多核苷酸合成的研究 Ⅲ.CpUpCpG>p的合成

本文报道用PNPase和RNase N_1相结合的方法合成了CpUpCpG>p。选择适当的反应条件,包括1.CpUpC∶GDP=1∶5(克分子比),2.RNase N_1:PNPase=4∶1(活力单位比),3.反应pH为7.6,4.37°反应10小时,CpUpCp@>p产率可达64%。另有18%开环产物CpUpCpGp。后者又可用氯甲酸乙酯进行环化得到60%产率的CpUpCpG>p。     

多核苷酸合成的研究——Ⅰ.酶促合成酵母丙氨酸转移核糖核酸3′-端接受茎区八核苷七磷酸CpUpCpGpUpCpCpA

本文报道了用RNase N_1(核糖核酸酶、鸟嘌呤核苷酸-2′-移换酶,Neurospora Crassa,E.C.2·7·7·26)连接CpUpCpG>p与UpCpCpA合成酵母丙氨酸转移核糖核酸3′-端接受茎区八核苷七磷酸CpUpCpGpUpCpCpA。反应条件包括:供体(CpUpCpG>p),0.07～0.09M;受体(UpCpCpA)浓度为供体浓度的三至七倍;RNase N_1,每毫升250单位;pH7.5磷酸缓冲液,0.1M;0°±2℃反应48小时。在这一反应中,CpUpCpGpUpCpCpA的产率随着受体与供体的克分子比例的增大而升高,当这一比例超过6,产率超过30%。本方法一次可得到纯的CpUpCpGpUpCpCpA数毫克。关于从最终产物中除去RNaseN_1的问题,我们发现在pH3.5条件下进行DEAMSephadexA-25(Cl~-型)柱层析或用pH2.7条件下的纸电泳法均可得到较满意的效果。当把反应物在6M NH_4OH,0.04M DTP,37℃保温15分钟,或者在pH7.4 Tris-HCl缓冲液和0.04M DTPJ 0℃保温7小时以后,RNase N_1即完全失活。可是,一旦除去上述DTP等抑制条件以后,失活后的RNase N_1在空气中可以逐步恢复其大部分活力。在我们的实验中没有向反应物中加入0.1%的明胶蛋白,很可能底物本身对RNase N_1具有一定的保护作用。在合成CpUpCpGpUpCpCpA的同时,我们还用RNase N_1合成了GpC,GpΨ,GpU,GpUp,GpUpCpC及CpUp(UpGpUpCpC等寡核苷酸,并且都得到了较好的产率。对RNase N_1酶促合成CpUpCpGpUpCpCpA反应中产生的几个付产物进行了分离纯化和初步鉴定。     

多核苷酸合成的研究——Ⅰ.酶促合成酵母丙氨酸转移核糖核酸3′-端接受茎区八核苷七磷酸CpUpCpGpUpCpCpA

本文报道了用RNase N_1(核糖核酸酶、鸟嘌呤核苷酸-2’-移换酶,Neurospora Crassa,E.C.2.7.7.26)连接CpUpCpG>p与UpCpCpA合成酵母丙氨酸转移核糖核酸3’-端接受茎区八核苷七磷酸GpUpCpGpupCpCpA。反应条件包括:供体(CpUpCpG>p),0.07～0.09M;受体(UpCpCpA)浓度为供体浓度的三至七倍;RNase N_1,每毫升250单位;pH7.5磷酸缓冲液,0.1M;0°±2℃反应48小时。在这一反应中,CpUpCpGpUpCpCpA的产率随着受体与供体的克分子比例的增大而升高,当这一比例超过6,产率超过30%。本方法一次可得到纯的CpUpCpGpUpCpCpA数毫克。关于从最终产物中除去RNase N_1的问题,我们发现在pH3.5条件下进行DEAESephadexA-25(Cl~-型)柱层析或用pH2.7条件下的纸电泳法均可得到较满意的效果。当把反应物在6M NH_4OH,0.04M DTP,37℃保温15分钟,或者在pH7.4 Tris-HCl缓冲液和0.04MDTP,0℃保温7小时以后,RNase N_1即完全失活。可是,一旦除去上述DTP等抑制条件以后,失活后的RNase N_1在空气中可以逐步恢复其大部分活力。在我们的实验中没有向反应物中加入0.1%的明胶蛋白,很可能底物本身对RNase N_1具有一定的保护作用。在合成CpUpCpGpUpCpCpA的同时,我们还用RNase N_1合成了GpC,GpΨ,GpU,GpUp,GpUpCpC及CpUpCpGpUpCpC等寡核苷酸,并且都得到了较好的产率。对RNase N_1酶促合成CpUpCpGpUpCpCpA反应中产生的几个付产物进行了分离纯化和初步鉴定。     

