固定化锤头状ribozyme的初步研究

用共阶连接方式将专一切割苜蓿夜蛾核多角体病毒多角体蛋白ｍＲＮＡ片段的锤头状ｒｉｂｏｚｙｍｅ（ｈａｍｍｅｒｈｅａｄｒｉｂｏｚｙｍｅ）固定在ＳｅｐｈａｒｏｓｅＣＬ－４Ｂ上,ｒｉｂｏｚｙｍｅ与载体之间有１９个原子的距离,研究并比较了该固定化ｒｉｂｏｚｙｍｅ与游离（非固定化）ｒｉｂｏｚｙｍｅ的底物专一性,催化活性,最适反应温度以及热和保存稳定性,讨论了固定化ｒｉｂｏｚｙｍｅ与固定化酶在性质上的相似性及固定     

基因治疗的新武器Ribozyme

在当今基因干预和基因治疗领域里,有两项极为引人注目的技术,那就是反义核酸技术和ｒｉｂｏｚｙｍｅ技术。而二的完美结合,则成为基因治疗的强劲武器。本对目前已经发现的ｒｉｂｏｚｙｍｅ作了简要介绍,并描绘了这一武器在现代基因干预和基因治疗中的应用用现状和应用前景。     

固定化生物催化剂的研究动向

近年来,国内外对于固定化酶、固定化细胞、固定化细胞器以及生物传感器的研究很活跃,在固定化方法上取得了较大进展,一部分固定化酶、固定化微生物细胞以及生物传感器在食品发酵工业、有机合成工业、化学分析、临床诊断以及能源开发等方面得到了应用。目前,大多数固定化酶、固定化细胞以及生物传感器还处在实验室研究阶段或中试阶段,有待改进;动物细胞、植物细胞以及细胞器的固定化研究还处于探索阶段、有待深入。     

多酶共固定化的研究进展

固定化酶技术是现代生物催化的核心技术。过去几十年里,固定化酶技术的研究主要集中在单酶固定化。近年来,多酶共固定化由于具有可增加反应的局部浓度、提高反应收率等优点而得到研究者的广泛关注。本文根据国内外研究现状并结合本实验研究从多酶非特异性共价共固定化、非特异性非共价共固定化、非共价包埋固定化以及位点特异性固定化四个方面阐述多酶固定化方法的研究进展,并分析和展望了其在工业上的应用前景。     

离子液体中固定化脂肪酶催化拆分（±）-薄荷醇

以自制的平均粒径为4．5um磁性高分子微球为载体,采用离子交换法固定化Candida rugosa脂肪酶,催化（±）-薄荷醇的酯化反应,以考察反应时间、pH、反应温度、水活度等因素对酶的固定化以及酯化反应的影响。在固定化反应150min、pH5．0、酯化反应温度30℃、固定化酶的水活度为0．78的条件下,所制备的固定化脂肪酶在离子液体[bmim]PF6中催化拆分（±）-薄荷醇的效果最佳,与游离酶相比固定化脂肪酶的立体选择性有很大的提高,对映体过量率可达93％,对映体选择值为35。     

固定化酶法手性转化右旋磷霉素的初步研究

研究确定沙门柏干酪青霉菌（Penicillium camemberti）2221能够产生手性转化右旋磷霉素的酶,以及以海藻酸钠为载体固定化酶转化的最适条件。以海藻酸钠为载体,分别考察了海藻酸钠浓度、氯化钙浓度、海藻酸钠和酶用量的体积比、固定化时间等条件,以及固定化酶的最适反应pH、最适反应温度和反复利用的稳定性等。结果表明,最优固定化条件是3.0%（质量与体积比）海藻酸钠、3.0%（质量与体积比）氯化钙、酶液（浓缩20倍）和3.0%（质量与体积比）海藻酸钠溶液的体积比为1 2、固定化时间为6 h。固定化酶的最适温度为37℃,最适pH为6.2,转化率为14.3%,连续反应4次后转化率为最初的57.57%。利用海藻酸钠包埋固定化沙门柏干酪青霉菌产生的手性转化右旋磷霉素的酶,能够连续转化生成左旋磷霉素,提高酶的利用效率,延长使用时间,具有进一步研究开发的价值。     

抗BmNPV即刻早期蛋白三联ribozyme在家蚕细胞中的表达

为了阻断家蚕核多角体病毒（BmNPV）的基因表达,以BmNPV的即刻早期蛋白基因(IE)为靶序列,设计了三联ribozyme．体外切割反应表明,该ribozyme能特异地切割靶序列的mRNA;细胞实验表明,细胞中表达的ribozyme也能够特异地切割靶序列,从而使受BmNPV感染的Bm-N细胞中的多角体减少约30％．     

