glmS核糖开关研究进展

glmS核酶是存在于革兰氏阳性细菌中,对葡糖胺-6-磷酸(GlcN6P)的合成起反馈抑制作用的核糖开关。同时,glmS核糖开关是一种位于glmS基因5′非翻译区的自剪切核酶。glmS核糖开关/核酶通过结合GlcN6P后自剪切抑制下游基因glmS的表达。对glmS核糖开关结构和功能的研究将有助于开发新的抗生素作用靶点。本文对glmS核糖开关的结构和功能进行阐述并介绍glmS核糖开关近年来的研究进展和应用。     

两种新型L-苏氨酸醛缩酶的鉴定及活性检测方法

为了实现重要医药中间体β-羟基-α-氨基酸的生物酶法合成,挖掘验证新型的L-苏氨酸醛缩酶。以pET-28a(+)作为表达载体,通过蛋白表达纯化、薄层层析色谱(TLC)和高效液相色谱(HPLC)技术分析L-苏氨酸醛缩酶及其催化产物的性质。基于4-氨基-3-肼基-5-巯基-1,2,4-三氮唑(Purpald)显色试剂开发检测醛缩酶的新方法。Streptomyces coelicolor SCO1844(天蓝色链霉菌,S.coelicolor SCO1844)和Streptomyces xinghaiensis SFR7A(星海链霉菌,S.xinghaiensis SFR7A)来源的醛缩酶被证明能够成功地合成β-羟基-α-氨基酸,且均为L-苏氨酸醛缩酶,实现了以苯甲醛和甘氨酸为底物合成l-threo/erythron-苯基丝氨酸的醇醛缩合反应。开发的可视化活性检测方法可以实现醛缩酶的快速鉴定和高通量筛选。两种新型L-苏氨酸醛缩酶的鉴定以及活性检测方法的开发,不仅丰富了生物法合成β-羟基-α-氨基酸的酶库,也为下一步对L-苏氨酸醛缩酶进行分子改造提高其催化活性和选择性奠定了研究基础。     

医药中间体L-核糖的生物制造研究进展

L-核糖(L-ribose)是自然界不存在的L-型稀有糖,L-核糖是多种核苷类似物药物的核心砌块,其衍生物2-脱氧-L-核糖也是昂贵的药物中间体;过去只能通过化学合成获得,近年来开始有酶法合成的报道。本文综述了L-核糖生物制备的三种关键酶-L-阿拉伯糖异构酶(L-AI)、甘露糖-6-磷酸异构酶(MPI)、以及L-核糖异构酶(L-RI)在制备L-核糖方面的研究进展,结合产品衍生物研发进行了总结,并展望了L-核糖在未来医药行业的技术需求。     

3,5,2',4'-四羟基查尔酮对小鼠尿酸及尿酸合成相关酶基因的影响

用氧嗪酸钾诱导高尿酸血症动物模型,对化合物3,5,2',4'-四羟基查尔酮(P40)的降尿酸作用及尿酸合成相关酶基因进行研究。用磷钨酸法测定小鼠血清尿酸水平,用RT-PCR测定脑组织中次黄嘌呤鸟嘌呤磷酸核糖转移酶(HGPRT)、肝脏中的磷酸核糖焦磷酸合成酶(PRPS)和磷酸核糖焦磷酸酰胺转移酶(PRPPAT)mRNA的表达水平。结果表明:灌胃给予高尿酸血症小鼠P40 2、4、8 mg/kg和阳性对照药别嘌醇1 mg/kg,共给药5次,每天2次,均显著降低血清尿酸水平(P0.05,0.01),具有显著的降尿酸作用;但对HGPRT、PRPS、PRPPAT的mRNA表达水平无明显影响。     

噻嘧胺三磷酸之辅羧酶作用

緒言自Karrer氏等刊出關於噻嘧胺磷酸衍化物及輔羧酶(cocarboxylase)之合成法後,繼續又發表噻嘧胺三磷酸(thiamin triphosphate)之製備,並證明其有羧酶輔酶的作用。此物容易合成,經稀鹽酸適當水解後可得噻嘧胺二磷酸(thiamin pyrophosphate)。Velluz氏等亦作更深一步的研究,將製備所得的噻嘧胺三磷酸,測探其水解情况,發現第二與第三位磷酸根水解於酸性溶液中,所剩之噻嘧胺     

