大豆ω-3和ω-6脂肪酸脱氢酶基因密码子优化

DHA和EPA对心脑血管疾病以及癌症等疾病的防治有着重要的作用,其中ω-3和ω-6脂肪酸脱氢酶是合成多不饱和脂肪酸DHA和EPA过程中的两个关键的去不饱和酶,由于缺乏这两种酶的基因,高等动物无法自发合成多不饱和脂肪酸,为了得到可以生产多不饱和脂肪酸的转基因动物,本研究计划将大豆的这两个去饱和脂肪酸作为目的基因,但由于不同物种之间的密码子使用具有偏爱性,会严重影响到目的基因在宿主体内的表达水平,为了解决这一问题,提高目的基因在宿主体内的表达水平,同时采用Jcat在线软件和手动替换密码子两种方法对大豆的ω-3和ω-6脂肪酸脱氢酶基因进行了优化,然后选出最优的优化方法,为后期进一步的实验提供目的基因。最后本文预测了两种优化结果的RNA二级结构和CAI、CBI、Nc值和GC含量,比较得出手动替换的结果优于在线优化的结果。     

ω-转氨酶分子改造研究进展

ω-转氨酶能催化羰基化合物发生不对称还原胺化反应,在制备手性胺类化合物方面具有较好的应用前景。由于底物结合区域特殊的空间结构,野生型ω-转氨酶在合成大位阻手性胺方面的应用受到了限制。此外,在立体选择性和稳定性方面这一类酶也存在一些不足,目前满足工业应用需求的ω-转氨酶仍较为有限。文中首先介绍了ω-转氨酶的结构特征和催化机制,并探讨S型和R型酶在结构特征方面的主要差异。然后对ω-转氨酶的分子改造研究进行了综述,重点阐述了基于结构特征和催化机制进行的分子改造研究,包括底物特异性改造、立体选择性改造和稳定性改造三方面。最后,对ω-转氨酶分子改造研究进展进行总结和展望。     

马齿苋组织中的ω-3脂肪酸

在美国,马齿苋(Portulaca oleracea)被认为是一种野草,地中海东部国家的人们把它当作一种蔬菜,用来做汤或色拉。在这些国家里心脏病和癌症的发病率是较低的。在一些欧洲和亚洲国家,马齿苋被当作一种蔬菜,并已发展为好几个不同的品种。马齿苋整株植物均可食用,可以生吃、炒熟或腌制。它的嫩尖单独或同其它蔬菜配在一起可以做成很可口的色拉。马齿苋有点酸味、有点粘,不少人喜欢吃。马齿苋广泛生长于热带和亚热带地区。它是一种含ω-3脂肪酸很丰富的资源。ω-3脂肪酸对人类的冠心病具有有益的作用。因此     

植物ω-7脂肪酸的系统代谢工程

ω-7脂肪酸（C16：1△9,C18：1△11,C20：1△13）,特别是棕榈油酸（C16：1△9）具有重要的工业、营养和医药价值。这些珍稀脂肪酸大多在一些野生植物的种子中合成,不能商业化生产。对普通油料作物的油脂代谢途径进行遗传修饰,使其种子大量合成并积累ω-7脂肪酸,已成为生物技术和可再生资源研究的一个热点领域。基因操作的主要靶标包括：不同来源的△9脱氢酶的应用、提高底物（C16：0）的浓度、共表达质体型和内质网型？9脱氢酶以及代谢物流的优化等。该文在解析ω-7脂肪酸生物合成途径及其调控网络的基础上,重点论述了ω-7脂肪酸代谢工程的技术策略、研究进展和存在的问题,并进一步讨论了油脂物组学和转基因组学等组学技术在鉴定参与ω-7脂肪酸生物合成途径及其调控的特异基因和优化油脂代谢工程设计上的应用前景。     

ω-3脂肪酸微胶囊制备方法研究进展

微胶囊技术是近年来食品领域的研究热点之一,研究表明,使用微胶囊技术包埋ω-3多不饱和脂肪酸可以提高其氧化稳定性和生物利用度。本文综述ω-3多不饱和脂肪酸微胶囊制备方法的研究进展,为ω-3脂肪酸在食品工业的进一步应用和开发提供科学依据。     

