问:酶的定义是什么?

答：过去人．们通常将蛋白质催化剂称作酶（enzyme）,认为酶是具有催化作用的蛋白质。自从1981年T．R．Cech首次证明原核生物四膜虫中rRNA具有催化剪切的酶活性,继而1983年SAltman又报道大肠杆菌中RNaseP中的RNA具有酶的活性,其组分也存在全酶的催化活性,并证实了RNA具有分子间催化活性,此RNA可分离得到,也可在体外转录产生,从而使人们确信有些RNA具有催化作用,即具有酶的活性。以后又先后发现了一些具有酶活性的RNA,因此许多科学家认为应该修改酶的定义,将酶的定义改为：具有生物催化功能的生物大分子;另一些科学家…     

麻疯树脂酶全长基因克隆、表达及其蛋白质结构预测

脂酶(Lipase,EC3.1.1.3)是普遍应用于皮革、饲料及生物柴油工业的工业酶制剂,具有广泛的应用价值。目前对植物来源的脂酶研究较少。本研究用在生物柴油中具有应用前景的油料植物——麻疯树(Jatrophacurcas)作为研究对象,克隆了该物种的脂酶基因(JcLIP)。通过多序列比对并结合物种的亲缘关系设计了具有较高特异性的简并引物,通过使用RT-PCR和RACE技术,最终获得了麻疯树脂酶基因的全长序列并成功地在大肠杆菌中表达,酶活测定结果表明,麻疯树脂酶在大肠杆菌中表达在包涵体中,但是能产生具有活力的蛋白质,酶活约为0.8U.mL-1。结构预测和比较表明,JcLIP蛋白质具有脂酶的结构核心和催化活性中心,而在非核心区具有较毛霉脂酶更多的插入和随机卷曲,这可能是决定二者之间酶活差异的重要原因。     

麻疯树脂酶全长基因克隆、表达及其蛋白质结构预测

脂酶(Lipase, EC3.1.1.3)是普遍应用于皮革、饲料及生物柴油工业的工业酶制剂, 具有广泛的应用价值。目前对植物来源的脂酶研究较少。本研究用在生物柴油中具有应用前景的油料植物——麻疯树(Jatropha curcas)作为研究对象, 克隆了该物种的脂酶基因(JcLIP)。通过多序列比对并结合物种的亲缘关系设计了具有较高特异性的简并引物, 通过使用RT-PCR和RACE技术, 最终获得了麻疯树脂酶基因的全长序列并成功地在大肠杆菌中表达, 酶活测定结果表明, 麻疯树脂酶在大肠杆菌中表达在包涵体中, 但是能产生具有活力的蛋白质, 酶活约为0.8 U.mL-1。结构预测和比较表明, JcLIP蛋白质具有脂酶的结构核心和催化活性中心, 而在非核心区具有较毛霉脂酶更多的插入和随机卷曲, 这可能是决定二者之间酶活差异的重要原因。     

去泛素化酶与基因表达调控

泛素化是常见的蛋白质翻译后修饰方式之一,其参与了生物体内细胞分裂与分化、生长发育、转录调节、损伤应激、免疫应答等多方面的生理活动.近年来,泛素研究领域的重要成员之一——去泛素化酶(deubiquitylating enzymes)被不断发现和报道.作为一类可以移除泛素的异肽酶类,去泛素化酶具有结构和功能的多样性.基因表达调控一直是分子遗传学的研究热点,系统整理和总结去泛素化酶与基因表达调控的关系具有重要意义.本文综述了去泛素化酶与基因表达调控的关系,包括去泛素化酶与染色质稳态维持、细胞周期调控和DNA损伤修复等三个方面,并对该领域未来的研究方向进行了预测和讨论.     

