腺苷酸激酶与细胞凋亡

腺苷酸激酶(AK)在维持细胞能量平衡中起着重要作用,新近又发现它与细胞凋亡有着密切的关系.在凋亡过程中,AK2从线粒体膜间释放到胞浆是一种非常普遍的现象,但其在细胞凋亡中作用仍很不清楚.综述了近年对腺苷酸激酶的研究进展,探讨了腺苷酸激酶在细胞凋亡程序中所扮演的角色.     

抗脲激酶单克隆抗体的研制

用杂交瘤技术获得了7种抗人脲激酶单克隆抗体。这些抗体仅与脲激酶反应,而不与结构上类似于脲激酶的胰酶、胰凝乳蛋白酶反应,与正常人血清也无明显反应。免疫电转印实验及酶活力抑制实验表明,除N30识别脲激酶分子及18kd轻链外,其他6种抗体均识别脲激酶54kd分子及33kd重链,所有7种抗体均不抑制酶活力。本文也探讨了这组抗体用于脲激酶结构功能研究,纯化脲激酶以及对某些肿瘤诊断的可能性。     

腺苷酸激酶在我国九个民族中的多态分布

用淀粉胶电泳及特异染色的方法,对我国9个民族的腺苷酸激酶(AK)多态分布进行了测定。9个民族中维吾尔族AK表型分布具有多态性。维吾尔族中AK_1~1基因频率为0.965,AK_1~2基因频率为0.035,而侗、回、白、土家、苗、彝、藏、满等8个民族的AK_1~2均未达到多态水平。在9个民族中AK_1表型分布均符合Hardy-Weinberg平衡,并且未发现其它罕见表型。     

腺苷酸激酶基因在大肠杆菌中的可溶性高表达

报道了鸡肌腺苷酸激酶基因的克隆和在温控启动子P_RP_L调控下在大肠杆菌中的可溶性高效表达.SDS-PAGE分析表明,鸡肌腺苷酸激酶的含量可占大肠杆菌细胞总蛋白含量的38％.利用Johnson等的干冰/乙醇-冰水浴反复冻融法,可将此重组蛋白进行富集,纯度可达85％以上.鸡肌腺苷酸激酶可与抗兔肌腺苷酸激酶单克隆抗体产生强的交叉反应.     

抗腺苷酸激酶单克隆抗体的制备及鉴定

克隆了6株稳定分泌抗腺苷酸激酶(Adenylate kinase,AK)单克隆抗体的杂交瘤细胞株,并鉴定或测定了其中3株细胞所分泌抗体的亚型和分子量.通过测定抗体和固相及均相抗原的结合能力,发现McAb3D3与固定化及溶液中腺苷酸激酶的亲和常数分别为8.4×10⁸和7.0×10~4(mol·L^-1)^-1,而McAb4D8与固定化及溶液中腺苷酸激酶的亲和常数分别为9.6×10⁸和3.9×10⁶(mol·L.¹)^-1McAb3D3和McAb4D8与不同存在形式抗原之间亲和常数如此大的差别,说明这2个抗体更适合与固定化腺苷酸激酶的结合.由于蛋白质分子常因吸附在酶标板上而发生部分变性,所以用间接ELISA方法筛选出的单克隆抗体McAb3D3和McAb4D8可能是针对部分变性腺苷酸激酶分子的.这2种抗腺苷酸激酶单克隆抗体的制备及鉴定为我们进一步将其用于蛋白质折叠机制的研究奠定了基础.     