N~ω-硝基——L-精氨酸的合成

<正> N~ω-硝基—L-精氨酸是一种生化试剂,在国外已收入美国Sigma公司《试剂手册》中,在国內它是以苯甲酰甘氨酰—L—硝基精氨酸二肽产品收入于上海生化所东风试剂厂编的《生化试剂和生化药物》目录中。 1981年我室合成了N~Ф-硝基—L-精氨酸,并发现它具有抗肿瘤作用。经动物筛选     

富含ω-3型多不饱和脂肪酸基因工程猪研究进展

我国是世界第一大生猪养殖国,猪肉在我国肉类食品组成中占有重要地位,是国人获取动物蛋白的重要来源。猪肉中ω-6多不饱和脂肪酸(polyunsaturated fatty acids, PUFAs)含量高,而ω-3 PUFAs含量少,不利于人类健康。基因工程技术可以对特定DNA片段敲除、插入和替换,在改良猪生产性状方面具有巨大潜力,采用基因工程培育富含ω-3 PUFAs猪具有巨大的市场价值。本文阐述了猪肉ω-3 PUFAs含量少的原因,并就利用基因工程技术培育富含ω-3 PUFAs猪的研究进展进行了分析,以期为提升猪肉ω-3 PUFAs含量的相关研究与实践奠定基础。     

不同ω-3/ω-6构成比的配伍红花籽油对SH-SY5Y细胞氧化损伤的预防效应

探讨不同ω-3/ω-6构成比的配伍红花籽油(Compatibility Safflower Seed Oil,CSSO)预防神经细胞氧化损伤的作用。通过过氧化氢(hydrogen peroxide,H2O2)氧自由基供体诱导,建立人神经母细胞瘤SH-SY5Y细胞氧化损伤模型;以不同浓度和ω-3/ω-6构成比的CSSO进行细胞药物干预,利用四甲基偶氮唑蓝(methyl thiazolyltetrazolium,MTT)和流式细胞仪检测细胞活力变化和细胞凋亡率。我们建立了H2O2诱导的SH-SY5Y细胞氧化损伤模型,其IC50值为1089.54μmol/L H2O2;随着ω-3相对含量递减,CSSO预防细胞氧化损伤的效应增加,且当ω-3/ω-6比例为1∶6.68和有效浓度范围为375～750μg CSSO/mL时,其药物干预组细胞活力(84.1%)显著高于模型组(61.1%),而药物干预组细胞凋亡率(12.6%)明显低于模型组(25.9%)。从以上结果可以推测,CSSO能够保护细胞并预防氧自由基诱导的细胞损伤,其效果可能与CSSO中ω-3/ω-6构成比密切相关。     

ω-3多不饱和脂肪酸治疗急性肺损伤的疗效观察

目的探讨ω-3多不饱和脂肪酸对急性肺损伤(ALI)疗效。方法选择ALI患者39例,随机分为2组。对照组(19例)予以常规治疗,治疗组20例在常规治疗基础上加用ω-3多不饱和脂肪酸。对比2组治疗有效率及治疗后2、4和8 d的血气分析变化观察氧分压、氧合指数等的变化。结果治疗组有效率为70%,与对照组31.6%相比差异有统计学意义(P0.05);治疗组PaO2、氧合指数高于对照组,同时心率、乳酸水平,下降较对照组明显,差异有统计学意义(P0.05),特别是乳酸(P0.01)。结论ω-3多不饱和脂肪酸应用有助于改善ALI患者的呼吸功能及预后。     