L-抗壤血酸之生物合成L-古罗糖酸-γ-内酯及L-半乳糖酸-γ-内酯之氧化

(一)用差示离心方法,由大白鼠肝得到的颗粒体制剂在谷胱甘肽的保护作用下,有将 L-古罗糖酸-或 L-半乳糖酸-γ-内酯氧化为 L-抗坏血酸的作用,活力大部存在于微粒体。(二)利用脱羟胆盐处理微粒体可使之成为局部溶解的酶制剂,经氧化铝凝胶 C_r 吸附,硫酸铵沉淀续加纯化,活力提高5—6倍。(三)对于酶作用的一般情况和一些因素对它的影响,我们作了一些观察。(四)比较并讨论了我俩所得结果与其他工作者所报告者的异同。     

渗透压在葡萄酒酵母代谢中的调控作用

以磷酸丙糖异构酶部分缺失突变株做对比,研究了渗透压对葡萄酒酵母发酵过程中甘油合成与挥发酸生成的调节作用.结果表明:渗透压对野生型葡萄酒酵母中存在的磷酸二羟丙酮(DHAP)与3-磷酸甘油醛(GA3P)平衡具有调节作用,能使平衡向磷酸二羟丙酮方向迁移以合成更多的甘油,而当磷酸丙糖异构酶部分缺失时渗透压对这一平衡基本不起作用...     

蛇肌醛缩酶和兔肌醛缩酶在构象上的差别以及亚基的相互作用

(1)用硫酸铵分级,然后磷酸纤维素亲和层析得到了均一的蛇肌醛缩酶,凝胶过滤法测定全酶分子量为160,000,SDS-凝胶电泳法测定了它的亚基分子量为40,000,表明蛇肌醛缩酶是一个四亚基的酶,它属于醛缩酶Ⅰ-A 型。(2)甲醇或尿素对蛇肌醛缩酶和兔肌醛缩酶的影响是不同的。当用胰蛋白酶分别消化蛇肌醛缩酶和兔肌醛缩酶时,发现蛇肌醛缩酶对胰蛋白酶的作用更为敏感。甲醇或尿素对酶活性影响的结果说明蛇肌醛缩酶有更紧密的构象,酶分子内部的疏水键在维持活化型时起着重要的作用,在低有机溶剂浓度时不受影响,而在高有机溶剂浓度时分子内部疏水键才遭到破坏。此外蛇肌醛缩酶分子表面的极性基团,包括赖氨酸和精氨酸形成的离子对可能更易受到胰蛋白酶作用,同时它们可阻止低浓度甲醇与酶分子内疏水键作用。(3)醛缩酶和TNBS 之间的反应支持酶分子的氨基,尤其是蛇肌醛缩酶的氨基在维护其天然构象中起着特殊作用的观点。(4)虽然蛇肌醛缩酶和兔肌醛缩酶的构象有一定的不同,但是仍然能够进行杂交产生蛇肌-兔肌醛缩酶杂交株组,说明它们亚基之间的结合区域的差别并不很大。     