综述: 高密度脂蛋白对脂肪细胞腺苷酸激活蛋白激酶的调节作用

高密度脂蛋白(HDL)保护血管的主要活性成分载脂蛋白AⅠ和磷酸鞘氨醇1的细胞表面受体皆存在于脂肪组织,而参与HDL重构的脂质转运蛋白亦在脂肪组织高表达,提示HDL可以通过上述成分调节脂肪细胞能量代谢．相关分子机制研究发现,健康人体内和重组的HDL颗粒皆可活化脂肪细胞腺苷酸激活蛋白激酶(AMPK),并抑制脂肪酸氧化,而体外和体内实验均证明HDL可能通过其主要活性成分的多个受体途径协调激活AMPK活性,从而参与调节脂肪细胞能量代谢．期待HDL对脂肪细胞AMPK的调节作用研究能为防治脂肪代谢异常所致肥胖性疾患提供新的治疗靶点．     

中华根瘤菌NP1腺苷酸激酶基因的克隆与功能鉴定

以中华根瘤菌NP1（Sinorhizobium sp. NP1）为原始菌株,通过同源克隆的方法,获得了579 bp的腺苷酸激酶基因（adk）全长序列. 该基因编码192个氨基酸,其二级结构和三级结构与Sinorhizobium meliloti 1021 ADK的二级结构和三级结构相似. 以表达载体pET21b为原始载体,构建成NP1 adk原核表达载体pET21b-adk,转化E.coli BL21菌株, SDS-PAGE检测表明：adk基因获得高效表达. HPLC测定证实：重组表达菌中ATP含量约为对照的1.3倍. 上述结果证明本实验中所克隆的腺苷酸激酶基因具增强ATP合成的功能.     

马铃薯腺苷酸激酶基因的克隆分析及其植物表达载体的构建

目的:克隆马铃薯腺苷酸激酶基因(adk)并进行生物信息学分析,构建反义表达载体。方法:用RT-PCR方法从西南地区马铃薯主推品种“米拉”中克隆adk编码序列,进行生物信息学分析后,反向插入植物高效表达载体pCAMBIA1304 ,构建其反义植物表达载体。结果:克隆到的adk编码序列(stadk)为867bp,编码由288个氨基酸残基构成的多肽。生物信息学分析表明,其亚细胞结构定位于质体,具有典型的腺苷酸激酶蛋白功能域ATP-AMP(Ap5A)结合位点和AMP结合位点,蛋白质三维模型具有典型的ADK蛋白立体结构。该蛋白与另一条来源于马铃薯的ADK2序列的遗传相似性最高,在进化树上与杏、苜蓿、水稻的距离最近,与拟南芥的距离最远。将构建好的反义表达载体pCAMBIA1304 -Astadk导入根癌农杆菌菌株LBA4404,获得了工程菌菌株。结论:克隆到stadk基因。生物信息学分析表明,在淀粉合成水平最高的植物中,腺苷酸激酶的分子进化水平和遗传相似性也最高。获得的工程菌菌株可用于遗传转化马铃薯、甘薯和木薯等重要的淀粉作物,为实现淀粉代谢工程奠定了基础。     

九个汉族群体和四个少数民族群体中腺苷酸激酶的遗传多态性

用淀粉凝胶电泳及特异的染色方法,调查了我国九个汉族和四个少数民族群体的腺苷酸激酶-1(AK1)的遗传多态性在这十三个群体中AK1*2频率都远低于AK1*1频率,未达到0.01的多态水平,分别为：兰州汉族0.0096,郑州汉族0.0023,呼和浩特汉族0.0024,西安汉族0.0025,漳州汉族0.0024,羌族0.0024;而在广东客家人、成都汉族、哈尔滨汉族、贵阳汉族以及哈尼族、瑶族、布依族中均为0。在兰州汉族群体中观察到国内第一例AK1*2-2表型。     

