鸡肝果糖-2,6-二磷酸酯酶结构域的初步晶体学研究

从鸡肝6-磷酸果糖-2-激酶/果糖-2,6-二磷酸酯酶分离的果糖-2,6-二磷酸酯酶结构域(残基245～468)已在E.coli中获得高效表达,并经分离得到纯化,使用悬滴气相扩散法成功地培养出该果糖-2,6-二磷酸酯酶结构域单晶.该酶晶体属于四方晶系,空间群为P4₁2₁2或P4₃2₁2,晶胞参数为:a=b=10.02nm,c=13.98nm,α=β=γ=90°.晶胞内每个结晶学不对称单位含有2个果糖-2,6-二磷酸酯酶分子.利用日本 Photon Factory同步辐射光源收集了分辨率为 0.32 nm的母体衍射据.     

光/暗对玉米叶片果糖-6-磷酸激酶-2和果糖-2,6-二磷酸酯酶活力的影响

比较了照光和黑暗条件下玉米叶片果糖—6—磷酸激酶—2(PFK-2)和果糖—2,6—二磷酸酯酶(FBPase-2)的活力变化。当玉米植株从暗中转入光下后,其叶片PFK—2的活力随光照时间的延长而逐渐降低,而FBPase-2活力变化不明显;从光下转入暗后叶片PFK-2活力明显上升,FBPase-2活力仍无明显变化;其PFK-2/FBPase-2比值在光处理时下降,暗处理时上升。同时叶片中果糖—2,6—二磷酸的含量与PFK-2/FBPase-2活力比值的变化趋势一致。连续光照 20 h,PFK-2活力持续下降,表明PFK-2的光钝化现象与玉米植株的昼夜节律变化无关。     

玉米果糖-6-磷酸,2-激酶/果糖-2,6-二磷酸酶基因的结构与表达分析

通过RT-PCR,结合RACE技术,得到了玉米(Zea mays L.)果糖-6-磷酸,2-激酶/果糖-2,6-二磷酸酶的全长cDNA克隆,命名为mF2KP.氨基酸序列同源性比较发现,mF2KP蛋白可以分为两个部分:C端包含高度保守的催化功能区,N端为植物中特有的多肽.将mF2KP基因中一段包含完整催化功能区的片段在大肠杆菌(Escherichia coli)中表达,融合蛋白具有果糖-6-磷酸,2-激酶/果糖-2,6-二磷酸酶活性.Northern杂交证明在种子活力不同的幼苗中,mF2KP的转录水平存在明显差异.种子活力越高,幼苗中mF2KP的转录水平越低.     

玉米果糖—6—磷酸，2—激酶／果糖—2，6—二磷酸酶基因的结构与表达分析

通过RT-PCR,结果RACE技术,得到了玉米（Zea maysL.)果糖-6-磷酸,2-激酶/果糖-2,6-二磷酸酶的全长cDNA克隆。命名为mF2KP,氨基酸序列同源性比较发现,mF2KP蛋白可以分为两个部分;C端包含高度保守的催化功能区。N端为植物中特有的多肽,将mF2KP基因中一段包含完整催化功能区的片段在大肠杆菌（Escherichia coli)中表达,融合蛋白具有果糖-6-磷酸,2-激酶/果糖-2,6-二磷酸酶活性,Northern杂交证明在种子活力不同的幼苗中,mF2KP的转录水平存在明显差异。种子活力越高,幼苗中mF2KP的转录水平越低。     

AMP对蛇肌果糖-1,6-二磷酸酯酶pH9.2活力的激活作用——蛋白水解酶限制性酶解作用不是果糖-1,6-二磷酸酯酶变成碱性酶的唯一原因

低纯度的NADP⁺ 中含有一种在pH 9.2能够激活蛇肌果糖- 1 ,6 -二磷酸酯酶活力的物质 .经过分离鉴定 ,证明它就是 5′- AMP .该激活作用只有当较高浓度的Mg ²⁺ 存在时才表现出来 .在AMP的存在下 ,果糖 -1 ,6 -二磷酸酯酶的行为很像碱性酶 .Mg ²⁺ 激活动力学表明 ,AMP和Mg ²⁺ 在对蛇肌酶活力调节上存在着竞争关系 .AMP能解除高浓度Mg ²⁺对酶在碱性pH活力的抑制作用 .以往认为果糖- 1 ,6 -二磷酸酯酶由中性酶变成碱性酶均是由蛋白水解酶限制性酶解引起的 ;现报道 5′- AMP也能将蛇肌酶变成碱性酶 ,指出蛋白水解酶限制性酶解作用不是造成该酶由中性酶变为碱性酶的唯一原因 ,并且也可能有生理调节作用 .     

