提高糖基化的酶蛋白可结晶性研究 *

糖基化修饰是一类重要的翻译后修饰,对蛋白质的表达调控,折叠,分泌和功能等方面发挥着关键作用.酶是由活细胞产生的具有高度特异性和高效催化性的生物催化剂,酶的糖基化修饰对其生物催化特性和稳定性具有重要影响.研究糖基化修饰对酶蛋白的影响机制需要获取糖基化酶蛋白的结构,X-射线晶体衍射学是获得结构信息的重要技术手段,在糖基化酶蛋白的晶体衍射研究中,复杂,多样,不均一的糖基化修饰限制了该类酶的晶体生长,这是影响糖基化的酶蛋白结构解析的关键瓶颈问题.因此,如何提高糖基化的酶蛋白可结晶性是当前蛋白质结构研究的热点和难点.糖苷酶的去糖基处理,糖基转移酶抑制剂的引入和异源表达体系优化等手段都是当前研究领域提高糖基化的酶蛋白可结晶性的重要策略,这些手段可以在避免损害糖基化的酶蛋白稳定性和催化活性的同时提高其均一性.     

预测蛋白质可结晶性研究进展

解析蛋白质的三维结构具有重要的生物学意义,更是蛋白质功能研究和理性药物设计的基础。目前解析蛋白质结构最重要的方法是X-射线衍射晶体学解析技术。但是运用该技术解析蛋白质结构的关键是获得高质量的蛋白质晶体。然而,据统计仅有42%的可溶纯化蛋白质能够得到晶体,即不同蛋白质的可结晶性表现不同。由于实验方法验证蛋白质的可结晶性耗时耗力,因此,有研究者运用计算机模拟的方法预测蛋白质的可结晶性,从而节省资源与成本并且提高实验的成功率。本文结合我们的研究工作,介绍了几种目前较为成功的蛋白质可结晶性预测方法及其研究途径。     

O-糖基化位点预测及糖基化酶催化特点

O-糖链维持所连接蛋白质部分的空间构象。O-糖基化作为生物体内重要的生物过程,其起始步骤具有复杂的高度选择性,迄今为止还未发现固定的模式。人们通过比较已知O-糖基化部位周围的氨基酸序列,推测出O-糖基化位点的一些规律及其酶的催化特性。     

可用于回收重组蛋白的双酶系

在日本举行的美-日生物技术研讨会上介绍了一种由美国哥伦比亚大学的 J.A.Asenjo和 B.A.Andrews 发明的用于分解微生物细胞壁的酶法。应用这项技术可以使生产重组蛋白工艺的产率大大提高。除了能够提高产率之外,这项技术还可以使产物选择性地析出、降低产物的分解作用,并且在某些情况下可以使因被细胞中内含体包裹而变性的重组蛋白复性。迄今,研究工作一直集中于酵母细胞。开发能够分泌出所需蛋白的细胞不是总能行得通     

蛋白分子O-糖基化的研究进展

蛋白分子的氧连接糖基化（O-糖基化）修饰是生物体内必不可少的转录后化学修饰之一,其作用方式类似磷酸化,并且两者之间相互作用,共同调节生物大分子的活性。O-糖基化修饰在生物体的转录、翻译、核运输、细胞骨架的形成以及调节细胞器的功能中发挥着重要的作用。通过影响细胞信号的传导,在细胞吞噬、炎性细胞的迁移以及细胞内大分子物质的循环中也起着重要作用。该文主要通过介绍蛋白分子O-糖基化修饰的基础理论以及。一糖基化修饰作用的几个方面,来简要阐述O-糖基化修饰在生物体内发挥的作用。     

原核生物蛋白O-糖基化的研究进展

自从在原核生物中发现蛋白糖基化之后,越来越多的O-糖基化机制在不同种属的细菌中被发现。本文根据对O-寡糖基转移酶(O-oligosaccharide transferase,OTase)的依赖与否,将原核生物的O-糖基化分为OTase非依赖型和OTase依赖型,并分别对这两种糖基化机制进行了详细阐述。通过对不同的O-糖基化机制的深入了解,为以后更好地利用这些途径来合成工程化的目标糖蛋白奠定基础。     

