植物戊糖磷酸途径及其两个关键酶的研究进展

戊糖磷酸途径是植物体中糖代谢的重要途径,主要生理功能是产生供还原性生物合成需要的NADPH,可供核酸代谢的磷酸戊糖以及一些中间产物可参与氨基酸合成和脂肪酸合成等。葡萄糖-6-磷酸脱氢酶和6-磷酸葡萄糖酸脱氢酶是戊糖磷酸途径的两个关键酶,广泛的分布于高等植物的胞质和质体中。本文综述了植物戊糖磷酸途径及其两个关键酶的分子生物学的研究进展,讨论了该途径在植物生长发育和环境胁迫应答中的作用。     

植物戊糖磷酸途径及其两个关键酶的研究进展

戊糖磷酸途径是植物体中糖代谢的重要途径,主要生理功能是产生供还原性生物合成需要的NADPH,可供核酸代谢的磷酸戊糖以及一些中间产物可参与氨基酸合成和脂肪酸合成等.葡萄糖-6-磷酸脱氢酶和6-磷酸葡萄糖酸脱氢酶是戊糖磷酸途径的两个关键酶,广泛的分布于高等植物的胞质和质体中.本文综述了植物戊糖磷酸途径及其两个关键酶的分子生物学的研究进展,讨论了该途径在植物生长发育和环境胁迫应答中的作用.     

高等植物葡萄糖-6- 磷酸脱氢酶与6- 磷酸葡萄糖酸脱氢酶基因的不同进化起源

葡萄糖-6-磷酸脱氢酶与6-磷酸葡萄糖酸脱氢酶是植物戊糖磷酸途径中的两个关键酶。在克隆了水稻质体葡萄糖-6-磷酸脱氢酶基因OsG6PDH2和质体6-磷酸葡萄糖脱氢酶基因Os6PGDH2基础上,分析比较了水稻胞质和质体葡萄糖-6-磷酸脱氢酶基因和6-磷酸葡萄糖酸脱氢酶基因的基因结构、表达特性和进化地位。结合双子叶模式植物拟南芥两种酶基因的分析结果,认为高等植物葡萄糖-6-磷酸脱氢酶基因和6-磷酸葡萄糖酸脱氢酶基因在进化方式上截然不同,葡萄糖-6-磷酸脱氢酶的胞质基因与动物和真菌等真核生物具有共同的祖先;6-磷酸葡萄糖酸脱氢酶的胞质酶和质体酶基因都起源于原核生物的内共生。讨论了植物葡萄糖-6-磷酸脱氢酶与6-磷酸葡萄糖酸脱氢酶基因可能的进化模式,为高等植物及质体的进化起源提供了新的资料。     

高等植物葡萄糖-6-磷酸脱氢酶与6-磷酸葡萄糖酸脱氢酶基因的不同进化起源

葡萄糖-6-磷酸脱氢酶与6-磷酸葡萄糖酸脱氢酶是植物戊糖磷酸途径中的两个酶.在克隆了水稻质体葡萄糖-6-磷酸脱氢酶基因OsG6PDH2和质体6-磷酸葡萄糖脱氢酶基因Os6PGDH2基础上,分析比较了水稻胞质和质体葡萄糖-6-磷酸脱氢酶基因和6-磷酸葡萄糖酸脱氢酶基因的基因结构、表达特性和进化地位.结合双子叶模式植物拟南芥两种酶基因的分析结果,认为高等植物葡萄糖-6-磷酸脱氢酶基因和6-磷酸葡萄糖酸脱氢酶基因在进化方式上截然不同,葡萄糖-6-磷酸脱氢酶的胞质基因与动物和真菌等真核生物具有共同的祖先;6-磷酸葡萄糖酸脱氢酶的胞质酶和质体酶基因都起源于原核生物的内共生.讨论了植物葡萄糖-6-磷酸脱氢酶与6-磷酸葡萄糖酸脱氢酶基因可能的进化模式,为高等植物及质体的进化起源提供了新的资料.     

