脱氧核酶研究进展

使用体外分子进化技术,从一个人工合成的随机多核苷酸单链DNA库中筛选出具有酶活性的DNA分子,称为脱氧核酶. 目前已经筛选出具有RNA切割作用、DNA切割作用、金属螯合作用和过氧化物酶活性、DNA激酶活性以及DNA连接酶活性等多种催化功能的脱氧核酶. 特别是脱氧核酶10～23,无论在体外应用于RNA限制性内切酶,还是在生物系统内作为RNA水平上的基因失活剂,都具有很好的应用前景.     

漆酶介导生物体内酚类氧化偶联的基本原理及其在绿色合成中的应用

漆酶(Laccase,p-diphenol dioxygen oxidoreductases,EC 1.10.3.2)是一类包含三核铜簇位点的多酚氧化还原酶,广泛存在于细菌、真菌、高等植物和昆虫体内。该类酶不仅能够促进生态系统中高分子木质素和腐殖质聚合物的生物分解,还可以催化有机体内单酚和多酚类化合物参与黑色素、木质素、黄酮类和角质层等功能酚聚合物的生物合成。漆酶介导有机物的分解代谢和合成代谢机制有益于生态环境中碳循环和生物形态发生变化。在生物体内,漆酶催化天然酚类单电子氧化形成苯氧活性自由基或醌类中间体,随后这些活性中间体发生自我偶联或交叉偶联反应,生成多种结构复杂的大分子C-C、C-O-C或C-N-C功能聚合产物。因此,通过人工模拟漆酶催化生物体内的绿色合成代谢机理和路径,合理设计和定向改造漆酶在生物体外催化酚类底物偶联形成大分子功能聚合产物的结构和特性,有望为拓展和研发漆酶在绿色合成化学中的多功能应用提供丰富的参考价值和新颖的见解思路。     

蛋白质与核酸的相互作用

(一)复制、转录和翻译水平上蛋白质与核酸的相互作用蛋白质和核酸是组成生物体的两大重要物质。蛋白质是基因表达的产物,基因的表达离不开蛋白质。它们相互依存,彼此制约。蛋白质与核酸的相互作用存在于生物体内基因表达的各个水平之中。在DNA复制过程中,链的引发、延伸、终止所涉及的反应都由相应的酶催化,还需要许多具有调节功能的蛋白质对DNA复制进行调节。在大肠杆菌中,复制过程就需要三十多种蛋白质的协同作用。研究DNA聚合酶、拓扑异构酶、解链酶、解旋酶、连结酶等与复制有关的     

拓扑异构酶Ⅱ的结构、功能及作用机制研究进展

拓扑异构酶是存在于细胞核内的一类酶,它们能够催化DNA链的断裂和结合,从而调控DNA的拓扑状态,在基因复制、转录、重组、修复和染色体重塑过程中参与了DNA超螺旋结构模板的调节。拓扑异构酶通过催化切断DNA链的磷酸二酯键,产生DNA缺口而发挥作用,这种缺口可以改变DNA分子的拓扑结构,从而解决DNA缠结状态这一问题。在哺乳动物中,主要存在I型和II型两种拓扑异构酶。拓扑异构酶I(type I topoisomerase,Top1)催化产生DNA分子上的单链缺口,而拓扑异构酶II(type II topoisomerase,Top2)则催化产生DNA分子上的双链缺口。Top2在哺乳动物中又分为α亚型和β亚型。其中,Top2α的功能主要与细胞的增殖和多潜能性相关,而Top2β在神经发育中具有重要作用。本文就Top2的结构、功能和作用机制的相关研究进展作一综述。     

拓扑异构酶Ⅱ的结构、功能及作用机制研究进展北大核心CSCD

拓扑异构酶是存在于细胞核内的一类酶,它们能够催化DNA链的断裂和结合,从而调控DNA的拓扑状态,在基因复制、转录、重组、修复和染色体重塑过程中参与了DNA超螺旋结构模板的调节。拓扑异构酶通过催化切断DNA链的磷酸二酯键,产生DNA缺口而发挥作用,这种缺口可以改变DNA分子的拓扑结构,从而解决DNA缠结状态这一问题。在哺乳动物中,主要存在I型和II型两种拓扑异构酶。拓扑异构酶I(type I topoisomerase,Top1)催化产生DNA分子上的单链缺口,而拓扑异构酶II(type II topoisomerase,Top2)则催化产生DNA分子上的双链缺口。Top2在哺乳动物中又分为α亚型和β亚型。其中,Top2α的功能主要与细胞的增殖和多潜能性相关,而Top2β在神经发育中具有重要作用。本文就Top2的结构、功能和作用机制的相关研究进展作一综述。     

脯氨酰顺—反异构酶的纯化及对重组蛋白质折叠反应…

脯氨酰异构是蛋白质折叠反应的限速步骤之一,体内被脯氨酰顺－反异构酶（ＰＰＩ）所催化。为了研究ＰＰＩ在重组蛋白体外折叠复性中的作用,我们自猪肾脏中纯化了ＰＰＩ,并对重组蛋白的酶促折叠过程进行了探讨。结果表明,ＰＰＩ催化的重组蛋白的折叠率和比活性,ＰＰＩ催化的重组蛋白的折叠反应主要是提高了它们了折叠速率,而不增加正确折叠率的比活性。ＰＰＩ在很低的浓度下即有很高的催化活性。     

