酵母RNA聚合酶II羧基端结构域激酶CTDK-I及其亚基的结构与功能

RNA聚合酶Ⅱ最大亚基Rpb1的羧基端结构域（carboxyl-terminal repeat domain,CTD）是RNA聚合酶Ⅱ发挥转录延伸功能所必需的,对其执行精确的转录调节功能至关重要。酵母细胞周期蛋白依赖性激酶CTDK-I（carboxyl-terminal repeat domain kinase,CTDK-I）由CTK1、CTK2和CTK3组成,作用于RNA聚合酶Ⅱ羧基端结构域,动态磷酸化CTD的七肽重复序列（YSPTSPS）来调控转录和翻译。酵母中的特异性蛋白CTK3与特殊的细胞周期蛋白CTK2结合形成异二聚体,再与CTDK-I的催化亚基CTK1结合以调节其活性。CTK1作为细胞周期蛋白CDK（cyclin dependent kinase,CDK）的同源蛋白,其结构与功能的研究可拓展人们对CDK蛋白家族的认识;CTK2-CTK3复合物对CTK1调控机制的研究也可为细胞周期蛋白抑制剂的研发提供新的思路。本文简述了酵母CTDK-I的功能特点及其亚基的结构与功能以及亚基间的相互作用,并展望了CTDK-I复合物的研究前景。     

氨酰tRNA合成酶作用机制及其应用北大核心CSCD

氨酰tRNA合成酶(aminoacyl-tRNA synthetases,aaRSs)通过催化氨基酸与相应tRNA的氨酰化以保证遗传信息翻译的准确性,在生物体内具有重要作用。近年来,随着对aaRS催化机制理解的不断加深,aaRS的应用逐渐成为研究热点。在细菌中,aaRS活性被抑制后会导致其生命活动发生紊乱,根据aaRS在人体与病原菌内不同的催化特点设计针对病原体的特异性aaRS抑制剂,将有助于开发以aaRS为靶标的新型抗生素。另外,通过突变aaRS可以在蛋白质序列中定点掺入非天然氨基酸,扩展蛋白质工程。本文简述了aaRS的分类、结构与功能的特点,并在此基础上综述了aaRS在研发新型抑制剂,设计改造特殊蛋白质等方面的应用。     

海洋细菌Pseudoalteromonas sp. NJ631中NRPS基因簇及核心模件的发掘

[目的]运用基因组信息发掘技术(Genome Mining)对海洋细菌Pseudoalteromonas sp.NJ631基因组中的非核糖体肽合成酶(Nonribosomal peptides synthetases,NRPSs)基因簇资源及其核心模件进行发掘分析,旨在为Pseudoalteromonas属中非核糖体肽(Nonribosomal peptides,NRPs)的发现提供理论依据和数据支持.[方法]依托第二代测序技术获得的Pseudoalteromonas sp.NJ631基因组序列草图,在分析其次生代谢产物编码基因的基础上,利用NRPS-PKS knowledgebase在线预测软件鉴定潜在的NRPSs基因簇,并对其基因组中的NRPSs核心模件腺苷酰化(Adenylation,A)结构域编码基因信息进行发掘.[结果]在NJ631基因组序列草图中发现3个典型结构组成的NRPSs基因簇,命名为NGC1、NGC2和NGC3,分别位于scaffold6,9和11.进一步的结构域预测分析表明,3个NRPSs基因簇均含有3个ORFs,其中NGC1编码7个NRPSs模块 ;NGC2和NGC3均编码6个NRPSs模块.对A结构域的信息发掘显示NJ631基因组中含有38个A结构域编码基因,特异性选择18种氨基酸底物.[结论]通过运用基因组信息发掘技术对海洋细菌Pseudoalteromonas sp.N J631全基因组信息进行NRPSs基因簇及核心模件A结构域的发掘分析,结果提示,通常只在放线菌或真菌中发现的NRPSs基因资源也在Pseudoalteromonas属中大量存在.研究结果也为今后Pseudoalteromonas属中非核糖体肽(Nonribosomal peptides,NRPs)的发现提供理论依据.     

酵母RNA聚合酶Ⅱ羧基端结构域激酶CTDK-Ⅰ及其亚基的结构与功能

RNA聚合酶Ⅱ最大亚基Rpb1的羧基端结构域(carboxyl-terminal repeat domain,CTD)是RNA聚合酶Ⅱ发挥转录延伸功能所必需的,对其执行精确的转录调节功能至关重要。酵母细胞周期蛋白依赖性激酶CTDK-Ⅰ (carboxyl-terminal repeat domain kinase,CTDK-Ⅰ)由CTK1、CTK2和CTK3组成,作用于RNA聚合酶Ⅱ羧基端结构域,动态磷酸化CTD的七肽重复序列(YSPTSPS)来调控转录和翻译。酵母中的特异性蛋白CTK3与特殊的细胞周期蛋白CTK2结合形成异二聚体,再与CTDK-Ⅰ的催化亚基CTK1结合以调节其活性。CTK1作为细胞周期蛋白CDK (cyclin dependent kinase,CDK)的同源蛋白,其结构与功能的研究可拓展人们对CDK蛋白家族的认识;CTK2-CTK3复合物对CTK1调控机制的研究也可为细胞周期蛋白抑制剂的研发提供新的思路。本文简述了酵母CTDK-Ⅰ的功能特点及其亚基的结构与功能以及亚基间的相互作用,并展望了CTDK-Ⅰ复合物的研究前景。     

