鸭肝脂肪酸合成酶的NADPH底物抑制及作用动力学

己知动物脂肪酸合成酶的底物乙酰辅酶Ａ和丙二酰辅酶Ａ具有竞争性双底物抑制的乒乓机制。实验发现鸭肝脂肪酸合成酶的第三个底物ＮＡＤＰＨ也具有底物抑制,并研究了它的规律及与ＮＡＤＰＨ有关的稳态动力学。发现对于该酶的全反应,增加丙二酰辅酶Ａ浓度,降低环境盐浓度,均使ＮＡＤＰＨ底物抑制减少。但以ＮＡＤＰＨ作底物的酮酰还原和烯酰还原二步单独反应以及包含四步单独反应的乙酰乙酰辅酶Ａ还原反应都无ＮＡＤＰＨ底物抑制现象。ＮＡＤＰＨ底物抑制对丙二酰辅酶Ａ为竞争性,丙二酰辅酶Ａ底物抑制对ＮＡＤＰＨ为非竞争性。在全反应中ＮＡＤＰＨ和丙二酰辅酶Ａ之间发现为乒乓机制,在乙酰乙酰辅酶Ａ还原反应中,两个底物ＮＡＤＰＨ和乙酰乙酰辅酶Ａ之间则表现为序列反应机制。降低环境盐浓度使ＮＡＤＰＨ和丙二酰辅酶Ａ之间的乒乓机制向序列机制转化。在全反应中,ＮＡＤＰ产物抑制相对ＮＡＤＰ为竞争性,对丙二酰辅酶Ａ为非竞争性。     

乙酰辅酶A合成酶家族中保守的色氨酸残基的生化功能（英文）

甲烷菌与甲烷八叠球菌是仅有的两种已知利用乙酸盐进行甲烷生成的菌属。稻田以及厌氧的废物分解物是甲烷生物生成的主要来源。甲烷菌在自然界广泛分布,相比甲烷八叠球菌,在低乙酸盐的环境中对乙酸盐仍有高亲和力。在甲烷生成第一步即将乙酸盐转化为乙酰辅酶A的过程中,与甲烷八叠球菌利用乙酸激酶与磷酸转乙酰酶激活途径不同,甲烷菌通过腺嘌呤形成乙酰辅酶A合成酶进行催化。在甲烷菌一属(Methanosaeta concilii)中,共发现5个乙酰辅酶A合成酶的编码基因,其中3种乙酰辅酶A合成酶的生化及酶活特性已被确定。该3种乙酰辅酶A合成酶均以乙酸盐为其最优底物。尽管在短链乙酰辅酶A合成酶家族中,发现酰基底物结合位点高度保守,但乙酰辅酶A合成酶家族的酰基底物范围极为广泛。本研究对甲烷菌中不同种乙酰辅酶A合成酶的酰基底物结合位点的关键氨基酸进行识别与比较,从而对乙酰辅酶A合成酶家族的酶活特性有更全面深入的了解。首先,我们对甲烷菌一属中乙酰辅酶A合成酶4进行生化性质测定。结果表明,该酶无催化一系列酰基底物为酰基辅酶A或其中间产物酰基腺苷酸的活性。通过序列对比发现,嗜热自养甲烷杆菌的乙酰辅酶A合成酶1中高度保守的416位色氨酸残基在甲烷菌一属的乙酰辅酶A合成酶4中被替换成528位苯丙氨酸残基。将甲烷菌一属的乙酰辅酶A合成酶4中的528位苯丙氨酸残基点突变为色氨酸残基后,进行酶学性质测定,未检测到该突变体具有乙酰辅酶A/乙酰腺苷酸合成活性。我们进一步对嗜热自养甲烷杆菌的乙酰辅酶A合成酶1中的416位色氨酸残基点突变为苯丙氨酸残基,酶活性质结果显示,突变酶对于乙酸盐以及丙酸盐作为底物时的活性未有明显差异。然而,以丙酸盐为底物时,释放丙酰腺苷酸中间产物。该结果表明,热自养甲烷杆菌的乙酰辅酶A合成酶1对于底物乙酸盐或丙酸盐的催化作用不甚相同,苯丙氨酸中的苯甲酰环降低该酶保留中间产物丙酰腺苷酸,从而转化为丙酰辅酶A的能力。     

