAP1 rs30187變異體在原發(fā)性高血壓患者的抗高血壓治療中決定了左心室肥大抑制的程度。此外，ERAP1和ERAP2被發(fā)現(xiàn)均與一種以高血壓和蛋白尿?yàn)樘卣鞯脑衅诰C合癥——先兆子癇相關(guān)，在可能發(fā)生先兆子癇女性的前三個月胎盤中，ERAP2表達(dá)常發(fā)生改變。

3.2 細(xì)菌和病毒感染

ERAP1缺陷小鼠接種鼠弓形體后不能有效產(chǎn)生免疫顯性十肽氨基酸HF10，用相應(yīng)抗原進(jìn)行刺激，可引起小鼠嚴(yán)重感染甚至死亡，第一次證實(shí)ERAP1作為炎癥器官一個“易感因素”發(fā)揮作用[28]。通過增強(qiáng)或減少CD8+T細(xì)胞對特定病毒表位的免疫反應(yīng)，ERAP1在抗病毒免疫中發(fā)揮重要作用。用淋巴細(xì)胞性脈絡(luò)叢腦膜炎病毒（lymphocytic choriomeningitis virus，LCMV）感染的ERAP1缺陷型或野生型小鼠，在對特定LCMV肽產(chǎn)生反應(yīng)的CD8+T細(xì)胞分布頻率上顯示出極大不同。野生型小鼠可對不同LCMV表位產(chǎn)生T細(xì)胞反應(yīng)，接著出現(xiàn)免疫顯性，但ERAP1缺陷小鼠則發(fā)生顯著改變。Draenert等證實(shí)，來自人免疫缺陷病毒（human immunodef i ciency virus，HIV）表位側(cè)翼區(qū)的突變可改變ERAP1介導(dǎo)的抗原加工。而ERAP2可能通過將一種獨(dú)特的肽譜遞呈至CD8+T細(xì)胞，使其某些變異體對HIV-1感染表現(xiàn)出抗性[29,30]。

研究發(fā)現(xiàn)，在人乳頭瘤病毒（human papillomavirus，HPV）對子宮頸上皮的持續(xù)感染及其所致的宮頸癌中，ERAP1的幾個變異體與腫瘤轉(zhuǎn)移增加和生存率降低相關(guān)。近來，ERAP1被鑒定為人巨細(xì)胞病毒（human cytomegalovirus，HCMV）microRNA miRUS4-1的一個宿主靶點(diǎn)，從而證實(shí)了一個以往未知的基于miRNA的免疫逃逸機(jī)制。病毒miR-US4-1通過靶向ERAP1干擾MHC I型分子介導(dǎo)的抗原遞呈，從而在病毒感染過程中影響許多HCMV來源的抗原肽的生成，最終引起宿主免疫反應(yīng)中CD8+T細(xì)胞對病毒抗原識別缺失所致的免疫逃逸[31]。

3.3 自身免疫性疾病

GWAS研究證實(shí)，ERAP1和ERAP2基因在不同個體對自身免疫性疾病的易感性中及其與特定MHC I型等位基因關(guān)聯(lián)性中發(fā)揮重要作用，其中，ERAP1對AS疾病的分子遺傳學(xué)貢獻(xiàn)率為26%[32]，但這一貢獻(xiàn)率僅局限于HLA-B27基因型為陽性的AS患者。研究表明，在對肽前體剪切中，與AS具有相關(guān)性的ERAP1變異體rs30187（K528）比具有保護(hù)性作用的ERAP1變異體具有更快的剪切速率?；诖?，研究者提出關(guān)于AS病理機(jī)制的一種模型，在該模型中，ERAP1可能首先進(jìn)行異常肽剪切，再由HLA-B27進(jìn)行受損肽的遞呈[33]。與AS、高血壓和溶血性尿毒癥等相關(guān)的功能性ERAP1變異體（rs30187）也與I型糖尿病和多發(fā)性硬化存在相關(guān)性[34]。但在糖尿病患者中ERAP1和MHC I基因之間未發(fā)現(xiàn)存在關(guān)聯(lián)[35]。ERAP1也是一種新的銀屑病易感性基因，與HLA-C*06：02之間存在關(guān)聯(lián)，只有攜帶HLA-C高?；虻膫€體ERAP1才影響其對銀屑病的易感性[36]。