蛇肌果糖1，6－二磷酸酯酶果糖2，6－二磷酸和底物抑制的结合部位

在果糖１,６—二磷酸酯酶中果糖２,６—二磷酸可能与底物抑制的作用方式不同,因为蛇肌果糖１,６－二磷酸酯酶ｐＨ９．２的活性受到果糖２,６－二磷酸的抑制,而不受高浓度底物的影响。Ｋ＋能增强果糖２,６—二磷酸对酶活性抑制,并能较大程度地解除过量底物的抑制。快反应流基修饰酶不再受较低浓度果糖２,６—二磷酸的抑制,但高浓度果糖２,６—二磷酸仍能抑制酶活性,其ＩＣ５０增大４０倍。修饰酶受底物抑制的阈值不变。为胰蛋白酶或枯草杆菌蛋白酶限制性酶解的果糖１,６—二磷酸酯酶受过量底物和果糖２,６—二磷酸抑制的行为也不相同。以上结果可能提示在蛇肌果糖１,６—二磷酸酯酸中存在既有别于ＡＭＰ,又有别于过量底物的结合部位。     

果糖-2,6-二磷酸对香蕉成熟过程中焦磷酸果糖-6-磷酸转移酶活性的调节作用

从成熟香蕉果实中部分纯化了焦磷酸:果糖—6—磷酸磷酸转移酶(PFP)。研究了酶的果糖—2,6—二磷酸的活化动力学特性.果糖—2,6—二磷酸通过降低酶的K_m(F6P)值和增进最大反应速度(V_(max))促进酶的果糖—6—磷酸磷酸化活性。底物(F6P)浓度和温度影响果糖—2,6—二磷酸对酶的活化作用。 本工作中还观察了香蕉成熟过程中PFP和依赖ATP的磷酸果糖激酶(PFK)活性的变化,并对PFP在果实成熟中的生理意义和调节特性进行了讨论。     

磷酸吡哆醛修饰的蛇肌果糖1,6-二磷酸酯酶的时间分辨荧光分析

在别构抑制剂AMP或底物果糖1,6-二磷酸(FruP_2)存在下,磷酸吡哆醛(PLP)分别专一性地修饰在蛇肌果糖1,6-二磷酸酯酶(FruP_2ase,E.C.3.1.3.11.)的催化部位或别构部位。测得了修饰在催化部位或别构部位的PLP的荧光寿命及其连续分布。通过荧光寿命分布宽度的比较,认为该酶的活性部位柔性大于别构部位的柔性。     

光／暗对玉米叶片果糖—6—磷酸激酶—2和果糖—2,6—二磷酸酯酶活…

比较了照光和黑暗条件下玉米叶片果糖－６－磷酶激酶－２和果糖－２,６－二磷酸酯酶的活力变化。当玉米植株从暗中转入光下后,其叶片ＰＦＫ－２的活力随光照时间的延长而逐渐降低,而ＦＢＰａｓｅ－２活力变化不明显;从光下转入暗后叶片ＰＦＫ－２活力明显上升,ＦＢＰａｓｅ－２活力仍无明显变化;其ＰＦＫ－２／ＦＢＰａｓｅ－２比值在光处理时下降,暗处理时上升。同时叶片中果糖－２,６－二磷酸的含量与ＰＦＫ－２／ＦＢＰａ     

Pi和PGA对玉米叶片PFK-2/FBPase-2的作用

Fructose-6-phosphate 2-kinase and fructose 2,6-bisphosphatase have been partially purified from maize leaves by PEG fractionadon and by chromatography on TSK-DEAE ion exchanger and Blue-Sepharose 4B. Fructose-6-phosphate 2-kinase was activated by phosphate and inhibited by 3-pnosphoglycerate. Furctose 2,6-bisphosphatase was inhibited by inorganic phosphate and fructose-6-phosphate.The observed pattern of reguladon suggests that systhesis and degradation of Fru-2,6-P_2 respond to changes in the concentration of effectors. An increase in the level of glycerate-3-phosphate or dihydroxyacetonephosphate will result in a decrease in the level of Fru-2,6-P_2. Conversely a rise in Fru-6-P concentration will lead to an increase in the Fru-2, 6-P_2 concentration.     

