色氨酸2,3-双加氧酶调控炎症免疫反应在疾病中的作用

犬尿氨酸代谢通路(kynurenine pathway,KP)是色氨酸代谢的主要途径,参与机体多个病理生理过程.色氨酸2,3-双加氧酶(tryptophan 2,3-dioxygenase,TDO2)是KP的初始限速酶之一,能够催化色氨酸(tryptophan,Trp)使其转化为犬尿氨酸(kynurenine,Kyn)...     

瑞香素及噁唑类小分子抑制吲哚胺-2,3-双加氧酶1(IDO1)的研究北大核心CSCD

吲哚胺-2,3-双加氧酶1(indoleamine 2,3-dioxygenase 1,IDO1)在肿瘤免疫中发挥了重要作用,为了获得新型的IDO1小分子抑制剂,本研究利用He La细胞系建立了IDO1抑制剂筛选模型,筛选抑制IDO1活性的天然小分子化合物。将He La细胞接种于48孔板中,加入干扰素-γ(IFN-γ)诱导He La细胞中IDO1的表达,检测HeLa细胞分泌IDO1的酶代谢活性。对化合物库筛选后发现瑞香素(Daphnetin)和一个噁唑类小分子ZH-26能够抑制IDO1酶活性,采用Graph Pad Prism计算瑞香素和ZH-26的IC50值,结果显示瑞香素的IC50为16. 50±0. 33μM,ZH-26的IC50为4. 68±0. 21μM。进一步在HEK-293A细胞中过表达IDO1,不同浓度瑞香素和ZH-26处理细胞后也表现出对IDO1活性的抑制作用。采用Western blot方法发现瑞香素显著下调IFN-γ诱导的IDO1蛋白表达,而ZH-26则对IFN-γ诱导的IDO1的表达没有影响。综上,瑞香素和ZH-26在He La细胞内没有发现明显的细胞毒作用。本实验首次发现了瑞香素和ZH-26具有抑制IDO1的活性,不但为了解瑞香素这一天然来源临床药物的抗肿瘤机制提供新的视角,也为开发新的靶向IDO1的肿瘤免疫治疗候选药物奠定了基础。     

吲哚胺2,3-二加氧酶与肿瘤的免疫耐受

肿瘤能引起针对肿瘤相关抗原的免疫耐受,但是其机制不清楚。最新研究表明,吲哚胺2,3-二加氧酶（idoleamine 2,3-dioxygenase,IDO）催化的色氨酸降解代谢与这种免疫耐受有关。肿瘤细胞不仅自身能表达IDO,而且还吸引表达IDO的宿主抗原提呈细胞聚集在肿瘤组织附近。这些特征可能是肿瘤抗原免疫耐受的一个有效机制,而抑制IDO可能成为肿瘤免疫治疗的新策略。     

炎症诱发抑郁症：吲哚胺2,3 双加氧酶的激活是关键环节之一

本文通过回顾临床前期及临床期两阶段的文献,着重介绍炎症激活及抑郁症之间的相关联系并进一步探讨其机制。目前,抑郁症的机制研究热点之一是炎症反应又称为细胞因子假说,其中色氨酸--犬尿氨酸通路(KP)在该假说中的作用得到了越来越多的证实。该假说认为,色氨酸--犬尿氨酸途径是聚焦于抑郁症相关代谢产物改变的综合性通路。炎性抑郁症的产生是由于在免疫功能及神经递质改变下产生的炎性细胞因子激活了吲哚胺2,3-双加氧酶,从而进一步引发抑郁。吲哚胺2,3-双加氧酶的活性增加,不仅会导致色氨酸的衰竭同时还引起通过犬尿氨酸途径代谢的神经毒性产物的增加,而这两种改变都被认为与抑郁症的发病密切相关。在此基础上,我们主要聚焦于慢性病患者接受细胞因子治疗的相关研究,来探讨免疫激活病人中抑郁症发病的高风险性从而证明这一假说。这项工作的目的是希望通过对色氨酸--犬尿氨酸通路的研究,从吲哚胺2,3-双加氧酶的抑制,激活它的细胞因子的调节及寻找在犬尿氨酸途径中其它的靶点等方面来抗抑郁,从而为新型的抗抑郁药的发展提供新的方法途径。     

