植物丝氨酸羧肽酶样酰基转移酶的结构、功能和应用

植物丝氨酸羧肽酶样酰基转移酶与丝氨酸羧肽酶相比具有相似的结构特点和很高的同源性,能够催化酰基葡萄糖酯的酰基转移反应,参与植物次生代谢产物的酰基化修饰,丰富天然产物结构多样性,改善化合物水溶性、稳定性等理化性质.本文重点介绍植物来源丝氨酸羧肽酶样酰基转移酶家族的结构特点、催化机制、功能鉴定及其生物催化应用等方面的研究进展...     

卵磷脂胆固醇酰基转移酶的结构研究

胆固醇在血液循环中的转运及其在外周组织中的清除都依赖于卵磷脂胆固醇酰基转移酶 (ｌｅｃｉｔｈｉｎ :ｃｈｏｌｅｓｔｅｒｏｌａｃｙｌｔｒａｎｓｆｅｒａｓｅ,ＬＣＡＴ)的活性。低密度脂蛋白 (ＬＤＬ)将胆固醇从肝脏运送到外周组织 ,而高密度脂蛋白 (ＨＤＬ)则将外周组织中多余的胆固醇运送回肝脏 ,在这里胆固醇或以胆酸盐的形式排出体外或用于类固醇激素的合成。这个被称为胆固醇逆转运的过程与血浆中ＬＣＡＴ的作用密切相关。在血中 ,ＬＣＡＴ结合到其体内的最适底物ＨＤＬ上 ,被ＨＤＬ中的主要载脂蛋白ａｐｏＡＩ激活 ,催化胆固醇和卵…     

花生二酰基甘油酰基转移酶基因克隆与功能研究

利用RT-PCR方法,从花生品种‘鲁花14’未成熟种子中克隆了二酰基甘油酰基转移酶(Diacylglycerolacyltransferase,DGAT)基因AhDGAT3A和AhDGAT3B的cDNA,序列分析显示,两者在编码区核苷酸序列有96%相似性,氨基酸序列有94%相似,并对其中的AhDGAT3A进一步研究。(1)半定量RT-PCR分析显示,AhDGAT3A在花生根、茎、叶、花和种子中均有表达,且花中表达量最高,茎中表达量非常低;在花生果针入土60d时种子中的表达量较其它发育时期有所提高。(2)利用染色体步移技术克隆了AhDGAT3A5′上游1 588bp调控区,在线软件分析发现该调控区除包括启动子核心元件外,还包含多个调控花粉中表达的顺式元件、光信号调控元件和胁迫相关元件等。(3)在烟草中过量表达AhDGAT3A基因,转基因烟草种子粗脂肪和主要脂肪酸含量较对照均有所下降,推测这一结果可能由转基因共抑制作用导致。     

3个植物源苯甲醇酰基转移酶合成乙酸肉桂酯的研究

[背景]乙酸肉桂酯是一种重要的香料化合物,在化妆品和食品工业上具有广泛的应用,传统的生产方法主要依靠植物提取和化学合成.[目的]通过筛选不同植物源的酰基转移酶,利用大肠杆菌从头合成乙酸肉桂酯.[方法]首先,通过在苯丙氨酸高产菌BPHE中表达异源基因苯丙氨酸解氨酶(Phenylalanine Ammonia-Lyase ...     

