人类核糖核酸酶A家族

核糖核酸酶A（RNase A）是脊椎动物所特有的蛋白质家族。除了水解RNA以外,它们还参与细胞成熟、细胞凋亡、血管生成以及宿主防御等过程,在疾病的诊断和治疗方面表现出重要的应用价值。随着人类基因组计划的完成,人们已经发现了13个RNase A基因。本文综述了人类RNase A的酶活性和结构特点,特别论述了其特殊的生物学活性,以及酶活性与特殊生物学活性之间的关系,为进一步的研究和应用提供信息。     

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。     

工业酶结构与功能的构效关系

工业酶是绿色生物制造的"芯片",支撑着下游数十倍甚至百倍的产业。解析工业酶结构与功能关系是对其设计改造并应用于工业生产的基础。近年来随着蛋白结构解析技术和计算模拟技术的发展,酶结构与功能的构效关系得到更加深刻的认识,使得酶理性设计,甚至是从头设计成为可能。文中围绕酶结构的可塑性及其催化功能的多样性,综述工业酶结构与功能构效关系的研究进展及应用,并展望该领域的未来发展前景。     

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...     

离子转运ATP酶的结构和功能

离子转运ATP酶是广泛存在于生物膜上的一种酶蛋白,其结构和功能较复杂,在生物机体细胞的生命活动中起着重要的调控作用。     

原蛋白转变酶的生物化学结构与功能

肽或者蛋白质以前体形式合成后,需要原蛋白转变酶,和/或羧基肽酶,酰胺化酶等加工酶的协同作用才能获得完全的生物活性。原蛋白转变酶是这个过程中最重要的功能酶,它们由9种Ca2+依赖性的蛋白内切酶组成,许多重要的生理过程需要它们的直接参与,如肽与蛋白质激素、膜受体和病毒外壳蛋白的成熟等。它们的功能与许多疾病相关,如癌症、脑卒中、糖尿病、脂代谢紊乱等疾病,该文对原蛋白转变酶的生化结构和功能作一简述。     

植物几丁质酶的结构与功能、分类及进化

近年来对几丁质酶的研究越来越深入,资料也愈来愈多。有的植物几丁质酶除具有几丁质酶活性,还具有其它的活性。典型的几丁质酶由N_端信号区、催化区和C_端延伸区组成,有的还有几丁质结合域。各功能域具有各自的功能。对植物几丁质酶的分类已经过多次改进,目前公认的是分成4组9个亚组。有证据表明植物几丁质酶在进化过程中有遗传转座现象,但具体进化过程还有待进一步确证。对几丁质酶与其它一些蛋白的关系的了解有助于理解几丁质酶的起源和进化。由于几丁质酶具有独特的抗真菌特性,因而几丁质酶基因成为目前抗真菌基因工程研究的热点之一。     

真菌漆酶的结构与功能

漆酶是一种含铜的多酚氧化酶,能催化氧化酚类和芳香类化合物,同时伴随4个电子的转移,并将分子氧还原成水。漆酶结构的解析是阐明其催化作用机理、了解蛋白质结构与功能关系的基础。综述近年来对真菌漆酶蛋白结构及其功能研究的进展。     

杆状病毒几丁质酶基因结构与功能的研究进展

杆状病毒几丁质酶基因是杆状病毒的非必需基因,是高度保守的基因。该基因在杆状病毒复制晚期表达产生几丁质酶,该酶N端具信号肽,中部是酶的活性区,C端是酶的内质网结合区。杆状病毒几丁质酶同时具有内切和外切几丁质酶活性,主要功能是水解昆虫体内的组成型几丁质。杆状病毒几丁质酶对于虫体液化是必需的,同时它还是原组织蛋白酶(pro-V-Cath)的分子伴侣,并与病毒侵染机制相关联。杆状病毒的几丁质酶基因与细菌的几丁质酶基因可能源于共同的祖先。     

植物FKBP基因家族的结构及生物学功能

FK506结合蛋白(FK506 binding protein, FKBP)是一种在生物体中广泛存在、进化上高度保守的组成型蛋白质。除了作为免疫抑制剂FK506受体以外, FKBP还具有肽脯氨酰顺反异构酶(PPIase)的活性。FKBP在植物中是个大家族, 可作为分子伴侣与一些蛋白相互作用从而调控不同的生化过程。研究表明, 该家族基因在植物的响应胁迫和不同生长发育过程中都扮演着重要角色。最近许多新的FKBP互作蛋白的发现和鉴定表明, FKBP在调控基因表达和光合适应性方面具有广泛的生物学功能。文章对植物FKBP家族的结构特点、分类以及最新的功能研究进展进行了详细的综述。     

