变态发育是完全变态昆虫生命周期中至关重要的阶段，涉及到复杂的内外部结构的重构。例如，丝腺等幼虫组织会发生退化和降解，而中肠和脂肪体等组织则会发生解离和重塑。在此过程中，许多蛋白酶，如基质金属蛋白酶(MMP)、半胱氨酸蛋白酶和丝氨酸蛋白酶等参与了组织的降解，为成虫发育和组织更新提供所需营养。相对于MMP和半胱氨酸蛋白酶，尽管已经确认了一些丝氨酸蛋白酶在昆虫的中肠、蜕皮液等组织中的存在，但对它们的活性调节、底物特异性以及在变态发育过程中的确切作用尚知之甚少。

2024年2月1日，中心研究团队以丝氨酸蛋白酶p37k作为分子靶标在国际学术期刊《International Journal of Biological Macromolecules》发表了题为“Distinct enzyme activities of serine protease p37k in silkworm midgut and molting fluid”的最新研究成果，该研究对家蚕中肠和蜕皮液中p37k的水解活性和功能进行了分析。

该课题组先前的研究结果表明p37k通过水解CPAP3型表皮参与家蚕蜕皮过程（Hou Y, IBMB, 2021）。而在本研究中发现，p37k在家蚕中肠中表现出强大的明胶酶活性。相比于中肠内源p37k，重组p37k（re-p37k）显示出不同的活性特征，但是其热稳定性却显著降低。然而，中肠提取物或特定离子可以恢复这种稳定性。进一步的酶谱分析显示，中肠和蜕皮液中p37k产生的明胶水解带位置不同，此外，对CPAP3型表皮蛋白的水解能力也具有显著差异，表明在表皮和中肠组织中存在蛋白水解活性和底物特异性的变化。进一步发现，加热中肠提取物导致re-p37k明胶水解条带位置的变化，并抑制了蜕皮液中p37k的蛋白水解活性。该研究揭示了p37k在不同组织中活性的动态性质，突出了其在昆虫变态过程中的多样化作用，为深入了解昆虫变态发育过程中的分子机制提供了重要线索。此外，该课题组还在继续关注p37k的激活与调控机制，并对p37k在变态过程中的功能进行详细分析。

中心博士研究生杨领振为论文第一作者，侯勇教授为通讯作者，西部（重庆）科学城种质创制大科学中心/西南大学为第一完成单位。本项研究得到了国家重点研发计划项目、国家自然科学基金项目、重庆市自然科学基金项目和重庆市研究生科研创新项目等相关项目的支持。论文链接：https://doi.org/10.1016/j.ijbiomac.2024.129778