2-萘酸加单氧酶基因及NADH:黄素还原酶基因的克隆与分析

伯克霍尔德氏菌(Burkholderiasp.)JT1500对2-萘酸(2-naphthoate)生物降解的关键步骤之一是通过2-萘酸加单氧酶羟化2-萘酸生成1-羟基-2-萘酸(1-hydroxy-2-naphthoate)。在已确定2-萘酸加单氧酶基因及其功能的基础上对含有该基因的一个4.8kb长度的基因簇进行了克隆测序。该序列上含有4个可能的阅读框orfB、orfC、orfD、orfA。序列比对发现,orfA序列与JaponicumUSDA110和RalstoniaeutrophaHF39中的加单氧酶基因同源性较高,orfB序列与BordetllapertussisTohamaI、RalstoniasolanacearumGMI1000和BordetellabronchisepticaRB50等菌中的黄素还原酶基因有一定的同源性。酶活分析发现只含基因orfA的重组大肠杆菌SA细胞提取液有很低的加氧活性,含基因orfB的重组子SB细胞提取液没有加氧活性,但在反应体系中同时加入SA和SB的细胞提取液后,其加氧活性显著增强,包含片段orfB orfA的重组子SB A在黄素(FMN、FAD)存在的情况下也表现出很强的加氧活性;在厌氧条件下,能检测出SB细胞提取液的黄素还原活性。基于以上信息,认为2-萘酸加单氧酶基因簇含有两个重要的组分黄素还原酶基因(nmoB)和加单氧酶基因(nmoA)。2-萘酸加单氧酶Nmo羟化2-萘酸的过程为先由黄素还原酶(NmoB)在NADH存在的条件下将黄素(FMN、FAD)还原为还原型黄素(FMNH2、FADH2),然后加单氧酶(NmoA)利用还原型黄素和O2羟化底物2-萘酸,生成1-羟基-2-萘酸。NmoB是NmoA的偶联蛋白。     

细菌脱色酶TpmD的酶学特性研究

从嗜水气单胞菌DN322中分离纯化出能够对三苯基甲烷类染料结晶紫、碱性品红、灿烂绿及孔雀绿进行高效脱色的脱色酶,命名为TpmD。在测定TpmD分子量、等电点及对不同三苯基甲烷染料脱色的动力学参数、脱色过程对分子氧及NADH/NADPH具有依赖性的基础上,又进一步从黄素FAD/FMN对酶活力的影响、酶抑制剂、酶蛋白N-末端测序及酶溶液的特征吸收光谱等方面对TpmD的酶学本质进行了分析。结果表明,TpmD不含核黄素,其脱色活性也不因加入FAD或FMN而提高。TpmD的N-末端氨基酸序列与多种氧化还原酶具有同源性。甲吡酮及维生素C(Vc)对TpmD的脱色活性具有明显的抑制作用。TpmD酶蛋白的溶液在408nm处有一特征吸收峰,但在连二亚硫酸钠的还原条件下通入CO气体后,该酶却不具有P450酶在450nm处的特征吸收峰。上述结果显示脱色酶TpmD是一种新的氧化酶。     

从菠菜叶绿体分离纯化Fd-NADP还原酶

叶绿体光合电子传递链光系统I(PSI)还原端的成员,包括非血红铁硫蛋白Ferredoxin(Fd)和Fd—NADP~+还原酶。此酶是一种水溶性的黄素蛋白,它调节光还原的Fd到NADP~+之间的电子传递,暗中催化Fd和 NADP~+的可逆氧化还原,故又称作Fd—NADP~+氧化还原酶,它又有转氢作用,通过此酶可还原 NAD,FMN,FAD,吲哚染料等。还原酶和 Fd,NADP~+有强亲和力,Fd和 NADP~+以1:1的比例与还原酶形成复合物。还原酶的分子量为40000,含1FAD/分子蛋白,是一电子或二电子受体。     

细菌光谱检测方法与分子机制的研究进展

细菌是人类最常见的致病源之一,不仅严重危害人类健康和公共卫生安全,还带来了巨额的医疗支出。快速而准确的细菌检测对细菌感染的治疗具有重要的意义。光谱检测方法不但可以快速实时地获得细菌的分类、含量以及功能状态等信息,而且具有操作简单、非侵入性的优势,在细菌检测领域具有巨大的潜力。本文介绍了拉曼光谱、太赫兹光谱、可见光和近红外光光谱、荧光光谱在细菌检测方面的研究与应用,并对可见光和近红外光光谱的分子机制——光靶点,包括含有视网膜发色团的细菌视紫红质(CBCRs)、带有四吡咯发色团的拟菌植物色素、带有对香豆酸发色团的光活性黄蛋白(PYP)、带有黄素单核苷酸(FMN)的光氧压力(LOV)结构域、带有黄素腺嘌呤二核苷酸(FAD)发色团的隐色剂和含有FAD的蓝光感应域等进行了阐述。最后,针对现有细菌光谱检测技术的优缺点提出了细菌检测技术的优化策略,希望对细菌的光谱检测研究提供帮助。     