微囊藻毒素转运酶MlrD结构及生物学特性分析

微囊藻毒素(Microcystins,MCs)是一类由有毒蓝藻产生的具有肝毒性的环状七肽,生物降解能有效且持续的去除MCs,其中Mlr 降解途径在 MCs 的生物降解过程中发挥了重要作用。转运酶MlrD被认为负责MCs及其降解产物的转运,但对于MlrD功能及其结构的研究依然缺乏。该文分析了MlrD的保守性并构建了其三级结构。结果表明,MlrD在MCs降解菌之间高度保守, MlrD二级结构由α-螺旋和无规则卷曲组成。进一步分析其活性位点为位于第2和3跨膜螺旋连接处的Gly69、Ala73、Asp74、Gly78、Arg79、Ala82、Ile83以及位于第5跨膜螺旋上的Phe142、Tyr143、Ala146、Val147、Gly150,可以通过突变或敲除活性位点研究其功能。该文为进一步研究MlrD的结构功能提供了理论基础,有助于深入了解MCs的转运及代谢机制。     

植物几丁质酶的结构与功能、分类及进化

近年来对几丁质酶的研究越来越深入,资料也愈来愈多,有的植物几丁质酶除具有几丁质酶活性,还具有其它的活性,典型的几丁质酶由－N－端信号区,催化区和C－端延伸区组成,有的还有几丁质结合域,各项能域具有各自的功能,对植物几丁质酶的分类已经过多次改进,目前公认的分成4组9个亚组,有证据表明植物几丁质酶在进化过程中有遗传转座现象,但具有进化过程还有待进一步确证,对几丁质酶与其它一些蛋白的关系的了解有助于理解几丁质酶的起源和进化,由于几丁质酶具有独特的抗真菌特性,因而几丁质酶基因成为目前抗真菌基因工程研究的热之一。     

分泌型磷脂酶A2亚家族：结构与功能

分泌型磷脂酶A2(secretory phospholipase A2,sPLA2)是磷脂代谢酶中最大的一个亚家族,具有多种生理功能．迄今为止,在人体中总共发现11种sPLA2亚型,它们具有不同的组织分布、水解活性和底物特异性．由于其水解产物主要为花生四烯酸和溶血磷脂,sPLA2常通过影响这两个通路调节细胞功能、炎症反应、抗菌等．本文结合近几年国际上关于sPLA2的研究报道,对于sPLA2的结构、功能、组织定位及与疾病发生发展的关系做一简要概述．     

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...     

糖基转移酶的结构生物学

随着糖组学的提出,糖基转移酶已成为人们的研究热点。糖基转移酶参与二糖、聚糖、糖苷和复合糖类中糖部分的合成。糖基转移酶的催化活性及其高度的底物专一性都与其结构密切相关。糖基转移酶在糖类酶促合成中具有应用前景。     

海洋褐藻多糖的复杂结构、降解酶系以及生物学功能

海洋大型藻类(包括褐藻、红藻和绿藻)具有生物质资源产量高、生长过程中不占用耕地和淡水资源等优点,是未来生物炼制的优良原料。2021年,中国褐藻产量为190万吨,远高于其他经济藻类。但是与绿藻相比,褐藻所含的褐藻酸盐和红藻所含的3,6-脱水-L-半乳糖等多糖组分不容易发酵,极大地限制了其高值转化的进程。本文针对褐藻多糖的高效降解与高值转化这一研究热点,总结了褐藻的系统发育与褐藻多糖(褐藻胶、岩藻多糖以及昆布多糖)的复杂结构组成,分析了3类海洋多糖降解酶系的家族、空间结构及其特异性识别专一底物的活性架构等特征,并对褐藻多糖降解产物及其衍生寡糖的生物学功能进行了构效分析,以期揭示海洋多糖降解酶系的高效催化机制和特异性识别机理,推动褐藻的高效生物降解转化,为精准定制生物活性寡糖,构建绿色低碳工业化生产工艺提供参考。     

蜜蜂巢脾的生物学活性研究进展

蜜蜂巢脾是一种常用于治疗鼻炎和肝炎的中国民间传统用药,但关于其生物学活性的研究却相当匮乏。本文对国内外蜜蜂巢脾的抗炎作用、免疫调节作用、抗微生物作用和抗氧化作用等生物学活性的研究进展进行了综述,以期为蜜蜂巢脾的开发利用提供理论依据。     

A型激酶锚定蛋白的结构和生物学功能

cAMP依赖性蛋白激酶A(PKA)通过A型激酶锚定蛋白(Akinaseanchorproteins,AKAPs)靶向亚细胞位点,PKA识别它的底物或效应蛋白,从而引导并放大cAMP信号的生物学效应。AKAPs是功能上相关的调节蛋白家族,具有结合PKA的保守区和引导AKAPPKA复合体到亚细胞位点的靶向区。AKAPs不仅与PKA相互作用,也与其它信号分子作用,主要是磷酸酶和激酶。AKAPPKA复合体可汇集和整合来自各种通路的信号,该复合体不仅可局部增强cAMP和其它信号,通过降低PKA的基础活性,还可发挥远程效应。