微生物糖苷酶的新型突变酶——硫代糖苷酶的产生及应用

微生物糖苷酶的酸碱功能氨基酸突变酶能催化硫代糖苷的合成,这类酶被称为硫代糖苷酶。目前发展的硫代糖苷酶有β-硫代葡糖苷酶、β-硫代甘露糖苷酶、β-硫代半乳糖苷酶、α-硫代木糖苷酶和α-硫代葡糖苷酶,来源于细菌和古细菌,能合成多种硫代糖苷。最近,硫代糖苷酶被应用于糖蛋白的糖基化修饰,首次人工合成硫代糖蛋白。微生物糖苷酶合成功能的新延伸,对糖生物学、生物技术和制药业的发展将有着重要意义。     

微生物糖苷酶的新型突变酶——硫代糖苷酶的产生及应用

微生物糖苷酶的酸碱功能氨基酸突变酶能催化硫代糖苷的合成,这类酶被称为硫代糖苷酶。目前发展的硫代糖苷酶有β-硫代葡糖苷酶、β-硫代甘露糖苷酶、β-硫代半乳糖苷酶、α-硫代木糖苷酶和α-硫代葡糖苷酶,来源于细菌和古细菌,能合成多种硫代糖苷。最近,硫代糖苷酶被应用于糖蛋白的糖基化修饰,首次人工合成硫代糖蛋白。微生物糖苷酶合成功能的新延伸,对糖生物学、生物技术和制药业的发展将有着重要意义。     

胸苷酸合成酶表达调控的分子机制

胸苷酸合成酶(thymidylate synthase,TS)是生物体内催化胸苷酸合成所必需的酶．多年来一直作为肿瘤化疗的重要靶酶。对TS基因调控机制的研究表明：基因扩增、转录、翻译和翻译后过程都参与了TS表达的调控。先前的研究表明：TS可与自身的mRNA结合形成TS-mRNA复合物,使mRNA翻译受阻,5-氟尿嘧啶(5-fluorouracil,5-FU)等抗代谢药物可与TS蛋白结合,结合后的复合物不能与TS mRNA作用,导致体内TS的表达升高,是肿瘤细胞产生抗药性的重要分子机制之一。现对TS基因表达调控研究进展、翻译调控与抗药性产生的分子机制进行综述。     

合酶与合成酶

合酶与合成酶是生化教学中经常提到的,同时也是比较容易混淆的两个概念。例如,对于三羧酸循环中催化乙酰ＣｏＡ与草酰乙酸反应生成柠檬酸的酶,国内教科书就出现了命名的混乱,有的书称为柠檬酸合酶,更多的书称为柠檬酸合成酶。此外,不少教科书把脂肪酸合酶、ＨＭＧＣｏＡ合酶、ＡＬＡ合酶及前列腺内过氧化物合酶误译成脂肪酸合成酶、ＨＭＧＣｏＡ合成酶、ＡＬＡ合成酶及前列腺内过氧化物合成酶等。可见,合酶与合成酶误用存在一定的普遍性。这种状况不仅使青年教师茫然,更使学生无所适从,实在有必要澄清。出现这种错误的可能原因一是名词的错…     

关键基因的修饰对枯草芽孢杆菌尿苷合成的影响

【目的】探究磷酸核糖焦磷酸(PRPP)合成酶(prs)和氨甲酰磷酸合成酶(pyr AA/pyr AB)的点突变,以及异源5′-核苷酸酶(sdt1)的过表达,对枯草芽孢杆菌尿苷生物合成的影响。【方法】依据推断的变构位点,分别在prs基因和pyr AB基因编码序列中引入点突变;将点突变的prs基因在染色体xyl R位点整合表达,pyr AB基因则在染色体原位被修饰;sdt1基因在染色体sac B位点整合过表达。通过对重组菌摇瓶发酵液中尿苷、胞苷和尿嘧啶的分析,表征相关基因修饰对尿苷合成的影响。【结果】在PRPP合成酶中引入Asn120Ser、Leu135Ile和Glu52Gly或Val312Ala点突变,分别导致尿苷积累量提高67%和96%。进一步在氨甲酰磷酸合成酶中引入Ser948Phe、Thr977Ala和Lys993Ile点突变,导致尿苷积累量又增加了182%,达到6.97 g/L。在此基础上,过表达异源5′-核苷酸酶,导致尿苷产量增加17%,达到8.16 g/L。【结论】PRPP合成酶和氨甲酰磷酸合成酶的酶活或反馈抑制调节机制,是限制尿苷过量合成的重要因素。PRPP合成酶的Asn120Ser和Leu135Ile点突变,以及氨甲酰磷酸合成酶的Ser948Phe、Thr977Ala和Lys993Ile点突变,能够显著促进尿苷合成。PRPP合成酶附加的Glu52Gly或Val312Ala点突变,有利于尿苷合成。异源的嘧啶专一性5′-核苷酸酶的引入,也对尿苷的合成有明显的促进作用。     

