嘌呤核苷磷酸化酶基因的克隆及原核表达载体的构建

通过PCR方法从产气肠杆菌、胡萝卜软腐欧文氏菌、大肠杆菌扩增嘌呤核苷磷酸化酶(PNPase)基因,然后将扩增的约720bp的基因片段克隆到pET-28b表达载体上,构建重组PNPase的表达载体。核苷酸及推导的氨基酸序列分析表明,该基因在三个菌株之间有很高的同源性。SDS-PAGE电泳结果显示出明显的特异性蛋白质条带,其分子量约为29.8kDa.该载体的构建为进一步研究核苷及其类似物的生物合成奠定基础。     

假交替单胞菌XM2107嘌呤核苷磷酸化酶基因克隆表达、重组蛋白纯化及酶学性质

【目的】嘌呤核苷磷酸化酶(PNP,EC.2.4.2.1)在酶法合成核苷类药物及中间体中具有广泛应用。本文研究的目标是,获得极地嗜冷菌假交替单胞菌Pseudoa lteromonas sp.XM2107嘌呤核苷磷酸化酶编码基因,并对该酶酶学性质进行研究,以考察该酶在核苷类中间体及药物合成中的潜在应用价值。【方法】利用同源序列PCR技术从Pseudoa lteromonas sp.XM2107基因组DNA中扩增出其编码嘌呤核苷磷酸化酶基因,测序获得编码序列。将该基因在大肠杆菌BL21(DE3)中进行重组表达以及金属螯合层析纯化,对其酶学性质进行初步研究。【结果】经过测序获得了该酶编码基因序列,全长702 bp,共编码233个氨基酸,大小为25 kDa,Genbank登录号为GQ475485。酶学性质研究发现,该重组酶最适反应温度为50℃,最适酶促反应pH为7.6(25 mmol/L磷酸盐缓冲液),最适酶促反应底物为肌苷(Km值0.389 mmol/L,37℃),且对底物腺苷和鸟苷也有磷酸解活性,在普通温度下具有较高催化活性和较好热稳定性。【结论】来源于Pseudoa lteromonas sp.XM2107的嘌呤核苷磷酸化酶在普通温度条件下具有较高的催化活性及良好热稳定性性质,在核苷类中间体和药物合成中具有较广泛的应用价值。     

嘧啶核苷磷酸化酶与抗癌药物治疗效果的评价

嘧啶核苷磷酸化酶(PyNPase)是嘧啶核苷补救代谢途径中的关键酶,广泛分布于微生物及动物组织细胞中。近几年来,很多学者对PyNPase在抗癌药物合成和癌症治疗方面的作用及其临床应用进行了广泛的研究。本文综述了PyNPase与肿瘤患者临床病理特征、抗癌药物评价等之间的关系。     

枯草芽孢杆菌TM903嘌呤核苷磷酸化酶的纯化及酶学性质研究

目的：对枯草芽孢杆菌TM903嘌呤核苷磷酸化酶进行分离纯化及酶学性质研究。方法：经加热、硫酸铵盐析和SephadexG-100凝胶过滤,对枯草芽孢杆菌TM903中的嘌呤核苷磷酸化酶进行分离纯化,并对其酶学性质进行研究。结果：酶的最适反应温度为65℃,最适反应pH值为7．5,在30-50℃时热稳定性较好;K^＋对该酶有激活作用,而Na^＋、ca^＋、Mg^＋、Mn^＋等金属离子对该酶有抑制作用;Km值为2．11mmol／L,Vmax值为0．84mmol／（min·L）。结论：分离纯化了枯草芽孢杆菌TM903嘌呤核苷磷酸化酶,并研究了其酶学性质,为利巴韦林的发酵工艺优化提供了重要的酶学理论基础。     

乙酰短杆菌中核苷磷酸化酶的性质研究

目的：以乙酰短杆菌完整细胞为酶源,研究不同条件下核苷磷酸化酶的性质。方法：将乙酰短杆菌湿茵体置于不同保藏温度及在不同种类缓冲溶液中考察其稳定性;在有或无核保护下核苷磷酸化酶对热的稳定性;并设计核苷的磷酸解反应或合成反应,测定核苷磷酸化酶的活力及酶促反应的袁观米氏常数。结果：乙酰短杆菌中的核苷磷酸化酶经低温保藏可以保持较长时间的稳定性;茵体在60℃处理1小时即失去核苷磷酸化酶的活力,但是添加胸腺嘧啶有明显的保护作用;茵体中核苷磷酸化酶的合成能力明显大于磷酸解能力;对尿苷和5-甲基尿苷的表观米氏常数和最大反应速率分别为16．7、11．4mm01／L,0．0063、0．0041mmol／L．min。结论：含核苷磷酸化酶的乙酰短杆菌完整细胞作为酶源,在低温下可以长时间保藏,反应中的碱基对核苷磷酸化酶的抗热性有益,该菌种可以作为工业上核苷磷酸化酶的来源。     