海藻糖的生物合成和相关酶的特性

海藻糖［‘］（tlehalose）是一种由两个葡萄糖分子通过a,a—l,l糖昔键连接成的非还原性二糖。海藻糖广泛分布于微生物、植物、动物体内,其含量随生物所处生活环境而变化,是一种典型的代谢应激物。海藻糖不仅可以作为碳源和能源,而且还具有保存生物活力的特殊功能,使生物在许多不利情况（高温、脱水、冷冻等）下,维持细胞膜和蛋白质的稳定,由此可以使食品保鲜,可防止由白蛋白导致的疫苗血源污染,若取代白蛋白,应用于各类疫苗、诊断用品、各种酶、蛋白质、细胞因子、干扰素等,于室温保存数年不失效,并且其价格低廉,故具有应用…     

类风湿关节炎中葡萄糖-6-磷酸异构酶诊断的应用价值

目的:探讨类风湿关节炎(rheumatoid arthritis,RA)中葡萄糖-6-磷酸异构酶(glucose-6-phosphate isomerase,GPI)的检测及其临床意义.方法:用酶联免疫吸附试(ELISA)检测血清中GPI,其中40例RA患者血清中GPI浓度为(2.67±2.48)μg·ml-1,20例其他免疫疾病患者血清中GPI浓度(0.094±0.063)μg·ml-1、15例健康人对照组GPI为(0.091±0.062)μg·ml-1,RA患者同时还进行了类风湿因子(RF)、血沉(ESR)等检测.结果:RA活动组与RA非活动组比较有统计学意义(P＜0.05).通过回归分析发现关节肿胀、疼痛与GIP浓度正相关.GPI抗原对RA检测的敏感性为63.5%,特异性为96.3%.结论:GPI在部分RA病人血清中显著升高,有可能成为诊断RA及判断其疾病活动性的一个新指标.     

腾冲嗜热厌氧杆菌6-磷酸-β-葡萄糖苷酶的表达与结晶及其功能鉴定

6-磷酸-β-葡萄糖苷酶 (PbgL,EC 3.2.1.86) 催化由磷酸烯醇式丙酮酸 糖磷酸转移酶系统(PEP-PTS)转运入胞内的某些磷酸化二糖水解．一段来自腾冲嗜热厌氧杆菌 (Thermoanaerobacter tengcongensis) 编码PbgL (436个氨基酸残基) 的开放阅读框 (ORF TTE0337)被成功克隆,并在大肠杆菌BL21(Escherichia coliBL21)中有活性地表达．序列分析显示,该6-磷酸-β-葡萄糖苷酶属于糖基水解酶家族4(GH4),与枯草杆菌(Bacillus subtilis)的LicH,海栖热袍菌(Thermotoga Maritima)的BglT的一致性分别为62%和40%．纯化后的重组PbgL(rPbgL)经SDS-PAGE分析,为1条分子量约50 kD的蛋白条带,与推测的分子量大小一致．该酶需要Mn²⁺、NAD⁺ 和 还原剂为辅因子,能专一性地水解pNPβG6P,并在85 ℃达到最高酶活性．Western免疫印迹实验,利用针对rPbgL的多克隆抗体血清,能从腾冲嗜热厌氧杆菌胞内检测到PbgL的表达．此外,rPbgL的蛋白晶体已被筛选获得,并收集到2.4Å分辨率的衍射数据．采用分子置换法的结构解析目前仍在进行中．     

杨树葡萄糖-6-磷酸脱氢酶(G6PDH)基因启动子的克隆与分析

葡萄糖-6-磷酸脱氢酶是磷酸戊糖途径的关键性调控限速酶,其主要功能是为脂肪酸合成、氮还原和谷胱甘肽等生物分子合成提供还原力NADPH,也为核酸合成提供戊糖;此外,还参加非生物逆境胁迫应答反应.因此,G6PDH对植物的生长发育起着非常重要的作用.本文利用甜杨G6PDH基因和毛果杨基因组序列,通过PCR获得了甜杨G6PDH基因上游1 400bp的序列.序列分析结果表明,该序列具有启动子的基本元件TATA-bOX、CAAT-box.此外,还包含多个胁迫诱导元件,如低温诱导元件LTR,盐诱导元件GT-1,抗冻、缺水、脱落酸、抗寒元件MYB和MYC,以及光响应元件L-box、G-box、3AF-1、TC丰富区等.     

