植物组织中冠瘿碱合成酶活性检测的一种简便有效方法

由根癌农杆菌(Agrobacterium tumefaciens)感染引起的植物冠瘿瘤(crown gall)细胞除具激素自养性生长特性外,还具有一类特殊的基因产物,即冠瘿碱(opines)~[3]。常见的冠瘿碱主要有章鱼碱(octopine)和胭脂碱(nopaline)等。催化章鱼碱合成的酶为章鱼碱合成酶(oct-opine synthase),或叫Lysopine脱氢酶[D-(+)-lysopine dehydrogenase,简称LpDH]。催化胭脂碱合成的酶为胭脂碱合成酶(nopaline     

GUS基因—植物基因工程中重要的报道基因

研究高等植物基因表达,特别是调控机理,常常需将基因或调控片段从原来的背景下分离出来,采用与报道基因融合的方法,通过基因的体外转移进行精确的分析。至今为止,在高等植物基因表达的研究中,至少用过6种报道基因:A、β一半乳糖苷酶(β-galatosidase)基因;B、氯霉素乙酰转移酶(Chloramphenicolacetyl-transferase,CAT)基因;C、新霉素磷酸转移酶(neomycin phosphotransferase,NPTⅡ)基因;D、胭脂碱合成酶(nopaline synthase)基因;E、章鱼碱合成酶(octopine synthase)基因;F、荧光素酶     

向植物导入外源DNA方法的研究与发展

为满足人类对粮食和其它农产品的多种需求,利用现代生物技术手段培育高产,稳产、优质、抗病虫,抗逆植物新品种是农业生物技术研究的主要内容之一。对植物进行遗传改造的首要环节是,研究和开发向植物细胞导入外源基因的技术。近年来,向植物细胞导入外源DNA的方法在实践中不断创新发展。目前主要采用的方法有以下几种: 一、根癌土壤杆菌介导的外源基因转移 整合型的根癌土壤杆菌Ti质粒是最常用的一种载体。研究最多的是octopine(章鱼碱)型和nopaline(胭脂碱)型Ti质粒。在Ti质粒上有一段T-区,T-DNA能从该质粒转移到敏感植物的核基因组中。T-DNA边界有25bp正向重复序列可能接受某种酶识别切割,进而形成环状中间体。此外,Ti质粒上还有—个约50kb的Virulence区(简称Vir区),约有十几个基因。Vir区不在T-DNA内。Vir产物是一     

精氨酸在代谢中的作用

精氨酸(arginine)是碱性氨基酸,按化学结构,它的名称应是α-氨基-δ-胍基戊酸。这种氨基酸是人体蛋白质的正常组成成份,参与一些与氮转移、贮存和排泄有关的代谢反应,并有调节激素释放的作用。本文主要介绍精氨酸在代谢中的作用和人体对它的需要。精氨酸的生物合成一、精氨酸合成途径精氨酸以鸟氨酸、NH_3、CO_2和门冬氨酸为原料合成。合成过程中需要ATP供给能量,由氨基甲酰磷酸含成酶Ⅰ(CPSI),鸟氨酸氨基甲酰转移酶(OTC),精氨酸代琥珀酸合成酶(A-SS)和精氨酸代琥珀酸裂解酶(AS-Lase)催化,这四种酶主要分布在肝脏中,其活性因摄取氮的多少而增减。     

控制番茄果实成熟的基因工程

乙烯是植物的一种催熟激素,其合成前体是蛋氨酸(Met),它通过三步反应形成乙烯: 乙烯通过分子克隆与异源系统表达,已鉴定了腺苷甲硫氨酸(AdoMet)合成酶[反应(1)],1-氨基环丙烷-1-羧酸(ACC)合成酶[反应(2)]与ACC氧化酶[反应(3)]的编码基因。该途径的限制步骤是ACC合成酶催化的反应(2)。应用基因工程的方法已将ACC合成酶、Acc     

