一株螢光假单孢杆菌(Pseudomonas fluorescens)中6-磷酸葡萄糖脱氢酶对烟酰胺核甙酸辅酶的专一性

在一株萤光假单孢杆菌SM-102菌株中G-6-P脱氢酶能同时利用NADP~+和NAD~+作为氢递体,并非象以往文献所载在G-6-P脱氢酶催化G-6-P的氧化中所引起NAD~+的还原是由于烟酰胺核甙酸转氢酶的作用所致,这个结论是根据下列的试验结果: (一)经测定在细菌的无细胞抽提液中没有找到烟酰胺核甙酸转氢酶的存在。(二)电泳纯的酶制剂亦能同时利用NADP~+和NAD~+作为氢递体。(三)在酶的纯化过程中,G-6-P脱氢酶作用于NADP~+和NAD~+的还原速率比值始终保持在2左右。(四)G-6-P脱氢酶作用于过量辅酶的反应系统时,对NADP~+的还原速率约为NAD~+的二倍,但当NADP~+和NAD~+同时存在时,还原速率仍与NADP~+相等。作者对G-6-P脱氢酶能同时以NADP~+与NAD~+作为辅酶在糖代谢演化上的意义进行了讨论。     

细胞内NAD~+水平分析方法的研究进展

烟酰胺腺嘌呤二核苷酸(nicotinamide adenine dinucleotide,NAD~+)是存在于所有活细胞中的必需吡啶核苷酸。NAD~+作为一种重要的辅酶和底物,参与能量产生、DNA修复、基因表达、钙依赖的二级信使信号和免疫调节作用等多种生物学过程。NAD~+代谢长期失衡会扰乱机体的生理功能,导致代谢性疾病、神经退行性疾病以及癌症的发生。NAD~+的水平随着老龄化以及年龄相关性疾病的发生逐渐降低。最近的研究表明,提高细胞内NAD~+水平是延缓衰老,预防年龄相关退行性疾病的一种有前景的方法。尽管细胞内NAD~+代谢与人类健康和疾病密切相关,但NAD~+含量的检测极具挑战性。目前为止,开发了多种用于定量分析细胞内NAD~+水平的分析方法。该文就细胞内NAD~+水平分析方法作一综述,着重分析近年来国内外细胞内NAD~+水平检测的研究进展以及提出未来NAD~+定量分析所需解决的问题。     

NADP~ 在兔肌甘油醛3-磷酸脱氢酶中作为氢受体的活力

兔肌甘油醛-3-磷酸脱氢酶以NADP~ 作氢受体时,有极轻微的活力,实验表明它不是由于所用NADP~ 试剂中含有NAD~ 或酶制剂中含有磷酸酯酶、转氢酶等造成的干扰。采用高浓度酶对纯化后的NADP~ 测定结果是:NADP~ 作为氢受体的活力仅及NAD~ 的二百分之一。米氏常数K_m为700μm。NADP~ 对NAD~ 的还原无明显抑制作用。不同来源的甘油醛-3-磷酸脱氢酶对辅酶专一性程度有差别,酵母酶的专一性较兔肌酶为高:NADP~ 作为氢受体的活力仅为NAD~ 的千分之一。     

NADP~ 在兔肌甘油醛3-磷酸脱氢酶中作为氢受体的活力

兔肌甘油醛-3-磷酸脱氢酶以NADP~ 作氢受体时,有极轻微的活力,实验表明它不是由于所用NADP~ 试剂中含有NAD~ 或酶制剂中含有磷酸酯酶、转氢酶等造成的干扰。采用高浓度酶对纯化后的NADP~ 测定结果是:NADP~ 作为氢受体的活力仅及NAD~ 的二百分之一。米氏常数K_m为700μm。NADP~ 对NAD~ 的还原无明显抑制作用。不同来源的甘油醛-3-磷酸脱氢酶对辅酶专一性程度有差别,酵母酶的专一性较兔肌酶为高:NADP~ 作为氢受体的活力仅为NAD~ 的千分之一。     

从酵母中制备辅酶Ⅰ的简易方法

辅酶Ⅰ(尼克酰胺腺嘌呤二核苷酸,NAD~+)是一种重要的生化试剂,常从面包酵母中提取。前人报道的提取方法,或是银盐沉淀方法,或是层析方法,由于成本昂贵,操作繁复耗时,反应体积大等缺陷,不甚理想。本文报告一种以小体积汞盐试剂分离纯化NAD~+的简易方法。     

