蛇肌果糖1,6-二磷酸酯酶的冷失活

蛇肌果糖1,6-二磷酸酯酶在0℃左右很易失活。这是它不同于兔肌果糖1,6-二磷酸酯酶的一个特性。这种冷失活可被底物保护,提高溶液中酶蛋白的浓度可降低其失活程度。现有的结果表明,这一失活是不可逆的,且不伴随有亚基的解离或整个分子结构的松散;但用1-苯胺萘-8-磺酸作萤光探剂和用5,5'-二硫-二(2-硝基苯甲酸)与巯基反应可探测到酶分子在低温诱导下发生了比较小的构象变化。     

蛇肌果糖1,6-二磷酸酯酶的低底物浓度动力学

本文报道了对蛇肌果糖1,6-二磷酸酯酶的低底物浓度的动力学研究,采用酸碱指示剂方法能在0.25μmol/L的低底物浓度下对酶活力进行准确的测定。通过对动力学行为的分析,提出了蛇肌果糖1,6-二磷酸酯酶的作用机制的模型,认为在低底物浓度和高底物浓度的情况下,酶催化水解果糖1,6-二磷酸的机制不同。推导得到了酶的初速度方程,用电子计算机拟合求得了七个表观动力学参数。统计检验表明,本文提出的机制能够较好地拟合实验结果。     

蛇肌果糖1,6-二磷酸酯酶的提纯、性质及钾离子激活的别构动力学

从乌梢蛇肌肉中提纯了果糖1,6-二磷酸酯酶,其最适pH在中性,分子量14万,由四个亚基组成,二价金属离子镁、锰或锌为表现活力所必需,一价金属离子钾、铵和铯能激活此酶。在不同浓度的甲醇、乙二醇、甘油和二甲基甲酰胺的水溶液中测活表明,蛇肌果糖1,6-二磷酸酯酶比兔肌的这一酶更易失活,提示了在蛇肌酶分子中疏水键对维持酶的三维结构起着更大的作用。K~ 存在下,蛇肌酶的最适pH从无K~ 时的6.6位移至7.0;而兔肌酶在同样条件下,不论有否K~ ,均为pH7.4。表明K~ 对蛇肌酶有专一性的相互作用。K~ 对蛇肌果糖1,6-二磷酸酯酶的激活是一别构激活作用,具有正协同性,但其Hill系数随着底物浓度的增高而减小;另一方面,底物抑制的阈值随着K~ 浓度增高而上升,表明K~ 与过量底物为一对相拮抗的别构效应剂,它们与酶的结合部位之间存在着相互作用。K~ 的别构效应导致过量底物与酶的亲和力下降,使酶趋于活性状态;过量底物的别构效应对抗了K~ 的激活,使酶趋于非活性状态。在K~ 存在下,5,5′-二硫-(2-硝基苯甲酸)与酶上巯基的反应速度较无K~ 的为快,表明K~ 的存在改变了酶的构象,使巯基更易发生反应。对于过量底物有抑制作用的酶,在其底物浓度大于抑制阈值的条件下的动力学处理,本文提出了一个公式和方法。     

蛇肌果糖1,6-二磷酸酯酶的提纯、性质及钾离子激活的别构动力学

从乌梢蛇肌肉中提纯了果糖1,6-二磷酸酯酶,其最适pH 在中性,分子量14万,由四个亚基组成,二价金属离子镁、锰或锌为表现活力所必需,一价金属离子钾、铵和铯能激活此酶。在不同浓度的甲醇、乙二醇、甘油和二甲基甲酰胺的水溶液中测活表明,蛇肌果糖1,6-二磷酸酯酶比兔肌的这一酶更易失活,提示了在蛇肌酶分子中疏水键对维持酶的三维结构起着更大的作用。K~ 存在下,蛇肌酶的最适pH 从无K~ 时的6.6位移至7.0;而兔肌酶在同样条件下,不论有否K~ ,均为pH7.4。表明K~ 对蛇肌酶有专一性的相互作用。K~ 对蛇肌果糖1,6-二磷酸酯酶的激活是一别构激活作用,具有正协同性,但其Hill 系数随着底物浓度的增高而减小;另一方面,底物抑制的阈值随着K~ 浓度增高而上升,表明K~ 与过量底物为一对相拮抗的别构效应剂,它们与酶的结合部位之间存在着相互作用。K~ 的别构效应导致过量底物与酶的亲和力下降,使酶趋于活性状态;过景底物的别构效应对抗了K~ 的激活,使酶趋于非活性状态。在K~ 存在下,5,5'-二硫-(2-硝基苯甲酸)与酶上巯基的反应速度较无K~ 的为快,表明K~ 的存在改变了酶的构象,使巯基更易发生反应。对于过量底物有抑制作用的酶,在其底物浓度大于抑制阈值的条件下的动力学处理,本文提出了一个公式和方法。     

