人核糖核酸酶A家族生物学功能的结构基础

人核糖核酸酶A(ribonuclease A, RNaseA)家族成员有13个，分别为RNase1-RNase13,它们具有很高的序列相似性，大多含有6～8个半胱氨酸并形成分子内二硫键，以维持特有的空间结构。其中，RNase1-RNase8具有多种生物活性，可概括为3类：涉及核糖核酸转录后的剪切、修饰和降解；具有抗细菌、抗真菌和抗病毒活性；以及机体免疫调节作用。而RNase9-RNase13不具有核糖核酸酶活性。因此，本文将重点对RNaseA家族成员RNase1-RNase8的结构与功能研究进行综述，重点概述决定RNaseA生物学功能的结构特征，以期指导以RNaseA为基础的抗微生物药物开发及RNaseA在机体免疫中的功能研究。     

人核糖核酸酶A超家族抗微生物活性及其作用机制

人核糖核酸酶A(human RNase A)超家族包含13个具有不同生物活性的成员(RNase 1～RNase 13),其蛋白质结构除具有催化保守序列外，还具有显著多样性的序列，决定了人类核糖核酸酶A可发挥核糖核酸酶活性之外的生物学功能。人核糖核酸酶A超家族成员在多种免疫细胞例如嗜酸性粒细胞、中性粒细胞、单核细胞和巨噬细胞中表达，并可被分泌以发挥多种多样的生物学功能，包括抗微生物活性、促进宿主防御、参与血管生成及精子成熟等。其中，人核糖核酸酶A超家族部分成员，可通过水解病毒RNA、抑制病毒复制、破坏细菌细胞壁、促进微生物凝集、损伤寄生虫细胞膜和线粒体膜等直接作用，以及通过宿主天然免疫细胞介导的间接作用，发挥抗微生物及寄生虫活性，参与宿主防御。本文对人核糖核酸酶A的抗微生物(包括病毒、细菌、真菌)和抗寄生虫活性及其作用机制进行综述，并对人核糖核酸酶A作为抗微生物活性物质和天然免疫分子，用于治疗严重和耐药微生物感染的前景进行展望。     

细胞毒性RNase及其抗肿瘤活性

核糖核酸酶(ribonuclease,RNase)是一类核酸水解酶,它们广泛存在于动植物中,除了具有水解RNA的活性外,有的还有一定的细胞毒性。根据结构的相似性,这些RNase属于RNase A超家族(RNase A superfamily)。RNaseA超家族包含了以牛胰核糖核酸酶为原型的不同来源的脊椎动物核糖核酸酶。细胞毒性RNase显示出抑制肿瘤细胞生长的活性,因而有望应用于肿瘤治疗中。本文对RNase A超家族中的几个成员棗核糖核酸酶A(ribonuclease A,RNaseA)、豹蛙抗癌酶(onconase,ONC)、牛蛙核糖核酸酶(Rana catesbeiana ribonuclease,RC-RNase)、牛精液核糖核酸酶(bovine seminal ribonuclease,BS-RNase)和amphinase(Amph)的结构及抗肿瘤活性进行了综述。     

核糖核酸酶A超家族抗菌活性评价

抗菌肽是机体重要的免疫防御分子，具有广谱杀菌活性。核糖核酸酶A是脊椎动物特异性的分泌型蛋白质，在人基因组中包含8个经典成员(RNase1-8)。它们作为一类重要的抗菌肽，广泛分布于机体需要抵抗外界病原微生物的组织中，除了特有的生物学功能外，均具有一定的抗菌活性。然而，目前各实验室对它们抗菌活性的报道并不一致，有必要开展横向比较分析。为此，我们表达纯化了人核糖核酸酶A超家族8个成员的重组蛋白质，并在同一实验条件下以半致死浓度评估了它们对革兰氏阴性菌(大肠杆菌)和革兰氏阳性菌(金黄色葡萄球菌)的抗菌活性。结果显示，RNase1-8重组蛋白质对大肠杆菌半数致死浓度分别为：0.081,0.046,0.008,0.250,2.028,0.072,0.001μmol·L^-1和1.1416μmol·L^-1;对金黄色葡萄球菌半数致死浓度分别为：3.427,1.856,2.211,5.188,8.274,4.356,2.502μmol·L^-1和9.916μmol·L^-1。该结果提示，RNase1-8对大肠杆菌的抗菌活...     