乙酰辅酶A合成酶家族中保守的色氨酸残基的生化功能（英文）北大核心CSCD

甲烷菌与甲烷八叠球菌是仅有的两种已知利用乙酸盐进行甲烷生成的菌属。稻田以及厌氧的废物分解物是甲烷生物生成的主要来源。甲烷菌在自然界广泛分布,相比甲烷八叠球菌,在低乙酸盐的环境中对乙酸盐仍有高亲和力。在甲烷生成第一步即将乙酸盐转化为乙酰辅酶A的过程中,与甲烷八叠球菌利用乙酸激酶与磷酸转乙酰酶激活途径不同,甲烷菌通过腺嘌呤形成乙酰辅酶A合成酶进行催化。在甲烷菌一属(Methanosaeta concilii)中,共发现5个乙酰辅酶A合成酶的编码基因,其中3种乙酰辅酶A合成酶的生化及酶活特性已被确定。该3种乙酰辅酶A合成酶均以乙酸盐为其最优底物。尽管在短链乙酰辅酶A合成酶家族中,发现酰基底物结合位点高度保守,但乙酰辅酶A合成酶家族的酰基底物范围极为广泛。本研究对甲烷菌中不同种乙酰辅酶A合成酶的酰基底物结合位点的关键氨基酸进行识别与比较,从而对乙酰辅酶A合成酶家族的酶活特性有更全面深入的了解。首先,我们对甲烷菌一属中乙酰辅酶A合成酶4进行生化性质测定。结果表明,该酶无催化一系列酰基底物为酰基辅酶A或其中间产物酰基腺苷酸的活性。通过序列对比发现,嗜热自养甲烷杆菌的乙酰辅酶A合成酶1中高度保守的416位色氨酸残基在甲烷菌一属的乙酰辅酶A合成酶4中被替换成528位苯丙氨酸残基。将甲烷菌一属的乙酰辅酶A合成酶4中的528位苯丙氨酸残基点突变为色氨酸残基后,进行酶学性质测定,未检测到该突变体具有乙酰辅酶A/乙酰腺苷酸合成活性。我们进一步对嗜热自养甲烷杆菌的乙酰辅酶A合成酶1中的416位色氨酸残基点突变为苯丙氨酸残基,酶活性质结果显示,突变酶对于乙酸盐以及丙酸盐作为底物时的活性未有明显差异。然而,以丙酸盐为底物时,释放丙酰腺苷酸中间产物。该结果表明,热自养甲烷杆菌的乙酰辅酶A合成酶1对于底物乙酸盐或丙酸盐的催化作用不甚相同,苯丙氨酸中的苯甲酰环降低该酶保留中间产物丙酰腺苷酸,从而转化为丙酰辅酶A的能力。     