水稻质体葡萄糖-6-磷酸脱氢酶基因的克隆与表达研究

戊糖磷酸途径是高等植物中重要的代谢途径,主要生理功能是产生NADPH以及供核酸代谢的磷酸戊糖。葡萄糖-6-磷酸脱氢酶（G6PDH）是戊糖磷酸途径的关键酶,广泛存在于高等植物细胞的细胞质和质体中。木研究首次从水稻（Oryza sativa L.）幼苗中分离了核编码的质体G6PDH基因OsG6PDH2,序列分析表明OsG6PDH2编码一个具有588个氨基酸残基的多肽,等电点为8．5,分子量66kDa。OsG6PDH2的N端有1个70个氨基酸的信号肽,推测的裂解位点为Gly55和Val56,表明OsG6PDH2编码产物可能定位于质体。多序列比较的结果表明OsG6PDH2与拟南芥、烟草、马铃薯质体G6PDH的一致性分别达81％、87％、83％。进化关系说明水稻OsG6PDH2与拟南芥（AtG6PDH3）、马铃薯（StG6PDH1）处于高等植物P2型质体G6PDH分支上,暗示了OsG6PDH2可能是一个P2型的质体蛋白。Matinspector程序分析表明,OsG6PDH2在起始密码子上游含有一个bZIP转录因子识别位点、一个ABA应答元件、一个CRT／DRE元件和1个W-box元件。半定量RT-PCR分析表明,OsG6PDH2在水稻根、茎、叶和幼穗组织中都呈低丰度组成型表达,在根部表达较高,在水稻幼苗中的表达显著受暗处理的诱导。将OsG6PDH2的完整开放阅读框构建到大肠杆菌表达载体pET30a（＋）中,pET30a（＋）-OsG6PDH2在大肠杆菌中得到了有效表达。酶活性测定证明,OsG6PDH2的编码产物具有葡萄糖-6-磷酸脱氢酶的功能。     

磷酸丙糖异构酶的折叠及稳定性研究

从鸡胸肌中纯化出磷酸丙糖异构酶(triosephosphateisomerase,TIM),通过蛋白质内源荧光,圆二色性,紫外吸收二阶导数光谱等多种研究溶液构象的方法,对TIM被盐酸胍和热变性过程进行了详细的研究.结果表明,用不同测量方法得到TIM的变性过程均高度协同,没有观察到折叠中间态,应用单分子二态去折叠模型计算了TIM去折叠的热力学参数.通过圆二色光谱在222nm处的变化监测的TIM热变性过程也是高度协同的二态过程,天然态TIM的表观Tm为64.6℃.在低浓度盐酸胍存在下,TIM的热稳定性降低.讨论了二体蛋白质的可能去折叠机制,证明在使用的实验条件下磷酸丙糖异构酶去折叠过程中二级结构与三级结构的变化是同时发生的,其去折叠遵循观察不到二体解离的表观二态过程.     

Purification and Characterization of Mannose Isomerase from Agrobacterium radiobacter M-1

A mannose isomerase from Agrobacterium radiobacter M-1 (formerly Pseudomonas sp. MI) was purified to electrophoretic homogeneity and characterized. A cell-free extract was separated by ammonium sulfate fractionation, Butyl-Toyopearl 650M, DEAE-Sepharose and hydroxylapatite column chromatography. Its molecular mass was estimated to be 44 kDa by SDS-PAGE and 90 kDa by gel filtration, in which the enzyme is most likely a dimer composed of two identical subunits. The purified enzyme had an optimum pH at 8.0, an optimum temperature at 60°C, a pI of 5.2 and a K_m of 20 mM, and specifically converted D-mannose and D-lyxose to ketose. The N-terminal amino acid sequence was identified.     