核糖核酸酶A家族典型成员在肿瘤发生中的作用

人体中核糖核酸酶A(ribonuclease A,RNaseA)家族包含8个典型成员(RNase 1至RNase 8)。已有研究显示，除RNase 8外，该家族其它典型成员影响了胰腺癌、结直肠癌、膀胱癌、乳腺癌和皮肤癌等多种肿瘤的发生发展。在肿瘤发生过程中，特定RNase表达量及糖基化修饰会发生显著改变，是肿瘤诊断的潜在标志物；它们能以多种机制参与肿瘤发生、生长和转移等过程，有望成为肿瘤治疗的靶点；而部分成员则具有杀伤肿瘤细胞、抑制肿瘤发展的功能，存在临床开发成肿瘤治疗药物的可能。具体而言，RNase 1通过核糖核酸酶活性依赖的细胞毒性和细胞外RNA降解功能，发挥直接杀伤肿瘤细胞或降低局部炎症而抑制肿瘤生长的作用；RNase 1还能结合并激活促红细胞生成素，产生肝细胞癌受体相互作用蛋白A4 (erythropoietin-producing hepatocellular carcinoma receptor-interacting protein A4, EphA4)信号通路，促进乳腺癌的发生。RNase 2和RNase 3是嗜酸性粒细胞颗粒蛋白质的重要成分，依赖于阳离子性及核糖核酸酶...     

乙型肝炎病毒靶向核糖核酸酶及其突变体的原核表达和活性分析

目的：研究原核表达的乙型肝炎病毒（HBV）靶向核糖核酸酶（RNase）及其突变体（点突变失去RNase活性）的活性。方法：将构建的靶向核糖核酸酶及其突变体基因克隆入原核表达载体pET32a（＋）,转化大肠杆菌BL21（DE3）,以IPTG诱导融合蛋白（HBV核心蛋白与人嗜酸性粒细胞来源的神经毒素的融合蛋白）的表达;表达产物经包涵体纯化、SDS-PAGE和Western印迹鉴定,将纯化的蛋白用透析方法复性;以酵母tRNA为作用底物,应用复性的蛋白进行RNase活性分析。结果：纯化和复性了HBV靶向核糖核酸酶及其突变体;复性的HBV靶向核糖核酸酶可以降解酵母tRNA且具有剂量依赖性,而复性后的突变的靶向核糖核酸酶体不具有RNase活性。结论：原核表达的HBV靶向核糖核酸酶具有较强的RNase活性,为探索HBV靶向核糖核酸酶抑制乙肝病毒复制的机理奠定了基础。     

转染人核糖核酸酶抑制因子基因对B16黑色瘤细胞及肿瘤转移的影响(英)

人核糖核酸酶抑制因子(human ribonuclease inhibitor, RI)是一种细胞质中分子质量为50 ku的酸性糖蛋白.RI能抑制核糖核酸酶A（RNase A）的活性, RNase A与血管生成因子（angiogenin,Ang）的氨基酸有着高度保守的同源序列.Ang是RNase A超家族的一员,RI通过与RNase A和Ang的紧密结合而抑制其活性.血管生成及新血管的形成, 是肿瘤发生和转移的必要条件.所以抗血管生成将是一种很有希望的对抑制肿瘤生长和转移的有效方法.实验显示RI能有效地抑制肿瘤诱导血管的生成.RI由含有许多亮氨酸重复序列的多肽组成.含有这样重复序列的100多种蛋白质显示了广泛的功能,包括细胞周期调节,DNA修复,对细胞外基质相互作用以及抑制酶活性等.RI被认为是胚胎发育,创伤愈合及肿瘤发生中新血管形成的一种调节因子.RI定位于染色体的11p15.5,与ras基因邻近,在肿瘤病人中经常存在染色体11p15.5部位的变异和异常.RI可能与细胞的生长和分化有关, 因此,RI 可能还具有尚未知的生物学作用.为了进一步了解RI的潜在功能以及探讨RI与肿瘤浸润、转移的关系, 将人的核糖核酸酶抑制因子基因的cDNA通过逆转录包装细胞PA317,并转染到B16小鼠黑色瘤细胞中, 用转染空载体和未转染的B16细胞作为对照.通过PCR, RT-PCR, 蛋白质免疫印迹, 免疫荧光分析鉴定,获得稳定表达人核糖核酸酶抑制因子的细胞株.结果显示, 转染的RI基因在体外能显著地抑制细胞增殖和细胞迁移,增加了细胞的粘附以及改善细胞的恶性形态,B16,B16 pLNCX,B16 pLNCX-RI 3种细胞的倍增时间分别为(24.98±0.16) h, (25.62±0.28) h, (32.64±1.11) h.与对照组相比,转RI的细胞粘附率增加17.8%和19.5%而迁移降低了61.4%和60%.转RI的细胞比对照组细胞较平展,核仁和分裂相较少,胞质嗜碱性减弱,提示细胞增殖活性降低和恶性表型的改善. 将3种B16细胞静脉注射到C57BL/6小鼠中, 结果表明, 转染RI基因的实验组显著地抑制了肿瘤的转移, 与两个对照组相比,荷瘤小鼠有更长的存活时间, 少得多的转移节结, 更低的肿瘤血管密度和肺重量.结果显示,RI的表达可能与黑色瘤的转移有关, 提示RI能显著地抑制肿瘤的转移,可能由于其与抑制血管作用,增加细胞粘附,降低细胞迁移及增殖有关.     