十字花科黑腐病菌中葡萄糖-6-磷酸脱氢酶的酶学分析

葡萄糖-6-磷酸脱氢酶是磷酸戊糖途径(HMP)的限速酶,在十字花科黑腐病菌8004的基因组中,有2个基因XC1977和XC4082被注释为葡萄糖-6-磷酸脱氢酶(G6PD)。前期工作发现XC1977突变后,细胞的胞外多糖产量明显降低,而XC4082突变不影响胞外多糖产量。为明确这两个基因的编码产物在Xcc中的生化功能,本工作表达纯化了这两个蛋白,并对这两个蛋白的特征进行分析,发现这两个蛋白均具有6-葡萄糖脱氢酶的活性,但是它们的最适反应温度、最适反应pH、金属离子和烷化剂的敏感性完全不同。而且,XC1977以NAD~+和NADP~+为电子受体,而XC4082只能以NADP~+为电子受体。在以NAD~+和NADP~+为受体时,XC1977的K_m值分别为0.125 mmol/L和0.927 mmol/L,而XC4082以NADP~+为受体时的K_m值为0.364 mmol/L。这表明Xcc细胞合成胞外多糖时,需要NAD~+参与能量代谢。     

酵母的综合利用——从生产辅酶A下脚水中提取辅酶Ⅰ的简便方法

辅酶Ⅰ又名烟酰胺腺嘌呤二核苷酸(Nicotinamide Adenine Diphosphate:NAD~ )分子式为C_(21)H_27O_(14)N_7P_2,分子量为663;等电点为3.0;化学结构如下:     

变铅青链霉菌异柠檬酸脱氢酶的异源表达及序列分析

通过同源性引物成功扩增和克隆了变铅青链霉菌(Streptomyces lividans)TK54的异柠檬酸脱氢酶(isocitrate dehydrogenase, IDH) (简称SlIDH)基因icd (GenBank登录号为EU661252).icd的起始密码子为GTG,GC含量为69.55 %,显示了链霉菌基因的高GC含量特征,实现了SlIDH在E.coli中的异源高效表达.0.5 mmol/L的IPTG为最佳诱导条件.SlIDH的分子量约为80 kD.在Mn~(2+)或Mg~(2+)条件下,SlIDH以NADP~+为辅酶时的活性分别为7.94 U/mg及4.00 U/mg,以NAD~+为辅酶时的活性分别为0.58 U/mg及0.27 U/mg,SlIDH更偏爱以NADP~+为辅酶.与不同种属单体IDH的氨基酸序列比对显示,SlIDH与单体IDH的序列一致性均在60 %以上.因此本工作首次以实验性证据初步鉴定了SlIDH为NADP-依赖型单体IDH.本工作为进一步探索单体IDH的结构与功能以及单体IDH与同源二聚体IDH的进化关系奠定了基础.     

大肠杆菌NAD+合成关键酶的克隆表达及发酵优化

【目的】烟酰胺腺嘌呤二核苷酸(NAD~+)在细胞基因表达、氧化还原反应、能量代谢以及调控细胞生命周期中具有重要的作用,其细胞内含量是能量效率的关键因素。强化辅因子合成策略,获得高产NAD~+菌株,对于NAD~+依赖型氧化还原反应的速率和调节相关生化合成途径的代谢流具有重要意义。【方法】首先通过内源性调节,对代谢途径中的关键酶基因进行强化,过量表达和共表达NAD~+合成途径中的关键酶基因pncB、nadD和nadE;其次,通过外源调节增加NAD~+前体物,优化诱导条件提高发酵过程中关键酶的表达量,增加NAD~+的合成量;最后在单因素优化试验的基础上,以NAD~+含量为响应值,采用Box-Bohnken试验设计方法,研究3个显著性影响因素相互作用对NAD~+积累量的影响,确定最佳的优化条件。【结果】根据关键酶基因强化策略,构建了7株重组菌,其中重组菌E.coli BL21/p ET-21a-nad E-pncB胞内NAD~+含量相比初始菌株E.coli BL21/pET-21a提高了405.2%。通过对该菌株诱导条件和NAD~+合成前体的优化,使用Design Expert 8.0分析实验数据,得出该重组菌株的最佳发酵条件为:诱导温度控制在15–20 oC,OD_(600)为0.6–0.8时添加IPTG 0.63 mmol/L、烟酸15.8 mg/L、诱导时长控制在24 h。NAD~+含量在最优条件下实验验证值可达43.16μmol/g DCW,与优化前相比提高了123.6%,与初始菌株相比提高了1029.8%。【结论】在大肠杆菌中共表达关键酶基因pncB和nadE,胞内NAD~+合成量明显增加,前体物以及诱导条件的外源调节使NAD~+积累量达到最佳优化值。实现了提高NAD~+含量的目标,胞内辅因子浓度的增加为提高生物催化效率奠定了可行性基础。     