极端酶的研究进展

生命科学的迅猛发展大大拓宽了人们对酶的认识。以前,酶被定义为作用于常温、常压、温和PH和离子强度的水溶液中,具有区域专一性、立体专一性和高效催化活性,存在于天然生命体中的蛋白质。而今,酶在分子水平上被视为四类[1]：蛋白质酶（Pepzyme）、核酸酶（ribozyme）、化学酶（chemozyme）和抗体酶（abzyme）,作用范围也大大拓宽。科学家将那些可在非常规条件下作用的酶称之为极端酶（extremozmpe）[2]。依据其来源,极端酶大致可分为三种：（1）从生活在非常规条件下的微生物（细胞）如某些古细菌（archaea）中分离得到的酶：（2）…     

大数据时代杂合酶的设计及其新趋势

酶分子的高效性和稳定性是工业广泛应用的物质基础。利用分子生物学技术可以将不同酶分子通过串联、插入、翻译后融合等方式构建成符合工业需求的杂合酶,但应用中多结构域杂合酶在表达量与酶活等方面仍存在弊端,而基于特定蛋白质结构域的多功能设计成为新趋势。高通量测序技术的发展,使得生物学家正面临着爆炸式增长的大数据集。近年来"蛋白质功能区"概念的提出,拓宽了人们对蛋白质结构与功能组织层次的认知,功能区残基聚簇的协同演化可导致同一家族不同蛋白质功能的差异。基于海量大数据分析可以快速定位特定功能区以及协同进化的关键位点,再利用合成生物学技术就可实现多种功能残基在同一蛋白质中的精准嫁接,完成天然酶分子的再设计。这将是杂合酶技术发展的新阶段,也会成为生物大数据时代下蛋白质设计的新趋势。     

氯过氧化物酶稳定化技术及其应用

氯过氧化物酶因其独特的活性腔结构而具有多种多样的催化活性,因此它可广泛应用于有机合成、生物转化、医药工业和石油提炼等领域.但游离氯过氧化物酶在极端条件下稳定性差、易失活,导致其至今无法大量运用到工业中.因此近年来通过固定化、非共价修饰、蛋白质工程和离子液体等手段来开发氯过氧化物酶巨大的应用潜能已成为一个研究热点.该文根据近五年来的有关文献,介绍氯过氧化物酶稳定化技术的研究进展及其应用,并对其未来的发展趋势进行展望.     

超滤膜分离纯化珊瑚藻溴过氧化物酶

利用超滤膜对珊瑚藻中溴过氧化物酶(EC 1.11.1.18,分子质量740kDa)进行分离纯化,对膜的截留分子质量、操作压力、起始蛋白质浓度、搅拌速率、pH、离子强度等条件进行了优化。超滤分离纯化最优条件为:截留分子质量为100kDa的聚偏氟乙烯(PVDF)膜,操作压力为0.02MPa,搅拌速率为600r/min,起始蛋白质浓度为0.1g/L,pH=6.0。对粗酶液先进行热沉淀纯化,再进行超滤纯化,溴过氧化物酶被纯化了21倍,比活为212U/mg,酶活回收率为96%。     

天然酶与复性酶的拉曼光谱研究

本文通过对胰凝乳蛋白酶的激光拉曼光谱的研究,揭示了天然酶和复性酶的不同分子空间构象.分子的主链构象主要是β折叠和无规卷曲成份,受过变性剂作用的酶,虽经复活(活性可达95%以上),其复性酶的分子结构仍比天然酶松散,它的无规卷曲成份相应增加.对分子二级结构的计算表明,天然酶分子中蛋白质的α螺旋、β折叠和无规卷曲成份之比为6.3:40.6:53;复性酶分子中上述成份的比为3.6:31:65.天然酶分子中C-C-S-S-C-C构型为gauche-gauche-gauche排列,而复性酶中为trans-gauche-gauche排列.     

酶分子设计常用策略和进展

酶分子的生物学功能很大程度上是由其三维空间结构和所处溶剂环境共同决定的。因此,优化酶分子的结构性质以及探索其性质最优的溶剂环境是改善酶分子功能以及进行理性设计的一个可行途径。从实际应用的角度来看,分子设计方法可以为酶工程提供一种有效的解决方案。目前,酶分子设计有两个重要的研究方向,包括提高酶分子的催化活力和优化其稳定性。同时,对酶分子设计方法的研究也有助于对蛋白质生物学机理的探索。在近些年的学术界酶分子设计案例中,生物信息学方法得到广泛的应用。本文系统地总结基于生物信息学的酶分子设计方法的背景、策略和一些经典案例。     

