ATP依赖的Lon蛋白酶研究进展

Lon蛋白酶,也叫蛋白酶La,是一种同质寡聚环状的ATP依赖的蛋白酶,在古生菌、原核生物和真核生物中高度保守。Lon蛋白酶属于AAA＋超家族（与多种细胞活性相关的ATP酶）。自Lon蛋白酶被发现以来,许多研究表明Lon的蛋白酶活性对于维持细胞体内平衡、蛋白质量控制和代谢调控起着重要作用。该文综述了近年来Lon蛋白酶的研究进展,主要从Lon蛋白酶的结构和功能、与衰老和疾病的关系等方面进行了系统的阐述。     

ATP依赖的人Lon蛋白酶的表达、纯化及其活性鉴定

ATP依赖的人Lon蛋白酶是一种同质寡聚、环状的蛋白酶,主要位于细胞线粒体基质中。许多研究表明,Lon蛋白酶对于维护细胞的内环境稳定起着重要作用,并参与线粒体蛋白质量控制和代谢调控。将pPROEX1 His6-Lon重组质粒在Escherichia coli Rosetta 2菌株中诱导表达用Ni2＋柱亲和层析法纯化,获得纯度较高的目的蛋白。经纯化后,Lon蛋白酶的比酶活达到0.17 U/mg。通过多肽底物Rhodamine 110、bis-（CBZ-L-alanyl-L-alanine amide）[（Z-AA）2 Rh110]的降解检测显示,Lon蛋白酶具有肽酶活性,并被ATP所刺激。Casein和线粒体转录因子A降解实验表明,纯化的Lon蛋白酶具有蛋白水解活性,而且蛋白水解活性依赖于ATP。     

常温环境中产嗜热蛋白酶菌资源

通过计数、分离与筛选,对常温环境嗜热菌和产嗜热蛋白酶菌的分布及资源状况进行了研究。结果表明,常温环境中存在着一定数量的嗜热菌和产嗜热蛋白酶菌。土壤与水体相比,其嗜热菌资源相对丰富,且耕作肥沃的土壤中产嗜热蛋白酶菌多于贫瘠土壤;在水环境中,无论湖水、江水还是处理中的废水,在常温条件下均有一定比例的嗜热菌和产嗜热蛋白酶菌。在啤酒废水曝气阶段,产嗜热蛋白酶菌占嗜热菌的比例较大,达45％。本研究筛选的1株嗜热菌其产嗜热蛋白酶活性较高,该菌株在pH7．6、温度68℃条件下其蛋白酶活力达到642U·ml^-1。该项研究为开发产嗜热蛋白酶菌资源,在工业和环境治理等方面的应用提供重要科学依据。     

超嗜热古菌的ATP非依赖型蛋白酶和肽酶研究进展

蛋白酶和肽酶在超嗜热古菌的营养代谢、蛋白质转换与加工以及蛋白质质量控制等重要生物学过程中发挥关键作用。超嗜热古菌蛋白酶和肽酶具有优良的热稳定性和高温活性,是研究蛋白质耐热分子机制和酶行使功能上限温度等科学问题的理想材料,同时也具有重要的工业应用价值。本文对超嗜热古菌的ATP非依赖型蛋白酶和肽酶的种类、功能、催化特性、热稳定机制以及应用前景进行综述与分析。     

线粒体蛋白酶与人类疾病

线粒体是真核细胞的重要细胞器,在能量转换、细胞应激、脂质合成以及细胞凋亡中具有调节作用.许多线粒体蛋白酶参与蛋白质运输、加工激活和降解过程.其中, ATP依赖性的线粒体蛋白酶通过其AAA+结构域(ATP associated multiple activity domain, AAA domain)利用ATP水解来执行线粒体蛋白质质量控制和调节蛋白降解.线粒体蛋白酶活性的改变会导致线粒体功能障碍,从而导致多种人类疾病,包括心血管疾病、神经退行性疾病、衰老和肿瘤等.本文重点综述线粒体蛋白酶1(Lon protease 1, LONP1)、酪蛋白水解蛋白酶P(caseinolytic protease, ClpP)、m-AAA(IMM-embedded AAA face to matrix)和i-AAA(IMM-embedded AAA face to intermembrane space)蛋白酶四种ATP依赖性线粒体蛋白酶及其功能,并阐述其与人类疾病的相关性和临床意义.     