核糖核酸酶A超家族：不仅仅是一组降解RNA的酶

核糖核酸酶A超家族(ribonuclease A superfamily; RNase A superfamily),也称脊椎动物分泌型核糖核酸酶超家族(vertebrate secreted ribonucleases superfamily),是二十世纪蛋白质结构、酶学和分子进化领域研究最多最广泛的核糖核酸酶家族。自上世纪初期从牛胰腺中分离鉴定第一个成员以来，已从哺乳动物、两栖动物、爬行动物、鸟和鱼等几百种动物中鉴定了几千个成员。早期对该家族成员的研究不仅促进了蛋白质化学技术的发展，而且为现代生物学研究奠定了基础。目前已知人的核糖核酸酶A超家族成员包括8个典型成员(RNase 1～RNase 8)和5个非典型成员(RNase 9～RNase 13)。功能方面，曾一度以为该家族成员只具有降解核糖核酸的能力。随着血管生成素(angiogenin; RNase 5)、嗜酸性粒细胞衍生神经毒素(eosinophils-derived neurotoxin, EDN; RNase 2)、嗜酸性粒细胞阳离子蛋白(eosinophils cationic protein, ECP; RNase ...     

RNase A超家族多样性的产生及宿主防御

胰核糖核酸酶家族也被称为RNase A家族,包含了与牛胰核糖核酸酶同源的所有脊椎核糖核酸酶.从20世纪初.RNase A超家族就成为生物化学、结构生物学、酶学、进化学等领域的研究热点.最新的进化研究显示,脊椎动物RNase A家族起源于宿主防御功能,本文就RNaseA超家族多样性的产生及其宿主防御功能进行综述.     

细菌中RNase HI介导RNA降解的研究进展

在细菌细胞中,为了维持基因组稳定和正常的生命活动,RNase HI通常以降解RNA/DNA杂合链中RNA的方式来防止复制中引物的积累以及转录中R环的形成。RNase HI对底物的识别主要依赖于DNA与RNA结合槽,对底物的催化主要依赖于DEDD基序和位于活性位点附近柔性环中的一个组氨酸。以Mg²⁺为代表的金属离子在催化过程中发挥了至关重要的作用。杂交双链中ssDNA突出部分的类型决定了RNase HI的作用模式：在没有突出或在ssDNA的5′端存在突出部分的情况下,RNase HI作为一种非序列特异性核酸内切酶随机地降解RNA;当ssDNA的3′端存在突出部分时,RNase HI依靠5′核酸外切酶活性对RNA进行连续切割。RNase HI、Rep、DinG和UvrD通过与单链DNA结合蛋白(single-stranded DNA-binding protein, SSB)的C端尾部的6个残基相互作用被招募到复制叉附近,并可能以协作的方式解决复制-转录冲突。RNaseHI的缺失或活性降低将引起DNA结构不稳定、基因突变、转录装置回溯和复制不协调等一系列有害后果。RN...     