阿维菌素起始酰基转移酶的底物特异性

[背景]阿维菌素起始酰基转移酶(AveAT0)能够以2-甲基丁酰-辅酶A (coenzyme A,CoA)和异丁酰-CoA作为起始单元分别合成"a"系列或"b"系列的阿维菌素。[目的]探究AveAT0对两种底物的偏好性并进行改造。[方法]通过与识别不同底物的起始酰基转移酶(loading acyltransferases,AT0s)进行序列比对,找到AveAT0底物结合重要的氨基酸,利用活性位点定点突变的方法得到对底物偏好性改变的特定突变体。以2-甲基丁酰-CoA、异丁酰-CoA的类似物2-甲基丁酰-N-乙酰半胱氨(N-acetylcysteamine,SNAC)和异丁酰-SNAC为底物,用Ellman测试法检测释放SNAC的游离巯基(sulfhydryl,SH),测定AveAT0及其突变体的动力学常数,以此表征AveAT0及其突变体的底物偏好性。[结果]AveAT0对2-甲基丁酰SNAC的Km值为0.4 mmol/L,kcat值为14.1 min^-1,kcat/Km为32.1 L/(mmol·min);对异丁酰-SNAC的Km值为0.8 mmol/L,kcat值为6.4 min^-1,kcat/Km为7.5 L/(mmol·min)。选定的突变位点为V224M、Q149L、L121M。按顺序累积突变后发现三突变株AveAT0 V224M/Q149L/L121M对两个底物的偏好性区别最大,对2-甲基丁酰SNAC的Km值为0.8 mmol/L,kcat值为5.4 min^-1,kcat/Km为6.9 L/(mmol·min);对异丁酰-SNAC的kcat/Km为0.1 L/(mmol·min)。[结论]研究发现了AveAT0识别底物过程中的关键氨基酸,为改造阿维菌素聚酮合酶酰基转移酶提供了依据。     

北京鸭卵磷脂胆固醇酰基转移酶的cDNA和蛋白质的结构分析

为获得不易感动脉粥样硬化动物北京鸭卵磷脂胆固醇酰基转移酶 (LCAT)的cDNA和蛋白质序列 ,分析其结构特点 .以从北京鸭肝脏mRNA反转录获得的cDNA一链为模板 ,应用SMART RACE技术 ,获得了北京鸭LCAT的cDNA序列 ,推导出其蛋白质氨基酸序列 ,应用分子生物学软件对该蛋白的一级、二级结构进行分析和比较 .北京鸭LCATcDNA (在GenBank中的注册号为AF32 4 887)全长 195 3bp ,其中开放阅读框架 135 6bp ,编码 4 5 1个氨基酸 ,包括一个由 2 3个氨基酸构成的疏水性信号肽和一个由 4 2 8个氨基酸组成的成熟蛋白 .该成熟蛋白比人LCAT在C端多 12个氨基酸 ,其与鸡、人、家兔的同源性依次为 98%、83%和 82 % .与其它种属LCAT蛋白序列的比较结果表明 ,北京鸭LCAT蛋白质序列虽然在长度上和结构上与其它种属有一定的差异 ,但序列中与酶催化活性相关的序列均非常保守     

雨生红球藻虾青素酰基转移酶的鉴定与功能研究

为研究雨生红球藻(Haematococcus pluvialis)的甘油二酯酰基转移酶(Diacylglycerol acyltransferase, DGAT)是否具有催化虾青素酰基化的功能, 首先通过雨生红球藻的cDNA库克隆得到了一个II型DGAT编码区全长序列(DGTT2)。在甘油三酯(Triacylglycerol, TAG)合成缺陷型酵母Saccharomyces cerevisiae H1246中过表达DGTT2基因发现HpDGTT2不能回补H1246的表型, 即不具有典型的DGAT功能。利用分离得到的雨生红球藻的内质网成功地建立了一个体外的虾青素酰基转移酶酶活测定体系, 添加含有重组HpDGTT2的酵母细胞的微粒体后虾青素酯的含量显著高于对照, 初步表明HpDGTT2具有催化雨生红球藻中虾青素酰基化功能。以上结果为进一步探索雨生红球藻中DGTT2的功能及深入理解虾青素合成在代谢水平的调控奠定了基础。     

α-氨基酸酯酰基转移酶表达纯化、酶学性质及其催化应用

α-氨基酸酯酰基转移酶(α-amino acid ester acyltransferase,AET)能够催化底物L-丙氨酸甲酯盐酸盐、L-谷氨酰胺合成L-丙氨酰-L-谷氨酰胺(L-alanyl-L-glutamine,丙谷二肽)。利用重组大肠杆菌saet-QC01表达α-氨基酸酯酰基转移酶,对其表达条件进行了优化,通过Ni-NTA亲和层析法分离纯化重组蛋白,并对其酶学性质、催化应用进行了研究。适合酶表达的诱导条件:温度20℃,诱导阶段(OD_(600)=2.0-2.5),IPTG浓度0.6 mmol/L,诱导时间12 h。α-氨基酸酯酰基转移酶的最适反应温度27℃,最适pH 8.5,在pH 7.0-8.0很稳定,在酸性条件下相对稳定,低浓度的Co~(2+)、低浓度的EDTA对酶活有促进作用。在底物浓度丙氨酸甲酯盐酸盐600 mmol/L、谷氨酰胺480 mmol/L,丙谷二肽的产量达到78.2 g/L,生产速率达到1.955 g/(L·min),转化率达到75.0%。α-氨基酸酯酰基转移酶具有良好的酸碱耐受性,催化效率高的优良特性,在工业生产中具有较好的应用潜力。     

