多聚磷酸激酶及其在ATP再生体系构建中的进展

构建高效的腺嘌呤核苷三磷酸(adenosinetriphosphate,ATP)再生体系可显著提高生物催化磷酸基团转移反应的效率。多聚磷酸激酶(poly phosphate kinase, PPK)能利用来源广、廉价且稳定的多聚磷酸(polyphosphate, Poly P)盐作为磷酸基供体，能够实现单磷酸腺苷(adenosine monophosphate,AMP)、二磷酸腺苷(adenosinediphosphate,ADP)、ATP、PolyP之间磷酸基的高效定向转移，已成为构建ATP再生体系的首选。本文介绍了不同类型PPK的结构特征、相关催化机制以及不同来源的PPK在酶活、催化效率、稳定性和底物偏好性的特征差异；归纳和列举了针对野生PPK酶学性质不足进行分子改造的实例，并对PPK在ATP再生体系构建的研究进展进行了总结。     

叶绿体结构和功能的研究——Ⅳ、红霉素对叶绿体能量转换的效应

研究了红霉素对叶绿体能量转换的效应,获知:10(-4)M红霉素抑制循环和非循环光合磷酸化,这种抑制是与反应底物ADP非竞争性的。在抑制ATP合成的浓度范围内,红霉素对基础电子传递的速率并无影响,但它抑制因偶联磷酸化而促进的那部分电子传递。红霉素还抑制膜上Mg~(2 )-ATP酶的活性。以上结果表明,红霉素似有光合磷酸化能量传递抑制剂的特点,它的作用部位可能接近膜上CF_2,或ATP酶的催化部位。     

用毛霉生产核苷酸类衍生物I．利用毛霉酶促合成三磷酸腺苷

由76株霉菌(其中包括曲霉8株,根霉13株,毛霉38株和其它霉菌17株)中,筛选出8株毛霉,它们由AMP酶促台成ATP的转化率在90％以上,其中5株的转化率在95％以上。根据紫外吸收光谱,纸上电冰谱及酸不稳定磷测定结果,确证AMP酶促合成产物是ATP。在酶反应液中加入碘乙酸和氟化钠,强烈抑制ATP的合成;加入a, a’一联吡啶、丙二酸、叠氮化钠、2,4一二硝基酚和对ATP的合成没有或只有做弱的抑制作用;磷酸三钠,可促进ATP合成;同时反应过程中释放二氧化碳和生成乙醇,因此,这些毛霉菌株主要是通过糖酵解过程由AMP合成ATP的。     

酿酒酵母酶促磷酸化合成腺嘌呤核苷三磷酸(ATP)

酶促磷酸化法生产腺嘌呤核苷三磷酸(以下简称ATP),多利用啤酒酵母、面包酵母等的酶系进行反应,尚未见到以酿酒酵母合成ATP的报道。我国有很多白酒厂,酿酒酵母取材容易,而且培养条件要求低,对糖的发酵力强,对酸和乙醇的耐受力较好。研究用酿酒酵母进行酶促磷酸化合成ATP适于白酒厂土法上马。     

长角血蜱唾液腺中腺苷三磷酸双磷酸酶的纯化及其酶切机制

利用染料亲和层析(Cibacorn Blue柱)和离子交换层析(Macrosphere WCX柱)对长角血蜱Haemaphysalis longicornis唾液腺的腺苷三磷酸双磷酸酶进行纯化,经SDS-PAGE证实其分子量为66 kD。腺苷三磷酸双磷酸酶可以水解ATP和ADP,但对AMP无水解作用,水解ATP和ADP的K_m值均为0.2 μmol/L,V_max值分别为12.5和15.6 μmol/(min·mg)。腺苷三磷酸双磷酸酶水解ATP的中间产物是ADP,最终产物是AMP和正磷酸。表明腺苷三磷酸双磷酸酶水解ATP的位点是5'-核苷酸的γ-磷酸键,水解ADP的位点是5'-核苷酸的β-磷酸键。     