水稻叶绿体中GAP脱氢酶、FBP酶和醛缩酶的比较研究

光合作用同化二氧化碳的碳素循环(即卡尔文环)所生成的糖磷酯,主要从环中的两个反应步骤向环外转移,这两个酶促反应是由甘油醛-3-磷酸脱氢酶(简称GAP脱氢酶)和果糖-1,6-双磷酸酯酶(简称FBP酶)催化的,即在固定二氧化碳后,由FBP酶、GAP脱氢酶和醛缩酶的作用,将卡尔文环的产物     

NAD(P)H依赖型氧化还原酶不对称还原胺化制备手性胺的研究进展

不对称还原胺化反应是制备医药中间体手性胺结构单元的重要反应。目前已有许多不同种类的酶被应用于合成手性胺,其中NAD(P)H依赖型氧化还原酶催化的还原胺化反应最为引人注目,因为其能够一步将潜手性酮化合物完全转化为光学纯的手性胺化合物。文中以亚胺还原酶、氨基酸脱氢酶、冠瘿碱脱氢酶和还原性酮胺化酶为例,从NAD(P)H依赖型氧化还原酶的结构特征、作用机理、分子改造及催化应用等方面,综述了其在不对称还原胺化合成手性胺领域的研究进展。     

基于多酶级联协调表达策略高效催化合成 (S)-2-羟基丁酸

2-羟基丁酸 (2-hydroxybutyric acid,2-HBA) 是合成生物可降解材料和各种药物的重要中间体,化学法合成的外消旋2-HBA需要去消旋才能获得光学纯对映异构体,应用于工业。文中通过在大肠杆菌Escherichia coli BL21(DE3) 中共表达苏氨酸脱氨酶 (Threonine deaminase,TD)、l-乳酸脱氢酶 (l-lactate dehydrogenase,LDH)和甲酸脱氢酶 (Formate dehydrogenase,FDH),构建 (S)-2-HBA的合成途径及其辅因子NADH的循环系统,实现了基于三酶级联反应催化底物l-苏氨酸合成 (S)-2-HBA。为了解决多酶级联催化反应中中间产物2-酮丁酸的生成速率和消耗率不匹配的问题,文中通过启动子工程策略来调控TD和FDH的表达水平,获得了多酶催化速率平衡的重组大肠杆菌P21285FDH-T7V7827。在5 L发酵罐水平,全细胞催化反应16 h,(S)-2-HBA的最高产量为143 g/L,摩尔转化率为97%,为迄今报道的最高产量的1.83倍,使其具有较强的工业化应用潜力。此外,结果表明,在单细胞中构建可调节的多酶协调表达系统对生物催化制备羟基酸类化合物具有重要意义。     

哺乳动物氨基酰-tRNA合成酶的研究

1 氨基酰-tRNA合成酶及哺乳动物细胞中氨基酰 tRNA合成酶的特点 1．1 氨基酰-tRNA合成酶催化的反应氨基酰-tRNA合成酶家族(aaRS)参与生物体中的遗传解码过程。它们催化氨基酸与其对应的 tRNA之间的酯化反应,生成氨基酰-tRNA参与蛋白质的生物合成,它反应的专一性确保了蛋白质生物合成的精确性。氨基酸与其对应的tRNA之间的     

华根霉脂肪酶有机相合成酶活的研究

通过比较7种微生物脂肪酶的有机相合成酶活、水相水解酶活及在正庚烷中催化己酸乙酯合成的能力,证明了合成酶活与水解酶活相关性不高,合成酶活比水解酶活更能反映脂肪酶的合成能力。通过比较两株华根霉(Rhizopus chinensis)脂肪酶酶活,发现合成酶活相差较大,表明相同种属微生物的脂肪酶合成酶活存在不同。对．Rhizopus chinensis-2液态发酵产脂肪酶进程研究发现,水解酶活高峰先于合成酶活高峰大约12h。将不同培养时间的Rhizopus chinensis-2全细胞脂肪酶用于催化己酸乙酯合成,具有高合成酶活的全细胞脂肪酶催化己酸乙酯合成反应较快。因此,全细胞脂肪酶用于催化有机相酯合成反应时,具有高脂肪酶合成酶活的菌体具有较好的催化酯合成能力。     

