VD_3羟化酶及其电子传递链的体外构建及活性研究

活性维生素D_3具有广泛生理活性及药用价值,利用分子操作技术,在大肠杆菌细胞中重组表达VD_3羟化过程的关键酶体系,是实现活性维生素D_3生物法合成的有效手段。构建了来源于自养无枝酸菌(Pseudonocardia autotrophica)VD_3羟化酶(Vdh,EC 1.14.13.159)及来源于不动杆菌(Acinetobacter sp.OC4)的铁氧还蛋白Fdx及铁氧还蛋白还原酶FdR的重组表达载体p ET28b-Vdh、p ET28b-FdR-Fdx,以大肠杆菌为宿主细胞,体外诱导表达并通过镍柱纯化三种蛋白质,通过CO差光谱法评价羟化酶Vdh体外活性,并利用2,6-二氯靛酚钠(DCIP)和细胞色素c作为电子受体评价电子传递链FdR-Fdx对NADH和NADPH的氧化活性及与羟化酶Vdh的偶联作用,最后利用Vdh及其电子传递链催化维生素D_3的选择性羟化合成25(OH)VD_3。     

微生物合成11α-羟基-16α,17α-环氧孕酮的动力学

对耐温黑根霉菌丝体催化16α,17-α-氧孕酮生成11α-羟基-16α,17α-环氧孕酮的反应体系进行了研究,考察了不同反应时间、不同菌体量和底物质量浓度对11α-羟化反应的影响,建立了相应的动力学模型,其方程为r=0.031Sr/1.05＋Sr。结果表明：提高菌体质量浓度有利于提高反应速率;底物浓度与反应初速率的关系与米氏方程相似。     

紫云英根瘤菌109菌株的氢氧化电子传递链

H_2还原减去O_2氧化的差示光谱显示424,522,552,560,603nm峰,鱼腾酮(反竞争性抑制),DBMIB,HQNO,抗霉素A,氰化钠和叠氮化钠(非竞争性抑制)明显抑制吸氢活性,表明细胞色素c,b和a分别参与氢氧化的电子传递。以Dixon作图来确定抑制剂在电子传递链中结合位点数目,鱼腾酮和DBMIB为单位点结合,HQNO和氰化物为双位点结合,HQNO所引起的部份抑制,可使对氰化钠敏感的结合位点消逝。鱼腾酮与HQNO同时存在时,其叠加或累积抑制效果表明,两种类型的细胞色素b参与氢氧化的电子传递,由H_2到O_2的电子传递于细胞色素b处分叉,对氰化物抑制敏感性也有所不同。     

线粒体电子传递链电子漏的化学发光测定

本实验用差速离心法分离正常大鼠肝脏和心肌线粒体 ,以lucigenin (探测超氧阴离子 )与luminol (探测过氧化氢 )为探剂 ,用化学发光法测定METC电子漏的生成。在反应体系中加入外源底物 ,其发光强度明显高于空白对照 (体系中无线粒体 )。在肝线粒体体系中 ,无论是lucigenin还是luminol诱发的发光 ,琥珀酸底物引起的发光强均要高于丙酮酸 /苹果酸引起的发光强度。在心肌线粒体 luminol体系中也有与肝线粒体相似的结果 ,在心肌线粒体 lucigenin体系中 ,加入外源底物丙酮酸 /苹果酸诱发的发光强度高于琥珀酸诱发的发光强度     

犁头霉11α-羟基化制备16β-甲基-11α,17α,21-三羟基孕甾-1,4-二烯-3,20-二酮

选育到一株对16β-甲基,17α,21-二羟基孕甾-1,4-二烯-3,20-二酮(Ⅱa)11α-羟基化活性强的犁头霉A28菌株,并发现底物21-乙酰化(Ⅱb)可明显提高11α-羟基化的能力.在适宜的转化条件下,Ⅱb投料浓度0.5%,产物16β-甲基-11α,11α,21-三羟基孕甾-1,4-二烯-3,20-二酮(Ⅲ)收率为73%,结构经波谱分析确认.     