在核苷酸三磷酸酶活化过程中核苷酸与Na~+之间的关系

<正> Na~++K~+-ATP酶反应序列包括依赖Na~+的磷酸化作用及依赖K~+的去磷酸化作用。具体包括五部分反应:1.Na~+和ATP与酶的高亲和结合部位任意结合;2.依赖Na~+和Mg~(++)的磷酸化反应,此步被ADP所抑制;3.从对ADP敏感的E_1～P转化成对K~+敏感的E_2-P;4.在K~+刺激下使E_2-P水解,释放无机磷;5.核苷酸促使E_2K→E_1K转换。 为探讨膜结合Na~+和K~+激活的核苷酸三磷酸酶活性及依赖Na~+的磷酸化反应的核苷酸特异性,我们选用ATP、CTP、ITP和GTP四种核苷酸做底物,观察Na~+与核苷酸的关系。     

Hsp70蛋白自身磷酸化对其分子伴侣功能的影响

近年对分子伴侣蛋白Hsp70作用机制的研究发现,其ATP功能区域X光晶体结构有一个新的钙离子结合区域,这个新的功能区域与Hsp70分子的ADP结合、ATP水解及合成有关.有报道认为Hsp70蛋白的NDP激酶样作用,通过形成酸不稳定性自身磷酸化中间体催化γ 磷酸基团在ATP和ADP间传递,组氨酸H89与这个新的区域有密切关系,有可能与Hsp70蛋白形成自身磷酸化中间体有关.本研究运用基因定位诱导突变技术,将89位组氨酸以丝氨酸替代(H89S),通过比较Hsp70野生型及突变型蛋白的自身磷酸化过程的改变,及其对Hsp70蛋白体外荧光素酶活性影响的不同,初步探讨Hsp70作用机制.结果发现,突变的H89S蛋白自身磷酸化过程及体外变性荧光素酶重折叠受到抑制.野生型蛋白未受到影响,野生型Hsp70可以形成酸不稳定的自身磷酸化中间体,产生CDP依赖性解磷酸反应,而H89S突变型蛋白不能形成这种反应.89位组氨酸点突变能显著降低ATP酶交换反应及体外变性荧光素酶重折叠水平,但它的自身磷酸化可能并非唯一必需的介导位点或只是一个选择性的功能侧链.     

S-腺苷甲硫氨酸合成酶反应条件的优化

优化了重组毕赤酵母表达的S-腺苷甲硫氨酸合成酶催化L-甲硫氨酸(Met)和ATP合成 S-腺苷甲硫氨酸的条件,确定了该酶的最适酶活力检测条件为20mmol/L的L -Met,26mmol/ L的ATP,52mmol/L的MgCl2,300mmol/L的KCl,8mmol/L的还原型谷胱甘肽,100mmol/ L的Tris,反应液pH 8.5,35°C反应 1h,比活力达到23.84U/mg.该酶还可以催化以DL-Met代替L-Met为底物的S-腺苷甲硫氨酸合成反应,以降低生产成本.     

