课堂教学随笔:谷氨酰胺的氨基

氨基代谢是《生物化学》中"氨基酸代谢"教学的重要内容,谷氨酰胺氨基的去向和利用是其中的重点之一。谷氨酰胺既有α-氨基又有酰胺基,其代谢由不同的酶分别催化,涉及转氨酶、酰胺基转移酶、谷氨酰胺酶、转谷氨酰胺酶等。不同代谢酶作用的基团和机理不同,学生容易混淆它们的作用。本文拟通过讨论几种谷氨酰胺氨基相关代谢酶的作用特点,指导学生掌握谷氨酰胺氨基的代谢。     

哺乳动物氨基酰-tRNA合成酶的研究

1 氨基酰-tRNA合成酶及哺乳动物细胞中氨基酰 tRNA合成酶的特点 1．1 氨基酰-tRNA合成酶催化的反应氨基酰-tRNA合成酶家族(aaRS)参与生物体中的遗传解码过程。它们催化氨基酸与其对应的 tRNA之间的酯化反应,生成氨基酰-tRNA参与蛋白质的生物合成,它反应的专一性确保了蛋白质生物合成的精确性。氨基酸与其对应的tRNA之间的     

动物组织中转氨基作用的比较研究 Ⅲ.肝组织中精氨酸与鸟氨酸对α-酮戊二酸的转氨基作用

本文目的是比较排泄尿素、尿酸、氨的动物肝中精氨酸以及鸟氨酸分别与α-酮戊二酸进行的转氨基作用。本文采用与前文相同的五种脊椎动物为研究对象,从蛋白质或     

大豆酪氨酸氨基转移酶基因的克隆与表达分析

采用电子克隆与实验克隆相结合的方法获得了大豆酪氨酸氨基转移酶基因的cDNA序列,GenBank登录号为DQ003328.序列分析结果表明,该cDNA序列含有一个编码425个氨基酸的完整的开放读码框,5′非翻译区具有多个同框终止密码子,3′端具有3个加尾信号和polyA尾巴.启动子区除含有通用核心元件外,还含有许多与光反应有关的作用元件.氨基酸序列比对和系统发育分析结果显示,不同物种之间酪氨酸氨基转移酶的氨基酸序列同源性较高.电子表达分析和RT-PCR组织表达分析结果表明,该基因的表达量与组织中叶绿体含量具有很高的关联,强光逆境能够上调该基因的表达.     

氨基酰tRNA合成酶的经典与非经典酶活性

氨基酰tRNA合成酶（aminoacyl-tRNA synthetases,aaRS）家族的经典功能是催化氨基酸与对应tRNA结合,形成氨基酰tRNA,参与蛋白质合成。aaRS在进化过程中不断增加与氨基酰化功能无关的新结构域,其亚细胞器定位也受到营养、压力信号、参与调控血管新生和炎症反应等内外部信号调控,且不同aaRS的突变导致不同人类疾病,提示aaRS具有信号传导功能,但缺少具体的生化机制。最新发现aaRS具有氨基酰转移酶活性。一种氨基酸可以被其对应的aaRS活化成氨基酰AMP,氨基酰AMP可以修饰与该aaRS相互作用蛋白质的赖氨酸,传递该氨基酸的丰度及结构信息,调控细胞信号网络。aaRS新功能的发现和研究,为解释aaRS的生理病理重要性提供新的方向。本文综述aaRS的进化及非经典功能,讨论aaRS氨基酰转移酶活性在细胞信号传导及其与疾病的相关性,也包括药物开发潜力。     

氨基酰-tRNA合成酶编校功能缺陷引发的疾病

氨基酰-tRNA合成酶(aminoacyl-tRNA synthetase,aa RS)负责催化氨基酸与对应的tRNA生成氨基酰-tRNA,参与蛋白质的生物合成。aaRS除可以活化其对应的氨基酸外,也可误活化一些与对应氨基酸相似的非对应氨基酸。基于此,aaRS进化出一种编校功能,可以水解误活化或误氨基酰化的氨基酸,保证翻译的正确进行。一旦某种特定的aaRS的编校功能受损,会导致非对应氨基酸误掺入蛋白质,引起蛋白质误折叠。细胞通过上调热休克蛋白来帮助误折叠蛋白质重折叠。误折叠的蛋白质可能会聚集,引起ER应激,或通过泛素化-蛋白酶体途径降解。若超过细胞修复功能所能承受的范围,细胞会凋亡,对于多细胞生物来说,可能会引起一系列疾病,而对于单细胞生物来说,生长会受到抑制,严重的会直接死亡。     