新型糖基化酶AlkC和AlkD

DNA糖基化酶是一类有着重要生物功能的蛋白质,广泛存在于原核生物和真核生物中。研究表明,DNA糖基化酶能够特异性地识别损伤碱基,再通过各种酶修复DNA。最近,科学家在筛选土壤中3-甲基腺嘌呤糖基化酶时,发现了三种基因AlkC、AlkD和AlkE,其中AlkC和AlkD是两种新基因。本文根据近年来的研究成果,对AlkC和AlkD两种碱基糖基化修复酶的结构和功能,以及AlkD的切除损伤DNA的核酸捕获机理进行了总结。     

糖基转移酶和去糖基化酶

在糖基化工程中,通过酶法对蛋白质进行糖基化修饰和对天然糖蛋白去糖基化是研究糖蛋白结构与功能的重要手段。本文综述了近年来所纯化的主要的糖基化转移酶和去糖基化酶的性质和应用。     

糖基转移酶在去糖基化酶

在糖基化工程中,通过酶法对蛋白质进行糖基化和修饰和对天然糖蛋白去糖基化是研究糖蛋白结构与功能的重要手段。本文综述了近年来所纯化的主要的糖基化转移酶和去糖基化酶的性质和应用。     

蛋白质去糖基化酶及其应用

果糖氨氧化酶和果糖氨激酶能催化去糖基化反应而释放出自由氨基。本文主要探讨阿马多里酶的生物化学特征。如结构和功能的关系,动力学机制和底物的特异性,并探讨这些酶的生物作用和在蛋白中去糖基化中的应用,希望为糖基化相关疾病的治疗提供很好的治疗手段。     

肠道微生物蛋白糖基化修饰的研究进展

肠道微生物在维持人体健康和诱导疾病的发展中扮演着重要角色,其蛋白糖基化修饰深刻影响着宿主的各项生命活动。本文从糖组学的角度出发,讨论并分析了肠道微生物的组成、作用,以及肠道微生物群中代表性细菌的糖基化模式及其密切相关的生理功能,发现及归纳了糖基化对肠道微生物功能和活动的调节方式,为相关疾病的研究及诊治提供了一个新的思路。     

代谢性标记结合二维电泳寻找O-糖基化蛋白的研究

蛋白质的O-糖基化(O-glycosylation)是一种重要的翻译后修饰,参与诸多生理和病理过程。目前,对于蛋白质的O-糖基化的研究进展仍非常缓慢,一个重要的原因就是缺乏高效的对O-糖基化蛋白进行分离和鉴定的技术。创新性地将点击化学反应、二维电泳和质谱技术结合,对寻找细胞内O-糖基化蛋白进行了技术探索性研究。首先利用代谢性标记手段,在人肝癌细胞HCCLM6培养基中加入四乙酰化叠氮半乳糖胺(Ac4GalNAz),对细胞内O-GalNAc糖基化蛋白进行标记;其次通过点击化学将炔基荧光基团连接至标记的O-糖基化蛋白的叠氮基团;应用二维电泳技术对标记蛋白进行分离,并找到13个具有荧光信号的蛋白点;最后对具有荧光信号的蛋白进行质谱鉴定,成功鉴定到7种蛋白,经软件预测后,GRP78蛋白和ANXA1蛋白均具有潜在的O-糖基化位点。这为寻找细胞或生物体中的O-糖基化蛋白奠定了基础,并为高通量筛选O-糖基化蛋白提供技术平台。     

葡聚糖糖基化处理对绿豆蛋白抗氧化性影响研究

以绿豆分离蛋白（MBPI）和葡聚糖为原料,通过湿热法制备MBPI-Dextran共价复合物。本研究通过测定产物的还原力、DPPH自由基清除能力、超氧阴离子自由基、羟自由基清除能力共同评价糖基化反应对MBPI抗氧化能力的影响。结果表明：MBPI-Dextran共价复合物具有一定的抗氧化能力,特别是90℃条件下反应得到的产物,抗氧化能力较80℃产物显著提升,这与美拉德反应程度有关,较高温度下美拉德反应进程加快,促使更多具有抗氧化能力的物质生成。因此,糖基化改性后的绿豆蛋白在抗氧化能力研究上具有一定的应用价值。     