辣椒素对肾脏缺血再灌注损伤的保护作用及TRPV1通路相关性研究

研究辣椒素的抗肾脏缺血再灌注损伤(I/R)的作用及可能的作用机制。将SD大鼠随机分为假手术组、模型组、低剂量辣椒素组(4μg/kg)、中剂量辣椒素组(8μg/kg)、和高剂量辣椒素组(16μg/kg)。辣椒素组在缺血前45分钟通过腹腔注射(4、8、16)μg/kg的辣椒素,辣椒素组在缺血前45分钟通过腹腔注射(4、8、16)μg/kg的辣椒素,假手术组和模型组在缺血前45分钟通过腹腔注射等体积生理盐水。利用ELISA检测血清中肌酐(Cr)和尿素氮(BUN)的含量;过碘酸雪夫染色(PAS)染色检测肾组织病理形态;酶法检测肾脏线粒体Ca2+-ATP酶和Na+-K+-ATP酶活性;硫代巴比妥酸比色法(TBA)检测肾脏线粒体丙二醛(MDA)的含量;黄嘌呤氧化酶法检测肾脏线粒体超氧化物歧化酶(SOD)活性;比色法检测肾脏线粒体谷胱甘肽过氧化物酶(GPx)和过氧化氢酶(CAT)活性;免疫蛋白印记法(Western bloting)检测瞬时感受器电位香草酸受体-1 (Transient Receptor Potential Vanilloid-1,TRPV1)和p-TRPV1蛋白水平;高效液相色谱法检测肾脏线粒体三磷酸腺苷(ATP)、二磷酸腺苷(ADP)、一磷酸腺苷(AMP)含量,并计算和腺苷酸池(ATP+ADP+AMP)含量。结果显示:与假手术组相比,模型组Cr、BUN和线粒体MDA的含量以及p-TRPV1表达水平和肾组织病理损伤均明显增加,而线粒体SOD、GPx、CAT、Ca2+-ATP酶和Na+-K+-ATP酶活性以及ATP、ADP、AMP和ATP+ADP+AMP含量均明显降低,而TRPV1表达无差异;与模型组相比,利用辣椒素预处理可呈剂量依赖性减少Cr、BUN和线粒体MDA的含量以及肾组织病理损伤,并可呈剂量依赖性增加肾脏线粒体SOD、GPx、CAT、Ca2+-ATP酶和Na+-K+-ATP酶活性以及p-TRPV1表达和ATP、ADP、AMP和ATP+ADP+AMP含量,而TRPV1表达无差异;以上结果均表明辣椒素减轻大鼠肾缺血再灌注损伤与抑制线粒体脂质过氧化反应相关。     

薄膜氧电极的制作与呼吸或光合控制的测定

线粒体的呼吸耗氧或叶绿体的光合放氧,都偶联着腺二磷(ADP)与无机磷(Pi)合成腺三磷(ATP)的磷酸化反应。ADP∶O值是指线粒体每吸收或叶绿体每释放一克原子氧的同时,酯化转变ADP成ATP的克分子数的比值,它反映这两种细胞器的能量转化效率。自从Chance根据线粒体系统的底物呼吸水平,氧吸收速率受到ADP和Pi促进而提出呼吸控制的观念以后,叶绿体的希尔放氧反应中也以同样的观念提出了光合控制。这些控制数值与ADP∶O比值一起,都成为衡量线粒体或叶绿体机构完善与否的重要生化指标。这些反应     

紫云英根瘤菌109菌株吸氢的诱导表达——核苷、核苷酸与烟酸的促进效应

核苷酸和烟酸的添加,使紫云英根瘤菌109氢酶吸氢活性表达增加。cAMP(1 mmol/L),烟酸(70 mmol/L)的存在,缓解了葡萄糖酸钠或果糖引起的吸氢活性阻遏,cAMP的解阻遏效应在年轻的菌体(48 h)表现较为明显。但以MB为受体的破碎细胞吸氢活性则未见增加,烟酸的促进效应受到氯霉素(40μg/ml)的抑制。其他核苷或核苷酸,如腺嘌呤,尿嘧啶,ATP,ADP,AMP,UMP,UTP都能促进吸氢活性的表达。诱导氢酶前,细胞ATP库已处于低水平,并保持稳定,添加琥珀酸盐后,ATP库水平提高,吸氢活性表达受抑。     

离子对反相HPLC测定人红细胞PRPP合成酶活性

红细胞PRPP合成酶是红细胞内核苷酸代谢的关键酶,它参与嘌呤核苷酸的从头合成与补救合成途径,催化ATP与5-磷酸核糖（R5P）反应生成PRPP与AMP,而PRPP则是嘌呤嘧啶核苷酸合成途径的一个关键性中间产物．Stocchi等[1]采用离子对反相高效液相色谱法（IPrHPLC）测定红细胞内ATP,ADP．AMP含量,曾获得满意的谱峰分离效果．Sakuma等[2]应用rHPLC法测定了正常人及痛风等患者红细胞的PRPP合成酶活性,我们将Sakuma等的测酶技术与IPrHPLC法相结合,改用单液等度洗脱,达到了操作简便和灵敏、准确的要求．1材料和方法1．1试剂…     