植物脂肪酸去饱和酶及其编码基因研究进展

脂肪酸去饱和酶是催化脂肪酸链特定位置形成双键和产生不饱和脂肪酸的酶类。植物脂肪酸去饱和酶主要有5种(FAD2、FAD3、FAD6、FAD7和FAD8), 可分为ω-3型 (FAD2、FAD6)和ω-6型(FAD3、FAD7、FAD8)两大类。其编码基因(FAD2、FAD3、FAD6、FAD7和FAD8)在植物中一般有多个拷贝。同种基因在不同植物中拷贝数不同, 同一植物中相同基因的不同拷贝间在序列特征、表达调控和功能等方面也存在显著差异。本文根据国内外对脂肪酸去饱和酶基因及编码产物的研究现状, 分别从它们的分类、拷贝数、结构、作用机制、表达调控等方面的研究进展进行了详细的分类阐述。     

D-氨基酸氧化酶研究进展

D-氨基酸氧化酶(D-amino acid oxidase:oxidoreductase, DAAO, EC 1.4.3.3)是一种以黄素腺嘌呤(FAD)为辅基的典型黄素蛋白酶类,可氧化D-氨基酸的氨基生成相应的酮酸和氨。在体内D-氨基酸的代谢中起着重要作用。主要介绍了D-氨基酸氧化酶的生理功能和应用、表达条件优化及通过定点突变对酶学性质的研究。     

高等植物乙醇酸氧化酶与黄素单核苷酸的松弛结合

普查了 7个科 11种植物的乙醇酸氧化酶 (GO) ,发现其酶蛋白与黄素单核苷酸 (FMN)的结合均是松弛的 ;并据此特征找到了一种温和的制备完全脱FMNGO的新方法 ,酶液总活性回收可达 87.5 % ;外加FMN可使脱辅因子GO不同程度地恢复活性 ,恢复 5 0 %活性所需FMN的浓度为 8× 10 -7mol/L ,而当浓度大于 5× 10 -6mol/L时其复活作用达到 10 0 % ,表明两者间存在一个可逆的解离平衡。推测植物体内的FMN浓度可能是乙醇酸氧化酶活性的一个调节因子。     

黄素氧化还原蛋白研究进展

黄素氧化还原蛋白（flavodoxin,Fld）是一类通过非共价键与黄素单核苷酸（flavinmononucleotide,FMN）紧密结合的小黄素蛋白,在原核生物及低等真核生物中作为重要的低电势电子传递载体参与了众多的生化反应。在Fld的结构和分类、FMN与脱辅基Fld结合途径以及Fld结构与功能的关系等方面综述了近年来的相关研究进展。     

毒黄素的合成、分离及其检测技术研究进展

毒黄素是一种小分子脂肪酸类外毒素,存在于酵米面、变质银耳等被假单胞菌污染的食物中。毒黄素具有抑菌、杀菌、抗病毒、抗肿瘤性等潜在性能,在抗菌剂和抗肿瘤剂开发上具有较高的商业价值。现就毒黄素的合成(化学合成法和生物合成法)、分离(薄层色谱法、重结晶法)及检测方法 (分光光度法、高效液相色谱法、质谱法、生物传感测定法)等方面的最新研究进展作简要评述,对开展毒黄素的合成及分离检测等相关研究具有重要意义。     

甜高粱FAD7基因的功能分析

从甜高粱自交系M81-E中分离并克隆出ω-3脂肪酸去饱和酶FAD7(Fatty acid desaturase)基因,然后构建表达载体侵染拟南芥获得SbFAD7过表达拟南芥的纯合植株,通过测定和分析低温处理条件下野生型和过表达植株的Fo、Fv/Fm、电导率、MDA、超氧阴离子自由基和过氧化氢含量等指标,初步说明该基因在提高植物抗冷性方面具有重要的作用。     