从菠菜叶绿体分离纯化Fd-NADP还原酶

叶绿体光合电子传递链光系统I(PSI)还原端的成员,包括非血红铁硫蛋白Ferredoxin(Fd)和Fd—NADP~+还原酶。此酶是一种水溶性的黄素蛋白,它调节光还原的Fd到NADP~+之间的电子传递,暗中催化Fd和 NADP~+的可逆氧化还原,故又称作Fd—NADP~+氧化还原酶,它又有转氢作用,通过此酶可还原 NAD,FMN,FAD,吲哚染料等。还原酶和 Fd,NADP~+有强亲和力,Fd和 NADP~+以1:1的比例与还原酶形成复合物。还原酶的分子量为40000,含1FAD/分子蛋白,是一电子或二电子受体。     

抗衰老因子——NAD~+水解酶抑制因子78C

正衰老(senescence)又称老化(aging),指发育成熟个体随年龄增长结构与机能的退变过程;衰老常伴随运动机能下降、代谢紊乱、心功能下降等病理表现,与糖尿病、癌症等疾病发病密切相关。引发衰老的主要因素包括:自由基氧化应激、线粒体损伤、端粒缩短、基因组损伤、致瘤因素、衰老基因激活、理化损伤等。烟酰胺腺嘌呤二核苷酸(nicotinamide adenine dinucleotide,NAD~+)含量与衰老相关。NAD~+含量降低,可能是衰老重要机     

多-ADP-核糖基化和DNA切除修复的关系

早在三十年前就发现某些化学物质或电离辐射造成DNA损伤时,细胞内NAD~+含量减少.现在证明,NAD~+除作为脱氢酶的辅酶外,还作为多-ADP-核糖合成酶的底物,用以合成多-ADP-核糖,从而修饰核蛋白发挥生物效应,如参与DNA的复制及修复等.多-ADP-核糖合成酶的活性是DNA依赖的,而且和DNA链上的切口数有关,但多-ADP-核糖基化和DNA修复过程中的哪些反应步骤有关,目前尚无定论. 本文以人淋巴细胞为材料,紫外线(UV)照射造成DNA损伤,研究多-ADP-核糖基化     

NAMPT与年龄相关性疾病的研究进展

烟酰胺磷酸核糖转移酶(nicotinamide phosphoribosyltransferase,NAMPT)是哺乳动物NAD~+生物合成中的限速酶,因此是细胞内NAD~+水平的控制器。NAMPT介导的NAD~+的生物合成在能量代谢、DNA修复、染色质重塑、细胞衰老和免疫细胞功能调节等方面发挥重要的作用。然而NAMPT的循环水平随着年龄的增长而显著下降,导致年龄相关性疾病包括代谢性疾病、神经退行性疾病、衰老和癌症的发生。最近研究发现,通过脂肪组织过表达eNAMPT来提高NAD~+水平可延长小鼠的健康寿命。因此推测NAMPT-NAD~+是一种有前景的抗衰老干预途径。该文系统概述了NAMPT,总结其与年龄相关性疾病的研究进展,NAMPT作为一种具有临床意义的分子,在年龄相关性疾病的诊断、预后和治疗中具有广泛的应用前景。     

辅酶Ⅰ及其类似物的质子核磁共振研究

在5mM浓度下,测定了NAD~ 、εNAD~ 、NMN~ 、εAMP和(εAMP RMN~ )混合物的化学位移与pH依赖关系。根据环流各向异性屏蔽效应,通过比较εNAD~ 与等量混合物(εAMP NMN~ )的对应碱基质子化学位移,以及比较εNAD~ 与NAD~ 的烟酰胺质子化学位移,发现在水溶液中的游离NAD~ 以pK_a3.88为转折,处于不同构象:在pH3.88以下,NAD处于伸展构象;在此值以上,NAD~ 处于折迭构象。     

铁氧还素(Fd)和Fd-NADP~+还原酶的抗体血清对光合电子传递的影响

非血红铁硫蛋白Fd和含黄素蛋白Fd-NADP~+还原酶,都是光合电子传递链上的电子递体,它们催化NADP~+光还原形成NADPH,为非循环光合电子传递。我们近来的研究结果证明:DCMU(3-(3,4-二氯苯)-1,1-二甲脲)在 Fd-NADP~+还原酶的部位     

名词解释

[46] 质子流(Proticity)和质子推动力(Protonmotive force,ΔP) 质子流是质子(H~+)通过水相介质的转移。质子在该介质中极易流动——类似于电子在金属中的传导.由于膜对质子的不可透性和质子载体的跨膜运转,膜两侧能出现质子电化学电位差(质子推动力)。质子推动力(ΔP)由两种组分构成,即膜电位(Δφ)和质子浓度差(ΔpH).这样     