3.4 腫瘤

在淋巴和非淋巴性腫瘤中可檢測到ERAP1和ERAP2的表達(dá)和組織分布。二者在所檢測的幾乎所有腫瘤細(xì)胞系（如黑色素瘤、白血病淋巴瘤、乳腺癌、大腸、肺、絨毛膜、皮膚、前列腺、子宮頸、腎和膀胱）中的表達(dá)水平迥異。MHC I型分子表面表達(dá)與ERAP1顯著相關(guān)，但與ERAP2并不相關(guān)，提示：ERAP1在產(chǎn)生MHC I型表位中具有支配性作用。此外，腫瘤組織分型不同，兩種酶的表達(dá)模式也不同。ERAP1和/或ERAP2表達(dá)下調(diào)主要存在于卵巢、乳腺和肺癌中，而其表達(dá)上調(diào)則主要存在大腸和甲狀腺腫瘤中。ERAPs表達(dá)改變可引起MHC I型分子在腫瘤細(xì)胞系中異常表達(dá)[37]。在大多數(shù)浸潤型成神經(jīng)細(xì)胞瘤細(xì)胞中，ERAP1，ERAP2以及MHC I型分子以極低水平表達(dá)。

此外，在64%子宮內(nèi)膜癌組織中可檢測到ERAP1表達(dá)，且這種表達(dá)與CA-125水平有關(guān)，提示ERAP1在子宮內(nèi)膜癌細(xì)胞生長和分化中發(fā)揮作用。在人子宮內(nèi)膜癌中，ERAP1通過調(diào)節(jié)血管緊張素II濃度抑制血管再生和子宮內(nèi)膜細(xì)胞遷移。ERAP1變異體與子宮頸癌患者生存率降低有關(guān)，ERAP1缺失是對子宮頸癌患者生存率一個獨(dú)立預(yù)測指標(biāo)，這種作用可能與ERAP1作為MHC I型遞呈肽譜的一個關(guān)鍵決定因素有關(guān)，提示ERAP1異常表達(dá)可能影響機(jī)體對免疫監(jiān)視的逃避。近期研究發(fā)現(xiàn)，抑制ERAP1可改變NK細(xì)胞活化和抑制信號之間的平衡，并證實(shí)通過減少ERAP1表達(dá)來干預(yù)其自身活性能夠在體內(nèi)增加腫瘤免疫原性，這可能代表了一種抗腫瘤治療新途徑[39]。

4 小結(jié)與展望

毋庸置疑，ERAP1結(jié)構(gòu)和功能特征決定了其在炎癥、自身免疫性疾病、腫瘤等病理?xiàng)l件下發(fā)揮著獨(dú)特作用。但ERAP1究竟如何精確影響相應(yīng)疾病的發(fā)生發(fā)展并不清楚，未來只有進(jìn)一步提供這些研究數(shù)據(jù)，才可能加深我們對ERAP1作用和意義的理解，深化對相關(guān)疾病本質(zhì)的認(rèn)識，最終為疾病的診斷和治療提供有益的指導(dǎo)。

[1] Rock K L, York I A, Goldberg A L. Post-proteasomal antigen processing for major histocompatibility complex class I presentation[J]. Nat Immunol, 2004, 5(7): 670-677.

[2] Fruci D, Niedermann G, Butler R H, et al. Efficient MHC class I-independent amino-terminal trimming of epitope precursor peptides in the endoplasmic reticulum[J]. Immunity, 2001, 15(3): 467-476.

[3] Serwold T, Gaw S, Shastri N. ER aminopeptidases generate a unique pool of peptides for MHC class I molecules[J]. Nat Immunol, 2001, 2(7): 644-651.

[4] Rawlings N D, Barrett A J, Bateman A. MEROPS: the peptidase database[J]. Nucleic Acids Res, 2010, 38: D227-D233.

[5] Andrade M A, Petosa C, O'Donoghue S I, et al. Comparison of ARM and HEAT protein repeats[J]. J Mol Biol, 2001, 309(1): 1-18.

[6] Thompson M W, Archer E D, Romer C E, et al. A conserved tyrosine residue of Saccharomyces cerevisiae leukotriene A4 hydrolase stabilizes the transition state of the peptidaseactivity[J]. Peptides, 2006, 27(7): 1701-1709.

[7] Nguyen T T, Chang S C, Evnouchidou I, et al. Structural basis for antigenic peptide precursor processing by the endoplasmic reticulum aminopeptidase ERAP1[J]. Nat Struct Mol Biol, 2011, 18(5): 604-613.