The enzymatic activity from the sediment of the Gilau dam reservoir - Cluj county

The enzymological studies on the sediment of the accumulation lake that has the main purpose of supplying drinking water to the city of Cluj-Napoca and the nearby villages, were aimed at the comprehensive understanding of the complex processes that happen in these habitats of special significance. In the sediment samples the following enzymatic activities have been quantitatively determined: phosphatase, actual and potential dehydrogenase, catalase, urease and protease. Non-enzymatic catalytic activity was also measured. Based on the relative values for the enzymatic activities, the enzymatic indicator of the sediment quality (EISQ) was calculated (ranging from 0.1 to 0.7). The enzymatic activities have been qualitatively determined for maltase, saccharase, lactase, cellobiase, amylase, dextranase, levanase, cellulase and inulinase. The correlation between the enzymatic and bacteriologic potential was statistically calculated.     

中国温泉微生物物种多样性及其酶活性研究进展

微生物作为生物群体的重要组成成员,其生长受外界物化条件(如温度、盐度、pH等)影响较大。温泉作为极端水生环境之一,属于相对稳定且较为特殊的生态系统,使生长于其中的微生物可能具有适应高温等特殊生境的独特生存生理机制,具体表现为微生物物种及其活性次级代谢产物呈现出一定的多样性与新颖性。本文从菌株物种多样性分析及其酶活性研究方面,综述了近5年来国内温泉微生物相关研究进展,以期为温泉等极端环境微生物资源开发与保护提供参考。     

Degradation of Macromolecular Organic Compounds in a Tropical Lagoon (Ciénaga Grande,Colombia) and its Ecological Significance

Primary production and decomposition of organic substances were investigated in a tropical lagoon during the rainy season. Production and mineralization were measured using the oxygen method. Total bacteria numbers and biomasses were estimated with epifluorescence microscopy, and the enzymatic degradation capacity of model substrates was determined photometrically. These parameters were measured in the water and sediment of the lagoon itself and also in its effluents and incoming waters. The aim of the study was to determine the sites of highest microbial activity in the lagoon and to compare its activity with other coastal water bodies. Since the shallow water lagoon contains a large amount of particulate matter, it was of special interest to study the degradation of this material and its influence on the microbial population. It was found that up to 14 % of the bacteria colonized the particles and that 62 % of the respiration originated in the particle fraction >8 μm. Highest exoenzymatic activities were measured in the sediment and water of the mangrove belt. It is concluded that decomposition and conditioning of particulate organic matter play dominant roles in the recycling of organic carbon in the lagoon.     

Working at controlled water activity in a continuous process: the gas/solid system as a solution

Fusarium solani cutinase and Candida cylindracea lipase were used to catalyze a transesterification reaction in a continuous gas/solid bioreactor. In this system, a solid phase composed of a packed enzymatic preparation was continuously percolated with carrier gas which fed substrate and removed reaction products simultaneously. Different conditions of immobilization were used and compared to the results obtained with a nonsupported enzyme. The enzymatic activity was found to be highly dependent of a key parameter: water activity (a(w)). Biocatalyst stability was greatly influenced by water activity and the choice of immobilization technique for the enzymatic material. For free and adsorbed enzymes, water requirements exhibited optima which corresponded to the complete hydration coverage of the protein. These optima presented a good correlation with the isotherm sorption curves obtained for the different preparations. In this work are reported the results concerning the possibility of using a continuous system able to operate at controlled water activity in a heterogeneous medium. Lipolytic enzyme in such a system appears to be a new process for the biotransformation of volatile esters. (c) 1995 John Wiley & Sons, Inc.     

脂肪酶活性部位上的盖与界面活性

脂肪酶是一种非常重要的水解酶,在工业催化、医药和科学研究等领域中有广泛应用. 大部分脂肪酶的活性部位上方有一段被称为“盖”的α-螺旋,这种盖赋予脂肪酶在水/油界面上有特殊的催化活性,界面活性.而在单一水相或油相中却表现出低活性或无活性.界面活性与盖的组成、大小、构象及其存在环境等密切相关,探明盖与脂肪酶界面活性的关系对于脂肪酶的开发和利用是非常关键的.因此,长期以来人们对盖在脂肪酶催化作用中所扮演的角色进行了孜孜不倦的探索.本文从盖的构象、移动、组成和删除等方面综述了其对脂肪酶催化作用的影响,期望对人们认识脂肪酶盖与其催化作用之间的关系有一定的帮助.     

