羊毛硫细菌素bovicin HJ50修饰酶BovM双功能域单独催化活性鉴定

【目的】体外重建羊毛硫细菌素bovicin HJ50修饰酶Bov M双功能域(脱水酶与环化酶功能域)各自的催化活性,为深入了解Bov M催化机制奠定基础。【方法】在大肠杆菌(Escherichia coli)中分别异源表达纯化Bov M含脱水功能域的N端与含环化功能域的C端重组蛋白,构建体外反应体系,分别对其前肽底物Bov A进行修饰,通过产物抑菌活性及MALDI-TOF MS分子量检测来鉴定两者的修饰活性;并通过体内体外两种方法检测双功能域蛋白之间的协同作用。【结果】Bov M的N端脱水功能域及C端环化功能域分别具有脱水与环化活性,但双功能域重组蛋白之间没有协同作用。【结论】Bov M双功能域均可独立行使各自的催化功能,但Bov M的完整结构对其正常的催化活性非常重要。     

来自穿膜肽的新肽的抗菌活性及抑菌机制

[目的]研究基于穿膜肽和抗菌肽构效关系改造获得的新肽P7的抗菌活性及其对大肠杆菌(E.coli)的抑菌机制.[方法]微量稀释法和溶血实验分析P7的抑菌活性及其对正常细胞的细胞毒性;采用膜荧光探针、流式细胞术和扫描电镜分析P7对E.coli膜通透性、膜完整性的影响和细胞超微结构变化;通过激光共聚焦分析P7在E.coli细胞中的定位;凝胶阻滞实验测定P7与E.coli基因组DNA结合能力.[结果]P7比母肽显示更强的抑菌活性,最低抑菌浓度范围为4-32 μmol/L,且在作用浓度范围内具有较弱的溶血活性.P7可以增加E.coli外膜和内膜的通透性,使E.coli细胞膜的完整性和细胞表面结构受损.同时P7可以穿过E.coli细胞膜在细胞质聚集并与基因组DNA结合.[结论]P7通过增加E.coli内外膜通透性,穿过细胞膜与胞内DNA结合发挥抑菌活性.     

鞘糖脂内切糖苷酶的半理性设计

[目的]对鞘糖脂内切糖苷酶EGCaseⅡ进行半理性设计,获得高水解活性突变体。[方法]用半理性设计方法进行突变库设计,利用HPLC对突变库进行筛选,随后对阳性突变体进行动力学及底物谱表征,并利用结构建模对活性提高的分子机制进行解析。[结果]获得了对鞘糖脂GM1、GM3水解活性提高的突变体S63G/D311E、I276L/D311V,活性分别提高为野生型的25.3倍、11.8倍。酶动力学表征显示,S63G/D311E的K_M由0.17 mmol/L降低到0.06 mmol/L,kcat由5.5 min~(-1)增大到50.3 min~(-1)。酶-底物复合物模式结构分析表明,D311E、D311V、I276L这几种突变更有利于酶与底物结合,从而提高酶活性。[结论]通过半理性设计成功获得对GM1和GM3水解活性分别提高25.3倍和11.8倍的EGCaseⅡ突变体。     

单活性结构域T7核酸酶Ⅰ的制备及性质研究

T7核酸酶Ⅰ(T7EⅠ)是一种能特异识别并拆分重组中间体Holliday Junction(HJ)的多功能核酸酶,该酶不仅能特异识别和拆分HJ,而且能随机切刻双链DNA,特异识别并切割双链DNA中的切刻和单碱基错配位点.构建了两种原核表达载体用于表达MBP和His-tag融合的两种T7EⅠ突变体,MBP-T7EⅠ(E20K)和His6-T7EⅠ(E65K).每一种融合蛋白形成的同源二聚体不具有核酸酶活性,通过共表达或两种蛋白质共变性复性、双标签亲和纯化,最终获得具有单个活性结构域的T7EⅠ异源二聚体(T7EⅠ-SAD).以pUC(AT)和pUC19为底物测试T7EⅠ-SAD的HJ拆分活性、随机切刻活性和切刻位点切割活性,结果显示,T7EⅠ-SAD可特异识别并切刻HJ结构,但丧失了同时引入两个切刻位点的能力,其对pUC(AT)的特异切刻活力和对pUC19的随机切刻活力与野生酶相当.逐级变性梯度洗脱实验显示,T7EⅠ-SAD的稳定性与野生型酶接近,二聚体解离需要5.0～6.0mol/L尿素或1.75～2.0mol/L盐酸胍;凝胶阻滞实验表明T7EⅠ-SAD具备与HJ结构特异结合的能力.为具有细胞毒性蛋白的表达提供...     