吲哚胺2,3-双加氧酶基因转染对肝癌细胞凋亡的影响及相关机制研究

目的:通过细胞培养和在体实验探讨吲哚胺2,3-双加氧酶(indoleamine 2,3-dioxygenase,IDO)基因转染后对肝癌细胞凋亡的影响及相关细胞免疫机制的研究.方法:提取健康人外周血中的T细胞利用细胞培养和基因转染技术将T细胞和肝癌细胞混合培养.实验分为6组:根据是否加入D-1-MT分为未干预组和干预组...     

邻苯二酚2,3-双加氧酶的结构和功能研究进展

邻苯二酚是所有芳香族化合物降解过程中的重要的中间产物,其降解有邻位和间位裂解两条裂解途径,分别由邻苯二酚1,2-双加氧酶(C12O)和邻苯二酚2,3-双加氧酶(C23O)催化裂解。本综述简要介绍了邻苯二酚2,3-双加氧酶的结构和功能的研究进展。     

shRNA沉默卵巢癌细胞SKOV-3的IDO基因表达在体外对NK细胞杀伤作用敏感性的影响

目的通过shRNA沉默吲哚胺2,3-双加氧酶（indoleamine2,3-dioxygenase,IDO）基因表达,研究IDO表达在体外对NK细胞杀伤能力的作用。方法 shRNA沉默IDO基因表达质粒和空白质粒分别稳定转染至人卵巢癌细胞SKOV-3,应用Western blot检测IDO在SKOV-3、SKOV-3/Mock和SKOV-3/shIDO细胞中的表达情况,用MTT试剂盒检测3组肿瘤细胞体外生长速度和对NK细胞杀伤作用的敏感性。结果 IDO蛋白在SKOV-3/shIDO细胞中表达被抑制,在SKOV-3和SKOV-3/Mock细胞中有表达。3组肿瘤细胞体外生长曲线比较差异无统计学意义（P〉0.05）。SKOV-3/shIDO细胞存活的百分比明显低于其他2组对照（SKOV-3和SKOV-3/Mock）细胞,差异有统计学意义（P〈0.05）。结论本研究应用shRNA沉默IDO基因表达质粒稳定转染卵巢癌细胞SKOV-3,获得IDO无表达卵巢癌细胞SKOV-3/shIDO,结果显示抑制IDO表达对卵巢癌细胞体外生长速度无影响,但可增强卵巢癌细胞SKOV-3对NK细胞杀伤作用的敏感性。因此,IDO可以作为卵巢癌基因治疗的潜在新靶点,shRNA沉默IDO基因表达可以作为卵巢癌治疗的新方法。     

吲哚胺2，3-双加氧酶介导肝癌细胞免疫逃逸的实验研究

目的 为了探讨吲哚胺2,3-双加氧酶(IDO)参与肝癌免疫逃逸的机制。方法 混合培养HepG2细胞和T淋巴细胞,在有或无1-甲基色氨酸(1-MT)存在下,用RT-PCR检测细胞中IDOmRNA的表达,流式细胞仪分析混合反应体系中HepG2细胞的凋亡率,MTT检测T淋巴细胞抗HepG2细胞的细胞毒活性。结果 混合反应体系中,HepG2细胞表达IDOmRNA的水平随着1-MT浓度的增高而降低;对照组及实验组（1-MT浓度分别为1.25 mmol/l,2.5 mmol/l,5mmol/l）中HepG2细胞的早期凋亡率分别为（3.48±0.34）%,（7.82±0.41）%,（18.62±0.42）%,（25.32±0.40）%（P<0.01）,T淋巴细胞抗HepG2细胞的细胞毒活性分别为（17.36±1.24）%、（25.48±1.48）%、（32.89±1.73）%、（42.04±2.16）%（P<0.01）。 结论 HepG2细胞表达的IDO能抑制外周T淋巴细胞发挥抗肿瘤免疫作用,它可能参与了肝癌的免疫逃逸。     