离子液体中固定化脂肪酶催化拆分（±）-薄荷醇

以自制的平均粒径为4．5um磁性高分子微球为载体,采用离子交换法固定化Candida rugosa脂肪酶,催化（±）-薄荷醇的酯化反应,以考察反应时间、pH、反应温度、水活度等因素对酶的固定化以及酯化反应的影响。在固定化反应150min、pH5．0、酯化反应温度30℃、固定化酶的水活度为0．78的条件下,所制备的固定化脂肪酶在离子液体[bmim]PF6中催化拆分（±）-薄荷醇的效果最佳,与游离酶相比固定化脂肪酶的立体选择性有很大的提高,对映体过量率可达93％,对映体选择值为35。     

专一地切割苜蓿夜蛾核多角体病毒多角体蛋白mRNA的ribozyme的设计与性质

本文针对苜蓿夜蛾Autographa californica核多角体病毒的多角体蛋白mRNA设计并合成了两个ribozyme。体外实验结果表明它们都能准确、高效地切割体外转录得到的mRNA片段。实验表明,在一定的范围内,切割百分率随着温度的升高、时间的延长和ribozyme浓度的提高而增加。Ca~(2+)、Mn~(2+)可以代替Mg~(2+)作为ribozyme切割反应所必需的二价金属离子。     

碳纳米管固定化纤维素酶的最佳工艺研究

纤维素酶在环保、医药、食品等领域都具有广泛的应用前景,但由于纤维素酶的生产成本较高,生物活性较低,使得纤维素酶的应用受到了限制。为了寻找一种固定化纤维素酶的方法,使酶可以重复多次使用,首次以多壁碳纳米管为载体固定化纤维素酶,研究功能化的多壁碳纳米管固定化纤维素酶的固定化条件,采用正交试验对酶固定化中的主要条件进行优化,并通过傅里叶变换红外光谱仪对多壁碳纳米管（multiwalled carbon nanotube,MWCNTs）、纤维素酶及固定化纤维素酶的结构进行表征。结果表明,固定化纤维素酶的最佳工艺条件为：酶浓度5 mg·mL-1,温度40 ℃,pH 5.0,固定化时间3 h;通过傅里叶变换红外光谱证实纤维素酶成功固定到多壁碳纳米管上。     

Electrostatic interactions in the hairpin ribozyme account for the majority of the rate acceleration without chemical participation by nucleobases

Molecular dynamics simulations using a combined quantum mechanical/molecular mechanical potential are used to determine the two-dimensional free energy profiles for the mechanism of RNA transphosphorylation in solution and catalyzed by the hairpin ribozyme. A mechanism is explored whereby the reaction proceeds without explicit chemical participation by conserved nucleobases in the active site. The ribozyme lowers the overall free energy barrier by up to 16 kcal/mol, accounting for the majority of the observed rate enhancement. The barrier reduction in this mechanism is achieved mainly by the electrostatic environment provided by the ribozyme without recruitment of active site nucleobases as acid or base catalysts. The results establish a baseline mechanism that invokes only the solvation and specific hydrogen-bonding interactions present in the ribozyme active site and provide a departure point for the exploration of alternate mechanisms where nucleobases play an active chemical role.     

tRNA-包埋核酶在HepG2细胞中的抗HBV活性

已知 ｔ Ｒ Ｎ Ａ 包埋核酶比裸露核酶在胎牛血清和 Ｈｅｐ Ｇ２ 细胞抽提液中有较高的稳定性 构建了 ｈ Ｃ Ｍ Ｖ 启动子驱动下的抗 Ｈ Ｂ Ｖ（ａｄｒ 亚型）的 ｔ Ｒ Ｎ Ａ 包埋核酶基因质粒,与携带 Ｈ Ｂ Ｖ 基因的ｐ１２Ⅱ质粒共转染 Ｈｅｐ Ｇ２ 细胞,用 Ｇ４１８ 筛选抗性细胞 分析稳定表达细胞中的 Ｈ Ｂ Ｖ Ｒ Ｎ Ａ, Ｈ Ｂ Ｖ 抗原合成和新生 Ｄ Ｎ Ａ 合成,表明ｔ Ｒ Ｎ Ａ 包埋核酶比裸露核酶有较高的抑制 Ｈ Ｂ Ｖ 活性．ｔ Ｒ Ｎ Ａ 包埋核酶和裸露核酶分别使靶 Ｒ Ｎ Ａ 减少 ８２％ ～８７％ 和 ７５％ ～８１％ ,抗原减少 ７３％ ～８０％ 和７０％ ～７４％ 以及新生 Ｄ Ｎ Ａ 减少 ７４％ ～７６％ 和 ６７％ ～７１％ 结果指出,核酶,特别是 ｔ Ｒ Ｎ Ａ 包埋核酶,对 Ｈｅｐ Ｇ２ 细胞中 Ｈ Ｂ Ｖ 表达和复制有明显抑制作用,可能作为 Ｈ Ｂ Ｖ 基因治疗的手段之一      