抑制非酶糖基化食用菌的筛选及抑糖基化物质提取工艺优化

蛋白质非酶糖基化(non-enzymatic protein glycation,NEPG)是引起糖尿病并发症的主要因素之一,因此开发具有抑制非酶糖基化反应的天然活性物质对治疗糖尿病并发症有重大意义。本文以二甲双胍作为阳性对照,比较了灰树花Grifola frondosa、银耳Tremella fuciformis、黑木耳Auricularia heimuer、毛头鬼伞Coprinus comatus、猴头菇Hericium erinaceus、茯苓Wolfiporia cocos 6种食用菌水提物和醇提物在体外对蛋白质非酶糖基化反应抑制效果。结果表明,灰树花水提物对非酶糖基化反应有良好的抑制效果,食用菌醇提物对非酶糖基化没有抑制效果。利用二次正交旋转组合试验对抑制率最高的灰树花活性物质的提取条件进行了优化,确定了灰树花的最佳提取温度85℃,提取时间2.25h,料液比1:30,抑制率达到(96.28±0.16)%。灰树花水提物在预防糖尿病并发症方面有良好的应用前景。     

科学家发现可提高小麦产量的天然植物酶

正兰卡斯特大学、洛桑研究所和国际玉米小麦改良中心(CIMMYT)的科学家对一种天然植物酶1,5-二磷酸核酮糖羧化酶(Rubisco)进行了研究,探索它对提高小麦产量的影响。研究小组对小麦的25种基因型的光合作用进行了测试,包括面包小麦的野生近缘物种,发现即便是近缘基因型之间也存在差异。他们从每种基因型中确定了可以提高光合作用效率的优势Rubisco。研究人员在柱穗山羊草(Aegilops     

昆虫杆状病毒系统表达外源蛋白的糖基化

昆虫表达系统作为一类应用广泛的真核表达系统 ,具有与多数高等真核生物相类似的翻译后修饰的过程。但其生产的重组糖蛋白一般仅具有高甘露糖或寡甘露糖型糖链 ,难以生成复杂构型糖链成为该系统的缺陷之一。综述了目前昆虫杆状病毒系统表达外源蛋白的糖基化研究进展。     

尿嘧啶N糖基化酶的功能和表达调控

尿嘧啶N-糖基化酶(uracil-N-glycosylase,UNG)是存在于多种生物体内的一种重要的DNA修复酶,可以在细胞内识别并切除DNA中错配的尿嘧啶,防止基因突变的出现,对保护基因组的完整性具有重要意义。UNG最主要的功能是参与碱基切除修复。此外,UNG在抗体类别转换重组、HIV-1病毒防御过程中也具有重要作用。UNG在细胞内通过与Ugene、PPM1D和Ndk等分子相互作用发挥其功能。UNG的表达受细胞周期及CpxA/CpxR系统的调控。深入了解UNG发挥功能的分子机制,将为寻找治疗肿瘤和艾滋病的新靶点提供线索。本文从UNG的功能、相互作用分子及表达调控等方面进行综述,并讨论进一步研究的意义与方向。     

尿嘧啶N糖基化酶(UNG)的研究进展

尿嘧啶N糖基化酶是碱基切除修复过程中的重要组分。本文从酶的概况、在生物体内的分布范围、人尿嘧啶N糖基化酶的基因结构、基因表达与调控、酶的作用机制等方面进行了介绍,并讨论了进一步研究的意义与方向。     

黄原胶寡糖的抗氧化性能和非酶糖基化抑制作用研究

分别在酸性和碱性条件下通过氧化降解制备了两种黄原胶寡糖XG-H和XG-OH.红外光谱法对黄原胶寡糖的结构进行表征,凝胶渗透色谱法测定黄原胶寡糖的分子量,紫外可见分光光度法测定黄原胶寡糖的丙酮酸和还原糖含量,考察了两种黄原胶寡糖的抗氧化性能和非酶糖基化(NEG)的抑制作用.结果表明,XG-H和XG-OH都表现出一定的抗氧化能力且XG-OH强于XG-H; XG-OH促进5-羟甲基糠醛(非酶糖基化中间产物)的生成,但可显著抑制非酶糖基化荧光末端产物的生成.而XG-H表现出非酶糖基化促进作用.这可能与两种黄原胶寡糖的丙酮酸和还原糖含量有关.     

工业酶蛋白研究的重要进展

作为生物催化剂的核心,工业酶的研究在近年来取得了许多重要的进展,特别是具有重要意义的新酶发现、酶家族研究、酶的分子改造等领域出现了许多突破性的进展。