植物脂肪酸去饱和酶及其编码基因研究进展

脂肪酸去饱和酶是催化脂肪酸链特定位置形成双键和产生不饱和脂肪酸的酶类。植物脂肪酸去饱和酶主要有5种（FAD2、FAD3、FAD6、FAD7和FAD8）,可分为ω-3型（FAD2、FAD6）和ω-6型（FAD3、FAD7、FAD8）两大类。其编码基因（FAD2、FAD3、FAD6、FAD7和FADS）在植物中一般有多个拷贝。同种基因在不同植物中拷贝数不同,同一植物中相同基因的不同拷贝间在序列特征、表达调控和功能等方面也存在显著差异。本文根据国内外对脂肪酸去饱和酶基因及编码产物的研究现状,分别从它们的分类、拷贝数、结构、作用机制、表达调控等方面的研究进展进行了详细的分类阐述。     

祁连圆柏和圆柏色素含量及其花青苷合成酶活性的季节性变化

以祁连圆柏(Sabina przewalskii)和圆柏(S. chinensis)为材料, 测定2种植物花青苷、类黄酮、紫松果黄素、叶绿素和 类胡萝卜素的含量及花青苷合成过程中关键酶苯丙氨酸解氨酶(PAL)和类黄酮糖基转移酶(UFGT)的活性, 并分析了各值的季节性变化。结果表明, 祁连圆柏和圆柏叶片中PAL及UFGT的活性、花青苷、类黄酮﹑紫松果黄素以及类胡萝卜素的含量在低温季节均明显高于其它季节; 叶绿素含量在低温季节低于其它季节; 并且祁连圆柏中花青苷含量及其合成酶PAL和UFGT的活性以及类黄酮、紫松果黄素和叶绿素含量始终高于圆柏。结果说明花青苷是圆柏属植物中具有抗冻特性的重要次生代谢物,是抵御低温和辐射胁迫的一种重要保护物质; 紫松果黄素等色素对圆柏属植物抵抗低温诱导的光抑制起重要作用。     

过氧化物酶的定性反应实验的改进

过氧化物酶(peroxidase)广泛存在于植物组织中,少数动物组织也有该酶的存在。过氧化物酶能催化过氧化氢对各种多元酚式芳香族胺的氧化,即 ZMH~++H_2O_2→ZM+H_2O,是生物细胞代谢中起氧化还原反应的重要酶类,在生物氧化中具有重要的位置。此外,它还能有效地防止过氧化氢在机体内的积累,促进组织代谢,对机体具有独特的保护作用。由于该酶在生物氧化、组织代谢等生物化学反应中的重要地位,人们对它的存在、分布、含量、理化性质、提取纯化及结构等方面颇为重视,在诸方面都进行了较深刻的     

大鼠脑组织中一氧化氮合酶测定

在含有一氧化氮合酶(NOS)底物左族精氨酸(L-Arg), 辅助因子还原性辅酶Ⅱ(NADPH)、四氢生物蝶呤(BH₄)、黄素单核苷酸(FMN), 黄素腺嘌呤二核苷酸(FAD)以及Ca²⁺、钙调蛋白等溶液中加入大鼠脑组织匀浆离心上清液, 组成酶反应体系. 37℃温育80min, 应用N-(1-萘基)-乙二胺、对氨基苯磺酸的重氮、偶氮反应测定酶反应体系中一定时间内NO代谢产物NO^-₂浓度变化, 建立一种简便的NOS活性测定方法. 反应体系最佳pH为7.4, K_m=0.1mmol/L, 体系内NO^-₂生成量与加入样品量之间有良好线性关系(r=0.998). 此方法简单、方便、重复性好, 批内CV为3.69%, 批间CV为5.16%. 10只健康大鼠脑组织中NOS活性为(39.61±7.64)nmol/(min·g).     

福建野生单叶蔓荆子总黄酮与蔓荆子黄素含量分析

对福建省不同地区野生单叶蔓荆子总黄酮和蔓荆子黄素含量进行测定,不同地区含量差异进行比较分析,确定福建野生单叶蔓荆子的质量水平,为进一步开发福建野生单叶蔓荆子提供基础研究数据。回流提取总黄酮,紫外分光光度法(UV法)测定总黄酮含量,高效液相色谱法(HPLC法)测定蔓荆子黄素含量。结果表明不同产地野生单叶蔓荆子总黄酮含量范围为7.081%～10.792%,平均含量9.040%;蔓荆子黄素含量范围为0.06170%～0.12578%,平均含量0.08878%。福建省不同地区野生单叶蔓荆子质量(以蔓荆子黄素含量为指标)均符合药典规定,可进一步开发利用。     