ω-3 polyunsaturated fatty acids and the cardiovascular system

ω-3 polyunsaturated fatty acids (PUFAs) (alpha-linolenic, eicosapentaenoic, and decosahexaenoic acids) are classified with essential fatty acids and are structural components of the phospholipid bilayer of cell membranes. ω-3 PUFAs incorporated into the phospholipid domain of cell membranes are metabolized to prostaglandins and thromboxanes (PGI ₃, PGE ₃, TxA, etc.), which significantly differ in biological activity from those formed in the arachidonic acid cascade (PGI ₂, PGE ₂, TxA ₂, etc.) and to which the antiaggregatory, antiatherogenic, and vasodilating effects of ω-3 PUFAs can largely be attributed. In addition, ω-3 PUFAs incorporated into cardiomyocyte cell membranes considerably modify the functional activity of transmembrane voltage-gated ion channels by causing a dose-dependent inhibition of the outward transmembrane sodium current, slowing down the work of transmembrane voltage-gated slow L-type calcium channels, and partially blocking the efflux of potassium ions from cardiomyocytes, thus showing the properties of class I, III, and IV antiarrhythmic drugs according to the Vaughnan Williams classification. Several clinical trials have supported experimental data that ω-3 PUFAs have membrane-stabilizing (antiarrhythmogenic) effects. For example, in the GISSI-Prevenzione trial, a large-scale, randomized, placebo-controlled study conducted in more than 9.5 thousand patients with left ventricular systolic dysfunction after myocardial infarction, ω-3 PUFA regular consumption significantly reduced the risk of sudden cardiac death by more than 50% in these patients. In our review, the mechanisms underlying the membrane-stabilizing, antiaggregatory, antiatherogenic, and vasodilating effects of ω-3 PUFAs and the clinical effectiveness of ω-3 PUFAs have been analyzed in terms of evidencebased pharmacology.     

一种新型ω-转氨酶的工业适应性选择

尽管ω-转氨酶被认为是手性胺合成中极具工业潜力的生物催化剂,但是由于受限于酶的热不稳定及不利的反应平衡,能直接适用于工业的野生酶极少。为了发现工业适应潜力的新型ω-转氨酶,文中设计了包括底物、序列、克隆、酶活、转化率及酶学的工业适应性选择流程,并对各筛选步骤中存在的问题进行了研究,进而从土壤宏基因组中筛选出了一种来源于柄杆菌属的新型ω-转氨酶ATA-W12,以异丙胺为供体在1 mL反应体系中转化了85.84% 1-Boc-3-吡咯烷酮 (20 mmol/L) 和67.42% 1-Boc-3-哌啶酮 (20 mmol/L)。酶学筛选发现,ATA-W12在40 ℃孵育168 h活力维持不变;优选反应条件为pH 8.5、40 ℃;这些特征利于工业用理想氨基供体异丙胺的使用。笔者已采用ATA-W12实现了100 g/L光学纯(S)-(+)-1-Boc-3-氨基哌啶的50 mL实验室规模制备,为进一步工业化生产打下基础。     

植物ω-3脂肪酸去饱和酶的研究进展

众多的ω-3脂肪酸去饱和酶是由来源于同一祖先基因的多基因家族的成员编码的,定位于质体或内质网膜上。它们催化十八碳三烯酸(18：3)和十六碳三烯酸(16：3)的生物合成,使脂肪酸形成第三个双键。它们在改变植物膜脂脂肪酸的组成、提高其不饱和度、叶绿体的发育及叶片成熟过程中三烯脂肪酸含量的增加、抗冷性的增强、低温光抑制后光合能力的恢复等方面具有重要作用。近年来,许多植物的ω-3脂肪酸去饱和酶基因已被克隆,并在这些基因的表达调控、遗传转化及转基因植株生理功能研究等方面取得了较大进展。     