监测细胞内氧化还原代谢状态的遗传编码荧光探针

原位、高时空分辨地检测细胞内氧化还原代谢状态是生命科学研究的一个瓶颈问题和迫切需求.然而,依赖细胞裂解、酶学、色谱、质谱等传统生化分析方法难以实时监测细胞内氧化还原代谢变化,更难以应用于高通量药物筛选.基于荧光蛋白的探针成像是近年来生命科学和医学领域迅速发展的一种分析检测技术.由于这些荧光探针实现了在活细胞内实时、动态地监测生物学过程,从而革命性地改变了生命科学研究.相对于化学小分子荧光探针,遗传编码的荧光蛋白探针在精确定位亚细胞结构、消除人为干扰以及活体应用方面,存在显著的优势.近年来,科学家针对细胞内重要的氧化还原代谢物,发明了多种多样的遗传编码荧光探针,实现了在单细胞、亚细胞甚至活体内对氧化还原代谢状态的特异性检测和成像,大大推动了相关研究领域的发展.本文将以细胞内两对关键的氧化还原代谢分子NADH/NAD~+和NADPH/NADP~+为例,重点介绍相关荧光探针的设计、性质、应用以及使用注意事项,以方便研究者更好地了解和使用相关技术.     

豌豆叶片线粒体内甘氨酸氧化对苹果酸和异柠檬酸氧化的影响

豌豆幼苗叶片线粒体中,Gly,Mal和Isocit的氧化速率均受光促进。Gly的氧化抑制Mal和Isocit的氧化,而其本身不受影响。用INH抑制Gly氧化或提高NAD~+浓度均会降低其抑制程度。线粒体氧化Gly,Mal和Isocit的K_m(NAD~+)分别为66.67,119.1μmol/L和152.2μmol/L。Gly抑制Mal和Isocit氧化是由于Gly氧化在竞争NAD~+中占优势。     

SCD-1基因过表达对鸭子宫上皮细胞钙离子和脂质含量的效应

硬脂酰辅酶A去饱和酶-1 (Stearoyl-CoA desaturase-1,SCD-1)是催化单不饱和脂肪酸合成的关键性蛋白酶,Ca~(2+)是生物体内重要阳离子,在生物体内发挥着重要作用。为探讨SCD-1基因与脂质指标和钙离子含量之间的关联性,通过构建pcDNA3.1(+)+SCD-1+Flag真核过表达载体和培养鸭子宫上皮细胞并共转染,通过载体上Flag标签检测SCD-1基因的过表达量,用Fluo-3/AM钙离子荧光标记法检测Ca~(2+)浓度,用脂质指标试剂盒检测细胞内的脂质含量。结果表明,鸭SCD-1基因过表达量与甘油三酯(TG)和高密度脂蛋白胆固醇(HDL-C)含量呈负相关,与Ca~(2+)浓度、总胆固醇(TC)含量、极低密度脂蛋白胆固醇(VLDL-C)含量和低密度脂蛋白胆固醇(LDL-C)含量呈正相关;Ca~(2+)与TG、LDL-C和HDL-C的含量呈正相关,与TC和VLDL-C含量呈负相关,研究结果揭示了SCD-1基因过表达能够调控鸭子宫上皮细胞中Ca~(2+)浓度和脂质合成与转运。     

Mg~(2+)对线粒体H~+-ATP酶的F_O在脂质体重建时的影响

线粒体ATP合成酶是由具有H~+转运活性的F_0亚基,可溶性的催化中心F_1和连接二者的致寡霉素敏感蛋白(OSCP)所组成. 将纯化的猪心线粒体H—ATP酶复合体的F_0亚基,用胆酸盐透析法在有Mg~(2+)和无Mg~(2+)条件下在大豆磷脂脂质体上重建得脂酶体(L·F_0).用探剂9-AA荧光淬灭法和电权法测定了两种脂酶体的质子转运活力.由两种方法所得的实验结果均表明,在透返介质中加入1mmolmg~(2+)条件下形成的脂酶体(L·F_0)+Mg~(2+)较无Mg~(2+)者的质子转运活性明显增加.前者的荧光强度变化较后者增加约30%;由电极法测得的质子转运的初速度,前者为5nmolH~+′sF_0,后者为3nmolH~+′s·nmolF_O,质子转运活性高约一倍.这进一步支持Mg~(2+)通过调节脂的物理状态而诱导F_O具有较适合的构象,并进而将这一影响传递至F_1,使整个H~+—AhP酶具有较高活性的假设.