色氨酸代谢限速酶IDO1及其抑制剂的研究

吲哚胺2,3-双加氧化酶1(indoleamine 2,3dioxygenase 1,IDO1)是肝脏以外催化色氨酸沿着犬尿氨酸途径(KP)分解代谢的限速酶。IDO1过度活化引起犬尿氨酸途径上具有神经毒性的产物的蓄积,是导致神经紊乱和神经退行性疾病的重要原因。IDO1又是免疫耐受酶,在诱导母胎免疫耐受和肿瘤免疫逃逸中均发挥重要作用,被视为新的免疫检查点。IDO1与阿尔茨海默病,肿瘤免疫逃逸等疾病的相关性已被证实,因此IDO1抑制剂作为极具潜能的药物受到日益广泛的关注。     

三氯卡班降解菌株Sphingomonas sp. YL-JM2C中多个邻苯二酚双加氧酶的功能

【目的】研究Sphingomonas sp.YL-JM2C菌株的生长特性,确定以三氯卡班作为碳源的生长情况。挖掘菌株YL-JM2C潜在的邻苯二酚1,2-双加氧酶及邻苯二酚2,3-双加氧酶基因,在大肠杆菌(Escherichia coli)中异源表达邻苯二酚双加氧酶基因并研究其酶学性质。【方法】优化S.sp.YL-JM2C菌株以三氯卡班作为碳源时的培养条件,并利用全自动生长曲线测定仪测定菌株生长情况,绘制生长曲线。通过生物信息学方法挖掘潜在的邻苯二酚双加氧酶基因,并分别在Escherichia coli BL21(DE3)中进行异源表达,通过AKTA快速纯化系统纯化蛋白,分别以邻苯二酚、3-和4-氯邻苯二酚为底物检测重组蛋白的酶学特性。【结果】菌株在pH为7.0-7.5时生长最优。在以浓度为4-8 mg/L的三氯卡班做为底物时,菌株适宜生长。当R2A培养基仅含有0.01%酵母提取物和无机盐时,加入终浓度为4 mg/L的三氯卡班可促进菌株生长。挖掘到6个潜在的邻苯二酚双加氧酶基因stcA1、stcA2、stcA3、stcE1、stcE2和stcE3,表达并通过粗酶液分析证明其中5个基因stcA1、stcA2、stcA3、stcE1和stcE2编码的酶均具有邻苯二酚双加氧酶和氯邻苯二酚双加氧酶的活性;纯化酶的底物范围研究揭示了StcA1、StcA2和StcA3均属于Ⅱ型邻苯二酚1,2-双加氧酶,StcE1和StcE2为两个新型邻苯二酚2,3-双加氧酶;它们酶动力学分析研究证明了5个酶对邻苯二酚的亲和力和催化效率最高,4-氯邻苯二酚次之。【结论】在同一菌株中发现了5个具有功能的邻苯二酚双加氧酶基因,stcA1、stcA2和stcA3编码的酶均属于Ⅱ型邻苯二酚1,2-双加氧酶,stcE1和stcE2为两个新型邻苯二酚2,3-双加氧酶编码基因。5个酶均具有催化邻苯二酚和氯邻苯二酚开环反应的功能,这为更好地理解微生物基因组内代谢邻苯二酚及其衍生物氯代邻苯二酚基因的多样性奠定了基础。     