dUTP焦磷酸酶研究进展

dUTPase通过催化水解dUTP,降低尿嘧啶在DNA中的错误掺入,调节dUTP／dTTP的正常比例,保证了DNA复制的正确性和顺利进行。绝大多数dUTPase结构相似,活性中心由不同的亚基共同参与。dUTPase的活性已确定存在于真核及原核的多种组织中,其在细胞内的表达依赖细胞周期或细胞发育的调控。许多病毒也编码dUTPase,且与病毒的感染力有关。研究显示该酶的表达对由胸苷酸合成酶（TS）抑制剂产生的细胞毒性具有关键的拮抗作用,为dUTPase拮抗剂在癌症化疗和逆转录病毒治疗中的开发应用奠定了理论基础。     

斑马鱼胸苷酸合成酶与自身mRNA的相互作用

斑马鱼(zebrafish,Danio rerio)是生物学领域中公认的研究脊椎类生物的模式生物.胸苷酸合成酶(thymidylate synthase,TS)是DNA从头合成的限速酶,多年来一直作为肿瘤化疗的重要靶酶.前期的研究表明,人和大肠杆菌中TS能与自身的mRNA结合,在翻译水平上具有反馈抑制自调控现象.斑马鱼作为药物模型的研究已成为热点研究领域,为了探讨斑马鱼的胸苷酸合成酶的调控规律,以及与人TS的相关性,利用原核表达,纯化获得高均一性斑马鱼TS蛋白,采用凝胶迁移研究了TS和其mRNA的体外结合,采用免疫共沉淀:RT-PCR技术研究了它们在体内的相互作用,实验结果表明,斑马鱼的TS在体内外均与自身的mRNA存在特异性的相互作用.研究说明,斑马鱼和人的TS具有高度生物学过程相关性,为构建斑马鱼抗肿瘤药理模型提供了理论基础.     

小麦蓝矮病植原体胸苷酸激酶基因(tmk)的分离、原核表达及酶活性分析

[目的]克隆、表达小麦蓝矮病(WBD)植原体胸苷酸激酶基因(tmk),并分析酶活性,进一步研究胸苷酸激酶在植原体感染宿主及繁殖过程中的功能和作用机理,更好地防治植原体病害.[方法]PCR方法扩增tmk基因并进行序列分析,连接pET30a( )表达载体后原核表达,经Ni-NTA柱层析纯化后进行酶催化活性分析.[结果]首次从小麦蓝矮病(WBD)植原体基因组中分离出胸苷酸激酶基因(tmk),该基因包含tmk-1和tmk-2两种,大小分别为630 bp和624 bp,其编码的氨基酸序列均包含3个与结合NTP/NMP相关的保守功能区.表达的融合蛋白TMK-1活性极低,酶活仅16.4 U/mg,而 TMK-2酶活高达112.41 U/mg,且其最适催化条件为32℃、pH 7.3、1.5 mmol/L Mg2 和 1 mmol/L ATP.[结论]分析了胸苷酸激酶活性中心的一级结构序列及其催化活性随条件变化而改变的性质,为深入研究小麦蓝矮病植原体胸苷酸激酶在侵染寄主及其在宿主体内增殖的转录性质奠定基础.     

茉莉酸甲酯对烟草幼苗抗病毒的影响

用茉莉酸甲酯处理4叶期烟草(Nicotiana tabacum L.)幼苗后接种烟草花叶病毒,考察发病情况和病情指数,并测定一些与抗病相关的酶活性。结果表明,茉莉酸甲酯处理后接种病毒明显降低巴两烟草的病情指数,提高几丁内切酶、β1,3-葡聚糖苷酶、SOD、脂氧酶的活件。其中仅SOD活性与抗病毒有较密切的关系。茉莉酸甲酯可能是诱导巴西烟草抗花叶病毒的信号物质。     

人血清中膦酸单酯酶性质的研究

本文采用4-甲基伞形酮苯基磷酸酯为底物检测人血清中酶活性情况,发现在人血清中存在一种能够选择性水解苯基膦酸单酯键的酶活性成份。该酶具有最适pH8.8—9.1,在60℃(反应30分钟)条件下具有最大活性。Km=1.72×10~(-4)mol/L,Na_3PO_4、EDTA和半胱氨酸可抑制其活性,而CuSO_4、腺苷、胸苷、NaN_3、E600、PCMB、DFP和毒扁豆碱等对其活性没有影响。Mg~(++)可激活酶活性,并能解除EDTA的抑制作用。 此酶不能水解5′-NPDase和APase的底物,有关性质也与5′-NPDase和APasc有区别。本文将此酶暂定名为“膦酸单酯酶”。     