多核苷酸合成的研究——ⅩⅢ.酵母丙氨酸转移核糖核酸3′端半分子中Cpm~1IpψpG的酶促合成

本文报道了酵母丙氨酸转移核糖核酸3′端半分子反密码区的四核苷酸片段Cpm~1IpψpG的合成。先以Cpm~1Ipψ为引物,GDP为底物,在PNPase和RNase T_1两个酶的协同作用下,生成Cpm~1IpψpGp,对应用这两个酶进行合成的规律作了摸索与归纳,使合成Cpm~1IpψpGp的产率达到90%以上,它再经固定化碱性磷酸单酯酶脱磷得到Cpm~1IpψpG,脱磷率达到98%,此工作通过合成方法旁证了RNase T_1不水解m~Ip-N键。     

多核苷酸合成的研究 Ⅸ 在多核苷酸磷酸化酶(PNPase)的单一加成反应中引物和保护底物的特异性问题

在PNPase 利用2′(3′)-o-α甲氧乙基保护的NDP 作为底物的单一加成反应中,CpUpC+ppU~(Me),37℃,7小时,CpUpCpU~(Me)的产率在50%以上,而CpUpC+ppG~(Me)在同一反应条件下,CpUpCpG~(ME)的产率仅10%以下。若提高反应温度、pH 和底物的浓度等,可增加CpUpCpG~(Me)的产率至50～70%。GpCpm′I+PP(?)~(Me)在上述反应条件下,没有获得所希望的反应产物(GpCpm'Ip(?)~(Me),而UpCpC+pp(?)~(Me)时,则有UpCpCp(?)~(Me)的生成。GpCpm'I+pp(?)时,有少量GpCpm'Ip(?)合成。这些结果说明,在PNPase 的单一加成反应中,存在着底物和引物的特异性问题,因而对不同的底物或引物的最适反应条件是有差别的。     

酵母丙氨酸转移核糖核酸中十三核苷酸(23～35)类似物(CpGpCpGpCpUpCpCpCpUpUpIpGp)的合成

本文报道了利用酶促合成的方法(RNase N_1和T_4 RNA连接酶)合成了酵母丙氨酸转移核糖核酸分子中第23位到第35位的十三核苷酸的类似物CpGpCpGpCpUpCpCpCpUpUpIp-Gp(天然酵母丙氨酸tRNA中第26位是m_2~2G)。CpGpCpG是由CpG>p和CpG经RNase N_1酶催化合成的,产率为20%。十三核苷酸CpGpCpGpCpUpCpCpCpUpUpIpGp的合成是由T_4 RNA连接酶催化CpGpCpG与pCpUpCpCpCpUpUpIpGp之间的连接反应实现的,产率为80%。产物经双向电泳层析分析为一点,用蛇毒磷酸二酯酶部分酶解后的双向图谱分析证明十三核苷酸的核苷酸排列顺序正确。     

多核苷酸合成的研究——ⅩⅢ.酵母丙氨酸转移核糖核酸3′端半分子中Cpm~1IpψpG的酶促合成

本文报道了酵母丙氯酸转移核糖核酸3’端半分子反密码区的四核苷酸片段Cpm~1IpΨFpG的合成。先以Cpm~1pΨ为引物,GDP 为底物,在PNPase 和RNase T_1两个酶的协同作用下,生成Cpm~1lpΨpGp,对应用这两个酶进行合成的规律作了摸索与归纳,使合成Cpm~1IpΨpGp的产率达到90%以上,它再经固定化碱性磷酸单酯酶脱磷得到Cpm~1IpΨpG,脱磷率达到98%,此工作通过合成方法旁证了RNase T_1不水解m~1Ip-N 键。     

多核苷酸合成的研究——Ⅸ 在多核苷酸磷酸化酶(PNPase)的单一加成反应中引物和保护底物的特异性问题

在PNPase利用2′(3′)-o-α甲氧乙基保护的NDP作为底物的单一加成反应中,CpUpC+ppU~(Me),37℃,7小时,CpUpCpU~(Me)的产率在50%以上,而CpUpC+ppG~(Me)在同一反应条件下,CpUpCpG~(Me)的产率仅10%以下。若提高反应温度、pH和底物的浓度等,可增加CpUpCpG~(Me)的产率至50～70%。GpCpm′I+ppψ~(Me)在上述反应条件下,没有获得所希望的反应产物(GpCpm′Ipψ~(Me)),而UpCpC+ppψ~(Me)时,则有UpCpCpψ~(Me)的生成。GpCpm′I+ppψ时,有少量GpCpm′Ipψ合成。这些结果说明,在PNPase的单一加成反应中,存在着底物和引物的特异性问题,因而对不同的底物或引物的最适反应条件是有差别的。     