蛇肌果糖-1,6-二磷酸酯酶的别构部位

比较蛇肌果糖1,6-二磷酸酯酶的别构抑制剂AMP和它的类似物对该酶的抑制作用的结果表引,5′-AMP的嘌呤环上6位氨基以及核糖上5′磷酸基团是抑制剂和别构部位结合所必需的。8-BrAMP和5′-AMP具有相似的抑制能力,表明嘌呤环上的咪唑部分对于AMP的抑制作用贡献不大。5′-d-AMP对蛇肌果糖1,6-二磷酸酯酶的抑制作用比较特殊,按照50%抑制该酶时的抑制剂浓度计算,得到的抑制常数为3×10~(-6)M,其数值和5′-AMP的抑制常数接近。但是当抑制剂浓度增大时所能达到的最大抑制程度只有60%左右。表明5′-dAMP和5′-AMP结合后,对果糖1,6-二磷酸酯酶的催化部位的影响不同,2′羟基和酶的结合可能和别构部位的信号传导到催化部位有关系。被水溶性羰二亚胺修饰的蛇肌果糖1,6-二磷酸酯酶受5′-AMP的抑制作用和5′-dAMP的抑制作用相似,推测这个传导变构部位的信息到催化部位去的基团有可能和羧基有关。     

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。     

双磷酸核酮糖羧化酶和果糖双磷酸酯酶合成的光调节

用红光(650nm)或远红光(740nm)照射后,测定了黄化芥菜子叶中活化状态下核酮糖1,5-二磷酸羧化酶(RuBPCase,E.C.4.1.1,39),果糖1,6-二磷酸酯酶(FBPase,E.C.3.1.3.11)和景天庚酮糖1,6-二磷酸酯酶(SBPase,E.C.3,1.3.37)的酶活性。叶片对光的反应表明存在光敏感期。在光敏感期的红光可使 RuBPCase 和 FBPase 合成,但对 SBPase 的合成没有影响。红光的这种作用可被远红光逆转,所以红光对这两种酶的合成的启动是通过光敏色素而实现的。在超过阈值的光下,酶合成的量与光量子数无关,光敏色素只影响酶合成的启动,但是酶的持续合成还要依赖其它因素。     

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。     

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。     

醛缩酶的活性中心

醛縮酶經羧肽酶消化催化底物果糖-1,6-二磷酸分解的活力下降至7%以后,竞爭性抑制物果糖-6-磷酸对酶不再有抑制作用,說明被羧肽酶消化切除的C末端酪氨酸和酶与竞爭性抑制物的結合有关。此外还发现底物果糖-1,6-二磷酸能保护醛縮酶不受羧肽酶消化。因此我們认为C末端酪氨酸是醛縮酶的活性中心。酶分子通过它和竞爭性抑制物果糖-6-磷酸及底物果糖-1,6-二磷酸的-6-磷酸部分結合。利用邹承魯新近提出的方法推算,醛縮酶的三个酪氨酸末端中有二酪氨酸是酶的活性中心。     

蛇肌果糖1,6—二磷酸酯酶,果糖2,6—二磷酸,AMP的结…

腺苷一磷酸对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Ｋ１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     

蛇肌果糖1,6-二磷酸酯酶精氨酸残基的化学修饰

蛇肌果糖1,6-二磷酸酯酶的精氨酸残基被苯乙二醛或2,3-丁二酮修饰后,可导致酶催化活性以及对AMP抑制的敏感性的丧失。在修饰时,有底物或AMP存在,可分别保护酶的这两种性质,表明与活力有关以及与AMP抑制有关的是两类不同的精氨酸残基。在底物保护了与活力有关的精氨酸残基后,可以观察到修饰引起酶对AMP抑制的脱敏,完全脱敏后,每一亚基有2个精氨酸残基被修饰。在本文条件下,K~ 对酶的激活作用以及K~ 存在时酶对AMP抑制敏感性增强等性质均不因精氨酸残基的修饰而变化。     

光合碳在叶片淀粉和蔗糖间分配的调节

叶片光合作用中产生的三碳糖在淀粉和蔗糖之间的分配受许多因素控制,蔗糖形成速率是决定性因素。蔗糖形成的调节酶是果糖1,6—二磷酸酯酶(F1,6P_2ase)和磷酸蔗糖合成酶(SPS),调节作用是通过无机磷(Pi)、磷酸二羟丙酮(DHAP)、磷酸己糖(己糖—P)、果糖1,6—二磷酸(F1,6P_2)和果糖2,6—二磷酸(F2,6P_2)之间的复杂的调节关系进行的。其中F2,6P_2起着关键作用,它以极低的浓度调节生糖和酵解作用,既参与蔗糖合成又参与反馈抑制。     