大肠杆菌嘌呤核苷磷酸化酶基因的克隆与真核表达载体的构建

根据Ｇｅｎｂａｎｋ中大肠杆菌嘌呤核苷磷酸化酶（ＰＮＰ）基因的核苷酸序列,设计并合成了一对引物,以大肠杆菌基因组ＤＮＡ为模板,进行ＰＣＲ扩增,并将扩增产物定向连接到克隆、测序及真核表达载体ＰＣＤＮＡ３中,进行酶切鉴定、测序及序列分析。结果表明ＰＣＲ扩增出７４１ｂｐ大小的片段,通过酶切和序列分析证明含完整的ＰＮＰ基因序列且基因插入方向正确,此序列与文献报道的ＰＮＰ基因的同源性为９９．７％。说明克隆的ＰＮＰ基因与文献报道的基本一致,ｐｃＤＮＡ３－ＰＮＰ的构建成功为今后用其进行基因转染来研究ＰＮＰ／Ｍｅｐ－ｄＲ自杀基因系统在肿瘤基因治疗中的应用打下了基础。     

嘌呤核苷及其衍生物的代谢工程

嘌呤核苷及其衍生物被广泛应用于食品和医药领域。利用诱变筛选技术可以获得嘌呤核苷类产品的工业生产菌株,但往往耗时,效率低,而且获得的某些高产菌株还存在不稳定的缺陷。菌株代谢调控与生理生化的研究为代谢工程优化嘌呤核苷类产品的合成提供了理论基础,利用代谢工程改造菌株合成嘌呤核苷也引起了研究人员的关注。系统地介绍了微生物嘌呤生物合成途径及其调控机制,综述了嘌呤核苷类产品及其衍生物的代谢工程研究进展,最后讨论了利用代谢工程改造菌株合成这些产品面临的问题及今后的研究方向。     

大肠埃希菌嘌呤核苷磷酸化酶基因载体的构建及对胰腺癌细胞的作用

目的构建大肠埃希菌（Escherichia coli）嘌呤核苷磷酸化酶（purine nucleoside phosphorylase,PNP）基因表达载体,研究其生物活性,为肿瘤的基因治疗奠定基础。方法PCR扩增大肠埃希菌K12的PNP基因,T4连接酶将PNP连接人pMSCV逆转录病毒载体,构建重组逆转录病毒载体pMSCV／PNP。pM—SCV／PNP转化感受态大肠埃希菌XLI-Blue,提取pMSCV／PNP,酶切、PCR和测序鉴定。病毒包装细胞293产生重组逆转录病毒pMSCV／PNP,流式细胞仪测病毒滴度。pMSCV／PNP转染胰腺癌细胞BXPC-3,倒置荧光显微镜观察,FACS分离转染阳性细胞（GFP阳性）。RT—PCR检测PNPmRNA在胰腺癌细胞BXPC-3细胞中的表达,MTT法检测PNP基因的生物活性。结果PCR扩增出大肠埃希菌PNP基因（738bp）,酶切和PCR的电泳条带显示pMSCV／PNP,测序结果正常。293包装细胞产生高滴度（3．6×10^7U／m1）重组逆转录病毒pMSCV／PNP。RT—PCR实验结果表明,pMSCV／PNP转染的胰腺癌细胞BXPC-3表达PNPmRNA。前药6-甲基嘌呤-2’-脱氧核苷（MePdR）作用72h浓度达1．00mg／L,BXPC-3／PNP细胞存活率为10．09％,随着MePdR浓度加大,BXPC-3／PNP细胞存活率继续下降直至为0。结论构建了pMSCV／PNP载体,获得了表达大肠埃希菌PNP基因的BXPC-3细胞克隆,PNP／MePdR自杀基因系统对胰腺癌细胞BXPC-3有较强的抑杀作用。     