东方蜜蜂微孢子虫腺苷酸激酶的生物信息学与基因表达特征

本研究旨在解析东方蜜蜂微孢子虫Nosema ceranae的腺苷酸激酶（Adenylat kinase, ADK）NcADK的理化性质和分子特性,并检测NcADK基因在东方蜜蜂微孢子虫侵染意大利蜜蜂Apis mellifera ligustica工蜂过程中的表达特征,以期丰富NcADK相关信息,并为进一步的功能研究提供依据。利用相关生物信息学软件预测和分析NcADK的理化性质、信号肽、磷酸化位点、二级结构和三级结构。使用MEME软件和Batch CD-Search工具分别预测东方蜜蜂微孢子虫和其它7种微孢子ADK蛋白的保守基序和保守结构域。通过Mega 11.0软件基于ADK氨基酸序列构建进化树。采用RT-qPCR检测东方蜜蜂微孢子虫侵染过程中NcADK的相对表达量。结果表明,NcADK的CDS含有540个核苷酸,可编码179个氨基酸;NcADK的分子量约为20.66 kDa,分子式为C903H1488N258O278S8,脂肪系数为100.61,平均亲水系数为-0.502,等电点为6.83,含29个负电荷氨基酸和29个正电荷氨基酸;NcADK可同时定位于细胞质、线粒体、细胞核、囊泡和过氧化物酶体;NcADK含20个磷酸化位点,不含典型的信号肽;NcADK含88个α-螺旋,24条延长链,17个β-转角,50个无规则卷曲,与模板A0A0F9WEU7.1.A之间的序列同源性为100%;在东方蜜蜂微孢子虫、东方赤孢子虫Hamiltosporidium tvaerminnensis、肠脑炎微孢子虫Encephalitozoon intestinalis、按蚊微孢子虫Anncaliia algerae和角膜条孢虫Vittaforma corneae ADK中均鉴定到1个相同的结构域和5个相同的保守基序;东方蜜蜂微孢子虫与蜜蜂微孢子虫Nosema apis的ADK在进化树上聚为一支。相较于接种后1 d（1 day post inoculation, 1 dpi）,NcADK的表达量在2 dpi上调但无显著差异(P>0.05）,在3 dpi 和4 dpi均显著上调（P>0.05）。研究结果明确了NcADK的理化性质和分子特性,并揭示NcADK是潜在的亲水性蛋白和胞内蛋白,不同微孢子虫的ADK具有较强的保守性,东方蜜蜂微孢子虫及其姐妹种蜜蜂微孢子虫的ADK具有高同源性,NcADK在3 dpi和4 dpi被激活表达。     

阴道毛滴虫氢化酶体腺苷酸激酶基因的克隆及序列分析

目的-克隆阴道毛滴虫氢化酶体腺苷酸激酶(AK)基因,并测定其序列,进行序列分析。方法-根据AK基因已知序列设计合成一对引物,应用PCR技术从阴道毛滴虫基因组DNA中扩增出AK基因,并将其克隆入pMD18-T simple载体。阳性克隆的重组质粒经酶切及PCR鉴定后,用双脱氧链末端终止法进行基因序列测定。应用BLAST软件辅助分析所测基因与Genbank中阴道毛滴虫氢化酶体AK序列的同源性。结果-PCR扩增得到特异的阴道毛滴虫氢化酶体腺苷酸激酶基因序列。酶切及PCR鉴定获得了正确的PT-AK重组质粒。测序表明,所克隆的AK基因大小为690bp,编码229个氨基酸。序列分析表明,所测基因与Genbank中阴道毛滴虫氢化酶体AK序列具有高度同源性(99．9％)。结论-克隆了阴道毛滴虫氢化酶体腺苷酸激酶基因,序列测定及同源性分析表明,所测基因与Genbank中阴道毛滴虫氢化酶体AK序列具有高度同源性。     

非典型腺苷酸激酶AK6/hCINAP的结构和功能

腺苷酸激酶广泛存在于各种生物中,在维持细胞中核苷酸的正常含量以及能量代谢活动中发挥重要作用。腺苷酸激酶6 (AK6,又称人coilin相互作用核ATP酶蛋白hCINAP)是一种非典型的腺苷酸激酶,既具有腺苷酸激酶的活性,又具有ATP酶的活性。本课题组对AK6/hCINAP的结构、酶学特征和生物学功能开展了长期的研究,证明其在调控基因转录、核糖体质量、早期胚胎发育、细胞衰老、细胞代谢、细胞增殖和凋亡、DNA损伤反应、炎症反应、肿瘤发展等诸多生物学过程中均发挥关键作用。本文对AK6/hCINAP的结构特征、生物学功能及上游调控因子进行了总结,阐明该酶生物学作用和分子机制具有重要的生物学意义,有助于开发AK6/hCINAP选择性抑制剂并应用于临床治疗。     