蛇肌醛缩酶和兔肌醛缩酶在构象上的差别以及亚基的相互作用

(1)用硫酸铵分级,然后磷酸纤维素亲和层析得到了均一的蛇肌醛缩酶,凝胶过滤法测定全酶分子量为160,000,SDS-凝胶电泳法测定了它的亚基分子量为40,000,表明蛇肌醛缩酶是一个四亚基的酶,它属于醛缩酶I-A型。(2)甲醇或尿素对蛇肌醛缩酶和兔肌醛缩酶的影响是不同的。当用胰蛋白酶分别消化蛇肌醛缩酶和兔肌醛缩酶时,发现蛇肌醛缩酶对胰蛋白酶的作用更为敏感。甲醇或尿素对酶活性影响的结果说明蛇肌醛缩酶有更紧密的构象,酶分子内部的疏水键在维持活化型时起着重要的作用,在低有机溶剂浓度时不受影响,而在高有机溶剂浓度时分子内部疏水键才遭到破坏。此外蛇肌醛缩酶分子表面的极性基团,包括赖氨酸和精氨酸形成的离子对可能更易受到胰蛋白酶作用,同时它们可阻止低浓度甲醇与酶分子内疏水键作用。(3)醛缩酶和TNBS之间的反应支持酶分子的氨基,尤其是蛇肌醛缩酶的氨基在维护其天然构象中起着特殊作用的观点。(4)虽然蛇肌醛缩酶和兔肌醛缩酶的构象有一定的不同,但是仍然能够进行杂交产生蛇肌-兔肌醛缩酶杂交株组,说明它们亚基之间的结合区域的差别并不很大。     

菠萝叶片绿色组织与贮水组织中代谢物水平的昼夜变化

研究了景天酸代谢(CAM)植物菠萝叶片绿色组织与贮水组织(WSP)的苹果酸、柠檬酸、异柠檬酸、淀粉、果糖、葡萄糖、蔗糖、葡糖-1-磷酸(G-1-P)、葡糖-6-磷酸(G-6-P)、果糖-6-磷酸(F-6-P)、草酰乙酸(OAA)及磷酸烯醇式丙酮酸(PEP)水平的昼夜变化。夜间苹果酸的积累仅发生在绿色组织中,表明只有绿色组织才能进行CAM。可溶性已糖(葡萄糖和果糖)是绿色组织中夜间苹果酸累积的主要碳源。绿色组织G-1-P、G-6-P和F-6-P水平在夜间的初期上升,后期下降,昼间的头3h仍下降,3h后变化不明显。绿色组织中OAA和PEP水平也发生昼夜变化。在贮水组织中没有测到淀粉、蔗糖、OAA和PEP。除葡萄糖和果糖外,WSP中其它代谢物的含量都远低于绿色组织,而且WSP中所有代谢物都无明显的昼夜变化。     

一种源于枯草芽孢杆菌的新型甘露糖-6-磷酸异构酶的基因克隆与表达

通过PCR克隆了一种来自枯草芽孢杆菌str. 168菌株的甘露糖-6-磷酸异构酶编码基因(BSMPI-2),利用p ET-28a载体转化至大肠杆菌BL21(DE3)菌株。经IPTG诱导实现了BSMPI-2蛋白的表达,经过亲和层析纯化和聚丙烯酰胺凝胶电泳(SDS-PAGE)验证,证实目的蛋白分子量约3. 54×10~4,BSMPI-2以L-核糖为底物时的最适反应条件为pH 8. 0、60℃、外源添加0. 5 mmol/L Co~(2+),该酶催化2 h可将29%的L-核糖异构为L-核酮糖。     