DNA甲基化转移酶抑制剂与胸苷酸合成酶抑制剂体外联合用药的抗肿瘤增效作用

通过在体外分别对DNA甲基化转移酶（DNA methyhransferase,DNMT）抑制剂5-氮杂胞苷（5-azacytidine,5-aza—C）和新型胸苷酸合成酶抑制剂盐酸洛拉曲克（nolatrexed dihydrochloride．Nolatrexed）联合用药于人大肠癌细胞LoVo和人肝癌细胞Hep3B的相互作用性质的观察,探讨DNMT抑制剂和胸苷酸合成酶抑制剂联合用药的可能性．使用MTT法测定二者单独用药或联合用药的抗肿瘤活性,用抑制浓度的分数之和（sum of fractional inhibitory concentration,SFIC）值及等效剂量分析方法（isobologram）评价联合用药的作用性质．结果显示,联合用药时其SFIC值均小于或等于1,由此得到的等效剂量曲线图形表现为凹形．可见,5-aza—C和Nolatrexed体外联合用药抗肿瘤相互作用性质为明显的增效作用,DNMT抑制剂和胸苷酸合成酶抑制剂联合用药达到抗肿瘤增效作用是可行的．     

海藻糖合成酶活性受固定化处理过程影响的研究*

在麦芽糖苷基海藻糖合成酶(MTSase)和麦芽糖苷基海藻糖水解酶(MTHase)双酶的作用下,淀粉可转化为海藻糖,但是其转化率较低。中采用多种固定化载体进行酶固定化研究,发现通过经戊二醛与壳聚糖交联后的载体与酶液作用,可吸附与海藻糖合成无关的杂酶和杂质,从而提高海藻糖合成酶的活性。通过比较固定化过程中与反应条件中多个因素的影响,得到了如下最佳作用条件：将酶液与经3％戊二醛交联18h后的滤纸作用18h,再与10％的淀粉溶液反应9h,与未经固定化作用比较,海藻糖的产率提高10倍,达到27．22g／L转化率从5．33％提升到54．43％。     

微生物低聚果糖合成酶及其应用研究述评

综述了微生物低聚果糖合成酶来源,基因结构,酶学性质,反应机理,产酶发酵和低聚果糖合成机理等方面的研究进展。     

海藻糖微生物酶法合成机制的研究

来源于嗜酸热古菌芝田硫化叶菌(Sulfolobus shibatae)B12的麦芽寡糖基海藻糖合酶(MTSase)和麦芽寡糖基海藻糖海藻糖水解酶(MTHase)基因在大肠杆菌中获得表达。将获得纯化的两个酶,分别以麦芽寡糖和淀粉为转化底物,在pH5.5,60℃条件下合成海藻糖。从反应产物分析结果可知,两个酶合成海藻糖时能利用的最小底物是麦芽四糖,海藻糖产率与麦芽寡糖链长正相关。同时还发现两个酶都具有轻微的α-1,4-葡萄糖苷酶活性,能在麦芽寡糖还原末端水解α-1,4糖苷键,生成葡萄糖分子,其反应最小底物分别是麦芽三糖和四糖。推测海藻糖合成酶可能有两个不同的催化活性中心。     

一种来源于青霉的新的α-半乳糖苷酶的分离纯化及其酶学性质

从丝状真菌中筛选到一株产α-半乳糖苷酶的菌株F63,对该菌株进行了形态观察和18SrDNA序列分析,该菌株属于青霉属。采用硫酸铵沉淀、阴离子交换层析和分子筛层析等方法分离纯化了该菌株的一种α-半乳糖苷酶。经过聚丙烯酰胺凝胶电泳,此酶蛋白的分子量约为82kDa。该α-半乳糖苷酶反应的最适pH为5.0,最适温度为45℃。此α-半乳糖苷酶的热稳定性在40℃以下,pH稳定性为pH5.0-6.0。与已报道的α-半乳糖苷酶的活性都受到Ag 的强烈抑制不同的是,该α-半乳糖苷酶受Ag 的抑制作用不显著。以pNPG为底物的Km值为1.4mmol/L和Vmax=1.556mmol/L.min-1.mg-1。该酶可以有效降解蜜二糖、棉子糖和水苏糖,但不能降解末端含α-半乳糖苷键的多糖。通过利用质谱技术对纯化的α-半乳糖苷酶进行鉴定以及内肽的N端测序证明该蛋白为一种新的α-半乳糖苷酶。     

乙内酰脲酶及其在氨基酸手性合成中的应用

乙内酰脲水解酶、氨甲酰化酶和乙内酰脲消旋酶构成的酶系能够以5-取代乙内酰脲类化合物为原料合成天然和非天然D-或L-氨基酸,用于各种手性氧基酸的生产。近来的研究重点在分离新酶或提高原酶的活性,包括定向突变、三维结构解析与结构功能关系研究、酶固定化、蛋白融合和构建完整细胞生物催化剂等。     