蛇肌果糖1,6-二磷酸酯酶精氨酸残基的化学修饰

蛇肌果糖1,6-二磷酸酯酶的精氨酸残基被苯乙二醛或2,3-丁二酮修饰后,可导致酶催化活性以及对AMP 抑制的敏感性的丧失。在修饰时,有底物或AMP 存在,可分别保护酶的这两种性质,表明与活力有关以及与AMP 抑制有关的是两类不同的精氨酸残基。在底物保护了与活力有关的精氨酸残基后,可以观察到修饰引起酶对AMP 抑制的脱敏,完全脱敏后,每一亚基有2个精氨酸残基被修饰。在本文条件下,K~+对酶的激活作用以及K~+存在时酶对AMP 抑制敏感性增强等性质均不因精氨酸残基的修饰而变化。     

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。     

银鲫果糖-1,6-二磷酸酶的分子克隆与表达分析

果糖-1,6-二磷酸酶(EC 3.1.3.11)是糖异生中的关键限速酶之一, 在糖代谢中起重要作用。哺乳动物存在肝脏型和肌肉型两种果糖-1,6-二磷酸酶同工酶,分别由Fbp1和Fbp2编码。银鲫作为我国重要的经济养殖鱼类, 尚无果糖-1,6-二磷酸酶基因的有关资料, 其组织分布特征和胚胎发育模式亦不清楚。本研究采用RACE方法从银鲫原肠胚SMART cDNA文库中扩增了果糖-1,6-二磷酸酶基因的全长cDNA, 其长度为1170 bp,编码337个氨基酸残基,多重序列比对和系统发育分析表明该基因为肝脏型果糖-1,6-二磷酶。RT-PCR分析虽在银鲫的肝、脑、心、脾、肾、肠、肌肉和卵巢组织中皆能检测到该基因的表达, 但以肝组织的表达量最高。Western Blot检测表明, 肝脏组织除有一条与其他组织(肌肉除外)共有的蛋白带之外,还有一条特异带;肌肉中有不同于其他组织的特异带。成熟卵子和不同发育阶段胚胎的RT-PCR和Western Blot分析都可检测到母源的CagFbp转录本和蛋白,且其转录本从原肠期开始上升, 到神经胚时迅速上升到较高水平, 其蛋白从尾芽期以后出现一条比母源蛋白分子量小、与肝脏的特异带大小基本相同的蛋白带。这些结果证实本研究克隆的CagFbp为肝脏型,且鱼类至少存在肝脏型和肌肉型两种果糖-1,6-二磷酸酶同工酶。       

钙对花生叶片糖代谢有关酶活性的影响

5mmol／Lca2抑制花生叶片果糖-1,6-二磷酸酯酶、磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶、磷酸烯醇式丙酮酸磷酸酯酶、丙酮酸激酶和NADP-磷酸甘油醛脱氢酶活性。以含0、5、15mmol/LCa2 的Hoagland营养液培养花生幼苗,在5mmol/LCa2 条件下,果糖-1,6二磷酸酯酶和磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶活性最高,0、15mmol／LCa2 均使酶活性降低,光合速率亦呈现相同变化趋势。丙酮酸激酶活性在缺Ca2 时最高,与呼吸速率变化相同。15mmol/LCa2 提高了叶绿素含量。     

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 .     

果糖2,6二磷酸和植物中依赖焦磷酸的磷酸果糖激酶

果糖2,6二磷酸是一个新近发现的调节小分子。它以相当低的浓度水平(n mol)调节糖代谢中的一些限速反应,进而影响代谢的流向和碳水化合物的分配。这一化合物最初(1981年)是从哺乳类动物的肝脏提取液中分离得到的。它分别活化和抑制肝脏果糖磷酸激酶(ATP-PFK;EC.2.7.1.11)和果糖1,6二磷酸酯酶(FBP酯酶;EC.3.1.3.11)的活性。在调节糖酵解和生糖过程中起着重要的作用。一种看法是它作为     

科技信息

微生物生产二磷酸果糖1,6-二磷酸果糖(fructose-1,6-diphosphate)简称FDP,又叫“福达平”,系糖代谢的中间产物,溶于水,是人体生命活动所必需的,在细胞代谢过程中起调节剂、生物催化剂和细胞强壮剂的重要作用。已将这种果糖研制成产品用医疗保健,治心脑血管病、糖尿病等重要疾病