色氨酸残基在碳-碳水解酶催化中的关键作用

碳-碳水解酶（C-C水解酶）作为α/β水解酶超家族中的一员,负责催化环裂产物C-C键的断裂,该反应是细菌降解芳香族化合物途径中的关键步骤. 为了解水解酶的催化特性,本文对该酶部分氨基酸进行了定点突变,并对突变体的动力学参数,化学修饰剂对突变体活性的影响以及突变体的二级结构进行了测定.各突变体的动力学参数特征为：突变体S110A,H265A和D237A的催化效率为野生型的1/104~1/103;突变体W85A和W219A催化效率分别为野生型的5/18和1/3,而同为色氨酸的突变体,W266A的催化效率只有野生型的1/104. 化学修饰剂对突变体S110A,H265A,D237A和W266A的酶活性几乎没有影响;而对突变体W85A和W219A却有较大的影响,修饰后,其相对活性仅为对照的10%~30%. 突变体的圆二色谱（CD谱）分析表明,与野生型相比,突变体的二级结构没有发生改变. 证明了Ser110,Asp237,His265是2-羟基-6-氧-6-苯基己-2,4-二烯酸水解酶（HOPDA hydrolase, HOPDA水解酶）催化反应所必需的氨基酸,并提出了Trp266在催化反应中也同样起到了非常关键的作用.     

苦荞α-螺旋发夹抗菌肽的分子改造抑制植物真菌活性

本研究对来源于苦荞的α-螺旋发夹抗菌肽FtAMP抗真菌机制与结构之间的关系进行了研究。首先人工合成了FtAMP分子中N-端和C-端的α-螺旋(FtAMP-N和FtAMP-C）,探究两个α-螺旋究竟是哪个螺旋在起抗菌作用。然后以FtAMP为模板,α-螺旋区电荷和两亲性特征为变化要素,利用螺旋轮投影和特定氨基酸残基替换的方法,对其进行初步分子改造,并通过对多肽结构和活性比较,探讨FtAMP结构-功能的关系。研究表明,FtAMP-N和FtAMP-C都显示出良好的抗菌活性。根据螺旋轮投影方法分析螺旋的两亲性特征,并以FtAMP氨基酸序列为模板,分别表达4个FtAMP突变体(FtAMP-E12A、FtAMP-E12A/E9K、FtAMP-E12A/E9A和FtAMP-E12A/E9K/T24E）。圆二色光谱分析显示,4个多肽都可正确折叠成α-螺旋结构,在208 nm和222 nm处有典型的双负峰,表明氨基酸的改变及其表达过程中并未改变多肽的二级结构。抗真菌活性分析显示,与FtAMP相比,4种突变体对植物真菌的抑制作用均有一定增强。特别是FtAMP-E12A/E9K突变体,其抗真菌作用增强约1倍,同时诱导溶血活性并不显著,选择特异性提高近2倍。该研究也进一步表明,α-螺旋发夹抗菌肽发挥抗真菌效应主要与其螺旋结构有关,而与其抑制剂的活性位点没有关系,为该类抗菌肽结构和功能的关系提供了一定的参考。     

马尔堡病毒GP蛋白C肽的抑制活性及作用机理研究

目的:研究马尔堡病毒(MARV)包膜糖蛋白(GP)C肽的抗该病毒进入活性及初步作用机制。方法:选取MARV的GP2蛋白上CHR区域序列(611～637残基),合成该序列多肽(C肽)及突变体,利用pVAX1-MGP与pNL-4.3-Luc-R-E-质粒包装假病毒体系,测定各肽对马尔堡假病毒融合的抑制活性,利用圆二色谱、凝胶色谱分析C肽及其突变体对MARV的N肽的相互作用。结果:C肽对马尔堡假病毒融合抑制的IC_(50)为32.67μmol/L,C肽突变体的IC_(50)为9.61～33.47μmol/L,抑制活性高于C肽或与其相当;C肽与N肽形成双螺旋结构,在C肽的7元螺旋体的b、f、c、g位引入离子相互作用氨基酸可提高多肽本身的α螺旋结构含量,一些突变可提高复合物的α螺旋结构含量,但C肽与N肽混合后形成的复合物含量不高。结论:MARV的GP蛋白C肽与N肽相互作用较弱,C肽的抗病毒活性较弱,但改造后可提高活性。     

Tyr78-loop对鱼腥藻来源苯丙氨酸脱氨酶活性的影响

【背景】MIO(Methylidene-imidazol-5-one)依赖型酶中,催化因子Tyr所在Loop(Tyr78-loop)的灵活性显著影响酶学性质。【目的】探讨Tyr78-loop对鱼腥藻来源苯丙氨酸脱氨酶酶活的影响,以提高其反应活性。【方法】将该酶的Tyr78-loop进行分子改造,筛选出酶活提高的突变体,并对突变体的酶学性质进行研究。【结果】突变体S73N、E95V、E95K和S73N/E95K在37°C、pH 8.5下比活分别比原酶提高了34%、30%、18%和35%。蛋白三维结构模拟推测在突变体S73N、E95V和E95K中,位于α螺旋与Tyr78-loop交界处的Asn73、Val95和Lys95与附近氨基酸的氢键作用力数目减少,一定程度上增加了Tyr78-loop的柔性。【结论】Ser73位和Glu95位氨基酸的突变增加了Tyr78-loop的灵活性,提高了苯丙氨酸脱氨酶的酶活。     