大肠杆菌细胞水解液中的二氨基庚二酸

二氨基庚二酸(DAP)是一种中性氨基酸。Work首先在白喉棒状杆菌的水解物中分离和鉴定出αs-二氨基庚二酸。后来的研究发现,除金色葡萄球菌和乳酸杆菌外,DAP几乎存在于所有细菌的细胞壁中。     

植物中氨基酸的生理作用

氨基酸是一类带有氨基(—NH_2)或亚氨基(—NH)的有机酸的总称,是细胞的重要组成部分,在植物生命活动中担负着各种生理作用。近年来,在研究氨基酸对植物生长发育的影响方面取得了一些进展。水分生理中的作用植物在干旱胁迫下可通过渗透调节作用来维持细胞一定的含水量和膨压势,从而维持细胞的正常功能。当水势下降时要保持膨压不变,     

两种具有调节血管生成作用的氨基酰-tRNA合成酶

氨基酰-tRNA合成酶是生物体内蛋白质合成过程中的一类关键酶,它催化体内tRNA的氨基酰化反应.作为一类古老的蛋白质,氨基酰-tRNA合成酶在其漫长的进化过程中,通过其他结构域的插入或融合逐渐演化出许多新的功能.最近的研究结果表明,人酪氨酰-tRNA合成酶的片段具有促进血管生成的功能,而人色氨酰-tRNA合成酶的片段则具有抑制血管生长的功能.在哺乳动物细胞中,蛋白质的生物合成途径与细胞信号转导途径紧密相连.今后,随着对氨基酰-tRNA合成酶研究的不断深入,可以通过它们与细胞因子和信号转导相连的功能治疗人类的疾病.     

与人类疾病相关的几种线粒体氨基酰-tRNA合成酶

氨基酰-tRNA合成酶是一类古老的蛋白质,催化蛋白质生物合成中的第一步反应．已经发现氨基酰-tRNA合成酶还参与大量的其他生命过程,如编校、tRNA的成熟与转运、RNA的剪切、细胞因子等功能．最近的研究结果表明,线粒体氨基酰-tRNA合成酶与人类的疾病密切相关．人线粒体精氨酰-tRNA合成酶基因2号内含子中的一个单点突变导致该基因的转录本被异常剪接,造成脑桥小脑发育不全．人线粒体天冬氨酰-tRNA合成酶基因上的一系列突变致使其mRNA被快速降解或者蛋白质氨基酸一级结构的改变,导致脑干脊髓白质病变及乳糖增高症．人线粒体亮氨酰-tRNA合成酶基因的一个单核苷酸多态性与2型糖尿病密切相关．这些研究结果进一步增强了我们对于氨基酰-tRNA合成酶的生物学功能的认识,并将促进对由线粒体氨基酰-tRNA合成酶所引起线粒体病的致病机理以及治疗方法的研究．     

氨基移换作用研究的新进展

酶促氨基移換作用是苏联生物化学家和在1937年发現的。他們用鴿胸肌与L-谷氨酸及丙酮酸在无氧条件下共同保温时,发現谷氨酸的氨基不經脫氨直接轉給丙酮酸,生成丙氨酸与α-酮戊二酸;而且这一反应是可逆的。他們給这一新型的反应命名为氨基移换反应,催化这一反应的酶,命名力氨基移换酶。     

动物组织中转氨基作用的比较研究 Ⅱ.肝组织中甘氨酸与组氨酸对α-酮戊二酸的转氨基作用

前文的实验曾经阐明大白鼠与其他四种脊椎动物(家鸽、乌龟、蟾蜍和鲫鱼)不同,在肝匀浆中甘氨酸不能与α-酮戊二酸进行转氨基作用。该文实验结果也表示,鼠肝匀浆     

内消旋-二氨基庚二酸脱氢酶不对称合成非天然手性D-氨基酸的研究进展

内消旋-二氨基庚二酸脱氢酶不对称合成非天然的手性D-氨基酸是目前生物催化领域的研究热点。内消旋-二氨基庚二酸脱氢酶具有优良的立体选择性,利用其进行酶催化不对称合成光学纯的手性D-氨基酸,被广泛用于医药、食品、化妆品、精细化学品等领域。为了促进生物催化法在合成手性D-氨基酸方向的进一步发展,本文对内消旋-二氨基庚二酸脱氢酶催化合成D-氨基酸的现状进行了综述。重点介绍了Corynebacterium glutamicum、Ureibacillus thermosphaericus、Symbiobacterium thermophilum来源的内消旋-二氨基庚二酸脱氢酶在新酶的挖掘、催化性能、晶体结构解析、分子改造、功能与催化机制、合成D-氨基酸新途径等方面的研究进展,并对内消旋-二氨基庚二酸脱氢酶的未来研究方向及策略进行了展望。本综述将进一步加深人们对内消旋-二氨基庚二酸脱氢酶的认识,也为具有挑战性的生物合成任务提供信息借鉴。     