海栖热袍菌葡萄糖异构酶基因xylA的克隆、表达及酶学性质

海栖热袍菌(Thermotoga maritima)是嗜极端高温的厌氧细菌,其产生的葡萄糖异构酶由于其出色的耐热性有着潜在的工业应用价值.由于海栖热袍菌苛刻的培养条件导致其葡萄糖异构酶产量较低.通过PCR方法克隆编码T. maritima MSB8葡萄糖异构酶基因xylA,构建重组质粒pHsh-xylA,转入Escherichia coli JM109,通过热激诱导表达.通过热处理和离子交换层析纯化两步得到电泳纯的酶制品,纯化倍数和回收率分别为8.02和49.02.对酶学性质研究表明,该重组酶为金属离子激活性酶,Mg2 ,Co2 对相对酶活有很强的激活作用,其最适pH为7.0,最适反应温度为95℃,且在pH 6～8之间有着较好的稳定性,在95℃下半衰期长达5 h以上.以葡萄糖为底物时的表观Km和Vmax分别为105 mmol/L和45.2 mol/min·mg.     

GI双突变体GIK253RA198C的构建及其性质分析

以双引物法对葡萄糖异构酶（GI）基因进行定点突变,将突变体基因于大肠杆菌中表达,获得了GI双点突变体GIK253RA198C.研究K253R和A198C双点突变对GI的结构和性质的作用,结果表明GIK253RA198C的热稳定性明显下降,最适反应温度降低5℃.文章从结构和机制上解释了为何同是K253R突变,对SM33 GI和密苏里游动放线菌GI的热稳定性产生不同的影响,认为这是由于Lys253在两种GI结构的位置上存在微小差异,从而使引入的Arg对亚基间的相互作用产生了相反效应所引起.     

嗜热木糖异构酶在大肠杆菌中的表达、纯化及性质研究

为获得具有高热稳定性的木糖异构酶,运用基因工程技术,从嗜热栖热菌Thermus thermophilus HB8中克隆到嗜热木糖异构酶基因xylA。测序结果表明,该基因与GenBank数据库中相比271位的碱基A突变为G,导致氨基酸序列中N91D突变。将该基因克隆到载体pET22b(+),并在E. coli BL21(DE3)中进行高效表达。通过热变性和强阴离子交换两步对该酶进行纯化,并对酶学性质进行了研究。结果表明,该酶最适温度为80 °C,最适pH为8.0,80 °C下半衰期为225 min。在60 °C,pH 7.5该酶的Km为15.20 mmol·L-1,Vmax为69.54 μmol·min-1,kcat为50.62 s-1,kcat/Km为3.33 L·s-1·mmol -1。研究结果为嗜热木糖异构酶的进一步工业应用奠定了基础。     

葡萄糖异构酶基因工程菌的改造初探

葡萄糖异构酶（ｇｌｕｃｏｓｅｉｓｏｍｅｒａｓｅ,ＧＩ）是使用量最大的工业酶之一,可用于高果糖浆的生产,也可以用含木聚糖物质及废料为底物发酵生产乙醇,具有重要的经济价值．本文选择了表达载体ｐＢＶ２２０［１］,利用ＰＣＲ方法删除了原表达质粒ｐＴＫＤＧＩ１中ＧＩ结构基因５′端多余的核苷酸,并添加了合适的酶切位点,重新构建了能在大肠杆菌ＤＨ５α中高效表达ＧＩＧ１３８Ｐ的表达质粒ｐＢＺＧＩ１．传代实验表明,新表达体系的稳定性明显优于原表达体系．粗酶液经热处理、ＤＥＡＥＳｅｐｈａｒｏｓｅＦＦ和分子筛Ｓｅ…     

Purification and Characterization of Glucose 6‐Phosphate Dehydrogenase, 6‐Phosphogluconate Dehydrogenase,and Glutathione Reductase from Rat Heart and Inhibition Effects of Furosemide,Digoxin, and Dopamine on the Enzymes Activities