IFN-γ在沙眼衣原体感染的细胞培养中的影响

为了探讨IFN-γ在沙眼衣原体（chlamydia trachomatis,ct)感染细胞培养中的影响,本实验采用不同浓度γ-干扰素作用于ct感染的HeLa细胞,用透射电镜观察HeLa细胞内原体（elementary bodies,EBs)和网状体（reticulate bodies,RBs)。同时用反相高效液相色谱法（reversed-phase high performance liquid chromatography,HPLC)测定细胞内色氨酸的浓度。结果显示不同浓度γ-干扰素作用下细胞内ct的EBs和RBs形态及数量不同,中高浓度的IFN-γ作用下胞内EBs和RBs明显减少或轻度减少,et生长受到抑制,细胞内色氨酸含量与γ-干扰素量呈负相关,说明IFN-γ通过诱导产生2,3-吲哚-双加氧酶（indoleamine2,3-dioxygenase,IDO)降解色氨酸而抑制ct生长,提示γ-干扰素是抑制细胞内感染ct生长的一个重要因素。     

嗜吡啶红球菌R04的联苯降解途径的研究

通过GC-MS测定出嗜吡啶红球菌R04菌降解联苯的中间代谢物2,3-二氢二羟基联苯、2,3-二羟基联苯和苯甲酸,并测定了该菌的2,3-二羟基联苯双加氧酶、2-羟基-6-酮基-6-苯基-2,3-己二烯酸(HOPDA)水解酶和苯甲酸双加氧酶活性。最终确定了R04菌降解联苯的途径为2,3-二羟基联苯双加氧酶途径。     

瑞香素及噁唑类小分子抑制吲哚胺-2,3-双加氧酶1(IDO1)的研究

吲哚胺-2,3-双加氧酶1(indoleamine 2,3-dioxygenase 1,IDO1)在肿瘤免疫中发挥了重要作用,为了获得新型的IDO1小分子抑制剂,本研究利用He La细胞系建立了IDO1抑制剂筛选模型,筛选抑制IDO1活性的天然小分子化合物。将He La细胞接种于48孔板中,加入干扰素-γ(IFN-γ)诱导He La细胞中IDO1的表达,检测HeLa细胞分泌IDO1的酶代谢活性。对化合物库筛选后发现瑞香素(Daphnetin)和一个噁唑类小分子ZH-26能够抑制IDO1酶活性,采用Graph Pad Prism计算瑞香素和ZH-26的IC50值,结果显示瑞香素的IC50为16. 50±0. 33μM,ZH-26的IC50为4. 68±0. 21μM。进一步在HEK-293A细胞中过表达IDO1,不同浓度瑞香素和ZH-26处理细胞后也表现出对IDO1活性的抑制作用。采用Western blot方法发现瑞香素显著下调IFN-γ诱导的IDO1蛋白表达,而ZH-26则对IFN-γ诱导的IDO1的表达没有影响。综上,瑞香素和ZH-26在He La细胞内没有发现明显的细胞毒作用。本实验首次发现了瑞香素和ZH-26具有抑制IDO1的活性,不但为了解瑞香素这一天然来源临床药物的抗肿瘤机制提供新的视角,也为开发新的靶向IDO1的肿瘤免疫治疗候选药物奠定了基础。     