人参茎叶皂甙对老龄大鼠脑超氧化物岐化酶活力的影响

细胞在新陈代谢过程中产生自由基,正常情况下及时清除体外,否则,堆积在体内的自由基将导致细胞损伤。超氧化物歧化酶(SOD)催化的歧化反应是清除体内自由基的重要途径,因此SOD活性降低所引起的细胞损伤对衰老的发生有重要作用。另一方面,在衰老过程中,下丘脑结构和功能发生明显的退行性     

重组工程及其应用

随着功能基因组研究的需要 ,新近建立起一项新型高效的基于体内同源重组的遗传工程技术———重组工程技术。重组工程可定义为 :基于噬菌体短同源序列重组功能的遗传工程 ,或者基于同源重组的遗传工程。λ噬菌体Red系统完全不同于传统的依赖RecA的大肠杆菌重组系统 ,特点是使用长度仅为 <5 0个碱基的同源臂高效率地催化体内同源重组反应。体内重组过程不再需要预先构建含有同源序列的质粒或噬菌体的中间产物 ,只需要简单在体外合成寡核苷酸同源序列 ,或者用PCR方法合成线性打靶序列。重组反应不依赖大肠杆菌RecA系统 ,不需要限制性内切核酸酶和连接酶 ,不需要复杂的体外重组操作 ,可在大肠杆菌体内对染色体DNA、对BAC和PAC质粒或普通质粒载体进行精确的修饰 ,包括真核或原核细胞基因组DNA的基因敲除、基因敲入、基因克隆和各种突变体的引入。由于该技术具有高效率、简单性和应用的广泛性等独特优点 ,将来完全有可能取代传统的遗传工程技术。主要介绍了λ噬菌体Red重组酶系统及重组工程在功能基因组研究方面的应用与进展     

脯氨酰顺－反异构酶的纯化及对重组蛋白质折叠反应的催化性能

脯氨酰异构是蛋白质折叠反应的限速步骤之一,体内被脯氨酰顺－反异构酶(PPI)所催化．为了研究PPI在重组蛋白体外折叠复性中的作用,我们自猪肾脏中纯化了PPI,并对重组蛋白的酶促折叠过程进行了探讨．结果表明,PPI催化的重组蛋白的折叠反应主要是提高了它们的折叠速率,而不增加正确折叠率和比活性,PPI在很低的浓度下即有很高的催化活性．     

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。     

DNA生物催化功能研究进展

近年来发现 ,不少结构特殊的DNA分子分别具有剪切RNA分子或DNA分子、T4聚核苷酸激酶样活性、DNA连接酶样活性以及催化卟啉金属离子化等多种生物催化功能 ,这些DNA分子被称为脱氧核酶或酶性DNA .它们在用作RNA和DNA工具酶、基因分析和诊断手段以及基因治疗药物等方面的潜力引人注目 .综述这些DNA分子的种类、结构特征、催化活性及应用现状和前景等方面的最新研究进展     

DNA拓扑异构酶Ⅰ生物学活性的比较研究

测定了3T3细胞、人和大鼠一些组织中DNA拓扑异构酶Ⅰ的活性;估计了核酸内切酶对拓扑酶Ⅰ松弛活性测定的干扰程度;发现增殖组织全细胞抽提液中酶比活高于正常分化组织,而且在异常增殖组织中酶比活的增高更为显著。     

脱氧核酶及其应用进展

脱氧核酶是利用体外分子进化技术合成的一种具有催化功能的单链DNA片段,具有高效的催化活性和结构识别能力,迄今为止,已发现大量具有催化功能的脱氧核酶。其中具有RNA切割活性的脱氧核酶,能催化RNA特定部位的切割反应,从mRNA水平对基因灭活．从而调控蛋白质的表达．可能成为治疗肿瘤、病毒感染性疾病以及其它相关疾病,基因功能研究,核酸突变分析等的新型工具。     

分子信标方法研究HIV-1整合酶3'加工反应动力学

HIV-1整合酶催化病毒cDNA与宿主细胞基因组DNA的整合,是病毒在宿主细胞中增殖的一个关键酶。 3'加工是整合酶催化整合过程的第一步反应,3'加工反应动力学的研究对整合酶催化机理研究和以整合酶为靶点的药物研发都具有重要意义。构建了野生型HIV-1整合酶重组质粒,在大肠杆菌BL21中诱导表达,通过对包涵体变性、复性,纯化得到了整合酶蛋白。 基于分子信标原理,设计了荧光和淬灭基团标记的DNA底物,通过荧光信号实时监测3' 加工反应,对酶反应的动力学性质进行研究。 结果表明,纯化的整合酶蛋白具有较高的活性,酶反应表现出显著的Mg²⁺偏好性。 酶动力学研究 (K_m = 131.79 nmol/L,K_cat = 0.0042 min ^-1) 表明,该分子信标方法和设计的DNA底物可用于整合酶3'加工反应动力学研究以及酶反应性质的研究。     