[8] Chang S C, Momburg F, Bhutani N, et al. The ER aminopeptidase, ERAP1, trims precursors to lengths of MHC class I peptides by a "molecular ruler" mechanism[J]. Proc Natl Acad Sci USA, 2005, 102(47): 17107-17112.

[9] Evnouchidou I, Momburg F, Papakyriakou A, et al. The internal sequence of the peptide-substrate determines its N-terminus trimming by ERAP1[J]. PLoS One, 2008, 3(11): e3658.

[10] Saveanu L, Carroll O, Lindo V, et al. Concerted peptide trimming by human ERAP1 and ERAP2 aminopeptidase complexes in the endoplasmic reticulum[J]. Nat Immunol, 2005, 6(7): 689-697.

[11] Neefjes J, Jongsma M L, Paul P, et al. Towards a systems understanding of MHC class I and MHC class II antigen presentation[J]. Nat Rev Immunol, 2011, 11(12): 823-836.

[12] Kloetzel P M. Generation of major histocompatibility complex class I antigens: functional interplay between proteasomes and TPPII[J]. Nat Immunol, 2004, 5(7): 661-669.

[13] Reits E, Neijssen J, Herberts C, et al. A major role for TPPII in trimming proteasomal degradation products for MHC class I antigen presentation[J]. Immunity, 2004, 20(4): 495-506.

[14] Seifert U, Mara?ón C, Shmueli A, et al. An essential role for tripeptidyl peptidase in the generation of an MHC class I epitope[J]. Nat Immunol, 2003, 4(4): 375-379.

[15] Beninga J, Rock K L, Goldberg A L. Interferon-gamma can stimulate post-proteasomal trimming of the N terminus of an antigenic peptide by inducing leucine aminopeptidase[J]. J Biol Chem, 1998, 273(30): 18734-18742.

[16] Paz P, Brouwenstijn N, Perry R, et al. Discrete proteolytic intermediates in the MHC class I antigen processing pathway and MHC I-dependent peptide trimming in the ER[J]. Immunity, 1999, 11(2): 241-251.

[17] Stoltze L, Nussbaum A K, Sijts A, et al. The function of the proteasome system in MHC class I antigen processing[J]. Immunol Today, 2000, 21(7): 317-319.

[18] Stoltze L, Schirle M, Schwarz G, et al. Two new proteases in the MHC class I processing pathway[J]. Nat Immunol, 2000, 1(5): 413-418.

[19] Lauvau G, Kakimi K, Niedermann G, et al. Human transporters associated with antigen processing (TAPs) select epitope precursor peptides for processing in the endoplasmic reticulum and presentation to T cells[J]. J Exp Med, 1999, 190(9): 1227-1240.

[20] Yoshida T, Sato Y, Morita I, et al. Pigpen, a nuclear coiled body component protein, is involved in angiogenesis[J]. Cancer Sci, 2010, 101(5): 1170-1176.

[21] Hammer G E, Gonzalez F, James E, et al. In the absence of aminopeptidase ERAAP, MHC class I molecules present many unstable and highly immunogenic peptides[J]. Nat Immunol, 2007, 8(1): 101-108.

[22] Blanchard N, Kanaseki T, Escobar H, et al. Endoplasmic reticulum aminopeptidase associated with antigen processing def i nes the composition and structure of MHC class I peptide repertoire in normal and virus-infected cells[J]. J Immunol, 2010, 184(6): 3033-3042.

[23] Cui X, Hawari F, Alsaaty S, et al. Identification of ARTS-1 as a novel TNFR1-binding protein that promotes TNFR1 ectodomain shedding[J]. J Clin Invest, 2002, 110(4): 515-526.

[24] Cui X, Rouhani F N, Hawari F, et al. Shedding of the type II IL-1 decoy receptor requires a multifunctional aminopeptidase, aminopeptidase regulator of TNF receptor type 1 shedding[J]. J Immunol, 2003, 171(12): 6814-6819.

[25] Cui X, Rouhani F N, Hawari F, et al. An aminopeptidase, ARTS-1, is required for interleukin-6 receptor shedding[J]. J Biol Chem, 2003, 278(31): 28677-28685.

[26] Tanioka T, Hattori A, Masuda S, et al. Human leukocytederived arginine aminopeptidase.The third member of the oxytocinase subfamily of aminopeptidases[J]. J Biol Chem, 2003, 278(34): 32275-32283.

[27] Hattori A, Kitatani K, Matsumoto H, et al. Characterization of recombinant human adipocyte-derived leucine aminopeptidase expressed in Chinese hamster ovary cells[J]. J Biochem, 2000, 128(5): 755-762.