黄素氧还蛋白参与的固氮链电子传递

棕色固氮菌中电子载体Fld直接向固氮酶铁蛋白传递电子。Fld_(ox)至Fld_R是双电子二步还原反应,极谱半波电位分别为-210、-550 mV。Fld_(ox)至Fld_(SR)的中点电位为-280 mV,Fld_(SR)至Fld_R为-500mV。铁蛋白中点电位为-256mV,加MgATP后为-390 mV。Fld_R与铁蛋白ox组成的电池电动势为244mV,电子传递可自发进行,反应的J△G~o为-23KJ/摩尔,铁蛋白被Fld_R还原的K_a=1.3×120~4,加入MgATP后△G~o为-10.6KJ/摩尔,K_a=72。因此,未加入MgATP时电子传递反应更易进行。     

犁头霉11α-羟基化制备16β-甲基-11α，17α，21 三羟基孕甾-1，4 二烯 3，20 二酮

选育到一株对16β-甲基-17α,21-二羟基孕甾-1,4-二烯3,20-二酮(Ⅱa)11α-羟基化活性强的犁头霉A28菌株,并发现底物21乙酰化(Ⅱb)可明显提高11α-羟基化的能力。在适宜的转化条件下,Ⅱb投料浓度0.5%,产物16β-甲基-11α,17α,21-三羟基孕甾-1,4-二烯3,20-二酮(Ⅲ)收率为73%,结构经波谱分析确认。     

RNase保护法同时检测黄体生成素受体及17α－羟化酶的mRNA

睾酮是组织中主要雌激素雌二醇的前体,在卵巢内睾酮绝大部分转为雌二醇．睾酮的生成直接受垂体的黄体生成素和睾酮合成的限速酶17α羟化酶的调控．用液相杂交的方法,同时检测了卵巢组织中黄体生成素受体和17α－羟化酶的基因表达,并摸索出了最适条件．为今后进一步研究卵巢的功能,提供了新的手段．     

电子传递链功能缺陷相关线粒体疾病的治疗进展

线粒体疾病(mitochondrial diseases, MDs)与电子传递链功能缺陷密切相关。电子传递链上的五种复合物共同维持电子传递链的正常功能,从而确保ATP的产生。电子传递链上任何一种复合物的功能缺陷都会损伤线粒体功能,导致线粒体疾病的发生。因此,针对不同的复合物功能缺陷,可以采取相应的治疗措施来挽救其功能,达到缓解或治愈线粒体疾病的目的。本文以电子传递链上五种复合物为研究对象,阐述不同复合物功能缺陷导致的线粒体疾病以及相应的治疗措施。     

乳腺癌中α- 晶状体B 链蛋白表达的临床病理研究

目的:探讨α-晶状体蛋白B链(Alpha-crystallin B chain,CRYAB)在乳腺癌中表达的临床病理学意义。方法:收集乳腺癌病例及相应的临床资料包括随访资料,应用IHC染色方法检测CRYAB在乳腺良性病变(BBD)、无淋巴结转移乳腺癌(NMBC)、有淋巴结转移乳腺癌(MBC)及配对淋巴结转移灶(PMLN)中的表达,分析CRYAB表达与乳腺癌临床病理指标(患者年龄、肿块大小、淋巴结转移情况、临床分期、组织学分型和分级、雌孕激素受体和c-cerb B2表达情况、绝经情况)间及生存状态的关系。结果:CRYAB在对照组BBD组、NMBC组、MBC组、PMLN组的阳性表达率分别为97.9%(46/47)、44.6%(37/83)、13.1%(14/107)、10.8%(11/107),其中BBD组和NMBC组,BBD组、NMBC组分别与MBC组、PMLN组均存在显著性差异。CRYAB表达与淋巴结转移(P0.001)、临床分期(P=0.001)、组织学分级(P=0.037)和雌孕激素受体表达情况(P0.001)有显著相关,无淋巴结转移组的阳性表达率显著高于有淋巴结转移组,临床晚期的阳性表达率低于临床早期,雌孕激素受体阳性病例的阳性表达率显著低于雌孕激素受体阴性病例。生存分析结果显示CRYAB阳性表达的患者生存期比CRYAB阴性表达的患者生存期更长(p=0.037)。结论:CRYAB与乳腺癌的转移、临床分期、生存状态、雌孕激素受体表达有关。     

赭曲霉11α羟化酶的克隆表达及关键氨基酸位点分析

11α,17α-双羟基黄体酮是甾体激素类药物的重要中间体,工业上主要利用霉菌对17α-羟基黄体酮的11α羟化反应制备。对赭曲霉的11α羟化酶及其关键氨基酸位点展开研究,为深入解析酶的催化机理提供基础数据。利用底物转化实验探究了10个羟化反应常用霉菌对17α-羟基黄体酮的转化能力,考察了赭曲霉来源的11α羟化酶CYP68J5在不同表达系统中的活性,借助结构预测、分子对接和定点突变等手段对CYP68J5的关键氨基酸位点进行解析。结果表明,赭曲霉的转化能力最强,转化时间60 h的摩尔产率达到最大值,为78.55%;其羟化酶CYP68J5在酿酒酵母中的表达活性最高;位于底物结合口袋附近的D118、F216、M488是CYP68J5的关键氨基酸位点,这些位点在维持酶的结构稳定性上发挥重要作用,是后续分子改造的潜在重要靶点。     