二酰基甘油酰转移酶与肥胖研究新进展

甘油三酯(TG)是真核细胞中最重要的能量储存形式,尽管它是正常生理所必需,但过量堆积,就会导致肥胖.因此抑制TG的合成可能改善肥胖以及与之相关的症状.脂酰辅酶A:二酰基甘油酰转移酶(DGAT)是以甘油二酯和脂酰辅酶A为底物,催化甘油三酯合成途径的最后一步反应的关键酶.DGAT1基因敲除(Dgat1-/-)小鼠对肥胖有抵抗力,并且增加了对胰岛素和瘦素的敏感性,这种小鼠对饮食诱导的脂肪肝也有抵抗力.此外,DGAT1的缺乏影响脂肪源性因子的表达和分泌,从而调节能量和葡萄糖的代谢.这些研究提示DGAT1有望成为治疗肥胖和2-型糖尿病的新靶点.     

卵磷脂胆固醇酰基转移酶基因的多态性和突变与动脉粥样硬化关系

卵磷脂胆固醇酰基转移酶(Lecithin cholesterol acyltransferase,LCAT)催化血浆中绝大多数胆固醇的酯化—外周组织胆固醇逆向转运(Reverse cholesterol transportation,RCT)到肝脏进一步分解的关键步骤,同时调节血浆高密度胎蛋白(high density lipoprotein,HDL)等脂蛋白的成熟与代谢。对其基因多态性和突变的研究表明：LCAT在RCT、脂代谢和动脉粥样硬化发生发展中起重要作用,有可能作为预防或治疗动脉粥样硬化的靶基因。     

New Nonnucleoside Substrates for Terminal Deoxynucleotidyl Transferase: Synthesis and Dependence of Substrate Properties on Structure

N-(9-Fluorenylmethoxycarbonyl)-ω-aminoalkyl-, N-(9-fluorenylmethoxycarbonyl)-8-amino-3,6-dioxaoctyl, and N-[(9-fluorenylmethoxycarbonyl)-6-aminohexanoyl]-2-aminoethyl triphosphates were synthesized. All of them were shown to be the substrates of the calf thymus terminal deoxynucleotidyl transferase. Their substrate properties depend on the length and structure of the linker between the 9-fluorenylmethoxycarbonyl and triphosphate moieties.__________Translated from Bioorganicheskaya Khimiya, Vol. 31, No. 4, 2005, pp. 394–398.Original Russian Text Copyright © 2005 by Khandazhinskaya, Kukhanova, Jasko.     

芳香族氨基酸羟化酶家族结构与催化功能

芳香族氨基酸羟化酶(AAAH）家族是一类单加氢酶,包括苯丙氨酸羟化酶(PAH)、酪氨酸羟化酶(TH)和色氨酸羟化酶(TPH). 在辅因子四氢生物蝶呤、铁原子及氧存在下,分别催化苯丙氨酸、酪氨酸、色氨酸的羟化反应. 多种疾病如苯丙酮尿症、帕金森氏病以及神经相关疾病的发病机制均与这类酶有关. 本文综述近年来对芳香族氨基酸羟化酶家族蛋白结构功能、底物特异性、催化机制等方面的研究进展,为该类酶的定向进化及功能应用提供新思路.     