云南23个少数民族人群腺苷酸激酶(AK1)多态分布调查

采用淀粉凝胶电泳法,对云南彝、白、哈尼、壮、傣、苗、傈僳、回、拉祜、佤、纳西、瑶、藏、景颇、布朗、普米、怒、阿昌、德昂、基诺、布依、独龙和苦聪人等23个少数民族人群的红细胞腺苷酸激酶(AK1)的多态分布进行了调查。结果,在23个人群中均未检出AK21纯合子。但在彝、回、景颇、布朗、怒和德昂6个民族中检出了AK21杂合子,AK21基因频率在这6个民族中的分布在0.0045-0.0446之间,其中,仅回族的AK21基因达多态水平。 Abstract:The investigation on the distribution of adenylate kinase(AK1)polyorphism in 23 ethnic groups in Yunnan province of China,including the minorities of Yi,Bai,Hani,Zhuang,Dai,Miao,Lisu,Hui,Lahu,Wa,Naxi,Yao,Tibetan,Jingro,Bulang,Pumi,Nu,Achang,Deang,Jino,Buyi,Dulong and Kucong people,was carried out,using starch gel electrophoresis.The results showed that no AK21,homozygote and other variations were found.But AK21 heterozygotes were found in the minorities of Yi,Hui,Jingpo,Bulang,Nu and Deang.The ranges of AK21 gene frequencies were 0.0045-0.0446.     

活性部位的柔性

比较酶在变性过程中构象和活力变化,发现在活性完全丧失时尚无可察 觉的整体构象变化。排除变性剂抑制和寡聚酶解聚等可能性之后,提出了酶活性部位柔性假说。随后用多种实验方法直接证实了活性部位的构象变化先于分子整体构象变化,并与活性丧失同步,根据催化过程中活性部位构旬变化,以及限制活性部位构象变化对酶活性的影响,提出了酶活性部位柔性为酶充分表现其催化活性所必需的设想。     

G蛋白偶联受体转激活酪氨酸激酶受体机制

G蛋白偶联受体(G-protien coupled receptors,GPCRs)和酪氨酸激酶受体(receptor tyrosine kinases,RTKs)是体内两类重要的受体家族,介导着绝大多数信号事件。GPCRs能够"绑架"RTKs进行信号转导,即GPCRs能够在没有外加RTKs配体的情况下激活RTKs,这种现象称为转激活。作为转激活的核心过程,GPCR调控RTK磷酸化主要采取RTK配体依赖模式和非RTK配体依赖模式。不同的G蛋白亚型、酪氨酸磷酸激酶、酪氨酸磷酸酶(protein-tyrosine phosphatases,PTPs)以及活性氧自由基(reactiveoxygen species,ROS)均在此过程中具有重要作用。GPCR和RTK还能形成信号复合体(signaling complex)从而实现蛋白质之间的动态相互作用。对转激活的研究为GPCR靶点药物开发提供了新思路。     

菠萝叶片PEP羧激酶活性及草酰乙酸与腺苷酸库的昼夜变化

自然条件下生长的菠萝植株,其叶片的ＰＥＰ羧激酶的脱羧与可逆羧化活性于中午１２时达最大值。脱羧／羧化比值在上午明显高于下午和晚上。脱羧反应底物ＯＡＡ含量于夜间增高,至次日早晨６时最高,随后下降。白天的ＯＡＡ／Ｍａｌ值高于夜间。参与Ｍａｌ及ＯＡＡ形成转化的ＰＥＰＣ和ＭＤＨ活性的昼夜变化与ＰＥＰ羧激酶（ＰＥＰＣＫ）活性的图式相似。ＰＥＰ羧激酶脱羧反应的另一底物ＡＴＰ在夜间０～６时内处于低水平,白天９～１５时内则显著增高。     