ω-3 多不饱和脂肪酸对PTSD-SPS 大鼠行为学影响的研究

目的:观察饲料中添加ω-3PUFAs对PTSD-SPS大鼠焦虑/抑郁行为的防护作用。方法:将40只健康成年雄性SD大鼠随机分为正常对照组、PTSD-SPS模型组、60%ω-3PUFAs+PTSD-SPS模型组1、60%ω-3PUFAs+PTSD-SPS模型组2。采用高架十字迷宫实验和旷场实验评价实验组大鼠的焦虑/抑郁行为变化。结果:与对照组相比,SPS模型组大鼠进入开放臂的次数比例和时间比例明显减少;中央格停留时间明显缩短(5.56±0.21)s,穿格次数明显减少(30.23±5.96)次,差异均显著(P<0.05)。与SPS模型组相比,60%ω-3PUFAs的SPS组大鼠进入开放臂的次数比例和时间比例明显增加;中央格停留时间明显延长(9.88±1.14)s,穿格次数明显增加(43.22±4.35)次,差异均显著(P<0.05);与对照组相比没有显著差异。结论:膳食补充ω-3多不饱和脂肪酸可以降低PTSD-SPS大鼠焦虑/抑郁程度。     

ω-Helices in Proteins

A modification of the α-helix, termed the ω-helix, has four residues in one turn of a helix. We searched the ω-helix in proteins by the HELFIT program which determines the helical parameters—pitch, residues per turn, radius, and handedness—and p = rmsd/(N ? 1)^1/2 estimating helical regularity, where “rmsd” is the root mean square deviation from the best fit helix and “N” is helix length. A total of 1,496 regular α-helices 6–9 residues long with p ≤ 0.10 Å were identified from 866 protein chains. The statistical analysis provides a strong evidence that the frequency distribution of helices versus n indicates the bimodality of typical α-helix and ω-helix. Sixty-two right handed ω-helices identified (7.2% of proteins) show non-planarity of the peptide groups. There is amino acid preference of Asp and Cys. These observations and analyses insist that the ω-helices occur really in proteins.     

1ω-3不饱和脂肪酸对视网膜新生血管的实验研究

目的:研究ω-3不饱和脂肪酸对鼠视网膜新生血管的作用。方法:32只7日龄Wistar白鼠分为4组。每组各8只,分别与母鼠共同饲养,制备早产儿视网膜病变(ROP)视网膜新生血管动物模型,其中A组为ROP模型对照组,B、C、D组为ω-3PUFAs喂养组,分别按母鼠公斤体重给与ω-3PUFAs2.5mg/kg/d、7.5mg/kg/d及15mg/kg/d喂养。采用免疫组化观察小鼠中突破视网膜内界膜CD31的特异性表达,Western印迹法检测视网膜标本中RGS5的表达。结果:免疫组化观察视网膜CD31的特异性表达,A、B、C、D组突破视网膜内界膜的新生血管内皮细胞核数分别为(17.25±1.04)个、(15.75±1.83)个、(9.75±1.49)个、(8.5±1.69)个;免疫印迹法检测各实验组视网膜RGS5结果:A组与C组、A组与D组比较差异均有显著意义((P<0.001),其中A、B组相比较;C、D组相比较差异无显著意义(P>0.05)。结论:一定剂量的摄入量后对于新生鼠视网膜新生血管病变将起到一定的防治作用。     

删除Loop区域表面不稳定氨基酸提高 (R)-ω-转氨酶热稳定性

手性胺是一类具有重要价值的医药及精细化工中间体,如何实现手性胺类化合物的不对称合成是目前人们普遍关注的一个焦点问题。ω-转氨酶(ω-Transaminase,ω-TA)是一类能直接合成对映体手性胺的天然生物催化剂。相比于(S)-ω-TA,(R)-ω-TA的研究较少,但其需求量随着手性胺类药物的发展日趋增大。提高具有潜在应用价值的(R)-ω-TA的热稳定性,将有利于手性胺的制备。本文利用Py MOL软件和YASARA软件预测来源于土曲霉Aspergillus terreus的(R)-ω-TA中具有高温度因子(B-factor)的Loop区域,通过定点突变对Loop区域表面不稳定氨基酸逐步进行删除获得突变酶。结果表明,突变酶R131del和突变酶P132-E133del半失活温度分别为41.1℃和39.4℃,比野生酶提高了2.6℃和0.9℃;在40℃下的半衰期分别为15.0 min和10.0 min,为野生酶的2.2倍和1.5倍。此外,在400 K和10 ns的分子模拟条件下,突变酶R131del在Loop区域的均方根涨落(Root mean square fluctuation,RMSF)比野生型低,突变酶P132-E133del在Loop区域增加了4个氢键。本研究通过删除(R)-ω-转氨酶Loop区域表面不稳定氨基酸提高了该蛋白的热稳定性,同时也为其他酶热稳定性的理性设计提供了方法学指导。     