微囊藻毒素衍生物的化学酶法合成及活性评价

微囊藻毒素是一类环七肽蓝藻环肽化合物,目前自然界已发现70多种,其中microcystins-LR型因其独特的化学结构特征以及特异的磷酸酶结合模式,越来越受到药物化学家的关注. 但因其天然结构中含有2个稀有氨基酸（Adda和Mdha）, 这使其化学全合成的难度增加,同时使其具有极高肝脏代谢毒性,严重影响了microcystin-LR作为新型的磷酸酶抑制剂的开发前景. 本文以蛋白磷酸酶PP2A特异性抑制活性的micorcystin-LR为模板化合物,通过构效分析和GOLD 5.0分子对接结果,用L-Phe和L-炔丙基甘氨酸分别替代Adda和Mdha,设计出1个结合模式与模板较为一致的micorcystin类似物,并利用铜绿微囊藻（Microcystis aeruginosa）NRPS/PKS生物合成基因簇中TE结构域,在体外成功催化合成. 该microcystin类似物的体外蛋白磷酸酶抑制实验显示有一定的抑制效果,虽与microcystin-LR本身还存在一定差距,但该microcystin类似物由于将引起肝脏毒性的主要残基Adda进行了取代,因此可以预见本研究最终合成的microcystin衍生物其对磷酸酶抑制活性降低同时,也将相应的降低对肝脏的毒性. 这为开发新的低毒的磷酸酶抑制剂提供了一个新的选择对象, 也为今后micorcystin衍生物的合成提供了一个新的合成思路.     

氨酰tRNA合成酶作用机制及其应用

氨酰tRNA合成酶（aminoacyl tRNA synthetases, aaRSs）通过催化氨基酸与相应tRNA的氨酰化以保证遗传信息翻译的准确性,在生物体内具有重要作用。近年来,随着对aaRS催化机制理解的不断加深,aaRS的应用逐渐成为研究热点。在细菌中,aaRS活性被抑制后会导致其生命活动发生紊乱,根据aaRS在人体与病原菌内不同的催化特点设计针对病原体的特异性aaRS抑制剂,将有助于开发以aaRS为靶标的新型抗生素。另外,通过突变aaRS可以在蛋白质序列中定点掺入非天然氨基酸,扩展蛋白质工程。本文简述了aaRS的分类、结构与功能的特点,并在此基础上综述了aaRS在研发新型抑制剂,设计改造特殊蛋白质等方面的应用。     

微小卡罗藻(Karlodinium micrum)共附生微生物抗菌与细胞毒活性

【目的】本文对微小卡罗藻共附生微生物进行分离并对其抗菌和细胞毒活性进行初步研究,以期望获得既具有抗菌又具有细胞毒的高活性菌株,为从共附生微生物的角度去研究微小卡罗藻毒素的合成途径以及真正来源提供研究材料。【方法】利用琼脂扩散法和MTT法对细菌培养液的乙酸乙酯提取物进行抗菌和细胞毒活性筛选,并对具有细胞毒活性的细菌菌株进行了16S rRNA系统发生学分析。【结果】在分离到的38株海洋细菌中,25株细菌具有抗菌活性,5株细菌(W-14-2、W-2-2、W-12、E-8-2和W-4)具有细胞毒活性。对这5株具有细胞毒活性的细菌菌株进行16S rRNA系统发生学分析显示它们分别与Alteromonas alvinellae、Stappia aggregata、Pelagibaca bermudensis、Marinobacter kribbensis和Maribacter dokdonensis的16S rRNA基因序列具有较高的相似性。【结论】在分离到的微小卡罗藻共附生微生物中含有较为丰富的活性菌株,且获得5株具有抗菌活性又具有细胞毒的高活性菌株。     

整合蛋白与抑制剂设计

整合蛋白是一类重要的细胞表面黏附分子,由α和β亚基以非共价键结合而形成的异二聚体糖蛋白,对免疫反应、免疫细胞的组织定位、凝血、组织愈伤、癌细胞转移和新血管生成以及骨重塑等都至关重要。整合蛋白的功能依赖于对其配体结合的亲和性,以及所介导的下游信号通路。目前,对整合蛋白构象调节及亲和力调控机制已有深入了解。人类24种整合蛋白中,已有3种整合蛋白作为临床治疗靶点。这些药物以单克隆抗体、多肽和小分子化合物为主,均针对配体识别序列而设计。该类抑制剂往往具有部分激活的作用,直接导致药物的副反应和毒性。为了改善第一代整合蛋白药物的不足,目前基于晶体结构研究、虚拟筛选、高通量筛选以及基于结构设计的新型整合蛋白抑制剂,已经有许多进入临床试验。本文综述了一系列晶体结构中蛋白质与抑制剂的相互作用,以及借助晶体结构获得纯抑制剂为目的的实例,这些策略将会对开发新型有效的整合蛋白抑制剂提供很好的参考。