产气肠杆菌菌体内核苷磷酸化酶的诱导表达

目的:阿糖腺苷(Ara-A)是一种广谱抗病毒药物,临床上用于治疗多种病毒性疾病.同时也是合成阿糖腺苷单磷酸(Ara-AMP)的重要原料.本课题旨在寻找一种高效酶法生产嘌呤类阿糖核苷的方法.方法:以产气肠杆菌完整细胞为酶源,研究产气肠杆菌菌体培养条件对核苷磷酸化酶的影响及其诱导性.结果:胸苷磷酸化酶、尿苷磷酸化酶和嘌呤核苷磷酸化酶均可被多种核苷、核苷酸甚至碱基诱导.胞苷或胞苷酸的添加量为15-20mmol/L,诱导时间在0-8小时均可.经胞苷和胞苷酸诱导的菌体可使酶反应时间缩短6倍,大大提高了反应效率.经诱导的菌体,在反应后仍保持较高的核苷磷酸化酶活力;而未经诱导的菌体,一次反应后即丧失大量的酶活力.结论:核苷磷酸化酶的活性可以通过诱导而提高,以此优化阿糖腺苷的生产.     

合成利巴韦林的关键酶瞟呤核苷磷酸化酶的原核表达及活性分析

目的：在枯草芽孢杆菌中表达嘌呤核苷磷酸化酶（PNPase）并分析其活性。方法：将PNPase的编码基因deoD克隆入pDG148表达载体,构建原核穿梭型表达载体pDG148-deoD,采用电转化方法将表达载体转入枯草芽孢杆菌WB600后诱导表达重组PNPase;研究重组PNPase的活性。结果与结论：获得的重组PNPase活性较对照提高了193．9％,其最适催化条件为65℃、pH7．5、500μmol／L底物浓度和1％1,2,4-三氮唑-3-羧甲酰胺;对重组菌的发酵条件进行了初步优化,IPTG诱导6h后在发酵液中添加0．5％的Tween-80能大幅度提高重组PNPase的酶活力。     

枯草芽孢杆菌嘌呤核苷磷酸化酶酶学性质研究及在利巴韦林酶法合成中的应用

利用PCR技术从枯草芽孢杆菌基因组DNA中扩增出其编码嘌呤核苷磷酸化酶的两种基因deoD和punA,构建工程菌并采用金属螯合层析纯化PNP₇₀₂和PNP₈₁₆,酶学性质研究表明:二者具有一致的最适反应温度(60℃)和最适反应pH值(7~8),PNP₈₁₆磷酸解肌苷的催化效率(k_cat/K_m)比PNP₇₀₂高出11.12倍。底物特异性试验表明:PNP₇₀₂为高分子量的六聚体,而PNP₈₁₆为低分子量的三聚体。分别以纯化酶和工程菌菌体为酶源,以肌苷或鸟苷为核糖基供体,TCA(1,2,4-三氮唑-3-甲酰胺)为底物,酶法合成核苷类抗病毒药物利巴韦林,PNP₈₁₆和工程菌XL-Blue(pPNP₈₁₆)较PNP₇₀₂和工程菌XL-Blue(pPNP₇₀₂)具有更高的催化速度和底物转化率,表明来源于微生物的低分子量的三聚体PNP在核苷类药物和中间体微生物酶法合成中具有更高的应用价值。     

芽胞杆菌生产嘌呤核苷研究进展

嘌呤核苷在食品和医药领域都有广泛的应用。应用芽胞杆菌生产嘌呤核苷类物质的研究始于 6 0年代 ,其后对合成途径及其代谢调控机制相继进行了深入的研究 ,以下就此做详尽的综述 ,并以肌苷、鸟苷为例 ,对利用芽胞杆菌发酵生产嘌呤核苷的菌种选育和工艺调控的进展做全面的回顾。     

疾病干预的新靶点:嘌呤与嘧啶受体

内源性核苷、核苷酸通过嘌呤与嘧啶受体(P受体),参与机体组织器官多种功能的调节。在肿瘤、细胞凋亡、局部缺血、伤口愈合、骨质疏松、药物毒性、炎症及痛觉等病理状态下,P受体的内源性配体核苷与核苷酸发挥保护作用,P1、P2受体及其受体亚型的选择性激动剂和桔抗剂具有宽广的临床应用前景。     

基因工程菌酶法合成抗癌新药6-甲基嘌呤-2'-脱氧核苷

6-甲基嘌呤-2'-脱氧核苷(MePdR)是一种新型抗癌药物,它作为药物前体应用于PNP自杀基因治疗系统可以选择性杀伤肿瘤细胞.本实验构建了一个高效表达大肠杆菌来源的嘌呤核苷磷酸化酶重组质粒,并利用基因工程菌以15mmol/L 6-甲基嘌呤和60mmol/L 2'-脱氧尿苷为底物合成6-甲基嘌呤-2'-脱氧核苷,在40mmol/L pH7.0的磷酸缓冲液中,2%菌体在55℃反应2h,转化率可达83.78%.用硅胶制备薄层提纯得到白色针状晶体,收率为76.4%.HPLC测定该产物纯度99.3%,核磁共振鉴定该产物为MePdR.     

