同工酶的发现、性质、生理意义及其同临床医学的关系

根据现代生物化学和临床医学的知识,有机体正常或异常的代谢过程均与体内酶的活动发生直接或间接的联系。外在或内在环境的改变可以影响酶分子的细微结构或酶促反应的特征。酶的可诱导性以及酶蛋白具有异空部位(allosteric site)的属性是目前已知的典型代表。它们对物质代谢起着调节,控制的作用。生物体在系统发育过程中出现另一种较高级的调节代谢正常运转的方式,即在同一     

研制首个杀灭HIV的“仿生杀手”

“乙酰化修饰”——即在蛋白质分子链上嫁接上一个乙酰基分子,是蛋白质最主要的修饰方式之一。修饰后的蛋白质可以对细胞内的各类通路进行精确的调节与控制,完成对基因所发出的“指令”的执行过程。复旦大学生物医学研究院分子细胞生物学研究室的赵世民和雷群英等分别研究了乙酰化对蛋白质进行修饰以及对代谢通路进行调控的问题,开辟了代射研究的薪领域。他们鉴定出大量乙酰化化修饰蛋白质,并且首次发现乙酰化普遍能修饰代谢酶,调节代谢通路及代谢酶的活性。     

活性氧在气孔运动中的作用

水分代谢是植物基础代谢的重要组成部分,气孔开关精细地调节着植物水分散失和光合作用。气孔运动受到多种因子的调控,保卫细胞内大量的第二信使分子是响应外界刺激、调节保卫细胞代谢方式、改变保卫细胞水势进而引起气孔开关的重要功能组分。细胞内的活性氧就是其中重要的成员之一。保卫细胞中的活性氧包括过氧化氢、超氧阴离子自由基和羟自由基等,这些活性氧可以通过光合作用、呼吸作用产生或通过专门的酶催化合成,在触发下游生理反应、完成信号转导后由专门的酶将其清除。在植物激素(脱落酸、水杨酸)、一氧化氮、质外体钙调素、细胞外ATP等因子调节气孔运动的过程中,活性氧都发挥了介导作用。该文对于近年来活性氧在气孔运动过程中发挥的作用方面的研究进展进行了综述。     

PGC-1α的转录调节和翻译后修饰

过氧化物酶体增殖物激活受体γ(peroxisome proliferator activated receptorγ,PPARγ)辅助激活因子-1α(PPARγcoactivator-1α,PGC-1α)是线粒体生物合成的关键调节分子.外界刺激(寒冷、饥饿、运动)一方面可以改变PGC-1α的基因和蛋白质表达水平,另一方面可以通过翻译后修饰方式调节其蛋白质活性,最终调节细胞能量代谢和线粒体生物合成过程.PGC-1α表达的异常是代谢性疾病及老年性疾病等发病的重要原因.本文就PGC-1α在转录水平和翻译后修饰水平的调节方式的最新研究进展作一综述.     

植物过氧化物酶体在活性氧信号网络中的作用

过氧化物酶体是高度动态、代谢活跃的细胞器,主要参与脂肪酸等脂质的代谢及产生和清除不同的活性氧(reactive oxygen species, ROS)。ROS是细胞有氧代谢的副产物。当胁迫长期作用于植物,过量的ROS会引起氧胁迫,损害细胞结构和功能的完整性,导致细胞代谢减缓,活性降低,甚至死亡;但低浓度的ROS则作为分子信号,感应细胞ROS/氧化还原变化,从而触发由环境因素导致的过氧化物酶体动力学以及依赖ROS信号网络改变而产生快速、特异性的应答。ROS也可以通过直接或间接调节细胞生长来控制植物的发育,是植物发育的重要调节剂。此外,过氧化物酶体的动态平衡由ROS、过氧化物酶体蛋白酶及自噬过程调节,对于维持细胞的氧化还原平衡至关重要。本文就过氧化物酶体中ROS的产生和抗氧化剂的调控机制进行综述,以期为过氧化物酶体如何感知环境变化,以及在细胞应答中,ROS作为重要信号分子的研究提供参考。     