一个双价锤头型核酶在体外对两种不同植物病毒RNA的专一切割作用

根据锤头核酶模型,设计合成了一个以黄瓜花叶病毒（ＣＭＶ） 外壳蛋白（ＣＰ） 亚基因组ＲＮＡ 为底物的锤头型核酶（ＲＺＣ） 。在证明它能有效切割该底物后,再将这个核酶与一个能专一性切割烟草花叶病毒（ＴＭＶ） 移动蛋白（ ＭＰ） 亚基因组ＲＮＡ 的锤头型核酶（ＲＺ１） 相互串联构成了一个双价核酶（ＲＺ１Ｃ） 。体外结果表明,这个双价核酶能与相应的单价核酶ＲＺ１ 和ＲＺＣ 一样专一而有效地切割ＣＭＶＣＰ和ＴＭＶ ＭＰＲＮＡ。     

小型核酶的结构和催化机理

自然界存在的小型核酶主要有锤头型核酶、发夹型核酶、肝炎δ病毒（HDV）核酶和VS核酶.锤头型核酶由3个短螺旋和1个广义保守的连接序列组成;发夹型核酶的催化中心由两个肩并肩挨着的区域构成;HDV核酶折叠成包含五个螺旋臂（P1～P4）的双结结构;VS核酶由五个螺旋结构组成,这些螺旋结构通过两个连接域连接起来.小型核酶的催化机理与其分子结构密切相关.金属离子或特定碱基都可作为催化反应的关键成分.锤头型核酶的催化必须有金属离子（尤其是二价金属离子）参与,而发夹型核酶则完全不需要金属离子.基因组HDV核酶进行催化时要有金属离子和特定碱基互相配合.     

抗HPV11E2核酸的计算机设计

借助计算机软件分析,设计出能特异性切割HPV11型644nt型644ntE2mNA的核酶。遵循Symons锤头状核酶结构和GUX剪切位点原则,靶序列存在32个剪切位点,通过计算机软件分析核酶的最佳剪切位点,并对底物及核酶的二级结构进行预测及进行相应基因生物学功能和基因同源性分析,筛选出2个锤头结构核酶。针对这两位点设计的核酶分别命名为RZ277和RZ3281。计算机分析显示,两核酶与底物切点两翼碱基形成锤头状结构,切点所在基因序列具有相对松驰的二级结构,位于该基因重要生物功能区内,是核酶的理想攻击区域,通过基因库检索,在已知人类基因中排除了与上述两核酶切点两翼碱基有基因同源性序列的可能性。并非所有的GUX位点（X：C、U、A）或CUX均可作为核酶的最佳剪切切割反应,为下一步将核酶用于细胞内和体内试验打下基础。     

A Riboswitch‐based Inducible Gene Expression System for Trypanosoma brucei

Generation of conditional mutants in Trypanosoma brucei can be done by the use of RNA interference (RNAi). However, RNAi frequently produces off target effects. Here, we present an alternative strategy in which the glmS ribozyme is inserted in the C‐terminal region of one allele of a GOI and effectively knocks it down in response to the presence of glucosamine in the culture medium. Using several endogenous genes, we show that the glmS ribozyme cleaves the mRNA in vivo leading to reduction in mRNA and protein expression following glucosamine treatment in both T. brucei procyclic and bloodstream forms. Glucosamine‐induced ribozyme activation can be rapidly reversed by removing the inducer. In summary, the glmS ribozyme could be used as a tool to study essential genes in T. brucei.     

硅藻土固定中性脂肪酶的制备及其性质

以硅藻土为载体,采用吸附法,对脂肪酶进行固定化,研究了固定化条件对固定化脂肪酶的催化活性的影响,得到最佳的固定化条件：给酶量为33374U/g,固定化温度为35℃,pH值为7.5,时间为4h,此时固定化酶的活力约为5833U/g载体。固定化酶的热稳定性较游离酶有了很大的提高,其在80℃以下能保持80%以上的酶活,而游离酶60℃残余酶活仅为5%。最适反应温度和最适pH值也分别由游离酶的40℃上升至50℃和由7上升到7.5。对固定化中的中性脂肪酶在生物柴油合成中的应用也进行了初步研究。     

双价核酶对烟草花叶病毒的两个靶序列的专一切割作用

报道了两个最简单的多价核酶即双价核酶RZ34和RZl3的构建和体外作用情况。实验结果表明,这两个双价核酶能分别对两个不同的TMV底物或其混合物施行专一切割。双价核酶对单十底物的作用效率与其相应的单价核酶相似。还就双价核酶内的单元核酶的相对位置对其专一性和作用效率的影响进行了探索。