甲硫氨酸腺苷转移酶1A/2A平衡与肝细胞癌

肝细胞癌是一种死亡率极高的癌症,大多数病人发现时已属晚期.甲硫氨酸腺苷转移酶(MAT)是细胞生命活动的关键酶,可以通过催化甲酼氨酸和三磷酸腺苷(ATP)结合,促进生物甲基供体S-腺苷甲酼氨酸(SAMe)的生物合成.正常肝细胞中MAT1A与MAT2A存在动态平衡,共同维持细胞内SAMe稳态;肝细胞癌中MAT1A转变成MAT2A,会使SAMe生物合成减少,为癌细胞生长提供有利条件,故MAT1A表达降低而MAT2A增高.因此,促进MAT2A向MAT1A转化,进而提高MAT1A/MAT2A的比值可能成为治疗肝细胞癌的关键靶点之一.本文就MAT1A/MAT2A平衡在肝细胞癌中的重要作用作一综述,旨在为寻找肝细胞癌防治靶点提供新的思路.     

Glutamyl Endopeptidases: Structure,Function, and Practical Application

Special features of the structural organization of serine proteases belonging to a new subfamily of glutamyl-specific endopeptidases, which possess an extremely strict substrate specificity, are discussed. Some areas of the practical application of these enzymes are considered.     

蛋白激酶R分子结构与激活机制研究进展

双链RNA依赖型蛋白激酶(PKR)是由干扰素诱导的、具有抗病毒活性的蛋白激酶。本文介绍了PKR的分子结构特征,并对PKR激活机制进行探讨。     

琥珀酰辅酶A转移酶的表达纯化及抗体制备

目的:琥珀酰辅酶A转移酶(SCOT)是酮体代谢过程中的关键限速酶,此酶缺陷多由SCOT基因突变引起,患者多有酮症酸中毒表现。为了进一步研究SCOT的功能,采用原核表达系统表达并纯化重组SCOT,制备SCOT多克隆抗体。方法:选择蛋鸡、肉鸡模式生物为研究对象,通过生物信息学对其抗原性和属间同源性进行分析,通过RT-PCR从鸡的骨骼肌cDNA中扩增了SCOT基因N端半长片段,克隆到表达载体pET28b中,在大肠杆菌BL21(DE3)中诱导表达,并用镍离子螯合柱(Ni-NTA)纯化重组SCOT;用纯化的重组SCOT免疫小鼠后得到多克隆抗体。结果:Western印迹表明,制备的SCOT抗体具有较高的特异性,可特异性识别鸡的SCOT蛋白,同时可特异性识别小鼠和人的相应SCOT蛋白。结论:SCOT多克隆抗体的制备为后续在鸡、鼠和人中研究SCOT基因提供基础。     

Purification, characterization, and immunolocalization of hydroxycinnamoyl-CoA: tyramine N-(hydroxycinnamoyl)transferase from opium poppy

A development-specific and elicitor-inducible acyltransferase [hydroxycinnamoyl-CoA: tyramine N-(hydroxycinnamoyl)transferase (THT; EC 2.3.1.110)] that catalyzes the transfer of hydroxycinnamic acids from hydroxycinnamoyl-CoA esters to hydroxyphenethylamines was purified 988-fold to apparent homogeneity from opium poppy (Papaver somniferum L.) cell-suspension cultures. The purification procedure, which resulted in a 6.8% yield, involved hydrophobic interaction and anion-exchange chromatography, followed by affinity chromatography on Reactive Yellow-3-Agarose using the acyl donor (feruloyl-CoA) as eluent. Purified THT had an isoelectric point of 5.2, a native molecular mass of approximately 50 kDa, and consisted of two apparently identical 25-kDa subunits as determined by two-dimensional polyacrylamide gel electrophoresis. The purified enzyme was able to synthesize a variety of amides due to a relatively low specificity for cinnamoyl-CoA derivatives and hydroxyphenethylamines. The best substrates were feruloyl-CoA (VK _m ⁻¹13.4 mkat g⁻¹ M⁻¹) and tyramine (VK _m ⁻¹6.57 mkat g⁻¹ M⁻¹). The THT activity increased during development of opium poppy seedlings, occurred at high levels in roots and stems of mature plants, and was induced in cell-suspension cultures after treatment with a pathogen-derived elicitor. Immunoblot analysis using THT mouse polyclonal antibodies did not always show a correlation between THT polypeptide and enzyme activity levels. For example, despite low THT activity in leaves, an abundant 25-kDa immunoreactive polypeptide was detected. Immunohistochemical localization showed that THT polypeptides occur in cortical and xylem parenchyma, immature xylem vessel elements, root periderm, anthers, ovules, and the inner layer of the seed coat, but are most abundant in phloem sieve-tube members in roots, stems, leaves, and anther filaments. Received: 19 January 1999 / Accepted: 3 March 1999     

