名刊封面

《科学》(2005.1.14) 抗肺结核新药一组三磷酸腺苷酶(ATP)正穿过一个细菌细胞膜的图案构成了本期《科学》杂志的封面。在导致肺结核的细菌细胞内部, 一种大有前途的二芳基喹啉新型药物能够与这种横跨膜的酶的一部分发生反应,从而通过阻碍为肺结核菌提供能量的三磷酸腺苷酶的合成来杀死这种细菌。生物试验表明,这种药能长期存留在体内,意味着可以减少剂量的服用次数,新药一个月获得     

成功地分离出酶

高纯度的细胞色素B酶和腺苷三磷酸已被东京大学的研究组成功地分离出来。细胞色素能帮助大肠杆菌中的细菌呼吸,用微酸的表面活性剂可用来回收细胞色素,而一般的中性表面活性剂会破坏细胞色素的活性成份,通过离心分离可使之纯化。     

超声造影剂协同下的高强度聚焦超声对包虫原头蚴酶活性的影响

为探索高强度聚焦超声结合适宜比例的微泡造影剂对离体细粒棘球绦虫原头蚴酶活性的影响,实验分离包虫原头蚴,在原头蚴悬液中加入比例为1:80的微泡造影剂(含氟脂质体微泡),以声功率为50W的高强度聚焦超声波辐照30s,辐照后悬液涂片作酶组织化学染色,检测原头蚴三磷酸腺苷酶、葡萄糖-6-磷酸酶和琥珀酸脱氢酶的活性。结果显示,超声剂量相同时,微泡造影剂组的原头蚴三磷酸腺苷酶和琥珀酸脱氢酶活性明显低于单纯超声辐照组(P<0.05);葡萄糖-6-磷酸酶活性有一定降低;阴性对照组无酶反应物产生。高强度聚焦超声结合微泡造影剂能增强对离体原头蚴三磷酸腺苷酶和琥珀酸脱氢酶活性的抑制作用。     

棉铃虫中肠几种酶的组织化学研究

采用酶组织化学方法研究了棉铃虫中肠三磷酸腺苷酶、酸性磷酸酶和碱性磷酸酶的分布和活性。结果显示三种酶在棉铃虫中肠均有分布,但分布部位各不相同,其中,三磷酸腺苷酶在肠壁分泌细胞、肠壁细胞、环肌和纵肌均有分布,以肠壁分泌细胞活性较高;碱性磷酸酶主要分布于肠壁分泌细胞,在肠壁分泌细胞做绒毛处活性最高;酸性磷酸酶分布于肠壁细胞、环肌和纵肌,在肠壁细胞底膜处活性最高。这些酶可以作为棉铃虫中肠不同条件下的生理指标。     

云杉针叶三磷酸腺苷酶活性的超微细胞化学定位

用磷酸铅沉淀技术研究了云杉幼龄针叶及成龄树针叶细胞的三磷酸腺苷酶(ATPase)活性定位。从形态结构上可以看到,种子萌发的幼龄针叶细胞的细胞壁较薄, ATP酶活性反应产物磷酸铅颗粒主要分布于细胞质和细胞质膜上。成龄针叶细胞壁较厚,内质网等细胞器发达,ATP酶主要在细胞壁有较高的活性反应。两者细胞的液泡及细胞核中也有少量定位。幼龄针叶ATP酶活性较成龄针叶的活性较弱, 这种活性变化与不同发育时期叶的生理功能有关。     

PAG-OA衍生物Ⅰ5对酿酒酵母转化合成ATP的影响

一种新型促渗透剂PAG-OA(聚氧烯油酸二醇)I 5,甲苯、气流干燥及吐温100等,对酿酒酵母进行细胞渗透性增强处理,考察了酿酒酵母的促渗透性对三磷酸腺苷生产的影响.结果表明,与其他促渗透方式相比,I 5对酿酒酵母三磷酸腺苷的产量有很大的提高.加入0.022 mol/L腺苷,三磷酸腺苷得率为0.038 mol/L,转化率98%;三磷酸腺苷合成时间缩短为1.5 h.经促渗透化处理的酿酒酵母细胞能很好的释放胞内代谢的极性物质;其三磷酸腺苷生产活性大幅度提高.     