多核苷酸合成的研究 Ⅺ.酵母丙氨酸转移核糖核酸5′-端半分子中含N,N-二甲基鸟苷的四核苷三磷酸(CpGpCpm_2~2G)的合成

(1)参照已报道方法,从鸟苷合成了N,N-二甲基鸟苷(m_2~2G)。(2)N、2′、5′-O-三苯甲酰胞苷酸[_(Bz)C~(Bz)(OB_z)p],与2′、3′-O-二乙酰基-N,N-二甲基鸟苷[m_2~2(OAc)_2]经DCC缩合,脱去保护基后可分离出胞苷酰-(3′→5′)-N,N-二甲基鸟苷(Cpm_2~2G)。(3)_(Bz)C~(Bz)(OBz)p与N-二甲基氨基甲叉鸟苷酸(G_P~(DMM)),用DCC缩合,脱保护基后可得到胞苷酰-(3′→5′)-鸟苷-2′,3′-环状磷酸(CpG>p)。(4)用RNase N_1(E.C.2.7.7.26)催化CpG>p与Cpm_2~2G反应生成26%产率的CpGpCpm_2~2G。经纯化后产物不含酶,用RNase N_1水解得到等克分子的CpGp CpG>p和Cpm_2~2G,碱解可分离出Cp(2′ 3′),Gp(2′ 3′)及m_2~2G,克分子比为2.07:1.0:1.1。     

Neurospora Crassa RNase N_1的分离与纯化

前言前文报道了红色链孢霉核糖核酸酶N_1(N.Crassa RNase N_1)高产菌株的选育及其核糖核酸酶(RNase)作用碱基专一性的鉴定。本文主要介绍核糖核酸酶N_1的分离与纯化。我们在高井等人方法的基础上,作了某些改进。该方法有效地用于大量制备,并达到了较高的纯度。     

Neurospora Crassa RNase N_1的分离与纯化

前言前文报道了红色链孢霉核糖核酸酶N_1(N.Crassa RNase N_1)高产菌株的选育及其核糖核酸酶(RNase)作用碱基专一性的鉴定。本文主要介绍核糖核酸酶N_1的分离与纯化。我们在高井等人方法的基础上,作了某些改进。该方法有效地用于大量制备,并达到了较高的纯度。     

多核苷酸合成的研究——Ⅳ.UpCpCpA的合成

用化学合成或化学与酶促合成相结合的方法均能制备得到UpCpCpA(图1)。化学合成包括“2 2”和“1 3”两条路线。参考Mackey和Gilham方法,在PNPase催化下,引物UpCpC与2′(3′)-O-甲氧乙基ADP反应进行单一加成可产生30%的UpCpCpA。为了获得纯的产品,采用了二次柱层析法(图2)。文中讨论了PNPase连接的转核苷酸作用问题。     

多核苷酸合成的研究 Ⅺ.酵母丙氨酸转移核糖核酸5′-端半分子中含N,N-二甲基鸟苷的四核苷三磷酸(CpGpCpm_2~2G)的合成

(1)参照已报道方法,从鸟苷合成了N,N-二甲基鸟苷(m_2~2G)。(2)N、2′、5′-O-三苯甲酰胞苷酸[_(Bz)C~(Bz)(OBz)p],与2′、3′-O-二乙酰基-N,N-二甲基鸟苷[m_2~2G(OAc)_2]经DCC 缩合,脱去保护基后可分离出胞苷酰-(3′→5′)-N,N-二甲基鸟苷(Cpm_2~2G)。(3)_(Bz)C~(Bz)(OBz)p 与N-二甲基氨基甲叉鸟苷酸(G_p~(DMM)),用DCC 缩合,脱保护基后可得到胞苷酰-(3′→5′)-鸟苷-2′,3′-环状磷酸(CpG>p)。(4)用RNase N_1(E.C.2.7.7.26)催化CpG>p 与Cpm_2~2G 反应生成26%产率的CpGpCpm_2~2G。经纯化后产物不含酶,用RNasc N_1水解得到等克分子的CpGp CpG>p 和Cpm_2~2G,碱解可分离出Cp(2′ 3′),Gp(2′ 3′)及m_2~2G,克分子比为2.07:1.0:1.1。     