何首乌提取物对脂肪酸合酶的抑制作用

最新报道脂肪酸合酶 (FAS)是治疗肥胖症的潜在靶部位 ,但目前已知的FAS抑制剂还很少 .测定表明 ,中药何首乌提取物对FAS同时具有很强的快结合可逆抑制和慢结合不可逆抑制作用 .萃取的最佳溶剂为 4 0 %乙醇水溶液 .该提取物对FAS全反应的半抑制浓度为 0 .0 0 5mg ml(以萃取时中药重量计 ) ;不可逆抑制过程为两相 ,在 0 4 6mg ml浓度下在 0 5min内快相失活超过 5 0 % ,慢相在 32min时失活达 90 % .该提取物对FAS中的酮酰还原反应有强抑制 ,半抑制浓度为 0 0 18mg ml,对烯酰还原反应有弱抑制作用 .抑制动力学分析表明 ,何首乌提取物对FAS的抑制和底物NADPH之间呈非竞争性关系 ,和丙二酰辅酶A接近竞争性关系 ,而与乙酰辅酶A为反竞争性关系 .推测何首乌还含有作用于FAS中的丙二酰转酰酶的抑制剂 .用何首乌提取物口服饲喂大鼠 ,可明显减低大鼠摄食量和降低大鼠体重 ;实验结束时实验组大鼠肝脏FAS活性低于对照组 .以上结果表明 ,中药何首乌提取物对FAS有很强的抑制作用 ,其抑制能力明显强于已知抑制剂 ,其动力学表现也和已知抑制剂完全不同 ,预计为新的抑制剂 ,对研究FAS的作用机理及在防治肥胖症的应用上可能具有重要的价值     

热稳定酯酰辅酶A合成酶的异源表达及酶学特性

【目的】为寻找能合成丙酰辅酶A和丁酰辅酶A等聚酮合成前体的生物催化剂,用体外酶学实验对一个酯酰辅酶A合成酶进行了表征。【方法】利用丙二酰辅酶A合成酶作为输入序列,通过BLAST程序在Caldicellulosiruptor owensensis OL的基因组中找到1个酯酰辅酶A合成酶基因。在大肠杆菌中进行了异源表达,并通过亲和层析进行纯化。底物谱、最适反应条件、稳定性和动力学参数通过体外酶学实验进行表征,而定点突变则用于活性中心的氨基酸残基的分析。【结果】该酶具有较好的底物宽泛性,可识别丙酸、丁酸、2-甲基丙酸、戊酸、3-甲基丁酸、2-甲基丁酸以及环己甲酸等一系列单酸。反应最适温度为30°C,最适p H为7.0。70°C保温8 h后仍有45%的活性残留,表明该酶相对比较稳定。通过活性中心3个位点的定点突变可以改变酶的底物特异性。【结论】C.owensensis OL来源的酯酰辅酶A合成酶是潜在的生物催化剂,可以用于聚酮前体的合成。     

何首乌提取物对脂肪酸合酶的抑制作用

目的:分析何首乌提取物对脂肪酸合酶的抑制作用。方法:以反应体系测定实验室制得的FAS活性,取何首乌萃取液样品,加入测定FAS活性反应之中,在进行反应,计算剩余活性,绘制抑制作用曲线;分别以乙酰辅酶、丙二酸单酰辅酶为底物,取不同浓度何首乌提取物,进行FAS全反应;取Wistar大鼠,随机分为对照组与观察组各30只,观察组给予配有何首乌提取物水液样品,对照组灌注三蒸谁,20d后,击昏大鼠,取大鼠肝脏,离心,取上清液,测定FAS活性,并进行对比。结果:40%乙醇为最佳提取剂;何首乌提取物在FAS全反应、FAS酮酰还原反应中IC50分别为(0.62±0.02)μg/m L、(2.13±0.11)μg/ml;何首乌根块提取物与乙酰辅酶、丙二酸单酰辅酶均呈非竞争性关系;以对照组活性为对照数值,则为(1.0±0.8),高于观察组肝脏FAS活性为(0.82±0.11),差异具有统计学意义(P0.05)。结论:何首乌提取物对脂肪酸合酶具有抑制效果,且与乙酰辅酶、丙二酸单酰辅酶不存在竞争关系,确实可抑制大鼠肝脏FAS活性。     

玉米根细胞膜铁氰化钾还原酶

玉米根细胞膜制剂具有明显的ＮＡＤＨ－铁氰化钾还原酶活性,铁氰化钾补还原的同时伴有质子跨膜运输,所形成的△μＨ＾＋既不受Ｈ＾＋－ＡＴＰａｓｅ抑制剂的影响。也不需要ＡＴＰ的存在,反应最适ｐＨ为６．５。ＦＣＲ对ＮＡＤＨ和铁氰化钾具有较高的活性反应而对ＮＡＤＰＨ只有微弱的反应活性。ＦＣＲ的潜在活性证实在膜的胞侧存在底物结合部位。Ｍｇ＾２＋,Ｍｎ＾２＋,Ｃａ＾２＋,Ｋ＾＋,Ｎａ＾＋对酶均有一定的激活作用,以     