一种新的抗菌药物靶标蛋白质(3，4-二羟基-2-丁酮-4-磷酸合成酶)的克隆、表达、纯化及酶活性鉴定

[目的]核黄素( vitamin B12,riboflavin)是辅因子黄素腺嘌呤二核苷酸(flavin adenine dinucleotide,FAD)和黄素单核苷酸(flavin mononucleotide,FMN)的前体物,对生物体的生物合成至关重要.如果细菌不能够从外界摄取足够的黄素( flavin)就需要自身合成核黄素以维持菌体的生存与增殖.3,4-二羟基-2-丁酮-4-磷酸合成酶(3,4-Dihydroxy-2-butanone-4-phosphate synthase,DHBPs)为核黄素生物合成途径中关键酶之一.在镁离子存在的情况下,DHBPs将5-磷酸核酮糖(ribulose-5 -phosphate,Ru5P)转换成3,4-二羟基-2-丁酮4-磷酸(3,4-dihydroxy-2-Bu-tanone-4-Pho-sphate,DHBP)和甲酸盐(formate),生成的DHBP为核黄素合成的必需原料之一.人类没有合成核黄素的相关途径,因此细菌参与合成核黄素的DHBPs等相关酶就有望成为抗菌药物作用的靶位点.本课题通过对肺炎链球菌的DHBPs进行克隆表达纯化与酶学性质鉴定,为开展其三维结构的解析和抗菌药物设计提供重要的工作基础.[方法]利用PCR技术扩增DHBPs基因,构建重组表达载体pW28-DHBPs.将其转入大肠杆菌(Escherichia coli)BL21( DE3)中表达,用Ni离子亲和层析及离子交换(DEAE)纯化获得有活性的DHBPs后,进行酶学性质鉴定.[结果]酶切和测序证实成功构建了质粒pW28-DHBPs,在E.coli BL21中表达了可溶性DHBPs,纯化后获得了纯度为95％的靶蛋白质,经分子筛分析DHBPs在溶液中以二聚体形式存在.对DHBPs进行酶学性质分析表明,在25℃、pH为7.5和Mg2+存在的情况下,DHBPs具有将5-磷酸核酮糖转换成DHBP和甲酸盐的活性.[结论]第一次成功克隆并在E.coli BL21中表达了一种肺炎链球菌合成核黄素的相关酶—DHBPs,纯化后的重组DHBPs具有较好的5-磷酸核酮糖分解活性,这为解析其三维结构和基于结构进行的新一代抗菌药物设计提供重要的工作基础.     

四核苷酸Ap Gp Ap Gp的合成

本文报道了酵母tRNA~(ala)分子中第42—45核苷酸片段——四核苷酸AGAGp的合成。首先我们化学合成了N,2′,5′-全乙酰化腺苷-3′-磷酸N,N-二甲氨基甲叉鸟苷-3′-磷酸的二环己基码啉胍盐,经DCC缩合、脱保护得到Ap Gp,然后通过氯甲酸乙酯环化形成ApG>p,再经RNaseN_1酶促合成为四核苷酸AGAGp。     

水稻叶绿体中GAP脱氢酶、FBP酶和醛缩酶的比较研究

光合作用同化二氧化碳的碳素循环(即卡尔文环)所生成的糖磷酯,主要从环中的两个反应步骤向环外转移,这两个酶促反应是由甘油醛-3-磷酸脱氢酶(简称GAP脱氢酶)和果糖-1,6-双磷酸酯酶(简称FBP酶)催化的,即在固定二氧化碳后,由FBP酶、GAP脱氢酶和醛缩酶的作用,将卡尔文环的产物     

苍白杆菌核糖-5-磷酸异构酶B基因的克隆及表达

[目的]将新筛选出的苍白杆菌菌株中的核糖-5-磷酸异构酶B(Rpi B)克隆到大肠杆菌中进行异源表达优化。[方法]以苍白杆菌菌株基因组为模板PCR扩增Rpi B基因,经酶切连接表达载体p ET-28a后转化入大肠杆菌BL21(DE3)中,利用异丙基-β-D-硫代吡喃半乳糖苷(IPTG)进行诱导表达及优化,利用SDS-PAGE分析表达情况。通过LC-MS-MS验证重组酶活性。[结果]SDS-PAGE分析表明,核糖-5-磷酸酶在大肠杆菌中高效表达可溶性蛋白,分子量在19 k Da左右。优化结果表明在16℃下需要IPTG诱导20 h后蛋白表达量最多。重组粗酶液在30℃下转化L-鼠李糖为L-鼠李酮糖,转化率为19%。[结论]成功克隆并表达出来源于苍白杆菌的Rpi B酶,它对其非天然底物糖L-鼠李糖表现出了异构酶活性。     