大肠杆菌热诱导赖氨酰-tRNA合成酶二腺苷多磷酸三重催化活性研究

E.coli热诱导赖氨酰-tRNA合成酶(LysU,EC 6.1.1.6)是高效的Ap4A/Ap3A合成酶,已知反应模式为双重动态过程:2ATP→Ap4A+2Pi→Ap3A+3Pi。为进一步研究LysU"中间物可逆"催化模型,表达纯化了LysU蛋白并验证结构稳定性,构建了二腺苷多磷酸产物检测系统并分离了各阶段催化产物,观察了AMPPCP和AMPCPP阻断Ap3A/ADP合成的反应。圆二色光谱和荧光光谱扫描证明纯化后的LysU蛋白结构完整。LysU首先催化ATP合成83%的Ap4A,接着可逆生成67%的Ap3A。实验中发现,Ap3A并非LysU二腺苷多磷酸催化反应的终产物,Ap3A可继续逆生成80%的ADP。以AMPPCP或AMPCPP代替ATP为起始底物,发现无Ap3A转化ADP反应。上述结果证明LysU具有三重催化活性:2ATP→Ap4A+2Pi→Ap3A+3Pi→2ADP+2Pi,符合"磷酸捕获机制"催化模型:活化的赖氨酰-腺苷中间物捕获核苷酸或磷酸小分子,形成对应的二腺苷多磷酸化合物。这些研究结果可为阐明不同形式功能性腺苷酸衍生物间的相互转化提供更多的信息,有助于进一步认识功能性腺苷酸分子在生命活动中的作用。     

荧光发光测定AGPase活力方法初步建立及应用

腺苷二磷酸葡萄糖焦磷酸化酶(AGPase)活力传统上采用32P同位素标记反应底物来测定,但因测定条件的限制而极大地影响了其应用.该研究依据荧光素酶催化荧光素生成发光氧化荧光素的原理,在优化基本反应体系、确立反应体系ATP浓度和荧光强度线性关系等基础上,初步建立了以荧光发光反应测定AGPase活力的新方法,并运用新方法测定了含有不同glgC基因拷贝数菌株的AGPase活力.测定结果显示,不同菌株AGPase活力随glgC拷贝数不同存在显著差异,且其变化趋势与理论预期一致,即新方法可用于AGPase活力的体外测定,且具有更加安全、灵敏、简便和成本低的特点.     

通过改换大肠杆菌腺苷酸代谢途径来增加胞内能荷水平

原核生物细胞能量和物质代谢的途径是一个很复杂的网络,改变代谢途径中的基因会对能量和物质流产生怎样的影响,仍然不是很清楚.以往的文献和研究已经将大肠杆菌的腺嘌呤核苷酸补救合成途径研究的很透彻.使用HPLC对删除了add基因的大肠杆菌细胞内腺苷类核苷酸分析表明,在腺嘌呤核苷酸补救途径中单一基因的途径操作不能有效改变腺嘌呤类核苷酸的代谢流向.实验中通过删除大肠杆菌JM83株中的add基因(编码腺苷脱氨酶[EC:3.5.4.4][1,2]),deoD基因(编码嘌呤核苷磷酸酶[EC:2.4.2.1][3,4]),amn基因(编码AMP核苷酶[EC:3.2.2.4][5])并引入外源ado1基因(来自酵母编码腺苷激酶[EC:2.7.1.20][6,7,8]),构建了菌株J991 (add-,deoD-,amn-,ado1 ,JM83),将其在含腺苷的LB培养基培养,使用HPLC分析其胞内腺苷类能量物质发现,ATP,ADP,AMP胞内含量都有所增加,分别都比对照JM83菌株提高一倍左右,大大加强了腺苷转化AMP的代谢流量,实现了改变物质代谢流向并使ATP积累的目的.该菌种实现了高产ATP代谢通路的构建,为下游生物工程发酵提供了较野生菌更高效的菌种,有望通过发酵工程优化培养,大幅提高ATP产量.同时,"尝试改变AMP的浓度而非直接针对ATP调节代谢途径,达到ATP积累的目"这一思路为同类研究提供参考.最后也表明在腺嘌呤核苷酸补救代谢途径中,为达到物质代谢流改变的目的,多基因联合操作较之单基因敲除更为有效.     