海藻糖酶产生菌的选育、鉴定及其酶学特性初探

海藻糖酶可特异性将1分子海藻糖分解为2分子葡萄糖,在乙醇工业、食品等行业中具有广阔的应用前景。从环境土壤中筛选到1株海藻糖酶产生菌C2,根据形态学分析和分子生物学鉴定将其命名为大黄欧文氏菌（Erwinia rhapontici）。该菌株产海藻糖酶的最适温度为40 ℃,最适pH为5.0,在酸性及低于35 ℃条件下,该酶具有较高的稳定性,Ca²⁺、Zn²⁺、Ni²⁺、Mn²⁺、Cu²⁺、K⁺、Na⁺和Fe²⁺对海藻糖酶酶活具有促进作用,DMSO和DTT对酶活具有一定的提升作用,而Triton X-114、SDS和PMSF则对酶活具有抑制作用。     

杂交酶及其相关技术研究进展

根据杂交酶研究目的以及构建杂交酶方法,文中总结近年来杂交酶研究的成果,将杂交酶的应用分为以下几个主要的方面改变酶的非催化特性;创造新活性的酶;研究蛋白质的结构和功能的关系等.还介绍了DNA序列改组、表达克隆、分子筛选、人造细胞样区室筛选基因等技术的进展以及这些技术在构建杂交酶方面的应用.     

米根霉脂肪酶基因pro-ROL和m-ROL在毕赤酵母中的密码子优化、表达和酶学性质的比较分析

米根霉Rhizopus oryzae脂肪酶不仅在众多工业领域中具有良好的应用价值,其典型的分子内伴侣结构(Intramolecular chaperon)也是研究蛋白质翻译后加工和成熟的理想材料.以尼oryzae HU3005为材料,克隆了其脂肪酶前体基因(pro-ROL)和成熟脂肪酶基因(m-ROL),并实现了其在巴斯德毕赤酵母Pichia pastoris GS 115中的分泌表达.酶学性质比较分析表明:m-ROL对中等链长底物(Cl0和C12)具有更高的水解活性,而pro-ROL更倾向于短链底物(C4),且在pH 8.0时活性最高.再者,pro-ROL具有比m-ROL更好的温度稳定性.推测m-ROL和pro-ROL脂肪酶酶学性质的差异可能是由前序列对脂肪酶的折叠和修饰的影响而导致.为提高m-ROL的表达水平,采用重叠延伸PCR技术将基因中8个低频密码子替换为高频密码子.在摇瓶条件下,发酵72 h后,经密码子优化后的m-ROL酶活和蛋白质含量分别达到132.7 U/mL和50.4 U/mL,而初始m-ROL和pro-ROL酶活和蛋白质含量分别仅为28.7 U/mL和14.4 mg/L、29.6 U/mL和14.1 mg/L.     

纳米酶在疾病诊断中的应用

纳米酶是近年来中国科学家发现的一类自身蕴含酶学特性的纳米材料.作为一种新型人工模拟酶,纳米酶具有经济、稳定、易于大批量生产的优势.更重要的是,纳米酶是一个双功能或者多功能的分子,它不仅具有催化活性,还兼有纳米材料特有的物理和化学性质,如磁性、荧光、光热特性等.纳米酶的出现为酶催化反应在疾病诊断中的应用提供了新思路,新方法和新工具.本文将重点介绍近几年纳米酶在疾病诊断方面的应用,涵盖了癌症、代谢性疾病、传染性疾病、神经退行性疾病、心血管疾病和炎症性疾病等不同疾病类型,并对该领域未来的发展方向进行了讨论和展望.     

微生物嗜盐酶的研究进展

嗜盐酶一般来自于嗜盐菌,它的主要特点是严格依赖体系中一定的盐离子浓度,可以在高盐环境中维持其结构稳定,并且能够抵抗高温、p H和有机溶剂存在下的变性,因此在高盐、水/有机和非水介质环境的催化中具有重要的应用价值。本综述从盐对嗜盐酶活性和稳定性的影响、金属离子和有机溶剂对嗜盐酶的影响几个方面介绍了嗜盐酶的特点。在总结蛋白质数据库(PDB)中已有嗜盐酶的结构和特点的基础上,对嗜盐酶的嗜盐机制进行了分析,认为嗜盐酶不同于非嗜盐酶的特点在于盐桥和氢键明显增多,含有一些特殊的盐离子结合位点并且常以低聚体的形式存在,表面酸性氨基酸含量明显增多。最后对嗜盐酶的分子改造和应用进行了简要的介绍。     