α-酮戊二酸依赖型双加氧酶催化特性及反应耦联辅因子对其催化羟基化反应的影响

【目的】以重组大肠杆菌表达的枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis)L-异亮氨酸双加氧酶(L-isoleucine dioxygenase,IDO)为研究对象,考察其催化L-异亮氨酸(L-Ile)羟基化反应的影响因素,构建IDO催化合成羟基氨基酸的反应体系。【方法】通过Ni-NTA亲和层析法从重组大肠杆菌(Escherichia coli)BL21/p ET28a-ido中纯化获得重组IDO,以L-Ile为底物,考察重组IDO催化羟基化反应的影响因素,并进一步针对耦联反应优化α-酮戊二酸(α-KG)在重组IDO酶促转化体系中的添加浓度。【结果】基于重组IDO催化L-Ile羟基化的活性测定,计算该酶Km为0.247 mmol/L,kcat为1.260 s-1,kcat/Km为5.101 L/(mmol·s),与其他同源酶动力学参数比较分析表明,重组IDO的底物亲和性及催化效率较高。重组IDO催化反应的最适温度为20°C、最适p H为7.0;在35°C以下较为稳定;反应体系中Fe2+最适浓度为1 mmol/L。重组IDO可催化不同L-氨基酸反应,对L-异亮氨酸、L-正亮氨酸、L-甲硫氨酸的活性较高。通过优化α-KG浓度,反应体系中添加30 mmol/Lα-KG时,可将底物浓度提高至70 mmol/L,产物4-羟基异亮氨酸(4-HIL)的摩尔产率达66.20%,表明α-KG作为反应耦联辅因子,其浓度对重组IDO催化L-Ile羟基化具有显著影响。【结论】重组IDO的底物亲和性、催化效率、最适催化条件、稳定性等基本性质有利于催化L-Ile羟基化反应。在其催化反应体系中,α-KG作为反应耦联辅因子,对酶促转化效果影响显著。研究结果为4-HIL及其他羟基氨基酸的酶促转化提供了研究基础。     

恶臭假单胞菌ND6菌株catA基因的克隆和表达及其儿茶酚裂解途径探讨

恶臭假单胞菌ND6菌株的萘降解质粒pND6-1中编码儿茶酚1,2-双加氧酶的catA基因在大肠杆菌中进行了克隆和表达,并研究表达产物的酶学性质。结果表明:酶的Km为0.019μmol/L,Vmax为1.434μmol/(min.mg);具有很好的耐热性,在50℃保温45min后仍能够保留酶活力的93.7%;Fe2 对酶活性有显著的促进作用,其比活力是对照反应的292%;酶对4-氯儿茶酚的催化活性非常低,属于Ⅰ型儿茶酚1,2-双加氧酶。以萘为底物生长时,ND6菌株的细胞提取液中既存在催化邻位裂解途径的儿茶酚1,2-双加氧酶活性,也存在催化间位裂解途径的儿茶酚2,3-双加氧酶活性。以苯甲酸、对羟基苯甲酸和苯乙酸为唯一碳源生长时,ND6菌株细胞提取液的儿茶酚1,2-双加氧酶活性远远大于儿茶酚2,3-双加氧酶活性。表明ND6菌株既能通过儿茶酚间位裂解途径降解萘,也能通过儿茶酚邻位裂解途径降解萘,而以苯甲酸、对羟基苯甲酸和苯乙酸为诱导物时只利用儿茶酚邻位裂解途径。     

Aeromonas sp.XJ-6双加氧酶基因的克隆、表达及对酪氨酸的降解

目的:从Aeromonas sp.XJ-6中克隆双加氧酶基因,初步探索该酶的功能,为芳香烃化合物的生物降解提供基因资源。方法:PCR扩增双加氧酶基因dio6,并实现该基因在大肠杆菌(Escherichia coli)中的诱导表达。产物经Ni-NTA柱纯化后,通过薄层层析(TLC)和HPLC检测双加氧酶dio6对Tyr的降解效果,再结合LC-MS检测降解产物,并分析其可能的降解途径。结果:Aeromonas sp.XJ-6双加氧酶基因dio6大小为1 194bp;通过金属鳌合亲和层析(MCAC)纯化后dio6表达产物的大小为44.9k Da。双加氧酶dio6对Tyr具有较强的降解作用。TLC和HPLC检测表明,在60μl酶量和30℃反应温度等条件下,Tyr降解较快;Mg~(2+)、Ca~(2+)略微抑制酶促反应,Mn~(2+)、Zn~(2+)、Cu~(2+)、Fe~(2+)、Ca~(2+)促进底物降解,其中Mn~(2+)对双加氧酶影响最大。LC-MS分析表明,在双加氧酶dio6作用下,Tyr被降解为延胡索酸。结论:Aeromonas sp.XJ-6双加氧酶dio6是一种苯环开环酶,为芳香烃化合物的生物降解提供了良好的基因资源。     