植物蛋白磷酸化的检测方法

蛋白磷酸化是一种重要的蛋白质翻译后修饰方式,几乎参与植物所有生命过程的调节。蛋白磷酸化过程主要指在蛋白激酶的催化作用下,将三磷酸腺苷(ATP)上的γ位磷酸基团转移到底物蛋白特定氨基酸残基上的过程。底物蛋白上被磷酸化的常见氨基酸有丝氨酸、苏氨酸及酪氨酸,磷酸基团与氨基酸中的羟基通过酯键连接。该文详细描述了几种常用的蛋白质体外及体内磷酸化的检测方法及注意事项。     

植物蛋白磷酸化的检测方法

蛋白磷酸化是一种重要的蛋白质翻译后修饰方式,几乎参与植物所有生命过程的调节。蛋白磷酸化过程主要指在蛋白激酶的催化作用下,将三磷酸腺苷(ATP)上的γ位磷酸基团转移到底物蛋白特定氨基酸残基上的过程。底物蛋白上被磷酸化的常见氨基酸有丝氨酸、苏氨酸及酪氨酸,磷酸基团与氨基酸中的羟基通过酯键连接。该文详细描述了几种常用的蛋白质体外及体内磷酸化的检测方法及注意事项。     

白唇竹叶青蛇毒5’-核苷酸酶的分离纯化及性质

用DEAE-SephadexA-25、Sephadex-G-100和CM-SephadexC-50三步柱层析分离法,从白唇竹叶青(Trimeresurus albolabris)蛇毒中分离纯化出具有5'-核苷酸酶活性的组分.SDS-聚内烯酰胺凝胶电泳测定其分子量为48.03kDa,HPLC柱层析图谱为单一峰.该组分是一个糖蛋白,以一磷酸腺苷(AMP)为底物时,其酶活力为330.33 μg Pi/(min·mg);而以二磷酸腺苷(ADP)为底物时,其酶活力为123.56μg Pi/(min·mg).金属离子zn2 、Fe3 和Cu2 对5'-核苷酸酶活性有显著的抑制作用,EDTA可完全抑制其酶活性.该酶的最适pH为9,最适温度为50℃.该组分还具有抑制由ADP诱导的血小板聚集的生物功能.     

冻融产氨棒杆菌细胞转化法制备三磷酸腺苷

微生物发酵和酶转化法是工业上制备三磷酸腺苷(ATP)的有效途径。以腺嘌呤为关键底物,用冻融通透化处理的产氨棒杆菌细胞转化制备ATP,用高效液相色谱(HPLC)法检测ATP含量,考察各种转化条件对ATP产率的影响,确定最优转化条件:菌体用量40 g/L,底物6 g/L,葡萄糖60 g/L,Mg SO415 mmol/L,KH2PO4120 mmol/L,反应液p H 7.4,反应温度35℃。在最优转化条件下,ATP产率达到85.00%,比优化前提高了58%,细胞用量大幅度降低,优化条件稳定可行。     

ATP对体外硝酸还原酶活力的影响

硝酸还原酶(以下简称 NR)是高等植物氮素代谢的关键酶,对体内其他代谢也有着重要的影响。最近,我们已报道NR活力能促进ATP的形成。本文则研究了ATP对NR活力的影响。由于外源ATP不有直接进入细胞内,难以观察它对体内NR活力的影响,因此只对它对体外NR活力的影响及其机制进行了研究,并把它与ADP、AMP的影响加以比较。