胞外三磷酸腺苷对铅胁迫下植物细胞损伤和过氧化氢及其清除酶水平的调节

细胞外三磷酸腺苷（extracellular adenosine-5'-triphosphate）是植物细胞的重要信号分子。以烟草悬浮细胞BY-2（Nicotiana tabacum L.cv.Bright Yellow-2）为材料,探讨了胞外三磷酸腺苷对铅胁迫下细胞损伤、H₂O₂（过氧化氢）含量及H₂O₂清除酶活性的影响。结果显示,随着Pb（NO₃）₂浓度的不断提高（30~400 μmol·L^-1）,细胞外三磷酸腺苷含量呈现出逐渐下降的趋势,但胞内三磷酸腺苷含量及细胞的受损伤程度逐渐增大;同时,H₂O₂含量和过氧化氢酶的活性均有所上升,并在200 μmol·L^-1 Pb（NO₃）₂处理下达到最大值,而过氧化物酶的活性则不断降低。较之Pb（NO₃）₂胁迫下的细胞,对Pb（NO₃）₂胁迫的细胞加入外源三磷酸腺苷使得细胞受损伤程度显著降低,H₂O₂含量减少,过氧化氢酶活性减弱,而过氧化物酶活性增强。实验结果表明,Pb（NO₃）₂胁迫诱导的植物细胞损伤和H₂O₂及其清除酶水平的变化能受到细胞外三磷酸腺苷水平的调节。     

PAG-OA衍生物I5对酿酒酵母转化合成ATP的影响

一种新型促渗透剂PAG-OA（聚氧烯油酸二醇）I5,甲苯、气流干燥及吐温100等,对酿酒酵母进行细胞渗透性增强处理,考察了酿酒酵母的促渗透性对三磷酸腺苷生产的影响。结果表明,与其他促渗透方式相比,I5对酿酒酵母三磷酸腺苷的产量有很大的提高。加入0．022mol／L腺苷,三磷酸腺苷得率为0．038mol／L,转化率98％;三磷酸腺苷合成时间缩短为1．5h。经促渗透化处理的酿酒酵母细胞能很好的释放胞内代谢的极性物质;其三磷酸腺苷生产活性大幅度提高。     

云南山茶雄配子体发育过程中三磷酸腺苷酶及酸性磷酸酶细胞化学定位

人工培养的云南山茶(Camellia reticulata Lindl.)雄配子体发育的不同时期,在花粉管,营养核及生殖细胞内三磷酸腺苷酶和酸性磷酸酶的相对活性各不相同。萌发初期,花粉粒内三磷酸腺苷酶的反应特别地强烈,而酸性磷酸酶的活性仅显示在花粉粒内壁及萌发孔周围。当萌发后,在花粉管内强烈地显示了这两种酶的活性,特别是顶端生长区。当营养核及生殖细胞进入花粉管后,酶的活性随它们在管内向端运动的速度而变化。在贴合期,在二者接触膜上显示出较明显的酶的活性。精子形成以后,营养核酶的活性降低。     

科研快讯

《微生物学》:二苯脲类化合物或能治疗肺结核英国研究人员日前报告说,有些化合物可以通过抑制结核杆菌中一种酶的功能来杀死这种细菌,这是一种对付结核杆菌的新方法,将有助于研发治疗肺结核的新药物。     

小鼠胸腺皮质外位腺苷三磷酸酶的细胞化学定位

对探索细胞之间相互作用的机制,对ＢＡＬＢ／ｃ小鼠胸腺皮质内腺苷三磷酸酶进行了细胞化学定位。结果表明该酶活性主要位于毛细血管基膜,内此细胞皮膜和吞饮小泡;上皮性网状细胞和胸腺细胞的质膜外层,特别是二者的相邻面。巨噬细胞及上皮性网状细胞的溶酶和囊泡也具有此酶活性。本文对外位腺苷三磷酸酶有抑制腺苷三磷酸诱发胸腺细胞凋落死亡的可能性进行了讨论。     

