应激对同型半胱氨酸代谢的负性调节

基于应激对高同型半胱氨酸血症具有诱导作用,本文探索了应激致同型半胱氨酸(homocysteine,HCY)代谢变化的关键环节,并初步揭示了该作用的意义。以束缚应激法建立大鼠应激模型,采用高压液相-荧光检测法测定血浆HCY水平,用放射性酶学法检测不同组织中胱硫醚β合成酶(cystathionine beta-synthase,CBS)活性的变化,以及RT-PCR法和Northern blot法检测CBS mRNA水平的变化。结果可见,束缚应激可导致大鼠高同型半胱氨酸血症的发生;CBS在肝脏具有最强的代谢活性,肾脏其次,而心脏和血液中活性极低;应激大鼠肝脏CBS活性和mRNA水平均显著降低(P<0.05),应激3周时分别为对照组的70.6％±5.9％和55.9％±4.3％。以上研究结果表明,应激对HCY转硫代谢途径存在负性调节作用,其对肝脏CBS基因转录水平的调控是应激所致高同型半胱氨酸血症发生的重要诱因;肝脏是应激对HCY代谢调节的主要场所。     

中枢神经系统H2S的作用及机制研究进展

中枢神经系统内源性硫化氢 (H2 S)主要由胱硫醚 β 合酶合成。脑内H2 S对中枢神经系统多种生理和病理过程有重要的影响 :(1)H2 S通过cAMP途径 ,易化海马长时程增强的产生 ;(2 )H2 S通过下丘脑 垂体 肾上腺轴来参与神经内分泌功能的调节 ;(3)H2 S协同一氧化氮松弛脑血管平滑肌 ,从而调节血压。此外 ,H2 S还与脑血管损害、多种遗传性疾病的脑功能障碍有关     

人胱硫醚β-合酶及其截短型片段的表达、纯化和活性测定

将人胱硫醚β-合酶(CBS)基因克隆至质粒pGEX-4T-1中,获得的重组质粒pGEX-4T-1-CBS转入大肠杆菌E.coli Rosetta (DE3)菌株,构建了高效表达CBS的重组菌E.coli Rosetta (pGEX4T-1-CBS)。重组菌在0.1mmol/L的IPTG于30℃诱导16h,可溶性CBS表达量达到28mg/L培养基。将重组菌破碎后上清液经GSTrap Fast Flow亲和层析一步纯化得到CBS融合蛋白,在凝血酶柱上切割缓冲液中加入3%甘油和0.1%CHAPS可以有效抑制酶切后CBS聚沉,酶活性回收率为54.8%,蛋白质产率为15.2mg/L培养基,纯度达到95%,单位酶活为143U/mg,终浓度为1mmol/L的S-腺苷甲硫氨酸(AdoMet)可使CBS单位酶活提高5.1倍,达到735U/mg。同时构建了表达CBS_1-413(删除了CBS羧基端调控域138个氨基酸残基)的重组菌E.coli Rosetta (pETDuet-1-CBS_1-413),经过一步HisTrap Fast Flow亲和层析,酶活性回收率为74.3%,蛋白质产率为12.8mg/L培养基,纯度达到95%,单位酶活为965U/mg; 还表达和纯化了胱硫醚β-裂解酶(CBL),并在此基础上建立了一种新的CBL偶联的CBS酶活性测定方法。     

人胱硫醚β合成酶原核表达纯化及鉴定

目的:构建人胱硫醚β合成酶(human cystathionineβ-synthase,hCBS)基因原核表达载体,在E.coli BL21(DE3)中表达,并进行纯化和酶活性检测。方法:以胰腺细胞cDNA文库为模板,采用聚合酶链式反应(PCR)扩增hCBS基因蛋白编码区的全序列,克隆入原核表达载体pET32a(+),构建重组质粒pET32a(+)-hCBS。经限制性内切酶双酶切及DNA序列分析鉴定目的基因后与人CBS基因(基因bank号:BT007154.1)完全一致,转入E.coli BL21(DE3)中,由IPTG诱导表达融合蛋白。结果:经SDS-PAGE、Western blot分析,证明诱导表达的蛋白为重组人CBS(rhCBS)。再由Ni-NTA树脂亲和层析,并脱盐冷冻干燥后获得重组rhCBS(约19 mg/L培养物),并测得其比活力约为57 kU/g。结论:成功地表达纯化出具有功能活性的重组蛋白rhCBS,为进一步研究该酶的相互作用蛋白以及其在生物学和临床科学的作用奠定了基础。     

NO前体对高肺血流时肺动脉胱硫醚-γ-裂解酶基因表达的调节作用

目的：研究一氧化氮（NO）前体L-精氨酸（L—Arg）对高肺血流时肺动脉胱硫醚-γ-裂解酶（内源性硫化氢生成酶）的调节作用,以探讨NO体系对高肺血流肺动脉高压及肺血管结构重建调节作用的机制。方法：30只雄性SD大鼠随机分为对照组,分流组和分流＋L—Arg组。对后两组大鼠行腹主动脉-下腔静脉分流术。观察术后11周大鼠肺动脉平均压（mPAP）、右心室肥厚和肺动脉相对中膜面积的改变,用竞争逆转录聚合酶链反应（RT-PCR）对肺组织CSEmRNA表达进行定量分析,同时用化学法测定肺组织硫化氢产出率。结果：分流组大鼠mPAP及肺动脉相对中膜面积明显高于对照组（P〈0．01）,而分流＋L—Arg组大鼠mPAP及肺动脉相对中膜面积明显低于分流组（P〈0．01）。分流组CSEmRNA表达与对照组相比明显降低（P〈0．01）,而分流组＋L—Arg组CSEmRNA表达又明显高于分流组（P〈0．05）：分流组大鼠肺组织硫化氢产出率明显低于对照组（P〈0．01）,而分流组＋L—Arg组大鼠肺组织硫化氢产出率及血浆硫化氢含量明显高于分流组（P〈0．01）。结论：高肺血流可致肺动脉CSEmRNA下调,外源性NO能够缓解CSEmRNA的改变,从而对高肺血流所致肺血管结构重建和肺动脉高压起调节作用。     