磷脂酰肌醇 -3 激酶不直接调控PC12 细胞的分泌

磷脂酰肌醇-3激酶(PI3K)是磷脂酰肌醇代谢过程中一种重要的酶,通过其代谢产物参与了对多种细胞生理活动的调节,如囊泡运输、细胞骨架重组、细胞存活、吞噬作用、细胞凋亡等.为研究其对细胞分泌功能的作用,使用磷脂酰肌醇-3激酶家族的特异性抑制剂渥曼青霉素(wortmannin)阻断磷脂酰肌醇-3激酶的活性,以EGFP-2xFYVE融合蛋白与磷脂酰肌醇-3-磷酸(PtdIns-3-P)的结合为指征,使用荧光显微成像技术检测渥曼青霉素对磷脂酰肌醇-3激酶的抑制作用,采用膜片钳膜电容测量方法及光解钙离子释放技术检测渥曼青霉素对PC12细胞分泌功能的影响.实验结果表明,wortmannin阻断了磷脂酰肌醇-3激酶的活性,抑制了磷脂酰肌醇-3-磷酸(PtdIns-3-P)的产生,并使FYVE与PtdIns-3-P解离,但渥曼青霉素处理之前和处理30 min后的PC12细胞分泌反应的幅度、动力学特性和分泌的钙依赖性均无显著差异,表明磷脂酰肌醇-3激酶对PC12细胞的分泌无显著的直接影响.     

SHIP蛋白质的生物学特性及其与白血病的关系

含SH2结构域的肌醇磷酸酶(SHIP)属于5’磷酸酯酶家族成员。SHIP能将磷脂酰肌醇-3,4,5-三磷酸(PI-3,4,5-P3,PIP3)水解为磷脂酰肌醇-3,4-二磷酸(PI-3,4-P2),是主要表达于造血细胞的磷脂酰肌醇3-激酶(PI3K)信号抑制分子,通过参与调节PI3K途径而影响细胞增殖、存活及信号转导等诸多细胞活动,与白血病的发生发展密切相关。     

β-烟酰胺单核苷酸合成研究进展

衰老过程中辅酶I-烟酰胺腺嘌呤二核苷酸(NAD⁺)水平下降被认为是导致疾病和残疾的主要原因。β-烟酰胺单核苷酸(NMN)是NAD⁺的直接前体,是提高细胞内NAD⁺水平的关键成分。口服补充NMN可以延缓、改善、防止与衰老相关的多种表型,改善代谢紊乱和老年疾病等。详细介绍了NMN的主要生理作用以及目前合成NMN的方法,包括化学法、微生物发酵法以及基于各种生物酶的体外合成方法。其中重点介绍了生物酶法的各种合成路线,并指出以烟酰胺核糖(NR)为基础的NMN的合成是最为理想的工艺路线,但转化工艺中涉及到的关键酶如烟酰胺核糖激酶(NRK)等的活性以及酶的稳定性需要进一步提高,才能达到降低生产成本的目的。     

紫花苜蓿果糖-1,6-二磷酸醛缩酶基因全长克隆及分析

根据已知的与盐胁迫相关的EST序列,采用SMART RACE方法克隆了紫花苜蓿果糖-1,6-二磷酸醛缩酶(ALD)全长cDNA,命名为MsALD(GenBank accession No.FJ896113).序列分析结果表明,该cDNA全长1 487 bp,包含一个1 194 bp的最大开放阅读框,编码398个氨基酸.经同源比对和进化树分析,MsALD基因编码的氨基酸与红三叶草、马铃薯、烟草等的果糖-1,6-二磷酸醛缩酶(ALD)氨基酸序列一致性高达90%以上,确定其属于第Ⅰ类果糖-1,6-二磷酸醛缩酶.半定量RT-PCR分析表明,MsALD基因可能与紫花苜蓿抗盐机理相关.     

3¢-磷酸腺苷-5¢-磷酸硫酸的高效合成及其应用

硫酸化化合物广泛存在于胞浆、细胞表面及胞外基质中,在机体细胞发育、分化、免疫、解毒和信号传递等生命活动过程中起着不可替代的作用。3'-磷酸腺苷-5'-磷酸硫酸(3'-phosphoadenosine-5'-phosphosulfate,PAPS)是化合物硫酸化过程中最常用的硫酸基供体,但目前合成PAPS并最终实现其工业化应用还困难重重。文中主要综述过去10年内关于PAPS的生物合成及应用的研究进展,以期为PAPS的合成及其在芥子油苷、肝素、硫酸软骨素及羟胺硝喹等的生物合成中的应用提供参考。