17α-甲基睾酮对剑尾鱼的影响

目的研究17α-甲基睾酮暴露对产后雌性剑尾鱼(Xiphophorus helleri)性逆转组织形态学变化的影响,探讨剑尾鱼第二性征变化作为水环境风险评价(ERA)的有效生物学标记的可能性。方法使用浸浴法以10μg/L 17α-甲基睾酮为剑尾鱼染毒持续7周,对实验鱼的体形、腹鳍、臀鳍、尾鳍及性腺等组织器官的变化进行观察;同时对幼鱼在实验室养殖条件下的性别分化进行统计。结果 17α-甲基睾酮对产后雌鱼有明显的影响,受诱导后出现性逆转,逐渐发育形成雄性第二性征:体形变纤细;腹鳍第1鳍条变短、第2和第3鳍条延长,臀鳍第3、4、5鳍条末端钩状化且第3鳍条变粗壮,尾鳍上下缘出现增生;体内与臀鳍相连的骨骼合并生长;受诱导的雌鱼性腺呈现退化趋势并伴有卵细胞坏死现象,生殖能力受到负面影响。结论剑尾鱼臀鳍和尾鳍变化可作为水环境雄激素物质污染监测的有效生物学标记。     

Met196突变提高Brucella melitensis 7α-羟基类固醇脱氢酶的催化效率和稳定性

【目的】通过计算机辅助设计,理性提高羊布鲁氏菌7α-羟基类固醇脱氢酶的催化效率和稳定性,实现酶的高效稳定催化合成。【方法】通过同源建模、分子对接和蛋白-配体相互作用分析,理性设计关键位点的定向突变。结合酶学性质测定、酶促反应动力学分析和圆二色谱测定等实验,测定突变酶的催化功能和稳定性。【结果】与野生型7α-羟基类固醇脱氢酶相比,Met196Ile和Met196Val突变酶的酶活提高了8.33倍和7.41倍,k_cat/K_m值分别提高了4.93和4.37倍,T_m值分别提高了1.75℃和1.10℃。Met196Ile和Met196Val突变酶催化底物鹅去氧胆酸,合成产物7-氧代-石胆酸所需时间从野生型的8h缩短为2h,最高产率约为91%。通过全原子动力学模拟分析了均方根偏差、均方根波动以及蛋白-配体相互作用,阐明了催化性能提高的分子机制。Met196突变诱导的B环（残基Ala145-Pro157）和α7螺旋（残基Val249-Gly265）的刚性增强有利于提高蛋白的稳定性,底物与结合位点或活性位点（Tyr208、Lys212）...     

微生物学方法制备16α-甲基-11α，17α，21-三羟基孕甾-1，4-二烯3，20-二酮

本文报道了简单节杆菌A69-2和球孢白僵菌AS69同时存在下对16α-甲基-17α-羟基孕甾-4．烯-3,20-二酮-21-醋酸酯(16MRSA)的协周转化作用。 这种协同转化怍用既能解除16α-甲基-11α,17a,21-三羟基孕甾-4-烯-3,20-二酮(16MllaHC)对球孢白僵菌AS69的11α羟化酶的抑制作用,又可降低高浓度的16M11aHC对节杆菌A69—2脱氢酶活性的影响,同时还能抑制节杆菌脱氢过程的副反应。在底物浓度为0.15％(W／V)时,l6α-甲基-11α,17a,21-三羟基孕甾-1,4-二烯-3,20-二酮(16MDHC)的收率约50%,故是制备1 6MDHC的一种理想的微生物学方法。     

Penicillium raistrickii 15α羟基化左旋乙基甾烯双酮工艺研究

通过生物转化技术对甾体化合物左旋乙基甾烯双酮进行15α位羟基化,合成了重要的药物中间体15α-羟基左旋乙基甾烯双酮,对生物转化工艺进行了优化。重点对底物的助溶剂进行了筛选,同时对培养基成分,接种量,初始pH,通气量,投料浓度,投料时间,转化时间等转化条件进行了优化。结果表明:在摇瓶发酵中,Penicilliumraistrickii对甾体化合物左旋乙基甾烯双酮生物转化,产物15α-羟基左旋乙基甾烯双酮转化率达到60%,在发酵罐放大试验中,转化率达到50%以上。具有工业生产前景。     