叶绿体中依赖NAD(P)H的甘油醛-3-磷酸脱氢酶活性的测定

甘油醛-3-磷酸脱氢酶(以下简称GAP脱氢酶)是叶绿体卡尔文环中的一种重要的调节酶,它是卡尔文环中唯一利用由光系统Ⅰ产生的还原能力(NADPH),催化光合作用的最初产物3-磷酸甘油酸(3-PGA)还原成3-磷酸甘油醛,反应如下:     

丙氨酸脱氢酶研究概况

丙氨酸脱氢酶(alanine dehydrogenase,ALD,EC 1.4.1.1)是一种以烟酰胺腺嘌呤(NAD)为辅酶的氨基酸脱氢酶.丙氨酸脱氢酶可逆催化丙氨酸氧化脱氨生成丙酮酸、氨及NADH.丙氨酸脱氢酶也是调节氨基酸代谢和糖代谢的重要酶类,其催化反应的产物丙酮酸广泛应用于医药、农药和食品等领域,具有良好的发展前景.主要介绍丙氨酸脱氢酶的纯化及活力检测、酶空间结构(底物结合住点),以及催化反应机理等方面的研究.     

乳酸脱氢酶(LDH）同工酶在小白鼠胚胎发育过程中的变化

同工酶是一组能催化同一种生化反应但分 子组成不同的酶。乳酸脱氢酶(lactate dehydrogenase, 简称LDH）是参与糖酵解的酶。Market 等曾提纯组织LDH,并进行淀粉凝胶电泳 的分析,确定LDH有5类同工酶,从阳极到 阴极显示出LDH LDH LDH3, LDH,及 LDH,的5条区带,并指出LDH 同工酶电泳 图在不同组织和不同的发育阶段是不同的。     

糖苷合成酶——— 一类新型的寡糖高效合成工具

寡糖是哺乳动物细胞表面糖蛋白和糖脂以及微生物来源的生理活性物质的要素之一,其应用于医药的巨大潜能至今还没有得到充分体现,主要原因是合成足够于临床使用的寡糖非常困难.传统的化学法和酶法在大规模合成寡糖方面都有一定局限性.近年来,分子生物学技术大大推动了糖苷酶合成寡糖的研究,将糖苷酶催化中心亲核体氨基酸定点突变为非亲核体氨基酸,导致酶的原有水解活性丧失,只催化糖苷键合成反应,寡糖产量最高可达99%,人工产生了一类新酶——糖苷合成酶(glycosynthases),随后又产生了硫代糖苷酶(thioglycoligases)和硫代糖苷合成酶(thioglycosynthases).糖苷合成酶的高通量筛选可用双质粒系统和酵母三杂交系统进行,其活性的进一步改进可通过亲核体氨基酸位点不同氨基酸取代、其他位点氨基酸突变、反应条件优化等方法进行,其区域选择性的改变或增强可通过改变糖基受体分子达到.糖苷合成酶作为一种新型高效的生物催化剂,对寡糖的工业化合成有着重要意义,它的出现对糖生物学的发展必将起到巨大的推动作用.     

拟南芥肌醇半乳糖苷合成酶与棉子糖合成酶的体外催化活性比较

[目的]基因克隆及原核表达纯化后比较拟南芥的2个肌醇半乳糖苷合成酶及2个棉子糖合成酶的体外催化活性,为微生物法或酶法合成棉子糖尊定基础。[方法]RT-PCR克隆拟南芥的肌醇半乳糖苷合成酶(GolS1及GolS3)与棉子糖合成酶(RafS1及RafS5)的基因,分别构建原核表达菌株,诱导表达纯化获得酶,电泳检测及蛋白定量后进行体外酶催化反应,HPLC分析产物。[结果]克隆到GolS1与GolS3及RafS1与RafS5的基因,原核表纯化获得纯酶,以反应体系中目标产物生成速率衡量,GolS1与GolS3催化速率分别为0.51和0.28mmol/(mg·min),RafS1与RafS5的催化速率分别为0.45和0.21mmol/(mg·min)。[结论]拟南芥的肌醇半乳糖苷合成酶(GolS1及GolS3)与棉子糖合成酶(RafS1及RafS5)基因经异源表达后具有良好酶活,其中GolS1酶活是GolS3的1.82倍,RafS1酶活是RafS5的2.14倍。     