基因工程菌酶法合成抗癌新药6-甲基嘌呤-2′-脱氧核苷

6-甲基嘌呤-2′-脱氧核苷(MePdR)是一种新型抗癌药物,它作为药物前体应用于PNP自杀基因治疗系统可以选择性杀伤肿瘤细胞。本实验构建了一个高效表达大肠杆菌来源的嘌呤核苷磷酸化酶重组质粒,并利用基因工程菌以15mmol/L 6-甲基嘌呤和60mmol/L 2′-脱氧尿苷为底物合成6-甲基嘌呤-2′-脱氧核苷,在40mmol/L pH7.0的磷酸缓冲液中,2%菌体在55℃反应2h,转化率可达83.78%。用硅胶制备薄层提纯得到白色针状晶体,收率为76.4%。HPLC测定该产物纯度99.3%,核磁共振鉴定该产物为MePdR。     

嘧啶核苷的研究进展

嘧啶核苷包括尿嘧啶核苷和胞嘧啶核苷,其在食品工业和医药行业上应用广泛。介绍了嘧啶核苷的用途、测定方法、生产方法等;根据代谢控制发酵原理,以尿苷生产菌的选育为例,详细介绍了嘧啶核苷生产菌的育种策略,并对嘧啶核苷生产菌的育种实例、育种展望进行了综述。     

过表达腺苷生物合成正相关基因GlPNP提高灵芝腺苷的含量

【背景】灵芝被纳入我国“药食同源”试点名单,腺苷作为其主要活性物质之一,在免疫调节、抗炎、抗癌等方面发挥着重要作用。【目的】调控腺苷生物合成关键酶基因的表达来提高灵芝腺苷产量。【方法】将不同培养时间阶段腺苷合成酶基因(包括5-氨基咪唑-4-甲酰胺核糖核苷酸甲酰转移酶GlATIC、嘌呤核苷磷酸化酶GlPNP、腺苷激酶GlADK)的表达量与腺苷含量相关联,筛选出与灵芝腺苷含量呈正相关的关键酶基因。克隆关键酶基因并在灵芝中过表达,探究关键酶基因过表达对灵芝腺苷积累的影响。【结果】GlPNP的表达与灵芝腺苷含量呈正相关。GlPNP的cDNA全长为969 bp,预测GlPNP蛋白的相对分子量为34.6 kDa,呈三聚体的四元结构。研究结果表明,过表达菌株中GlPNP的表达量在第4天比野生型菌株(WT)上调了2.9-3.9倍,与含空载体的菌株(CK)相比,腺苷含量分别提高了78%和63%。【结论】过表达嘌呤核苷磷酸化酶是提高灵芝腺苷产量的一种有效手段。     

γ射线对红细胞嘌呤核苷磷酸化酶的影响 一、酶活力的比较研究

用大鼠、小鼠及狗作为实验动物进行辐射对红细胞嘌呤核苷磷酸化酶活力影响的比较研究。在离体实验中,用9700或97000拉德照射大鼠及小鼠的肝素抗凝血,可观察到红细胞嘌呤核苷磷酸化酶活力轻微减低,而在整体实验中却得到以下的不同结果: 1.用400、600及700拉德分别照射大鼠,均可使酶活力下降。400或600拉德照射后酶活力下降至一定时日可恢复至照射前水平,但700拉德照射后酶活力一直下降且始终未恢复。照射后大鼠酶活力的抑制与恢复程度与辐射损伤的轻重有关。2.以800、900和1000拉德的剂量分别照射小鼠后,酶活力无明显变化。经700或1200拉德照射后第1天,狗的红细胞嘌呤核苷磷酸化酶活力较照射前显著下降,而且以后各日,一直处于低的水平。     

嘧啶核苷磷酸化酶基因工程菌发酵条件的优化

目的:优化嘧啶核苷磷酸化酶(PyNPase)基因工程菌的发酵条件。方法:通过工程菌摇瓶培养、测定吸光度D值、凝胶灰度扫描分析表达量。结果:当起始pH值为7.0～7.2,以60/500mL的装液量、5%的接种量,于32℃培养3h,加入终浓度为0.2g/L的L-阿拉伯糖诱导6h后收获菌体,可得到较高的生物量和重组蛋白表达量。L-阿拉伯糖诱导开始时间和菌体收获时间对蛋白表达有显著影响。结论:为PyNPase结构研究和工业化生产奠定了基础。