葡萄糖异构酶及其在高果糖浆生产中的应用

葡萄糖异构酶(Glucose isomerase,GI)能催化D-葡萄糖的异构化反应,生成D-果糖,是目前工业上制备高果糖浆(HFCS)的关键酶之一。本文对GI的来源、分类、高级结构特征和催化机制进行了介绍,并从GI催化功能的改善、基因工程菌的构建和固定化三个方面对GI在HFCS生产中应用的关键技术和策略进行分析。     

分子信标方法研究HIV-1整合酶3'加工反应动力学

HIV-1整合酶催化病毒cDNA与宿主细胞基因组DNA的整合,是病毒在宿主细胞中增殖的一个关键酶.3'加工是整合酶催化整合过程的第一步反应,3'加工反应动力学的研究对整合酶催化机理研究和以整合酶为靶点的药物研发都具有重要意义.构建了野生型HIV-1整合酶重组质粒,在大肠杆菌BL21中诱导表达,通过对包涵体变性、复性,纯化得到了整合酶蛋白.基于分子信标原理,设计了荧光和淬灭基团标记的DNA底物,通过荧光信号实时监测3'加工反应,对酶反应的动力学性质进行研究.结果表明,纯化的整合酶蛋白具有较高的活性,酶反应表现出显著的Mg2+偏好性.酶动力学研究(Km=131.79 nmol/L,Kcat=0.0042 min-1)表明,该分子信标方法和设计的DNA底物可用于整合酶3'加工反应动力学研究以及酶反应性质的研究.     

植物花青素糖基转移酶研究进展

花青素是植物体内重要的次生代谢物,具有较强的药理活性,如抗氧化、抗癌等,广泛用于营养保健领域。自然条件下,植物体内的花青素以糖苷形式存在,带有各种糖基化修饰,而花青素糖基转移酶是专门负责催化这种糖基化反应的酶,能够把糖基供体转移到花青素不同的位点,形成了不同的花青素种类,从而改变这些分子的特性,影响生物活性和药用功能。本文重点综述了植物花青素糖基转移酶的分类和修饰反应特点,以及主要花青素资源植物中糖基转移酶的研究进展,有助于深入挖掘和鉴定植物中花青素相关糖基转移酶,解析其催化和调控机理,为花青素生物合成、富含花青素的植物资源研发提供新的思路。     

腾冲嗜热杆菌热稳定海藻糖磷酸化酶的基因表达与酶的分子生物学性质研究

分离克隆了腾冲嗜热杆菌(Thermoanaerobacter tengcongensis)海藻糖磷酸化酶(TreP)的编码基因(treP), 该酶可催化以葡萄糖和α-1-磷酸葡萄糖为底物的海藻糖合成反应及其逆向的分解反应. 反向mRNA点杂交实验表明, 腾冲嗜热杆菌中treP基因在高盐胁迫条件下表达量增加, 而在海藻糖诱导条件下表达量降低. 将该基因导入不含TreP的大肠杆菌中进行诱导表达, SDS-PAGE表明, 异源表达的TreP分子量约为90 kD, 与预期值相同. 通过葡萄糖氧化酶法测定分解产物葡萄糖的产率表明: TreP催化海藻糖分解反应的最适温度是70℃, 最适pH值为7.0; 通过HPLC检测合成产物海藻糖的产率表明: TreP催化合成反应的最适温度为70℃, 最适pH值为6.0. 在最适反应条件下, 50 μg的TreP粗酶可催化25 mmol/L α-1-磷酸葡萄糖与葡萄糖在30 min合成11.6 mmol/L海藻糖; 而同量的酶在同样时间内仅能将250 mmol/L海藻糖分解生成1.5 mmol/L葡萄糖. 以上体内胁迫和诱导表达分析及体外酶学性质分析均证明该酶的主要功能是催化海藻糖的合成反应. 热稳定性实验表明, 该酶性质比较稳定, 在50℃下温育7 h还能保持77%以上的活性, 是一个有潜在工业用途的新的热稳定海藻糖合成酶.     

有机介质中酶催化活性和选择性的调控

有机溶剂中酶的结构与功能与在水中有很大的不同,通过调整控制策略可系统地改善酶针对目标反应的活性和选择性,重点阐述了溶剂对酶催化反应的活性和选择性的影响,介绍了酶催化选择性的热力学预测模型。,     

抗癌药物对DNA拓扑异构酶活性的影响

 本文比较了正常组织与肿瘤组织中DNA拓扑异构酶Ⅱ的活力,证实异常增殖的肿瘤组织或细胞的酶活力较正常组织高。同对,我们选用了几类有代表性的抗癌药物或中草药成分,观察了它们对拓扑异构酶Ⅱ的影响。结果表明一些抗癌药物在低浓度时对Ⅱ型酶的解结反应等有明显的抑制作用。因此,肿瘤组织中解结活性异常增高说明Ⅱ型酶可能是抗癌药物的一种靶蛋白;对解结活性的抑制有可能为寻找新的抗癌药物提供一条途径。