硫化氢与糖尿病

硫化氢是继一氧化氮和一氧化碳之后的第三种内源性气体信号分子。近年来,内源性硫化氢的产生及生理意义已经被认识,其代谢异常与多种疾病有关。本文综述了近年报道的硫化氢及其内生酶在糖尿病发病及进展中的变化情况,并重点概述硫化氢效应的细胞机制,包括硫化氢对β细胞胰岛素释放和对脂肪细胞葡萄糖摄取的影响。深入理解硫化氢在糖尿病中的作用将为以硫化氢为靶点的糖尿病治疗和抗糖尿病新药设计提供新的思路。     

人胱硫醚β合成酶原核表达纯化及鉴定

目的：构建人胱硫醚β合成酶（human cystathionineβ-synthase,hCBS）基因原核表达载体,在E.coli BL21（DE3）中表达,并进行纯化和酶活性检测。方法：以胰腺细胞cDNA文库为模板,采用聚合酶链式反应（PCR）扩增hCBS基因蛋白编码区的全序列,克隆入原核表达载体pET32a（＋）,构建重组质粒pET32a（＋）-hCBS。经限制性内切酶双酶切及DNA序列分析鉴定目的基因后与人CBS基因（基因bank号：BT007154.1）完全一致,转入E.coli BL21（DE3）中,由IPTG诱导表达融合蛋白。结果：经SDS-PAGE、Western blot分析,证明诱导表达的蛋白为重组人CBS（rhCBS）。再由Ni-NTA树脂亲和层析,并脱盐冷冻干燥后获得重组rhCBS（约19 mg/L培养物）,并测得其比活力约为57 kU/g。结论：成功地表达纯化出具有功能活性的重组蛋白rhCBS,为进一步研究该酶的相互作用蛋白以及其在生物学和临床科学的作用奠定了基础。     

缺血性脑卒中患者同型半胱氨酸代谢相关酶基因突变的研究

为研究同型半胱氨酸代谢相关酶亚甲基四氢叶酸还原酶(MTHFR)基因C677T和胱硫醚-β-合成酶(CBS)基因T833C位点碱基突变与缺血性脑卒中的关系,对74例缺血性脑卒中患者和83例健康对照者,采用聚合酶链反应-限制性片段长度多态性(PCR-RFLP)技术检测MTHFR基因C677T基因型,用扩增阻滞突变体系法(ARMS)检测CBS基因T833C突变。实验检出患者组MTHFR基因T纯合基因型、杂合基因型和T等位基因频率分别为2.7％、51.4％和28.4％,对照组分别为1.2％、39,8％和21.1％。患者组CBS基因C纯合基因型和C等位基因频率分别为13.5％和43.9％,对照组分别为6.0％和38.0％。Multiple Logistic Regression分析显示;C677T位点T等位基因,T833C位点C等位基因以及年龄均与缺血性脑卒中发病有关(P<0.05),C677T位点T等位基因的比值比(OR)为1.74(95％CI 1.06～2,B6)和T833C位点C等位基因的比值比为1.73(95％CI 1.07～-2.81)。实验显示MTHFR C677T和CBS T833C基因位点突变与缺血性脑卒中发病有关,上述两个基因位点突变可能是缺血性脑卒中发病的遗传因素。     

人CSE 蛋白的结构与功能分析

胱硫醚-γ-裂合酶(Cystathionine-γ-lyase,CSE)是一种参与半胱氨酸合成并催化H_2S生成的关键性限速酶,具有信号传导和细胞保护作用。分析人CSE蛋白的结构及其功能对了解其调控机制具有重要意义。利用生物信息数据库和分析软件,对人CSE蛋白进行分子结构和理化性质分析。结果显示:人CSE蛋白位于人类1号染色体,含有373个氨基酸是稳定的亲水性蛋白,不具有跨膜结构,无信号肽属于非分泌性蛋白,蛋白二级结构以无规则卷曲为主,含有保守结构域、蛋白定位于细胞质的可能性大、具有大量的丝氨酸(Ser)磷酸化位点和较少的酪氨酸(Tyr)磷酸化位点、与TST、TXNRD1等蛋白有结合能力。对CSE蛋白的分子结构与功能分析为深入研究CSE蛋白的作用机制提供了研究基础。     

硫化氢与细胞的增殖和凋亡

硫化氢是内源性气体分子家族中的一员,是一种气体递质（gasotransmitter）。近年来,内源性硫化氢的产生及生理意义已经被认识,其代谢异常与许多疾病有关。本文综述了最近发现的硫化氢对细胞增殖和凋亡的调节作用,并重点概述硫化氢细胞效应的分子机制,包括丝裂原活化蛋白激酶、细胞周期相关激酶、细胞死亡相关基因以及离子通道等的改变。对硫化氢调节细胞生长或死亡的深入了解将为新药设计及许多疾病的治疗提供新的思路。