三萜皂苷的生物合成

异戊烯二磷酸在香叶二磷酸合成酶、法呢二磷酸合成酶、鲨烯合成酶和鲨烯环氧酶催化下合成2,3-氧化鲨烯,再经氧化鲨烯环化酶催化形成各种三萜类,三萜类经细胞色素P450、糖基转移酶和β-糖苷酶的修饰,形成各种类型的三萜皂苷。     

兔发育过程中乳酸脱氢酶—A、B基因位点的活性

乳酸脱氢酶(lactate dehydrogenase,简称LDH;EC 1,1,1,27,L-乳酸:NAD~+ 氧化还原酶)是糖酵解途径中的一种重要的酶。Meyerhof(1919)首先发现此酶,Neidlands(1952)证明了它的不均一性,为后来的同工酶研究开创了     

固定化多核苷酸磷酸化酶的研究III．酶与多核苷酸复合物的形成

固定化多核苷酸磷酸化酶(简称PNP酶)在催化聚合反应过程中与合成的多核苷酸相联,形成酶多核苷酸复合物。反应产物分析表明：反应液中除了残留未经反应的底物以及大分子聚合物外,未检查出中间寡聚物。以上结果提示,固定化PNp酶催化聚合反应机制为连续反应。     

高等植物醇脱氢酶及其基因家族研究进展

醇脱氢酶属于高等植物中普遍存在的一个锌结合脱氢/还原蛋白超家族,根据作用底物不同,将高等植物中的醇脱氢酶分为3个家族:乙醇脱氢酶(alcohol dehydrogenase,ADH)、肉桂醇脱氢酶(cinnamyl alcohol dehydrogenase,CAD)、甲醛脱氢酶(formaldehyde dehydrogenase,FDH)。3个家族均不同程度地响应植物逆境胁迫,不仅受低氧胁迫等逆境的诱导,也受ABA等激素的调控。CAD催化木质素合成,参与构建植物防御体系。ADH在植物香气物质合成中发挥作用,受乙烯等激素调控,选择性地进行短的直链醇和醛之间的相互转化,催化香气物质前体的合成。本文综述了醇脱氢酶家族在高等植物中对逆境的响应、木质素和香气物质合成方面的研究概况,以期为醇脱氢酶的深入研究提供参考。     

亮氨酸脱氢酶C端Loop区域的理性设计及多酶级联高效合成l-2-氨基丁酸

亮氨酸脱氢酶 (Leucine dehydrogenase,LDH) 是制备l-2-氨基丁酸的关键限速酶,针对该酶的Loop区域进行改造以提高关键酶的酶活及稳定性从而高效合成l-2-氨基丁酸。通过亮氨酸脱氢酶的分子动力学模拟分析均方根涨落 (Root mean square fluctuation,RMSF) 值,对其波动非常明显的Loop区域合理设计以得到比酶活提高的截短突变体EsLDHD2,其比酶活为野生型的123.2%;此外,由于l-2-氨基丁酸制备过程中苏氨酸脱氨酶催化l-苏氨酸制备2-酮丁酸的速率过快导致多酶催化不平衡,因此双拷贝亮氨酸脱氢酶及甲酸脱氢酶以平衡多酶催化速率,构建多酶级联催化的单细胞E. coli BL21/pACYCDuet-RM,其摩尔转化率相较于E. coli BL21/pACYCDuet-RO提高74.6%;对菌株E. coli BL21/pACYCDuet-RM的全细胞转化条件进行优化,其最适pH、温度、底物浓度分别为7.5、35 ℃和80 g/L,此时摩尔转化率大于99%;在1 L转化体系和最适转化条件下分批加入l-苏氨酸80 g和40 g,l-2-氨基丁酸的产量达97.2 g。总之,该策略为l-2-氨基丁酸的制备提供了绿色、高效的合成方法,具有工业化制备药物前体的巨大潜力。