Enhanced Transfer of a Photocross-linking N-Acetylglucosamine (GlcNAc) Analog by an O-GlcNAc Transferase Mutant with Converted Substrate Specificity

O-Linked β-N-acetylglucosamine (O-GlcNAc) is a post-translational modification of proteins in multicellular organisms. O-GlcNAc modification is catalyzed by the O-GlcNAc transferase (OGT), which transfers N-acetylglucosamine (GlcNAc) from the nucleotide sugar donor UDP-GlcNAc to serine or threonine residues of protein substrates. Recently, we reported a novel metabolic labeling method to introduce the diazirine photocross-linking functional group onto O-GlcNAc residues in mammalian cells. In this method, cells are engineered to produce diazirine-modified UDP-GlcNAc (UDP-GlcNDAz), and the diazirine-modified GlcNAc analog (GlcNDAz) is transferred to substrate proteins by endogenous OGT, producing O-GlcNDAz. O-GlcNDAz-modified proteins can be covalently cross-linked to their binding partners, providing information about O-GlcNAc-dependent interactions. The utility of the method was demonstrated by cross-linking highly O-GlcNAc-modified nucleoporins to proteins involved in nuclear transport. For practical application of this method to a broader range of O-GlcNAc-modified proteins, efficient O-GlcNDAz production is critical. Here we examined the ability of OGT to transfer GlcNDAz and found that the wild-type enzyme (wtOGT) prefers the natural substrate, UDP-GlcNAc, over the unnatural UDP-GlcNDAz. This competition limits O-GlcNDAz production in cells and the extent of O-GlcNDAz-dependent cross-linking. Here we identified an OGT mutant, OGT(C917A), that efficiently transfers GlcNDAz and, surprisingly, has altered substrate specificity, preferring to transfer GlcNDAz rather than GlcNAc to protein substrates. We confirmed the reversed substrate preference by determining the Michaelis-Menten parameters describing the activity of wtOGT and OGT(C917A) with both UDP-GlcNAc and UDP-GlcNDAz. Use of OGT(C917A) enhances O-GlcNDAz production, yielding improved cross-linking of O-GlcNDAz-modified molecules both in vitro and in cells.     

小热休克蛋白的结构和功能

小热休克蛋白（small heat shock protein,sHSP）几乎存在于所有生物体中,其主要结构是一个保守的α晶体蛋白(α-crystallin)结构域,由约90个氨基酸残基组成,与其相邻的是可变的N端域. N端域能够调节低聚体形成、亚单位动力学及其与底物的结合.sHSP能够与细胞内各组分（蛋白质、细胞核、细胞骨架元件、膜）进行相互作用,以维持细胞的稳定.小热休克蛋白家族成员的共同特点是特殊丝氨酸残基上的磷酸化,磷酸化作用对于受到胁迫时的细胞非常重要.由MAPKAP激酶 2/3和p38参与的级联反应能够诱导sHSP发生磷酸化,从而调节sHSP的低聚体状态,而低聚体状态和sHSP的生物学功能密切相关.本文介绍sHSP的结构特征和细胞内的作用底物,并讨论sHSP被不同的蛋白激酶磷酸化及磷酸化作用对低聚体状态和伴侣活性的影响.     

RabGTPase激活蛋白结构与功能

RabGTPase激活蛋白(RabGAPs)是一类含有TBC (Tre2/Bub2/Cdc16)结构域的蛋白家族,在Rab活性调节中起着失活Rab的作用。 近年的研究表明,RabGAPs蛋白通过与特定Rab相互作用参与细胞内膜泡运输的调节。 人类RabGAPs突变涉及细胞的极性运输、糖尿病和肿瘤发生等过程,植物RabGAPs蛋白介导病毒的细胞内迁移及气孔免疫等行为。 重要的是,RabGAPs作为一个关键的调节节点,整合Rab与其他小G蛋白之间的信号进而确保囊泡正确的分选、运输及锚定到不同的胞内膜泡系统。 本文综述了RabGAPs蛋白的结构特征、生理功能、底物识别及作用机制,并对RabGAPs蛋白未来的研究方向进行了展望。