植物过氧化物酶体在活性氧信号网络中的作用北大核心CSCD

过氧化物酶体是高度动态、代谢活跃的细胞器,主要参与脂肪酸等脂质的代谢及产生和清除不同的活性氧(reactive oxygen species,ROS)。ROS是细胞有氧代谢的副产物。当胁迫长期作用于植物,过量的ROS会引起氧胁迫,损害细胞结构和功能的完整性,导致细胞代谢减缓,活性降低,甚至死亡;但低浓度的ROS则作为分子信号,感应细胞ROS/氧化还原变化,从而触发由环境因素导致的过氧化物酶体动力学以及依赖ROS信号网络改变而产生快速、特异性的应答。ROS也可以通过直接或间接调节细胞生长来控制植物的发育,是植物发育的重要调节剂。此外,过氧化物酶体的动态平衡由ROS、过氧化物酶体蛋白酶及自噬过程调节,对于维持细胞的氧化还原平衡至关重要。本文就过氧化物酶体中ROS的产生和抗氧化剂的调控机制进行综述,以期为过氧化物酶体如何感知环境变化,以及在细胞应答中,ROS作为重要信号分子的研究提供参考。     

工业微生物中NADH的代谢调控

NADH是微生物代谢网络中的一种关键辅因子。调节微生物胞内NADH的形式与浓度是定向改变和优化微生物细胞代谢功能, 实现代谢流最大化、快速化地导向目标代谢产物的重要手段之一。以下在详尽总结了NADH生理功能的基础上, 从生化工程(添加外源电子受体、不同氧化还原态底物及NAD合成前体物, 调节培养环境和氧化还原电势)和代谢工程(过量表达NADH代谢相关酶、缺失NADH竞争途径及引入NADH外源代谢途径)两方面分析、归纳了NADH代谢调控策略, 进而凝练出调控NADH/NAD+比率调节微生物细胞代谢功能研究方面亟待解决的3个科学问题及可能的解决途径。     

低氧环境对三阴性乳腺癌细胞糖代谢途径的重编程

代谢改变是癌细胞的特征之一。研究表明,低氧会使癌细胞的糖代谢发生改变,但是更详细的分子机制仍有待进一步研究。本研究利用转录物组测序技术(RNA-sequencing,RNA-seq)和生物信息学分析发现,低氧导致BT549细胞中334个基因和MDA-MB-231细胞中215个基因在转录水平的表达改变。这些表达变化的基因多与糖代谢相关。进一步分析RNA-seq数据并应用Western 印迹、酶活性检测和代谢产物定量测定的结果显示,低氧通过升高BT549细胞中葡萄糖转运蛋白1(GLUT1)和MDA-MB-231细胞中GLUT1和GLUT3的表达以增加葡萄糖的摄入;低氧使催化糖的无氧氧化途径几乎全部反应的酶都至少有一种同工酶或酶蛋白亚基,以及调节酶6-磷酸果糖-2-激酶/果糖-2,6-二磷酸酶3(PFKFB3)和4(PFKFB4)同工酶的表达增加来促进了糖的无氧氧化;低氧还通过增加调节丙酮酸脱氢酶激酶1(PDK1)和3(PDK3)同工酶基因的表达,以及降低关键酶异柠檬酸脱氢酶3(IDH3)同工酶、琥珀酸脱氢酶B亚基和D亚基的表达来减少糖的有氧氧化途径进行;低氧可能还增加磷酸戊糖途径的关键酶葡糖-6-磷酸脱氢酶、糖原合成途径的关键酶糖原合酶GYS1同工酶的表达以促进这2条途径的进行,而对糖异生和糖原分解代谢途径酶基因的表达影响较小。生物信息学分析乳腺癌组织样本在线数据库中糖代谢途径酶基因在转录水平表达结果与细胞研究结果基本一致。总之,该文系统分析了低氧对糖代谢6条代谢途径中全部酶以及2种重要调节酶的影响,可见低氧会通过改变这些酶的同工酶或亚基的基因表达使糖代谢途径进行重编程,这对进一步认识低氧环境下癌细胞糖代谢的分子机制具有一定的意义。     