The present study was aimed to investigate characterization and purification of glucose–6‐phosphate dehydrogenase, 6‐phosphogluconate dehydrogenase, and glutathione reductase from rat heart and the inhibitory effect of three drugs. The purification of the enzymes was performed using 2',5'‐ADP sepharose 4B affinity material. The subunit and the natural molecular weights were analyzed by SDS‐PAGE and gel filtration. Biochemical characteristics such as the optimum temperature, pH, stable pH, and salt concentration were examined for each enzyme. Types of product inhibition and K_i values with K_m and V_max values of the substrates and coenzymes were determined. According to the obtained K_i and IC₅₀ values, furosemide, digoxin, and dopamine showed inhibitory effect on the enzyme activities at low millimolar concentrations in vitro conditions. Dopamine inhibited the activity of these enzymes as competitive, whereas furosemide and digoxin inhibited the activity of the enzyme as noncompetitive.     

Effect of 6-Phosphogluconate on Phosphoglucose Isomerase in Rat Brain In Vitro and In Vivo

The activity of phosphoglucose isomerase, its kinetic properties, and the effect of 6-phosphogluconate on its activity in the forward (glucose 6-phosphate----fructose 6-phosphate) and the reverse (fructose 6-phosphate----glucose 6-phosphate) reactions were determined in adult rat brain in vitro. The activity of phosphoglucose isomerase (in nmol/min/mg of whole brain protein) was 1,865 +/- 20 in the forward reaction and 1,756 +/- 32 in the reverse reaction at pH 7.5. It was 1,992 +/- 28 and 2,620 +/- 46, respectively, at pH 8.5. The apparent Km and Vmax of phosphoglucose isomerase were 0.593 +/- 0.031 mM and 2,291 +/- 61 nmol/min/mg of protein, respectively, for glucose 6-phosphate and 0.095 +/- 0.013 mM and 2,035 +/- 98 nmol/min/mg of protein, respectively, for fructose 6-phosphate. The activity of phosphoglucose isomerase was inhibited intensely and competitively by 6-phosphogluconate, with an apparent Ki of 0.048 +/- 0.005 mM for glucose 6-phosphate and 0.042 +/- 0.004 mM for fructose 6-phosphate as the substrate. With glucose 6-phosphate as the substrate, at concentrations from 0.05 to 0.5 mM, the activity of the enzyme was inhibited completely in the presence of 0.5-2.0 mM 6-phosphogluconate. With 0.05-0.2 mM fructose 6-phosphate as the substrate, it was inhibited greater than or equal to 85% at the same concentrations of the inhibitor. No significant changes were observed in the values of Km, Vmax, and Ki for phosphoglucose isomerase in the brain of 6-aminonicotinamide-treated rats.(ABSTRACT TRUNCATED AT 250 WORDS)     

葡萄糖异构酶及其在高果糖浆生产中的应用

葡萄糖异构酶(Glucose isomerase,GI)能催化D-葡萄糖的异构化反应,生成D-果糖,是目前工业上制备高果糖浆(HFCS)的关键酶之一。本文对GI的来源、分类、高级结构特征和催化机制进行了介绍,并从GI催化功能的改善、基因工程菌的构建和固定化三个方面对GI在HFCS生产中应用的关键技术和策略进行分析。     

TheRelati磷饥饿时番茄幼苗根系质膜H~ - ATP酶活性的变化与磷吸收的关系(英文)

磷饥饿提高了番茄幼苗质膜H ATP酶活性并促进了番茄幼苗根部的H 分泌。动力学分析表明 ,磷饥饿使番茄幼苗根部质膜H ATP酶的Km 值明显降低 ,亦即提高了该酶对其底物的亲和力 ,但对该酶的Vmax影响不大。另外 ,磷饥饿并不改变ATP酶的最适 pH值 (最适 pH值为 6.5)。钒酸盐显著抑制番茄幼苗根部质膜ATP酶的活性以及H 分泌 ,也显著抑制番茄幼苗的Pi吸收。与对照相比 ,上述抑制作用在饥饿处理的植物中表现得更强。以上结果表明 ,磷饥饿时高亲和性Pi传递系统的诱导很可能包含质膜H ATP酶的参与。