甘肃马先蒿寄生对禾草内生真菌共生体光合特性的影响北大核心CSCD

[目的]甘肃马先蒿与感染内生真菌的禾草(紫花针茅和麦宾草)建立根寄生关系,有关内生真菌对根寄生危害禾草光合作用调控方面的研究较少。[方法]本研究以紫花针茅和麦宾草带菌(E+)、不带菌(E-)植株为研究对象,研究甘肃马先蒿寄生和未寄生处理对紫花针茅和麦宾草E+、E-植株不同生长阶段光合特性影响的动态变化。[结果]甘肃马先蒿寄生显著降低紫花针茅和麦宾草的净光合速率、蒸腾速率和气孔导度,而胞间二氧化碳浓度和水分利用率却显著增加,这与禾草是否感染内生真菌无关。甘肃马先蒿寄生后E+紫花针茅的净光合速率、气孔导度和蒸腾速率高于E-植株,而麦宾草E+植株的净光合速率、气孔导度和蒸腾速率却低于E-植株;同时,根寄生条件下E+紫花针茅的胞间二氧化碳浓度和水分利用率低于E-植株;而E-麦宾草植株的胞间二氧化碳浓度和水分利用率却低于E+植株。[结论]内生真菌侵染影响甘肃马先蒿根寄生危害禾草的光合作用;甘肃马先蒿和内生真菌同时成为禾草营养消耗库时,内生真菌与禾草的共生关系处于一种互惠共生和相互拮抗的动态变化。     

甘肃马先蒿寄生对禾草内生真菌共生体光合特性的影响

[目的]甘肃马先蒿与感染内生真菌的禾草(紫花针茅和麦宾草)建立根寄生关系,有关内生真菌对根寄生危害禾草光合作用调控方面的研究较少。[方法]本研究以紫花针茅和麦宾草带菌(E+)、不带菌(E-)植株为研究对象,研究甘肃马先蒿寄生和未寄生处理对紫花针茅和麦宾草E+、E-植株不同生长阶段光合特性影响的动态变化。[结果]甘肃马先蒿寄生显著降低紫花针茅和麦宾草的净光合速率、蒸腾速率和气孔导度,而胞间二氧化碳浓度和水分利用率却显著增加,这与禾草是否感染内生真菌无关。甘肃马先蒿寄生后E+紫花针茅的净光合速率、气孔导度和蒸腾速率高于E-植株,而麦宾草E+植株的净光合速率、气孔导度和蒸腾速率却低于E-植株;同时,根寄生条件下E+紫花针茅的胞间二氧化碳浓度和水分利用率低于E-植株;而E-麦宾草植株的胞间二氧化碳浓度和水分利用率却低于E+植株。[结论]内生真菌侵染影响甘肃马先蒿根寄生危害禾草的光合作用;甘肃马先蒿和内生真菌同时成为禾草营养消耗库时,内生真菌与禾草的共生关系处于一种互惠共生和相互拮抗的动态变化。     

Investigation of the mechanism of temperature sensitivity of the electroreceptors of ampullae of lorenzini

In experiments on Black Sea skates (Raja clavata), the potential of the receptor epithelium of the ampullae of Lorenzini and spike activity of single nerve fibers connected to them were investigated during electrical and temperature stimulation. Usually the potential within the canal was between 0 and –2 mV, and the input resistance of the ampulla 250–400 k. Heating of the region of the receptor epithelium was accompanied by a negative wave of potential, an increase in input resistance, and inhibition of spike activity. With worsening of the animal's condition the transepithelial potential became positive (up to +10 mV) but the input resistance of the ampulla during stimulation with a positive current was nonlinear in some cases: a regenerative spike of positive polarity appeared in the channel. During heating, the spike response was sometimes reversed in sign. It is suggested that fluctuations of the transepithelial potential and spike responses to temperature stimulation reflect changes in the potential difference on the basal membrane of the receptor cells, which is described by a relationship of the Nernst's or Goldman's equation type.I. P. Pavlov Institute of Physiology, Academy of Sciences of the USSR, Leningrad. I. M. Sechenov, Institute of Evolutionary Physiology and Biochemistry, Academy of Sciences of the USSR, Leningrad. Pacific Institute of Oceanology, Far Eastern Scientific Center, Academy of Sciences of the USSR, Vladivostok. Translated from Neirofiziologiya, Vol. 12, No. 1, pp. 67–74, January–February, 1980.     

Principles of organization and evolution of systems of regulation of functions

Evolution of living organisms is closely connected with evolution of structure of the system of regulations and its mechanisms. The functional ground of regulations is chemical signalization. As early as in unicellular organisms there is a set of signal mechanisms providing their life activity and orientation in space and time. Subsequent evolution of ways of chemical signalization followed the way of development of delivery pathways of chemical signal and development of mechanisms of its regulation. The mechanism of chemical regulation of the signal interaction is discussed by the example of the specialized system of transduction of signal from neuron to neuron, of effect of hormone on the epithelial cell and modulation of this effect. These mechanisms are considered as the most important ways of the fine and precise adaptation of chemical signalization underlying functioning of physiological systems and organs of the living organism