梯棱羊肚菌AA1_2家族多铜氧化酶基因的异源表达与生化鉴定

典型的漆酶通常属于辅助活性酶第一家族第一亚族（auxiliary activity family 1 subfamily 1,简称AA1_1家族）,而AA1_2家族的多铜氧化酶通常拥有将二价铁氧化成三价铁的活性,部分AA1_2家族酶蛋白兼具漆酶活性。梯棱羊肚菌全基因组只有一个AA1_2家族酶基因,该基因编码的酶蛋白是否拥有漆酶功能尚未清楚。本研究主要从酶生化特性的角度,结合酶基因的表达规律,对该基因的功能进行初探。对该AA1_2家族基因在梯棱羊肚菌生长发育不同阶段的表达水平进行实时定量PCR检测;将该基因编码序列克隆到表达载体中在大肠杆菌中异源表达,层析获得纯化的酶蛋白,对酶蛋白的生化特性进行了鉴定。发现该AA1_2多铜氧化酶基因在外源营养袋和土壤中的营养菌丝里低表达,在菇原基和子实体中表达较活跃。异源表达获得纯化的酶蛋白分子量约64kDa,表现出亚铁氧化酶（EC 1.16.3.1）与漆酶（EC 1.10.3.2）双重活性。其亚铁氧化酶活性在pH 4最高,漆酶活性在pH 6最高。亚铁氧化酶活性与漆酶活性的最适温度均为30℃左右,在30℃温育16h后仍保留70%以上活性。亚铁氧化酶和漆酶活性受Mn ²⁺、Hg ²⁺和Pb ²⁺抑制。对蛋白质变性剂SDS、尿素的耐受性较强。本研究通过酶学证据证实了梯棱羊肚菌AA1_2家族多铜氧化酶基因编码的酶蛋白具有亚铁氧化酶-漆酶双重活性,系在子囊菌大型真菌中首次发现,为进一步研究铁元素代谢与漆酶活性在羊肚菌子实体形成与发育过程中的作用提供了启示。     

诱变选育脂肪酶高产菌株及其酶学性质

面包干酵母(Saccharomyces cerevisiae)为出发菌株,对其进行紫外和微波复合诱变,得高产突变菌株DX213,高产突变菌株酶活力为635 U/mL,为出发菌株的1.69倍。菌株富集培养5代,遗传性状稳定。DX213菌株的最优产脂肪酶条件为:培养温度30℃和培养液pH 7.5。酶学性质研究表明:脂肪酶的最适温度40℃、最适pH为7.5、脂肪酶在40℃以下稳定。Fe3+离子对脂肪酶有激活效应,当Fe3+离子浓度为0.03 g/mL时,脂肪酶酶活力高达720 U/mL。     

SIRT4 is the last puzzle of mitochondrial sirtuins

Sirtuins are recently redefined as a family of nicotinamide adenine dinucleotide (NAD)-dependent deacylases. Sirtuins in mammals including human have seven members, which are SIRT1-7. Compared to other sirtuin members, not much study is focused on mitochondrial sirtuins (SIRT3-5). In mitochondrial sirtuins, SIRT4 was the last of less well-understood mitochondrial sirtuins especially for its robust enzymatic activity. This makes SIRT4 become the last puzzle of mitochondrial sirtuins, and thus brings some obstacles for studying SIRT4 biological functions or developing SIRT4 modulators. In this review, we will summarize and discuss the current findings for substrates, biological functions and possible enzymatic activities of SIRT4. The purpose of this review is to facilitate in discovering the robust enzymatic activity of SIRT4 and eventually finish this last puzzle of mitochondrial sirtuins.     

Extracellular enzymatic activity of Malassezia spp. isolates

Extracellular enzymatic activity of different species of Malassezia spp was evaluated. Thirty-three isolates of animal origin (dogs and cats) and stock culture samples were studied. Twenty isolates of M. pachydermatis, 8 of M. furfur, 2 of M. sympodialis and M. globosa and one of M. restricta, M. obtusa and M. slooffiae were examined. The enzymatic activity was investigatedusing Api Zym system. The enzymatic patterns showed light differences. Esterase lipase, Phosphatase acid and Naphtol-AS-BI-phosphohydrolase were produced in significant amounts from most isolates excepted for M. restricta, confirming the limited enzymatic activity of this species. Data obtained from the other new species described after the revision of the genus, appear to be quite homogeneous. Dixon’s broth appeared to be a valid medium for the growth of all Malassezia spp. This revised version was published online in June 2006 with corrections to the Cover Date.