梨头霉11α—羟基化制备16β—甲基—11α,17α21—三烃基孕甾—1, …

选育到一株对１６β－甲基－１７α,２１－二羟基孕甾－１,４＝－二烯－３,２０－二酮（Ⅱａ）１１α－羟基化活性强的梨头霉Ａ２８菌株,并发现底物２１－乙酰化（Ⅱｂ）可明显提高１１α－羟工 能力。在适宜的转化条件下,１１ｂ投料浓度０．５％,产物１６β－基１１α,１７α,２１－三羟基孕甾－１,４－二烯－３,２０－二酮（Ⅲ）收率为７３％,结构经波谱分析确认。     

培养条件对赭曲霉菌球形成和坎利酮11α羟基化的影响

菌丝粗壮、分布均匀的菌球可提高赭曲霉11α羟基化的效率.控制赭曲霉菌球直径的平均大小可以通过选择不同的培养温度、装液量、以及转速等因素而达到.通过正交分析,确定培养温度为30 ℃,按孢子悬液浓度为108个/mL接种,装液量为50 mL/250 mL三角瓶,摇床转速为200 r/min时,菌球达到最佳直径2～3 mm之间...     

小鼠层粘连蛋白α5链LG1-3组件的原核表达及多克隆抗体制备

目的:用原核表达的方法获得带有6个His标记的小鼠层粘连蛋白α5链LG1-3组件的重组蛋白,并制备其多克隆抗体。方法:利用RT-PCR技术,从小鼠心肌组织中扩增出小鼠层粘连蛋白α5链LG1-3组件cDNA片段,将该片段与原核表达载体pET-28a连接,构建重组表达质粒pETLG1-3并转化大肠杆菌BL21(DE3)获得重组表达菌株。用IPTG诱导重组大肠杆菌BL21(DE3)/pETLG1-3表达,SDS-PAGE分析表明在相对分子质量60000处有特异性重组蛋白表达条带,并经Western印迹进一步鉴定。用含融合蛋白的聚丙烯酰胺凝胶颗粒免疫家兔,制备抗小鼠层粘连蛋白α5链LG1-3组件多克隆抗体,ELISA方法检测抗体滴度。结果:从小鼠心肌组织中克隆了层粘连蛋白α5链LG3组件的基因,并在大肠杆菌得以表达和纯化;制备了重组蛋白的多克隆抗体,其滴度可达到1∶10240。结论:小鼠层粘连蛋白α5链LG1-3组件重组蛋白及其多克隆抗体的获得,为后续研究其功能打下了基础。     

酮古龙酸菌与呼吸链偶联的2-KGA代谢途径研究进展

酮古龙酸菌可将底物L-山梨糖转化为维生素C的前体2-酮基-L-古龙酸(2-KGA)。该菌共存在5种反应参与2-KGA代谢,包括:1D-山梨醇氧化为L-山梨糖;2L-山梨糖氧化为L-山梨酮;3L-山梨酮(吡喃型)氧化为2-KGA;4L-山梨酮(呋喃型)氧化为维生素C。52-KGA还原为L-艾杜糖酸。其中L-山梨糖/L-山梨酮脱氢酶(SSDH)参与反应123,L-山梨糖脱氢酶(SDH)参与反应23,L-山梨酮脱氢酶(SNDH)参与反应34,醛脱氢酶(ALDH)参与反应3,2-KGA还原酶(2-KGR)参与反应5。SDH/SSDH/ALDH属于Ⅰ型醌酶,其辅酶为1分子PQQ;SNDH属Ⅱ型醌酶,与PQQ、heme C共同构成quinohemoproteins,2种醌酶均分布于周质空间中与呼吸链相偶联,意味着这种膜上直接氧化过程伴随ATP产生,使得菌体可以利用环境中的底物实现快速供能。     

3β,20α-羟基甾体脱氢酶的动力学性质

3β,20α-羟基甾体脱氢酶(3β,20α-Hydroxysteroid dehydrogenase,3β,20α-HSD)是从胎羊血中分离得到的。分子量为35kD。该酶以NADPH为辅酶,有两种底物。以孕酮为底物时,Km=30.8μmol/L,Vmax=0.7nmol min~(-1)(nmol enzyme)~(-1);以5α-二氢睾酮(5α-Dihydrotestosterone,5α-DHT)为底物时,Km=74μmol/L,Vmax=1.3nmol min~(-1)(nmol enzyme)~(-1)。5α-DHT竞争性抑制20α-还原活性,Ki=102μmol/L。16α-溴代乙酰氧基(16α-Bromo acetoxyprogesterone,16α-BAP)是3β,20α-HSD不可逆竞争性抑制剂,t_(1/2)=75min。对3β和20α还原活性的抑制常数Ki分别为23μmol/L和58μmol/L。