多核苷酸合成的研究 Ⅳ.UpCpCpA的合成

用化学合成或化学与酶促合成相结合的方法均能制备得到UpCpCpA(图1)。化学合成包括“2+2”和“1+3”两条路线。参考Mackey和Gilham方法,在PNPase催化下,引物UpCpC与2’(3’)-O-甲氧乙基ADP反应进行单一加成可产生30%的UpCpCpA。为了获得纯的产品,采用了二次柱层析法(图2)。文中讨论了PNPase连接的转核苷酸作用问题。     

polyC和polyI酶促合成条件的研究

本文报道了影响酶促合成poly C的主要因素,找出了合成poly C的适宜反应条件。聚合率达72.4%,poly C的沉降常数为8.8S。采用正交设计法研究了影响酶促合成poly I的九个因素在四个位级上的相互关系,并求出了合成poly I的最适反应条件。聚合率为72.0%。同时还研究了控制poly I分子大小的途径;当反应系统相对粘度显最大值后中止反应,此时poly Ⅰ的沉降常数为11S。上述反应的特点是利用大肠杆菌的PNPase粗酶液,而且用酶量少,产率高。在合成poly I时运用了Ca~( )和Mn~( )离子的特殊作用,达到了用粗酶液合成大分子产物的目的。实践证明,这些方法为生产药用poly I:C提供了可行的工艺路线。     

微波辐射合成小檗红碱的工艺研究

首次以DMF为反应介质,微波法快速合成小檗红碱。通过单因素法,考察了反应功率、液料比、反应时间对产率的影响,并采用析晶的方法纯化产物,产品纯度和结构经HPLC、UV、IR、ESI-MS、1H NMR、13C NMR确定,得出最佳合成工艺条件:微波功率400 W、微波时间15 min、小檗碱与DMF料液比为1∶25(g∶mLL),析晶纯化,纯度98%,收率93%。并与传统的真空热解法相比,微波辅助合成可使产率提高近15%,反应时间缩短近4倍;且反应物纯度高(≥95%),可直接析晶纯化,方法经济简便。     

poly C和poly Ⅰ酶促合成条件的研究

本文报道了影响酶促合成poly C 的主要因素,找出了合成poly C 的适宜反应条件。聚合率达72.4%,poly C 的沉降常数为8.8S。采用正交设计法研究了影响酶促合成poly I 的九个因素在四个位级上的相互关系,并求出了合成poly I 的最适反应条件。聚合率为72.0%。同时还研究了控制poly I 分子大小的途径;当反应系统相对粘度显最大值后中止反应,此时poly I 的沉降常数为11S。上述反应的特点是利用大肠杆菌的PNPase 粗酶液,而且用酶量少,产率高。在合成poly I时运用了Ca~( )和Mn~( )离子的特殊作用,达到了用粗酶液合成大分子产物的目的。实践证明,这些方法为生产药用poly I:C 提供了可行的工艺路线。     

带年龄结构的非线性共生模型的稳定性

在[1]中讨论了一般形式的非线性共生模型的稳定性,其中N_1(t)和N_2(t)分别表示 dN_1(t)/dt=f(N_1(t),N_2(t))N_1(t), dN_2(t)/dt=g(N_1(t),N_2(t))N_2(t) (1) t时刻种群1和2的个体总数。这里我们把这个模型按自然方式推广到带年龄结构的两种群共生模型 (?)+μp+f(N_1(t),N_2(t))P_i=0, p(0,t)=integral from n=0 to m_i b_i(r)p(r,t)dr, p_i(r,0)=p_0(r), N(t)=integral from n=0 to m_i p_i(r,t)dr,i=1,2。 (2)     

Acyl-ACPs的规模化合成

脂酰-酰基载体蛋白(fatty acyl-acyl carrier protein, acyl-ACP)是多种生物合成途径中的酰基供体。因供给限制,体外研究常用类似物acyl-CoA替代,而CoA部分和ACP有较大差异,限制了相关酶对底物识别的认识。因此稳定获得大量acyl-ACP是体外研究相关酶的催化机制及其代谢途径的关键。研究以holo-ACP和C4~C18链长脂肪酸为底物,在哈氏弧菌acyl-ACP合成酶(Vibrio harveyi acyl-ACP synthetase, VhAasS)催化下合成不同碳链长度的acyl-ACP;通过高效液相色谱(HPLC)方法,确定不同碳链长度acyl-ACP的合成产率。结果表明:碳链为C4~C14的acyl-ACP产率均高于90.0%,16:0-ACP产率为85.9%,18:1-ACP产率仅为25.7%。通过加入Li ⁺优化反应体系,16:0-ACP、18:1-ACP的产率达90.0%。进一步优化扩大反应体系可稳定获得20mg以上acyl-ACP;最后,把合成的acyl-ACP应用到甘油-3-磷酸酰基转移酶催化的反应体系中。不同链长acyl-ACP的规模化合成研究,为体外研究相关酶的催化机制提供重要基础。     

邻甲苯甲酸催化合成邻甲苯腈的研究

采用连续流动塔式气固催化法合成邻甲苯腈,通过正交实验得出最佳反应条件为:反应温度270℃,反应物摩尔比n_(邻甲苯甲酸):n_(氨气)=1:1.6。由于主要反应物为固体,在实验室采取间歇投料小规模实验,单次投料量为5g(投料间隔时间为30min),最高的摩尔产率为99.3%。