中性粒细胞内的NADPH氧化酶

中性粒细胞内的ＮＡＤＰＨ氧化酶周剑涛（湖北省黄冈地区卫校,４３６１００）关键词ＮＡＤＰＨ氧化酶中性粒细胞受刺激,出现呼吸突发,产生０－２、·ＯＨ、Ｏ２、Ｈ２Ｏ２等活性氧类物质。其中,Ｏ－２是ＮＡＤＰＨ氧化酶催化Ｏ２与ＮＡＤＰＨ之间发生单电子还原反应的...     

质膜氧化还原系统中的抑制物及其特性

燕麦（Ａｖｅｎａ ｓａｔｉｖａ）质膜氧化还原系统的酶反应进行一段时间后,酶反应速率逐渐降低到零,加入反应底物ＮＡＤＨ、Ｋ３Ｆｅ（ＣＮ）６ 以及质膜（酶）不能使酶反应速率得到恢复,说明酶被抑制． 酶反应的产物可能为ＮＡＤ＋ 、Ｆｅ２＋ 和Ｈ＋ ,加入ＮＡＤ＋ 、Ｋ４Ｆｅ（ＣＮ）６ 和ＨＣｌ不能使酶活力抑制,因此不是产物反馈抑制． 超速离心除去质膜后,发现抑制物存在于反应介质中,这种抑制物的抑制效果随时间延长而降低,所以此抑制物不稳定． 本文首次报道质膜氧化还原系统中存在抑制物     

基于前体供给途径遗传改造提高褐黄孢链霉菌纳他霉素的产量

纳他霉素(natamycin)是一种高效、广谱、安全的抗真菌剂,广泛应用于食品防腐与医药领域。纳他霉素可由多种链霉菌发酵产生。它是以乙酰辅酶A、丙二酰辅酶A及甲基丙二酰辅酶A为前体经Ⅰ型聚酮合酶(polyketide synthase,PKS)催化合成的多烯大环内酯类化合物。本研究以纳他霉素产生菌——褐黄孢链霉菌为研究材料,分别对不同前体分子供给途径中的关键酶进行过表达,并确定影响纳他霉素产量的关键前体供给途径。研究结果发现：通过过表达乙酰辅酶A合成酶(acetyl-CoA synthase,ACS)加强乙酰辅酶A合成途径,以及通过过表达甲基丙二酰辅酶A变位酶(methylmalonyl-CoA mutase,MCM)加强甲基丙二酰辅酶A合成途径,重组菌株纳他霉素产量分别比野生型菌株提高了44.19%和20.51%。共过表达ACS和MCM,重组菌株纳他霉素产量获得进一步提升(达1123.34mg/L),比野生型菌株提高了66.29%。上述发现为通过前体代谢工程的策略构建纳他霉素工业高产菌株提供了参考,也为其他聚酮类天然产物高产工程菌株的构建提供了借鉴。     