嗜热栖热菌α-葡萄糖苷酶基因的表达及酶学性质研究

用PCR方法从嗜热栖热菌(Thermus thermophilus)HB27中扩增出编码α-葡萄糖苷酶基因hbg,将其克隆到大肠杆菌(Escherichia coli)表达载体pET28a( )上,电击转化E.coliBL21(DE3),获得高效表达hbg基因的大肠杆菌重组菌。重组菌经IPTG诱导表达,SDS-PAGE检测表达蛋白相对分子质量约为59kD,与预期分子量相符。经镍柱和阴离子交换柱纯化的重组表达的α-葡萄糖苷酶HBG最适温度为95℃,最适pH值为5.0。     

细菌Lon蛋白酶研究进展

Lon蛋白酶是首个被鉴定的ATP依赖蛋白酶家族成员,在原核生物中发挥着降解错误折叠蛋白、维持胞内蛋白质平衡的作用。最近研究表明Lon蛋白还可以作为压力应激蛋白,参与降解多种转录调控因子和二元调控系统,改变细菌胞内的生理代谢过程以适应环境的改变。本文从Lon蛋白酶的结构、功能与上下游调控网络作一综述,旨在更全面清楚地了解ATP依赖蛋白酶的生理功能,以期为其胞内调控机制研究提供参考。     

热稳定性丙酮酸:铁氧还蛋白氧化还原酶异源表达及其在乙酰辅酶A合成中的应用 *

乙酰辅酶A被广泛应用到生物医学研究中,使用TPP代替昂贵的ATP为辅因子合成乙酰辅酶A受到广泛关注.新阿波罗栖热袍菌(Thermotoga neapolitana)来源的丙酮酸:铁氧还蛋白氧化还原酶(TnPFOR)在大肠杆菌中进行了重组表达,分析了其酶学特性,并探讨了利用嗜热酶(TnPFOR)酶法合成乙酰辅酶A.采用pET-20b(+)载体,将新阿波罗栖热袍菌来源的四亚基组成的嗜热酶(TnPFOR)在大肠杆菌中进行异源表达;通过热处理和阴离子交换层析法纯化嗜热酶(TnPFOR);重组表达的嗜热酶(TnPFOR)的最适反应温度和pH分别为90℃和6.5,TnPFOR在90℃下孵育1h时保留了50%活性.利用嗜热酶(TnPFOR),以TPP为辅酶合成了乙酰辅酶A,并探讨了不同温度,丙酮酸钠底物浓度和反应时间对乙酰辅酶A合成的影响.得到的优化条件为:最适反应温度为90℃,丙酮酸钠浓度为1.5mmol/L,反应时间为2min.     

马拉色菌蛋白酶活性测定方法的建立及其应用

为建立检测马拉色菌蛋白酶的方法并检测不同来源菌株的蛋白酶活性 ,使用全脂牛奶平板法、BSA平板法检测 7株标准株 ,3 3株M .furfur、12株M .sympodialis、4株M .obtusa临床分离株和 2 8株M .furfur正常皮肤分离株蛋白酶活性 ,并检测温度、pH值和蛋白酶抑制剂对蛋白酶活性的影响。 7株标准株均检出蛋白酶活性 ,M .furfur临床分离株蛋白酶活性高于正常皮肤分离株 (p <0 .0 1) ,最高蛋白酶活性在 3 2℃、pH5.5时表达 ,EDTA能抑制其蛋白酶活性。全脂牛奶平板法为简便、可靠的测定马拉色菌蛋白酶活性的方法 ,蛋白酶活性与菌株的致病性相关     

产低温蛋白酶极地菌株的筛选及Pseudoalteromonas sp. QI-1产蛋白酶粗酶性质

通过酪蛋白平板法从实验室极地微生物资源库中筛选到130株在低温条件(4℃)下具有蛋白酶活性的菌株,并对部分酪蛋白水解圈较大的菌株进行了酶活测定和系统发育分析。发现酶活较高的8株菌分别属于假交替单胞菌属(Pseudoalteromonas)、科尔韦尔氏菌属(Colwellia)、希瓦氏菌属(Shewanella)、嗜冷杆菌属(Psychrobacter)。选择低温蛋白酶活性较高的菌株Pseudoalteromonas sp.QI-1为研究对象,以酪蛋白为反应底物对其所产低温蛋白酶粗酶酶性质进行初步研究。结果表明:QI-1低温蛋白酶酶活最适反应温度为40℃,在0℃时保持10%的相对酶活,酶活最适反应pH为10.0;其催化作用不需要金属离子的参与;热稳定性极差,在60℃放置15 min即完全失活。