蛇肌果糖1，6－二磷酸酯酶、果糖2，6－二磷酸、AMP的结合部位关系

腺苷－磷酸（ＡＭＰ）对４个快反应巯基被修饰的蛇肌果糖１,６－二磷酸酯酶活性的抑制作用增强,而该修饰的酶受果糖２,６－二磷酸的抑制脱敏。ＡＭＰ对酶抑制为半部位反应,酶受果糖２,６－二磷酸抑制的脱敏则表现为全部位反应。经枯草杆菌蛋白酶限制性酶解的果糖１,６－二磷酸酯酶的Ｋｉ（ＡＭＰ）增大１０倍,但受果糖２,６－二磷酸抑制的性质不变。经胰蛋白酶限制性酶解的果糖１,６－二磷酸酯酶的活性不再为ＡＭＰ抑制,但果糖２,６－二磷酸对该形式酶的抑制作用则明显增强,由于该酶失去受ＡＭＰ的抑制作用,因此ＡＭＰ促进果糖２,６－二磷酸抑制的性质亦随之丧失。据此提出在蛇肌果糖１,６－二磷酸酯酶中果糖２,６－二磷酸不是结合在ＡＭＰ结合部位上的看法。     

果糖-2,6-二磷酸对番茄果实PFP酶活化效应的巯基依赖性

在无二硫苏糖醇(DTT)存在下得到部份纯化的氧化型PFP酶,在广泛的pH范围内(pH6.0～9.0)失去其大部分对果糖2,6-二磷酸的敏感性。活化效应可藉与DTT保温得到恢复而不改变其最适pH值。在与DTT保温过程中,酶对果糖2,6-二磷酸的亲和力逐步增加。氧化型酶的K_a值(对果糖2,6-二磷酸)在酶与DTT保温(pH8)1h之后从1400nmol/L下降到约50nmol/L。 在DTT存在下纯化的酶(还原型)经低浓度5,5′-二硫代双(2-硝基苯甲酸)(DTNB)处理,在使酶活性迅速失活的同时引起酶对果糖2,6-二磷酸脱敏。这一过程可为DTT处理所回复。从小麦胚中纯化的硫氧还蛋白h在恢复酶活性和酶的果糖2,6-二磷酸敏感性的效应中表明,细胞内的氧化还原状态可能藉以改变酶对果糖2,6-二磷酸的亲和力而调节PFP酶的活性。     

玉米果糖-6-磷酸,2-激酶/果糖-2,6-二磷酸酶基因的全长cDNA克隆及表达

以来自“掖单4号”的玉米果糖-6-磷酸,2-激酶/果糖-2,6-二磷酸酶（F2KP）基因cDNA片段（AF007582）为基础,运用RT-PCR和RACE技术,从“紫玉糯1号”中获得了1个2469bp的玉米F2KP基因cDNA克隆,命名为mF2KP,GenBank登录号为AF334143。该cDNA包含1个2226bp的开放阅读框,编码741个氨基酸。序列分析表明,两个玉米品种的F2KP基因存在一定差异,mF2KP基因的3′端非编码区比AF007582序列短38bp;在mF2KP的1592、1593和1605位置上,分别比AF007582序列多出1个碱基,导致阅读框在一个小范围内发生了移位,North-ern杂交表明,不同玉米组织中mF2KP的表达差异明显。在茎中mF2KP的表达水平比叶片,苞叶以及雄花序中的表达水平低,但比未成熟种子中的表达水平高,在未成熟种子中,仅能检测到很弱的mF2KP基因表达。     

番木瓜果糖-2,6-二磷酸酶CpF2KP基因克隆和蛋白表达纯化

番木瓜是岭南四大名果之一,在我国东南部地区广泛种植,因其具有食用和药用双重价值,因此深受人们的青睐。果糖-6-磷酸,2-激酶/果糖-2,6-二磷酸酯酶(fructose-6-phosphate,2-kinase/fructose-2,6-bisphosphatase,F2KP)是一个独特的双功能酶,具有激酶功能域和酯酶功能域,能催化生物体内糖代谢的重要调节物果糖-2,6-二磷酸(Fru-2,6-P_(2))的合成和降解。为了研究番木瓜中编码该酶的基因CpF2KP的功能,得到目的蛋白尤为重要。本研究从番木瓜基因组中提取到CpF2KP基因的编码序列(coding sequence,CDS)序列,该基因CDS全长2274 bp。将该基因CDS全长扩增之后选用pGEX-4T-1载体进行原核表达。对载体pGEX-4T-1用EcoRⅠ和BamHⅠ进行双酶切,利用基因重组的方式将扩增序列构建到原核表达载体上。经过诱导条件探索,SDS-PAGE结果显示GST-CpF2KP重组蛋白的大小约为110 kDa,诱导CpF2KP蛋白表达的最适条件为:异丙基β-D-硫代半乳糖苷(isopropyl beta-D-thiogalactopyranoside,IPTG)浓度为0.5 mmol/L,温度28℃。对诱导后的CpF2KP蛋白进行纯化,得到了纯化的单一目的蛋白。此外,检测了该基因的组织表达特性发现该基因在种子中表达量最高,在果肉中表达量最低。该研究为进一步深入揭示番木瓜CpF2KP蛋白的功能及研究该基因参与的生物学过程提供了重要基础。     