△12-脂肪酸去饱和酶FAD2的基本特性及其在胁迫中的功能

脂肪酸去饱和酶(fatty acid desaturase,FAD)催化与载体结合的饱和脂肪酸或不饱和脂肪酸在脂酰链上形成双键.脂肪酸去饱和酶可以分为脂酰ACP去饱和酶、脂酰CoA去饱和酶和脂酰脂去饱和酶三类.而脂酰脂去饱和酶中的△12-脂肪酸去饱和酶(△12 fatty acid desaturase,FAD2)是催化脂肪酸链第12位碳原子形成双键的去饱和酶类,控制着油酸、亚油酸和其他多种不饱和脂肪酸的合成和含量.主要从△12-脂肪酸去饱和酶FAD2的基本特性和在胁迫中的功能进行了综述,并对相关研究领域的未来研究方向进行了展望.     

花生AhFAD2基因抑制表达的转基因后代分析

FAD2(Δ~(12) fatty acid desaturase,Δ~(12)FAD或FAD2)是催化油酸在脂肪酸碳链Δ~(12)位脱氢生成亚油酸的关键酶。在花生中,FAD2酶活性下降或失活可提高籽粒中油酸的相对含量,改善花生籽粒及制品的品质和氧化稳定性。通过将种子特异性表达Lectin启动子和Ca MV35S启动子驱动的倒位重复Ah FAD2基因RNAi干扰结构转入花生,获得了以丰花1号(FH1)和花育23(HY23)为受体、携带上述2种转化结构、稳定遗传的花生转基因纯合体株系,转基因花生主要农艺性状与非转基因对照基本一致。实时荧光定量分析发现,各转基因株系发育种子中Ah FAD2基因的转录水平普遍下调。气相色谱法进一步测定了部分转基因后代株系种子的脂肪酸含量及组成,籽粒中油酸含量分别平均提高了15.09%(HY23为受体)、36.40%(FH1为受体),相应地,亚油酸含量平均下降了16.19%、29.81%,油亚比平均增加了38.02%、98.10%。各转基因株系的油酸含量显著提高;且在以FH1为受体的转基因株系后代籽粒以及种子特异性启动子驱动的转化结构中,RNAi的抑制效果更明显。通过RNAi技术抑制花生FAD2基因的表达,可以有效提高花生籽粒油酸含量。该技术体系可以为花生品质育种提供借鉴。     

海洋微藻脂肪酸去饱和酶

海洋微藻中富含多不饱和脂肪酸(polyunsaturated fatty acid,PUFA),在部分微藻中ω3 PUFA的量可达其总脂肪酸的30%～50%。而且微藻油具有鱼油所不可比拟的健康优势,也是唯一得到美国食品与药物管理局(FDA)认可的儿童DHA(二十二碳六烯酸)补充剂来源。由于用培养微藻来提取、纯化PUFA受到现有生产工艺的限制,使微藻油在国际食品(尤其是高质量食品)及保健品市场上供不应求。微藻脂肪酸去饱和酶(fatty aciddesaturase,FAD)是微藻PUFA合成的关键酶类,所以对微藻FAD的深入研究无疑将促进PUFA资源的合理开发和利用。     

家族性阿尔茨海默病相关研究进展

阿尔茨海默病(Alzheimer’s disease,AD)是老年人中最常见的神经系统退行性疾病,给家庭和社会带来了十分沉重的负担。淀粉样蛋白级联反应假说是AD发病机制的重要学说之一,近年来备受关注。同时家族性老年痴呆(Familial Alzheimer’s Disease,FAD)在AD发病机制的研究中,起着至关重要的作用,其相关的FAD致病基因导致了AD的遗传性。本文将结合Aβ假说、产生过程和FAD的遗传因素进行讨论,浅析FAD的发病原因。     

细菌硝基还原酶的结构与催化机制

细菌硝基还原酶(nitroreductase,NTR)属于依赖黄素单核苷酸(flavin mononucleotide,FMN)的硝基还原酶超家族,通常以二聚体形式存在。它们可利用还原型烟酰胺腺嘌呤二核苷酸(磷酸)(reduced nicotinamide adenine dinucleotide(phosphate),NAD(P)H)作为电子供体,催化多种外源硝基芳香族、醌类和黄素类化合物的还原反应,在药物的激活和解毒机制中发挥重要的作用。以研究得较为透彻的大肠杆菌NTR为代表,总结了近几年细菌NTR在结构特征、构象变化及催化特性等方面的最新研究进展。最后,对细菌NTR的研究方向进行了展望。