川芎嗪对蟾蜍交感神经节细胞膜嘌呤受体介导反应的调制作用

采用细胞外微电极技术,记录离体灌流的蟾蜍椎旁交感神经节细胞膜电位,观察川芎嗪对嘌呤受体介导反应的调制作用。三磷酸腺苷（３００μｍｏｌ／Ｌ）可引起神经节细胞膜去极化（ｎ＝６２）、超极化反应（ｎ＝２７）以及去极化之后伴随超极化过程的双相反应（ｎ＝９）。Ｐ２受体拮抗剂台盼蓝（５００μｍｏｌ／Ｌ）可抑制三磷酸腺苷的去极化反应（ｎ＝８）;Ｐ１受体拮抗剂氨茶碱（２００μｍｏｌ／Ｌ）可抑制三磷酸腺苷的超极化反应（ｎ＝７）。滴加川芎嗪（１～５ｍｍｏｌ／Ｌ）,神经节细胞膜未出现明显的电位变化。外源性环－磷酸腺苷（２５０μｍｏｌ／Ｌ）可模拟三磷酸腺苷的超极化反应（ｎ＝９）。川芎嗪（３ｍｍｏｌ／Ｌ）可抑制三磷酸腺苷的去极化反应,使其幅值减少５３９±９５％（ｎ＝１４,Ｐ＜００１）,并能加强三磷酸腺苷所致超极化反应,使其幅值增大１０５４±２４５％（ｎ＝１２,Ｐ＜００１）。在同一标本上,川芎嗪使环一磷酸腺苷的超极化反应加强（ｎ＝４）。此外,川芎嗪可抑制三磷酸腺苷引起的双相反应中的去极相,而增大其后的超极相（ｎ＝３）。     

抗菌药物治疗疾病的新靶位——丙氨酸消旋酶

丙氨酸消旋酶是以磷酸吡哆醛为辅酶,催化L-丙氨酸与D-丙氨酸相互转化的一种酶,它广泛分布在低等生物,而不存在于人类等高等真核生物中.来自不同物种的丙氨酸消旋酶一级结构同源性较高,其大多功能单位为同源二聚体,拥有2个相同的活性中心,每个活性中心均是由来自不同亚基的2个保守残基共同组成.丙氨酸消旋酶催化生成的产物D-丙氨酸是合成细菌细胞壁肽聚糖的重要成分,也是调节细菌孢子萌芽的关键因子.因而丙氨酸消旋酶与由细菌引起的肺结核、炭疽热、中耳炎等疾病密切相关.近年来丙氨酸消旋酶已成为设计抗菌药物的又一理想靶位.本文从丙氨酸消旋酶的结构、功能、作用机理、抑制剂以及其与疾病的关系等方面进行了阐述.     

焦测序技术的研究进展

焦测序技术是一种实时DNA测序技术。它在DNA聚合酶、三磷酸腺苷硫酸化酶、荧光素酶和三磷酸腺苷双磷酸酶4种酶的协同作用下,将焦磷酸转化为等量的荧光信号,通过荧光信号的高低实时检测待测序列,操作简便,可实现高通量、自动化测定,检测不需要电泳,不需要对样品标记和染色,结果准确可靠重复性好。本文综述了焦测序技术的基本原理、历史及其在测序模板制备技术、反应体系和检测仪器三个方面的最新进展,并重点介绍制备单链的Late-PCR技术、高灵敏度反应体系的获得以及454公司超高通量测序技术,并对焦测序技术的发展做了展望。     

酶法生产三磷酸腺苷(ATP)