利用Ⅲ型聚酮合酶CsyB起始单元的底物多样性体内合成csypyrone类化合物

作为新型Ⅲ型聚酮合酶,米曲霉来源的CsyB能够依次接受一个起始单元为短链脂肪酰辅酶A、一个延伸单元为丙二酰辅酶A和另一个延伸单元为乙酰乙酰辅酶A的3个底物形成短链的csypyrone B1-3。基于CsyB的晶体结构分析,显示它的活性中心存在一个长约16?的能够接受脂肪酰辅酶A结合通道,这个通道很可能能够接受多种底物。为了检测该酶的底物多样性,将CsyB基因导入到存在长链脂肪酰辅酶A前体的大肠杆菌中表达。高效液相结果显示,相比对照菌株,重组菌株产生了一系列长链的csypyrone衍生物。利用紫外可见光特征吸收值和高分辨液相色谱-质谱联用仪对这些新产物作了初步分析。对3个具有羟基的csypyrone产物的结构进行了核磁共振一维谱和二维谱的详细鉴定,确定了其羟基的位置。上述结果显示,CsyB具有广泛的底物特异性,不但可以接受多种长链饱和或不饱和脂肪酰辅酶A,还可以接受具有羟基修饰的长链脂肪酰辅酶A作为底物。     

番茄叶片胞外β—N—乙酰氨基已糖苷酶的部分性质研究

用从系统感染ＴＭＶ（ｔｏｂａｃｃｏｍｏｓａｉｃｖｉｒｕｓ）的番茄叶胞外蛋白提取液中纯化的β－Ｎ－酰氨基已糖苷酸为材料,研究了该酶的部分性质,以Ｐ－硝基苯基－Ｎ－乙酰－β－Ｄ－氨基葡萄糖苷（ｐＮＰ－β－Ｄ－ＧＮＡｃ）或Ｐ－硝基苯基－Ｎ－乙酰－β－Ｄ－Ｄ氨基半乳糖苷（ｐＮＰ－β－Ｄ－ＧａｌＮＡｃ）为底物,该酶的最适ＰＨ在４．８－５．０之间,最适温度在４４－４７℃之间,对酶的热稳定性研究表明,温度对酶的     

phbB,phbC基因克隆,序列分析及植物表达载体的构建

利用聚合酶链式反应技术,从真养产碱杆菌Ａｌｃａｌｉｇｅｎｅｓ ｅｕｔｒｏｐｈｕｓ Ｈ１６染色体ＤＮＡ中的主增并克隆了调控聚－β－羧基丁酸生物合成的两个关键酶基因;依赖ＮＡＤＰＨ的乙酰乙酰ＣｏＡ还原酶基因和ＰＨＢ合成酶基因。限制性内切酶图谱和核苷酸序列分析证实了克隆结果,并表明所克隆的基因与国外报道的有很高的同源性。     

《神经科学期刊》：研究者发现智力发育迟滞新机制

酯酰辅酶A合成酶长链家族成员4（ACSL4）是脂代谢中一个重要的酶,它催化长链脂肪酸和辅酶A反应生成酯酰辅酶A。这个步骤使长链脂肪酸活化而进入脂类合成和能量代谢。因此,     

微生物合成丙二酰辅酶A衍生物的代谢工程

丙二酰辅酶A是一种重要的微生物胞内代谢中间产物,由于其独特的结构,可衍生为几类具有独特结构的化合物,包括:脂肪酸类化合物、生物基化学品和植物源黄酮及聚酮类天然产物等。这些化合物广泛应用于食品、医药、化工和能源等领域。目前,微生物大量合成上述丙二酰辅酶A衍生物的限制性因素是其胞内较低的丙二酰辅酶A含量。本文中,笔者以提高微生物合成丙二酰辅酶A衍生物为核心,综述了提高其前体丙二酰辅酶A导向目标产物的代谢工程策略,包括丙二酰辅酶A合成途径的强化、竞争支路途径的消减以及其含量的精细调控等,以期为微生物合成丙二酰辅酶A衍生物的进一步研究提供参考。     