受NaCl诱导的盐藻果糖-1,6-二磷酸醛缩酶cDNA的克隆及其在烟草中的表达

采用快速扩增cDNA末端(RACE)技术, 获得了盐藻(Dunaliella salina)受诱导表达的果糖-1,6-二磷酸醛缩酶全长cDNA (DsALDP). 蛋白质序列分析发现, DsALDP与许多植物叶绿体的果糖-1,6-二磷酸醛缩酶(AldP)具有较高的同源性(66%~73%). 系统进化分析进一步证明DsALDP与藻类的AldP亲缘关系最近. 就表达谱而言, DsALDP是NaCl诱导下新表达的转录本, 其表达水平随诱导时间的不同而呈显著变化. 筛选的DsALDP cDNA构建到双元载体pBI121并导入农杆菌用以转化烟草, 对4个T₁代转基因植株进行Southern检测, 证明DsALDP已整合入转基因植株的基因组. RT-PCR分析显示DsALDP在这些植株中均得到有效表达. 生物测试表明, T₁-1, T₁-2和T₁-3植株在100~200 mmol/L NaCl下仍保持醛缩酶活性, 且其脯氨酸含量均有不同程度的升高.     

6-磷酸果糖激酶-2/果糖双磷酸酶-2是一种重要的代谢信号酶

6-磷酸果糖激酶-2/果糖双磷酸酶-2(PFK-2/FBPase-2)是糖代谢的一种重要的信号酶。此酶是一种双功能酶,在酶蛋白中具有两个独立的催化中心。PFK-2/FBPase-2通过影响2,6-双磷酸果糖水平实现对糖酵解通路的调节。该文主要介绍PFK-2/FBPase-2的基因结构特点、同工酶,以及在肿瘤中的表达、调控等。     

1,6-二磷酸果糖与细胞保护

1,6-二磷酸果糖是细胞内糖代谢的中间产物,是能在分子水平上调节细胞代谢中若干酶活性,作为恢复和改善细胞代谢的药物,可通过多方面因素减轻细胞损伤,从而对细胞起保护作用。     

磷酸果糖激酶-1与磷酸果糖激酶-2不是同工酶

磷酸果糖激酶-1与磷酸果糖激酶-2催化的反应性质、底物都相同,但是它们的产物是不同的。因此．严格的说它们不是同工酶。     

玉米叶片依赖焦磷酸的磷酸果糖激酶两种分子型动力学特性的研究

从玉米叶片中部分纯化了依赖焦磷酸的磷酸果糖激酶(PPi-PFK),对果糖2,6-二磷酸具有很高的敏感性(K_a≈15nmol/L)。纯化过程中酶的生糖方向活性对酵解方向活性的比值逐渐增加。F2,6-P_2的参与使这一比值下降,并且解除高浓度PPi对酶FBP形成活性的抑制。 用胰蛋白酶限制酶解,90min使80％酶的酵解方向活性丧失而仍然保持几乎全部的酶的生糖方向活性。胰蛋白酶修饰的酶的动力学结果表明F6P饱和曲线呈明显S型而且V_(max)大大下降。在F2,6-P_2存在下修饰酶的K_m(F6P)值比天然酶约大4倍。 酶的生糖方向活性动力学特性的比较说明天然酶和胰蛋白酶修饰酶几乎具有相同的催化能力和底物(F6P)亲合力。 实验支持植物PPi-PFK存在两种可以相互转化的酶分子型的调节酶的活性和作用方向的模型。     

番茄果实中焦磷酸:D-果糖-6-磷酸 1-磷酸转移酶的两种酶型的分离纯化及其特性

用快速蛋白液相层析仪(FPLC)Mono Q柱(HR5/5)分离纯化成熟绿番茄果实中PFP的两种分子酶型及其特性。一种酶型为Q_1,是含两个β-亚基(60kD)的二聚体,比活为5μmol min~(-1) mg~(-1);另一种为Q_2,由四个α-亚基(66kD)和四个β-亚基(60kD)组成八聚体,比活为70.5μmol/min~(-1)·mg~(-1)。Q_1的分子量是120kD,Q_2的分子量介于500kD和530kD之间。用纯化的Q_2制备的抗血清专一地与Q_2起沉淀反应。PFP酶液贮存后,其Q_1/Q_2蛋白量比值增加明显,表明部分Q_2转化为Q_1。Q_1具有催化活力表明PFP的活性中心位于β-亚基。α-亚基可能借增强PFP酶对F2,6P_2的亲和力以提高酶的比活而起调节功能,但是Q_1的活力依赖于F2,6P_2的激活,表明β-亚基处也可能存在F_2,_6P_2的调节位点。Q_2含紧密结合的F2,6P_2分子,并表现出对F2,6P2_的不敏感性,基于此种现象,有必要重新认识PFP对F2,6P_2敏感性的内在实质。