纳米酶在分析化学中的应用研究:从体外检测到活体分析（英文）

纳米酶是指具有类酶催化活性的纳米材料.近年来,纳米酶研究引起了人们的极大兴趣.纳米酶已被广泛应用于诸如生物传感、生物成像、疾病治疗和环境保护等众多领域.在本综述中,我们将着重讨论纳米酶在分析化学领域的研究进展.首先将讨论纳米酶在体外检测的应用,将包括生物活性小分子、核酸、蛋白质类生物标志物、细胞等的检测.其后将讨论纳米酶在活体分析的应用,将包括监测活脑、肿瘤组织等的生物活性小分子、药物的药效、药物与纳米酶的代谢等.最后,我们将讨论纳米酶应用于分析化学时面临的挑战和未来研究前景.     

并非所有的酶都是蛋白质

在一切生物化学著作中,凡是具备某种催化活性的生物分子都是蛋白质。科学家们经过实验证明,有一些RNA分子一旦被置于特定的物理-化学环境里,也能     

酶的辅因子

(一)辅因子概念酶的化学本质是蛋白质,它和其它蛋白质一样,主要由氨基酸组成。因此也具有两性电解质的性质,并且具有一、二、三、四级结构。酶和其它蛋白质一样,其中有些是单纯蛋白质,有些是结合蛋白质。脲酶、胃蛋白酶、胰蛋白酶和核糖酸酶等一般水解酶都属于简单蛋白质。这些酶只由氨基酸组成,此外不含其它成份。转氨酶、碳酸酐酶、乳酸脱氢酶及其它氧化还原酶类等均属于结合蛋白质。这些酶除了蛋白质组份外,还含有对热稳定的非蛋白的小分子物质。前者称为酶     

黏细菌漆酶序列筛选及其重组酶酶学性质

漆酶是一种应用广泛的绿色环保的多酚氧化酶。漆酶过去被认为广泛存在于植物、昆虫和真菌中,而近年来,越来越多的细菌中也发现了漆酶的存在。黏细菌是一类重要的资源菌,但与一般细菌相比,较难分离和纯化。文中利用生物信息学的方法,综合应用Blast和隐马尔可夫模型方法对黏细菌蛋白质组数据库进行搜索,并根据多铜氧化酶的保守铜离子结合位点进行进一步筛选,获得30个候选黏细菌漆酶序列。挑选其中9个,在大肠杆菌中进行重组表达。利用2,6-甲氧基苯酚(DMP)等常用漆酶底物检测重组酶的催化氧化活性,其中7个重组蛋白具有漆酶催化活性。选择1个对2,6-甲氧基苯酚(DMP)具有较高氧化活性的重组酶(命名为rSC-2),通过Ni-NTA亲和层析柱纯化rSC-2,测试其酶学性质。纯化的rSC-2蛋白分子量约57 kDa,在最适反应条件下,rSC-2催化DMP反应的比酶活为0.27 U/mg。催化DMP反应的最适温度为60℃,最适pH为7.0。rSC-2在pH 7.0-8.0有较高酶活,在60℃孵育1 h保留50%以上剩余酶活。低浓度的Ca~(2+)对酶活有一定的促进作用,而较高浓度的Fe~(3+)、Co~(2+)、Ba~(2+)对酶活的抑制作用较明显。这是首次对黏细菌漆酶序列进行系统性的生物信息学分析,并实现纤维堆囊菌Sorangium cellulosum序列来源的漆酶活性蛋白在大肠杆菌细胞中重组表达。     

变形假单胞菌精氨酸脱亚胺酶基因序列分析及其表达载体构建

通过分子克隆手段获得了变形假单胞菌(Pseudomonas plecoglossicida CGMCC2039)精氨酸脱亚胺酶(arginine deirninasa,简称ADI)基因序列,并将扩增的ADI基因片段插入表达载体pET28a中,构建了ADI的重组表达载体.核苷酸序列分析显示该基因开放阅读框为1254 bp,编码417个氨基酸.Blast分析显示它与其他假单胞茵属菌种具有很高的同源性.SDS-PAGE结果显示出分子量大小为48.5 kDa的明显的蛋白质特异性条带,并具有酶活.该载体的构建为该基因在大肠杆菌中的表达、纯化和抗肿瘤活性研究奠定了基础.