系统感染TMV的番茄叶片胞外四种β－N－乙酰氨基己糖苷酶的纯化和性质

系统感染ＴＭＶ的番茄叶胞外提取液经冰冻干燥浓缩、－２０℃丙酮沉淀、离子交换柱层析和凝胶柱层析纯化,获得４种β－Ｎ－乙酰氨基己糖苷酶。这些酶是由７５ｋＤ亚基构成的电荷异构体（ｃｈａｒｇｅｉｓｏｍｅｒ）,用过碘酸－Ｓｃｈｉｆｆ反应证明是糖蛋白,以Ｄ－硝基苯－Ｎ－乙酰－β－Ｄ－氨基葡萄糖苷（ｐＮＰ－β－Ｄ－ＧｌｃＮＡｃ）和ｐ－硝基苯－Ｎ－乙酰－β－Ｄ－氨基半乳糖苷（ｐＮＰ－β－Ｄ－ＧａｌＮＡｃ）为底物,这些酶具有相似的性质。Ｎ－乙酸氨基葡萄糖（ＧｌｃＮＡｃ）和Ｎ－乙酰氨基半乳糖（ＧａｌＮＡｃ）是这些酶的竞争性抑制剂,Ａｇ＋和Ｈｇ２＋是它们的强抑制剂,Ｆｅ２＋、Ｆｅ３＋和Ｃｕ２＋也抑制其活性。     

叶绿体Fd—NADP还原酶活性的光活化

通过测量叶绿体ＮＡＤＰ光还原的延滞时间和细胞色素ｆ氧化还原的光诱导，比较暗适应和光活化的叶绿体ＦＮＲ－黄递酶活力对底物ＮＡＤＰＨ的Ｋｍ值，以及化学修饰剂处理膜结合的ＦＮＲ，进一步证明叶绿体膜结合状态的ＦＮＲ存在光活化现象。     

重组大肠杆菌转化甘油合成聚3-羟基丙酸-co-乳酸

聚羟基脂肪酸酯作为性质优良的生物塑料,引起了广泛的关注。由于聚羟基脂肪酸合成酶PhaC特异性较强,难以通过生物合成方法获得含乳酸单体聚合物。为了实现乳酸的聚合,PhaC的筛选至关重要。以甘油为底物,通过引入Klebsiella pneumoniae的甘油脱水酶DhaB123及其激活因子GdrAB以及Salmonella typhimurium LT2的丙醛脱氢酶基因PduP,获得3-羟基丙酰辅酶A;通过引入Megasphaera elsdenii DSM 20460的丙酰辅酶A转移酶PCT,获得乳酰辅酶A;并对3种不同聚羟基脂肪酸合成酶的作用进行考察。在Pseudomonas putida的原始酶PhaC1或者PhaC2的作用下,不能实现乳酸的聚合;而在双位点突变(Ser325Thr和Gln481Lys)的PhaC1(STQK)存在条件下,重组菌可以利用甘油合成聚3-羟基丙酸-co-乳酸。经过对溶氧、有机氮源等发酵条件的优化,聚3-羟基丙酸-co-乳酸的产量可以达到0.22g/L,占细胞干重的3.2%,是含乳酸单体聚合物生物合成研究的一次有益尝试。     

昆虫脂肪酸合成通路关键基因的研究进展

脂肪酸对昆虫生长、发育、繁殖、信息交流起到重要的作用。主要介绍脂肪酸合成通路中的5个关键基因,乙酰辅酶A羧化酶基因(ACC)、脂肪酸合成酶基因(FAS)、超长链脂肪酸延伸酶基因(ELO)、去饱和酶基因(desat)及脂酰辅酶A还原酶基因(FAR)在昆虫中的研究进展。     

乙酰辅酶A羧化酶在治疗肥胖中的潜在作用

肥胖作为一种疾病引起了世界各国越来越多的重视。目前,对乙酰辅酶A羧化酶的研究表明,该酶和肥胖的发生有着重大关系．脂肪的代谢异常是导致肥胖的重要原因之一。乙酰辅酶A羧化酶是脂肪代谢过程中的一种重要的调节酶．它的产物丙二酰辅酶A的含量在一定程度上控制着脂肪酸的代谢。因此对乙酰辅酶A羧化酶的深入研究很可能为肥胖的治疗提供新的医疗手段。该文介绍乙酰辅酶A羧化酶在脂肪代谢中的作用、分类与调控．以及当前国际上对其研究的最新进展。