[28] Yamamoto N, Nakayama J, Yamakawa-Kobayashi K, et al. Identification of 33 polymorphisms in the adipocytederived leucine aminopeptidase (ALAP) gene and possible association with hypertension[J]. Hum Mutat, 2002, 19(3):251-257.

[29] Draenert R, Le Gall S, Pfafferott K J, et al. Immune selection for altered antigen processing leads to cytotoxic T lymphocyte escape in chronic HIV-1 infection[J]. J Exp Med, 2004, 199(7): 905-915.

[30] Tenzer S, Wee E, Burgevin A, et al. Antigen processing inf l uences HIV-specif i c cytotoxic T lymphocyte immunodominance[J]. Nat Immunol, 2009, 10(6): 636-646.

[31] Kim S, Lee S, Shin J, et al. Human cytomegalovirus microRNA miR-US4-1 inhibits CD8(+) T cell responses by targeting the aminopeptidase ERAP1[J]. Nat Immunol, 2011, 12(10): 984-991.

[32] Burton P R, Clayton D G, Cardon L R, et al. Association scan of 14, 500 nonsynonymous SNPs in four diseases identifies autoimmunity variants[J]. Nat Genet, 2007, 39(11): 1329-1337.

[33] Evans D M, Spencer C C, Pointon J J, et al. I n t e r a c t i o n between ERAP1 and HLA-B27 in ankylosing spondylitis implicates peptide handling in the mechanism for HLA-B27 in disease susceptibility[J]. Nat Genet, 2011, 43(8): 761-767.

[34] Fung E Y, Smyth D J, Howson J M, et al. Analysis of 17 autoimmune disease-associated variants in type 1 diabetes identif i es 6q23/TNFAIP3 as a susceptibility locus[J]. Genes Immun, 2009, 10(2): 188-191.

[35] Guerini F R, Cagliani R, Forni D, et al. A functional variant in ERAP1 predisposes to multiple sclerosis[J]. PLoS One, 2012, 7(1): e29931.

[36] Sun L D, Cheng H, Wang Z X, et al. Association analyses identify six new psoriasis susceptibility loci in the Chinese population[J]. Nat Genet, 2010, 42(11): 1005-1009.

[37] Fruci D, Ferracuti S, Limongi M Z, et al. Expression of endoplasmic reticulum aminopeptidases in EBV-B cell lines from healthy donors and in leukemia/lymphoma, carcinoma, and melanoma cell lines[J]. J Immunol, 2006, 176(8): 4869-4879.

[38] Kamphausen E, Kellert C, Abbas T, et al. Distinct molecular mechanisms leading to deficient expression of ER-resident aminopeptidases in melanoma[J]. Cancer Immunol Immunother, 2010, 59(8): 1273-1284.

[39] Cifaldi L, Lo Monaco E, Forloni M, et al. Natural killer cells efficiently reject lymphoma silenced for the endoplasmic reticulum aminopeptidase associated with antigen processing[J]. Cancer Res, 2011, 71(5): 1597-1606.

Structural and functional research progress of ERAP1

GUO Aihua1,2, XU Huji1★
(1.Department of Rheumatology, Changzheng Hospital, the Second Military Medical University, Shanghai 200433, China; 2.State Key Laboratory of Space Medicine Fundamentals and Applications, China Astronaut Research and Training Center, Beijing 100094, China)

Endoplasmic reticulum aminopeptidase 1 (ERAP1) is a multifunctional enzyme belonging to the M1 family of aminopeptidases with roles in the regulation of blood pressure, angiogenesis, ectodomain shedding of several cytokine receptors, and processing of antigenic peptides presented to MHC class I molecules. Allelic variants of ERAP1 have been linked to a number of human diseases, including the autoimmune disease ankylosing spondylitis (AS), diabetes, some forms of cervical cancer, and hypertension.

Endoplasmic reticulum aminopeptidase 1; Major histocompatibility complex class I ; Immune response; Antigen progressing

第二軍醫(yī)大學(xué)2012年博士后科研啟動基金（B類）

1.第二軍醫(yī)大學(xué)長征醫(yī)院風(fēng)濕免疫科，上海 200433

2.中國航天員科研訓(xùn)練中心航天醫(yī)學(xué)基礎(chǔ)與應(yīng)用國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，北京 100094

★通訊作者：徐滬濟(jì)，E-mail:huji.xu@uq.edu.au