绿豆子叶线粒体发育过程中腺苷酸的变化及其对细胞能量代谢的影响

本文研究了绿豆子叶线粒体发育过程中腺苷酸能荷(AEC)的变化及其和细胞能量状态的关系。观察到吸胀2小时的绿豆子叶线粒体发育不完全,吸胀12小时线粒体内膜出现明显的内嵴。随着线粒体完整性的增加,H~ -ATPase 的活性明显增大,细胞的 ATP 水平也明显提高,AMP 水平下降,AEC 值剧增,但此时线粒体本身的腺苷酸水平及 AEC 值变化不大。经1×10~(-4)mol/1和5×10~(-4)mol/1 DNP 处理的子叶,细胞中 ATP 含量大大降低,AMP 增多,AEC 随之下降,而线粒体的腺苷酸及 AEC 仍然保持衡定,腺苷酸激酶(AK)的活性不但不受 DNP 的抑制,反比对照增加约50%。线粒体能量状态的维持可能受 AK 的调节。     

电荷传递反应可以敏感地考察铜锌超氧化物歧化酶活性部位的构象变化

Fe(CN)₆^4-与铜锌超氧化物歧化酶(CuZn-SOD)间的电荷传递反应发生在酶的活性部位,电荷传递反应的速度和幅度对由变性引起的酶活性部位的构象变化非常敏感.对于所有的变性酶样品,电荷传递反应的速度都不同程度的下降,这与每个样品的活力下降相对应.反应速度的下降反应了酶变性后引起的活性通道构象及其间静电场的破坏.在不同pH条件下变性的酶样品,其电荷传递反应幅度的变化表明,活性部位His残基的静电相互作用对变性过程中活性部位的构象变化可能是重要的.由电荷传递反应参数得到的活性部位构象变化速度与酶的失活速度接近.     

α1-肾上腺素受体激活大鼠心脏腺苷酸活化蛋白激酶

为了验证心脏腺苷酸活化蛋白激酶（AMP-activated protein kinase,AMPK）是否为肾上腺素受体（adrenergic receptor,AR）的下游信号分子,本实验在大鼠心室肌源细胞和大鼠心脏中观察了α-AR对AMPK的激活作用,利用Western blot检测了AMPK-α总蛋白表达量及其172位苏氨酸磷酸化水平。雄性Sprague-Dawley大鼠皮下植入去甲肾上腺素（norepinephrine,NE）,苯肾上腺素（phenylephrine,PE）或者溶剂载体[0．01％（W／V）维生素C]的缓释微泵（osmotic minipump）。NE或PE以每小时0．2 mg／kg的速率持续输注,7 d后用AMPK-α抗体免疫沉淀处理样本并测定AMPK的活性。结果显示,在细胞水平,NE引起的AMPK磷酸化水平增高具有时间依赖和剂量依赖特点, NE处理细胞10 min后AMPK磷酸化水平达到最高峰;NE引起的这种效应对β-AR的拮抗剂普萘洛尔（propranolol）不敏感,但是可以被α1-AR拮抗剂哌唑嗪（prazosin）所阻断。结果提示,α1-AR介导AMPK的磷酸化,但β-AR无此作用。AR激动剂持续灌注7 d后,AMPK的活性在NE（7．4倍）和PE（6．0倍）灌注组较对照组显著增高（P〈0．05,H=6）。PE持续灌注组大鼠与对照组相比无明显的心肌肥厚和组织纤维化变化。本文证明α1-AR激动剂可以增强AMPK的活性,揭示了心脏中α1-AR激动在调控AMPK活性方面的重要作用。深入了解α1-AR介导的AMPK激活可能在心衰治疗中具有重要的临床意义。