以腺苷酸(AMP)为前体,用酵母发酵生产三磷酸腺苷已有很多报道。此法的缺点是:伴有大量酵母发酵,转化不稳定,转化终点不易判断,且“回返”现象严重,因此纯化困难、产率低、消耗大。我们采用啤酒新鲜酵母在葡萄糖、磷酸盐、镁盐培养基中先发酵,除去菌体后用发酵液(酶液)转化腺苷酸成三磷酸腺苷。结果转化稳定、可靠,转化率在80％以上,终点易判断,无明显“回返”现象,纯化简便,可用一次阴柱纯化。三磷酸腺苷总收得率稳定在65％以上,消耗低,质量完全达到药检要求,已被北京市卫生局药检所批准投入正式生产。由于发酵形成的酶液具有良好的保存性,适合于大规模均衡生。一、材料和方法1.材料(1)酵母(S.Casbergensis Hansen)系我厂生产菌株。使用菌体取自生产现场,水洗两次,10℃以下保存。使用时1,400转/分离心     

《微生物学》：二苯脲类化合物或能治疗肺结核

英国研究人员日前报告说,有些化合物可以通过抑制结核杆菌中一种酶的功能来杀死这种细菌,这是一种对付结核杆菌的新方法,将有助于研发治疗肺结核的新药物。     

焦测序技术的研究进展

焦测序技术是一种实时DNA测序技术.它在DNA聚合酶、三磷酸腺苷硫酸化酶、荧光素酶和三磷酸腺苷双磷酸酶4种酶的协同作用下,将焦磷酸转化为等量的荧光信号,通过荧光信号的高低实时检测待测序列,操作简便,可实现高通量、自动化测定,检测不需要电泳,不需要对样品标记和染色,结果准确可靠重复性好.本文综述了焦测序技术的基本原理、历史及其在测序模板制备技术、反应体系和检测仪器三个方面的最新进展,并重点介绍制备单链的Late-PCR技术、高灵敏度反应体系的获得以及454公司超高通量测序技术,并对焦测序技术的发展做了展望.     

南极海冰中的一种细菌可提供一种新酶

在南极海冰中的一种常见的细菌能提供一种新的、较好的碱性磷酸酶。这种酶可用于基因合成和克隆,能从RNA和DNA中去掉一些磷酸基。从南极细菌中分离和纯化并用于酶标记免疫测定法的这种碱性磷酸酶(APase),其有效性较从目前用于基因合成和克隆的大肠杆菌中得到的APase高50倍。但是与从大肠杆菌中得到的酶(不受热的影响)的不同处是     

长角血蜱唾液腺中腺苷三磷酸双磷酸酶的纯化及其酶切机制

利用染料亲和层析(Cibacorn Blue柱)和离子交换层析(Macrosphere WCX柱)对长角血蜱Haemaphysalis longicornis唾液腺的腺苷三磷酸双磷酸酶进行纯化,经SDS-PAGE证实其分子量为66 kD。腺苷三磷酸双磷酸酶可以水解ATP和ADP,但对AMP无水解作用,水解ATP和ADP的K_m值均为0.2 μmol/L,V_max值分别为12.5和15.6 μmol/(min·mg)。腺苷三磷酸双磷酸酶水解ATP的中间产物是ADP,最终产物是AMP和正磷酸。表明腺苷三磷酸双磷酸酶水解ATP的位点是5'-核苷酸的γ-磷酸键,水解ADP的位点是5'-核苷酸的β-磷酸键。     

多聚磷酸激酶及其在ATP再生体系构建中的进展

构建高效的腺嘌呤核苷三磷酸(adenosinetriphosphate,ATP)再生体系可显著提高生物催化磷酸基团转移反应的效率。多聚磷酸激酶(poly phosphate kinase, PPK)能利用来源广、廉价且稳定的多聚磷酸(polyphosphate, Poly P)盐作为磷酸基供体，能够实现单磷酸腺苷(adenosine monophosphate,AMP)、二磷酸腺苷(adenosinediphosphate,ADP)、ATP、PolyP之间磷酸基的高效定向转移，已成为构建ATP再生体系的首选。本文介绍了不同类型PPK的结构特征、相关催化机制以及不同来源的PPK在酶活、催化效率、稳定性和底物偏好性的特征差异；归纳和列举了针对野生PPK酶学性质不足进行分子改造的实例，并对PPK在ATP再生体系构建的研究进展进行了总结。