A general synthesis of long chain ω- and (ω-1)-hydroxy fatty acids

A method for the synthesis of long chain fatty acids substituted at the ω and ω-1 positions has been developed. The key step is the isomerization of the triple bond of an alkyn-1-ol from an internal position in the chain to the free terminus with a new, convenient reagent, sodium aminopropylamide (NaAPA). Standard functional group manipulations i.e., Jones oxidation, esterification and hydroboration of the triple bond are used to prepare ω-hydroxy fatty esters. The generality of the method is illustrated with syntheses of ω-hydroxy fatty esters with 24, 26, 28 and 30 carbon chains.In the 24 carbon series, hydration of the terminal triple bond of alkynoic ester 4a followed by reduction gave the (ω-1)-hydroxy ester.     

ω-6脂肪酸脱氢酶基因在乳腺癌细胞内的表达和作用

为探讨ω- 6脂肪酸脱氢酶基因fat -1在人类乳腺癌细胞MCF- 7中表达和对其生长的作用,将fat -1基因插入到腺病毒载体中,构建腺病毒重组载体(Ad·GFP·fat1) .通过包装细胞系(2 93)产生重组腺病毒,感染MCF 7细胞.用核糖核酸酶保护性分析技术,检测fat -1基因在MCF- 7细胞内的表达,细胞增殖试剂盒(MTT)和凋亡染色试剂盒染色分析fat 1基因对MCF- 7细胞增殖和凋亡的影响,用酶联免疫分析花生酸类(eicosanoids)前列腺素E2 (prostaglandinE2 )的含量.结果显示,腺病毒介导的fat- 1基因能在MCF- 7细胞内有效异源表达,抑制MCF -7细胞的增殖且导致凋亡,前列腺素的含量也明显地减少.结果说明,fat- 1基因在乳腺癌的基因治疗中具有良好利用价值.     

ω-3多不饱和脂肪酸发酵生产中两个调控指标的探讨

为了调控长链ω 3多不饱和脂肪酸的发酵 ,对用于脂肪酸发酵调控的 2个指标 18∶3(α ) /18∶2和∑C18/∑C16进行探讨。对 2个指标从化学反应平衡角度进行阐述 ,进一步证明在合适的条件下 ,头孢霉 18∶3(α ) /18∶2的变化趋势和二十二碳六烯酸变化趋势一致 ;轮梗霉∑C18/∑C16和二十碳五烯酸变化趋势一致。 18∶3(α ) /18∶2和∑C18/∑C16可以作为发酵生产二十二碳六烯酸和二十碳五烯酸的调控指标。     

随机-半理性组合突变改造ω-转氨酶催化合成(R)-1-(1-萘基)乙胺

(R)-1-(1-萘基)乙胺是合成拟钙剂药物盐酸西那卡塞的关键手性中间体,利用ω-转氨酶不对称还原1-萘乙酮合成(R)-1-(1-萘基)乙胺具有较好的应用前景。文中针对节杆菌属Arthrobacter sp.来源的ω-转氨酶,采用随机突变和半理性设计相结合的策略,获得了催化效率和热稳定性提高的突变酶F225M、C281I和F225M/C281I。与WT相比,双突变体F225M/C281I的kcat提高85%,Km下降56%,催化效率kcat/Km提高3.42倍。此外,F225M/C281I催化10mmol/L1-萘乙酮反应24h的转化率提高了22%。分子对接和分子动力学模拟结果表明,F225M/C281I相比于WT增加了与底物1-萘乙酮之间的Pi-Pi相互作用力,导致其催化效率的提高;而且突变酶F225M/C281I的134–139位点残基的均方根波动(RMSF)相比WT明显降低,与半衰期的略微提高相关。