几种酶活抑制剂对红曲霉色素合成的影响

红曲色素是天然安全的色素和防腐剂,根据代谢数据库选择了6种代谢途径关键酶的抑制剂,在基本培养基中考察这些抑制剂对红曲霉生长和合成色素的影响。甲羟戊酸合成途径的抑制剂邻氨基苯甲酸和3,4-二羟苯甲酸对红曲霉生长和色素生物合成都没有影响;莽草酸途径关键酶氨基苯甲酸合成酶的抑制剂三甲胺不抑制红曲霉的生长和色素的合成。在不影响红曲霉生长的浓度范围内,聚酮途径中β-酮酯酰-ACP合成酶的专性抑制剂碘乙酰胺(0.5mmol/L)抑制红曲色素合成程度达64.7%,非专性抑制剂咪唑(1mmol/L)抑制幅度达60%,聚酮途径硫酯酶的抑制剂2,4-二硝基氟苯(0.5mmol/L)强烈抑制红曲霉合成色素的活性,抑制程度达91.5%。相关酶活抑制的试验数据显示红曲霉可能经过聚酮途径合成红曲色素。     

肝癌中CMP-乙酰神经氨酸:GM_3(α2→8)唾液酸转移酶(GD_3合成酶)的研究及纯化的初步报告

本实验室曾报道在所检测的不同种族来源与不同致癌剂所诱发的肝细胞肝癌中均有神经节苷脂GD_3组份的明显增高,本文就这一现象的机制进行了探讨。实验结果表明在人肝癌手术标本、人肝癌细胞株SMMC,3′-甲基奶油黄(3′Me-DAB)和二乙基亚硝胺(DENA)所诱发的大鼠肝癌以及大鼠肝癌株BERH-2中GD_3合成酶的活性均有不程度的增高,同对GD_3前体的合成酶(GM_3合成酶)的活性也有所增高。这就提示肝癌中GD_3增高的原因之一在于GD_3合成酶的活性增高与前体供应充足的结果。另外,本文还对GD_3合成酶的提纯做了初步尝试。主要采用Tritonx-100抽提和CDP-hydrazide Sepharose 4B亲合层析的方法从二乙基亚硝胺诱发的大鼠肝癌中提纯了GD_3合成酶。提纯倍数为12500倍,产率0.4％。提纯的GD_3合成酶在醋酸纤维膜上经等电聚焦电泳鉴定示单一条带,其pI值为5.25左右。关于糖脂唾液酸转移酶的纯化工作目前还未见报道。     

赖氨酸在嗜热自养型甲醇IS株中籍二氨基庚二酸途径的生物合成

<正> 嗜热自养型甲醇菌是一种原细菌具有赖氨酸生物合成之二氨基庚二酸途径中的第一和最后一个酶,即二氢吡啶二羧酸合成酶与二氨基庚二酸脱羧酶,这种菌没有酵母氦酸脱氨酶,即赖氨酸的氨基已二酸生物合成途径的最后一个酶,二氢二吡啶二羧骏合成酶被赖氨酸抑制,但不受其阻遏。我们认为这种细菌是以二氨基庚二酸途径来合成赖氨酸的。     

胸苷酸合成酶mRNA亲和多肽的鉴定及其对翻译过程的抑制作用

胸苷酸合成酶(thymidylate synthase, TS)是催化生物体内胸苷酸合成所必需的酶, 多年来一直作为肿瘤化疗的靶点. 研究表明, TS是一种RNA结合蛋白, 可以与其自身mRNA的2个位点结合, 使mRNA翻译受阻. 本文以mRNA体外展示技术进行了由大容量多肽库(>10¹³)中筛选胸苷酸合成酶mRNA亲和多肽的研究, 对随机库进行了12轮循环的选择及扩增. 结果表明, 与初始库相比, 经选择循环之后, 碱性氨基酸及芳香族的苯丙氨酸含量明显增加, 它们在TS RNA与蛋白质的相互作用中扮演着重要角色. 按其理化特性对每一随机位点的氨基酸进行分类, 并与初始库比较, 发现位点1, 12, 17和18具有明显的带正电荷的特性, 表明碱性侧链参与了与RNA的结合. 二级结构预测表明, 随着筛选的进行, 与TS mRNA 亲和的多肽显示出明显的螺旋倾向, 而且形成螺旋的区域富含碱性氨基酸. 凝胶迁移及体外翻译实验证实, 选择循环之后的多肽能够与TS mRNA高度亲和, 并能抑制TS mRNA的翻译. 本研究表明mRNA体外展示方法得到的亲和多肽可以用作新的TS RNA的翻译抑制剂, 并有可能成为一类新型的抗肿瘤药物.