自由基与细胞凋亡

细胞凋亡是指细胞在生理和病理情况下的一种死亡模式,广泛涉及到肿瘤、衰老和退行性病变等一系列疾病．最近有实验表明自由基与细胞凋亡有密切的关系．凋亡细胞内活性氧自由基（ROS）生成增加,同时消除ROS的能力下降.大多数凋亡障碍的细胞表现出ROS分子大量减少,若调节细胞内ROS含量,死亡率能随之改变;离子辐射能通过经自由基引起细胞的凋亡,培养细胞在无血清或撤除生长因子后发生的死亡也大多与细胞内自由基代谢酶如过氧化氢酶等的活性变化有关.提示自由基是参与调节细胞凋亡的重要因素之一.     

“细胞代谢的条件”的教学组织

细胞代谢是活细胞内发生的全部生物化学反应的总和。凡是化学反应都会有物质和能量的变化．酶与能量是细胞代谢的重要条件。本文主要阐述高中生物学课程中有关酶和ATP化学知识的教学组织。     

细胞代谢异常与肿瘤发生发展

细胞代谢的改变是肿瘤的一个重要特征,其与肿瘤的发生发展互为因果。肿瘤代谢改变是一个复杂的过程,原癌基因激活、抑癌基因失活以及信号通路的异常活化在转录和翻译后修饰等多个水平上调节代谢酶或代谢调控蛋白,通过影响其活性、亚细胞定位、稳定性、自噬等多种机制引起细胞代谢流的改变。由于代谢异常在肿瘤发生发展中的关键作用,通过干预肿瘤细胞代谢特异靶点、修正细胞的代谢异常成为预防肿瘤发生和治疗肿瘤的新思路。     

细胞代谢过程中的酶促糖基化及其功能

细胞代谢过程中多样的生化修饰反应能够精细调控细胞的活力与功能。其中,酶促糖基化是细胞代谢调控过程中普遍存在的一种分子修饰,对维持和调节细胞功能具有重要影响。糖基转移酶通过将糖基供体的糖基转移至相应的受体分子来实现糖基化修饰。受体分子经过糖基化修饰会改变其在细胞内的稳定性、溶解性和区域定位等特性,并在调节细胞周期、信号转导、蛋白质表达调控、应答反应和清除细胞异物等诸多生物过程中起着重要作用。简要介绍了细胞代谢过程中糖基转移酶超家族的分类、命名和催化机制。重点阐述细胞中蛋白质类生物大分子和小分子化合物的糖基化反应及其在细胞代谢过程中的功能。展望了细胞中糖基化反应及糖基转移酶在人类健康、医药产品、工业催化、食品和农业等领域的应用前景。     

谷草转氨酶同工酶研究进展

谷草转氨酶及其同工酶是氨基酸代谢的重要酶类,是分子水平的酶促反应机理研究中受欢迎的对象之一。     

谷草转氨酶同工酶研究进展

谷草转氨酶及其同工酶是氨基酸代谢的重要酶类,是分子水平的酶促反应机理研究中受欢迎的对象之一。     

赖氨酸乙酰化调控细胞代谢的机制

赖氨酸乙酰化是一种重要的翻译后修饰。细胞内的蛋白质,特别是代谢酶,广泛受乙酰化修饰的调控。乙酰化修饰由乙酰化酶和去乙酰化酶调节,对细胞的物质代谢和能量稳态进行多层次、复杂而又精细的调控。乙酰化酶和去乙酰化酶活性的发挥依赖中间代谢产物,且多种代谢物能够调控乙酰化酶和去乙酰化酶的催化活力。因此,乙酰化修饰是调控细胞代谢的重要机制。此外,乙酰化修饰能够调节自噬和营养物质感受通路,从而调控细胞的物质和能量稳态;乙酰化修饰对组蛋白的调节则能根据细胞的营养状态在表观遗传水平改变基因的表达,使细胞高效地应对不同的营养和压力状态。乙酰化修饰与代谢相关疾病的发生发展具有重要联系,对乙酰化调控的研究将极大增进人们对细胞代谢、表观遗传等生命活动的认识。     