L-异亮氨酸和甘氨酸对大肠杆菌表达与分泌邻苯二酚2,3-双加氧酶的作用

证实了甘氨酸与L-异亮氨酸对大肠杆菌表达邻苯二酚2,3-双加氧酶(CatO_2ase)的促进作用和甘氨酸促使该酶分泌至胞外培养基中的作用.产酶量高低和分泌量多少与培养基种类、甘氨酸和L-异亮氨酸的浓度以及培养时间等因素有关.在甘氨酸存在的情况下,胞壁对溶菌酶的敏感性有所增加,超微形态似有变化,还存在其他物质的伴随分泌,故甘氨酸可能是引起细胞壁结构的改变而导致邻苯二酚2,3-双加氧酶等胞内容物被动分泌至胞外.     

L-异亮氨酸和甘氨酸对大肠杆菌表达与分泌邻苯二酚2,3-双加氧酶的作用

证实了甘氨酸与L-异亮氨酸对大肠杆菌表达邻苯二酚2,3-双加氧酶(CatO_2ase)的促进作用和甘氨酸促使该酶分泌至胞外培养基中的作用.产酶量高低和分泌量多少与培养基种类、甘氨酸和L-异亮氨酸的浓度以及培养时间等因素有关.在甘氨酸存在的情况下,胞壁对溶菌酶的敏感性有所增加,超微形态似有变化,还存在其他物质的伴随分泌,故甘氨酸可能是引起细胞壁结构的改变而导致邻苯二酚2,3-双加氧酶等胞内容物被动分泌至胞外.     

邻苯二酚1,2-双加氧酶的结构、功能及同工酶现象研究进展

邻苯二酚是芳香族化合物多条生物降解途径中共有的一种重要的中间产物,根据开环方式的不同,可分为邻位降解途径和间位降解途径,其中邻位降解途径中的关键酶是邻苯二酚1,2-双加氧酶。本文主要综述了邻苯二酚1,2-双加氧酶的结构、酶学性质,以及它在芳香烃降解菌中存在的同工酶现象及其功能研究进展。     

联苯利用节杆菌YC-RL1中2,3-二羟基联苯-1,2-双加氧酶BphC功能验证

【目的】通过节杆菌(Arthrobacter sp.)YC-RL1对多氯联苯降解过程中关键基因bph C的克隆与原核表达,鉴定其编码的2,3-二羟基联苯-1,2-双加氧酶Bph C的酶活特性与功能。【方法】以菌株YC-RL1全基因组为模板进行PCR扩增获得bph C基因,将该基因转入Escherichia coli BL21(DE3)感受态细胞后进行原核表达;利用镍柱亲和层析法对Bph C酶进行纯化并分别测定该酶在不同条件下对底物2,3-DHBP的催化特性,确定其最适反应pH、温度及不同金属离子对酶活特性的影响;进一步根据米氏方程对该酶的动力学参数进行测定与分析。【结果】通过PCR扩增获得了bphC基因,其大小为930 bp;对该基因进行原核表达,所得重组蛋白BphC携带有6个组氨酸标签,经纯化后体外仍具有活性,该酶作用于2,3-DHBP时的最适pH与温度分别为pH 7.4和30°C,且在最适条件下,Fe~(2+)、Cu~(2+)及Cd~(2+)等金属离子可明显促进其酶活作用,但多数金属离子对该酶有不同程度的抑制作用;该酶在与底物2,3-DHBP作用过程中,酶促动力学常数分别为K_m:8.67 mmol/L,V_(max):27.32μmol/s,k_(cat):15.55 s~(–1),k_(cat)/K_m:1.79 L/(mmol·s),其催化效率同有关报道中同类酶的动力学特性比较均有所提高。【结论】菌株YC-RL中的bphC基因对于多氯联苯的生物降解具有至关重要的作用,其编码的BphC是重要的芳香环裂解酶,该酶对其底物具有较高的亲和性,可在体外环境中发挥高效的酶促作用,具有良好的应用价值。