介绍一种重要的氨基酸—牛磺酸

<正> 牛磺酸是生物界分布很广的一种氨基酸。这种氨基酸的氨基在β-位,酸基为磺酸基,所以牛磺酸的化学命名是β-氨基乙(基)磺酸或2-氨基乙(基)磺酸(H_2N·CH_2·CH_2·SO_3H),属含硫氨基酸。牛磺酸的化学性质稳定,溶于水,不溶于乙醇和乙醚,分子量为125。早在1827年就知道生物体中有牛磺酸,不过对它的代谢和生理功能知道的不多,因     

RNA剪接体辅助激活诱导的胞苷脱氨基酶作用

体细胞高频突变和类别转换重组增加抗原激活B细胞中合成的免疫球蛋白的亲和力和多样性。Neuberger及其同事鉴定了一种RNA剪接因子CTNNBL1,可以特异性地与激活诱导的胞苷脱氨基酶（activationinduced deaminase,AID）相互作用,继而影响体细胞高频突变和类别转换重组。AID可以在编码免疫球蛋白的基因片段上将脱氧胞嘧啶脱氨基,从而触发抗体的多样化。CTNNBL1（又称为nuclear—associated protein,NAP）可以识别AID中由39～42氨基酸构成的片状结构。     

精氨酸在代谢中的作用

精氨酸(arginine)是碱性氨基酸,按化学结构,它的名称应是α-氨基-δ-胍基戊酸。这种氨基酸是人体蛋白质的正常组成成份,参与一些与氮转移、贮存和排泄有关的代谢反应,并有调节激素释放的作用。本文主要介绍精氨酸在代谢中的作用和人体对它的需要。精氨酸的生物合成一、精氨酸合成途径精氨酸以鸟氨酸、NH_3、CO_2和门冬氨酸为原料合成。合成过程中需要ATP供给能量,由氨基甲酰磷酸含成酶Ⅰ(CPSI),鸟氨酸氨基甲酰转移酶(OTC),精氨酸代琥珀酸合成酶(A-SS)和精氨酸代琥珀酸裂解酶(AS-Lase)催化,这四种酶主要分布在肝脏中,其活性因摄取氮的多少而增减。     

新发现的氨基酰-tRNA合成酶的非经典功能

<正>氨基酰-tRNA合成酶(aminoacyl-tRNAsynthetase,aaRS)家族是进化上极为古老的酶类,广泛存在于生物体中,参与生物体内的遗传解码过程。它们负责催化氨基酸与其对应tRNA之间的酯化反应生成氨基酰-tRNA,为生物体内的蛋白质合成提供     

氨基糖苷类抗生素的抗HIV潜力

以新霉素为代表的氨基糖苷类抗生素通过与HIV RNA的RRE结构域结合,对HIV的RRE—Rev相互作用产生抑制作用．从而具有阻遏HIV复制的活性。人们通过对各种氨基糖苷类抗生素单体及其多种衍生物与RRE结合的实验研究,对它们之间的相互作用有了越来越多的了解。     

氨基酰化酶中金属锌离子的功能作用

 氨基酰化酶是含锌金属酶。该酶每摩尔蛋白中含2摩尔Zn(Ⅱ)离子。金属鳌合剂与酶作用,通过竞争螯合Zn(Ⅱ)离子使酶活力下降。残余活力与残留金属含量呈正相关。竞争螯合的结果,生成不含金属的脱辅基酶蛋白,并导致酶活力的丧失。脱辅基酶由于加入Zn(Ⅱ)离子而恢复其活力。实验表明金属锌离子是氨基酰化酶催化活力所必需。与Zn(Ⅱ)离子相似,Co(Ⅱ)离子也可与脱辅基酶相结合并使之复活。 在190—240nm区域内对比了天然酶、脱辅基酶蛋白与Co(Ⅱ)置换氨基酰化酶的圆二色谱。远紫外圆二色谱表明,与天然酶相比,在脱辅基酶中由于金属离子的丧失导致主链构象发生变化,其中α螺旋增加约7％。因而锌离子(钴离子)对蛋白主链的反应最适构象有一定的稳定作用。脱辅基酶与Co(Ⅱ)离子结合,酶的主链构象恢复至与天然酶几近相同。可认为这是促使酶复活的内在因素。     

多氨基酰-tRNA合成酶复合物的发生发展

氨基酰-tRNA合成酶(aminoacyl-tRNA synthetase,aaRS)是由管家基因编码的一类古老的蛋白质,其核心功能是催化对应的tRNA和氨基酸形成氨基酰-tRNA,为蛋白质合成提供原料,从而将遗传信息翻译成蛋白质行使细胞的生物功能.随着生物进化的发展,越来越多的aaRS进化出了新的结构域,从而使aaR...