胰岛素受体底物家族与Ⅱ型糖尿病关系性的研究进展

胰岛素受体底物分子(IRS)是调节胰岛素信号通路的关键物质,在维持细胞生长,分裂和代谢中起着重要作用。目前已发现的家族成员有四个(IRS-1、IRS-2、IRS-3、IRS-4)。目前研究表明,糖尿病的发生与之密切相关:胰岛素信号通路与其他信号通路发生交叉发生干扰,从而导致胰岛素抵抗,引发Ⅱ型糖尿病;IRS蛋白的结构、表达水平异常导致胰岛素信号的中断或减弱,并表现为胰岛素抵抗;四种IRS分子表达的不平衡,致使胰岛素分泌调节的稳态被破坏也可能是糖尿病发病的原因之一。Fox蛋白家族是动物细胞内的一类转录因子,与细胞代谢密切相关。Fox蛋白靶点有可能作为研究治疗糖尿病方法的一种新思路。     

代谢综合征与下丘脑功能改变

下丘脑对瘦素/胰岛素敏感性降低导致的能量平衡调节异常和下丘脑-垂体-肾上腺轴功能紊乱参与了代谢综合征的发生发展,下丘脑功能改变是代谢综合征重要的中枢病理生理学机制。代谢综合征下丘脑功能改变与局部炎性细胞因子表达增加有关,IKK/NF-κB激活可能是下丘脑功能改变的关键分子机制。     

肠道微生物的免疫调节影响非酒精性脂肪肝病的研究进展

在许多肠内和肠外疾病的病理生理学中,肠道微生物作为一个新的重要参与者,其群落的改变和紊乱在诱发和加剧非酒精性脂肪性肝病(non-alcoholic fatty liver disease,NAFLD)中可能起着重要作用。哺乳动物的肠道中含有多样化的微生物代谢分子,它们都具有调节宿主免疫的可能。这些代谢分子能够激活体内免疫系统,导致促炎症基因的表达,进而促进慢性肝脏疾病的发生。近来的研究表明,微生物代谢分子在调节机体免疫系统中起重要作用,且机体免疫系统也在不断巡视肠道微环境中微生物群的代谢状态和微生物组成结构。文章着重阐述了微生物及其代谢分子在调节机体免疫发展和活动中的作用,期望能更好地了解肠道微生物及其在NAFLD中所扮演的角色,也为新疗法的开发提供理论基础。     

哈密瓜子叶分化和脱分化过程中RNaSe、DNase和IAAase活性的研究

RNase和DNase是参与核酸代谢的重要酶类之一,它们在植物体内既能降解RNA和DNA,又可以参与合成作用(Lehman,1976)。而IAAaes和过氧化物酶的活性对调节植物体内激素水平起主导作用,这在Galston工作中已有报道。在前人工作的基础上,本文在哈密瓜子叶诱导形成二种类型的愈伤组织过程中,对核酸代谢的两个重要酶类RNase和DNase以及在氧化还原过程中两个重要酶类IAAase和过氧化物酶进行了研究。     

鸟氨酸脱羧酶抗酶I与多胺代谢

鸟氨酸脱羧酶抗酶I（ornithine decarboxylase antizyme 1,OAZ1）是调节细胞内多胺含量的重要因子,参与细胞生长与分化、胚胎发育、基因表达调控等重要生理过程,也是抗肿瘤治疗的潜在分子靶点。简要综述鸟氨酸脱羧酶抗酶I在结构与功能,及其调控多胺代谢机制方面的研究进展。