基质金属蛋白酶的催化亚基

近几年来，分子生物学的迅速发展新药研究提供了理论基础，本以对基质金属蛋白酶催化业基的研究为例，说明将分子生物学应用地药物研究的一条途径，基质金属蛋白酶是一类参与结缔组织更新的蛋白水解酶与关节炎、肿瘤扩散转移，牙周炎等疾病有关，一些人的基质金属蛋白酶的催化亚基成功地在大肠杆菌中表达出现，用于用酶抑制剂的随机筛选、酶或酶与抑制复合物的三维结构测定，酶与其抑制剂相互作用的结构活性关系研究，为得到新一代     

基质金属蛋白酶-2,-9及其组织抑制因子在恒河猴黄体中的表达

基质金属蛋白酶（MMPs)及其组织抑制因子（TIMPs)在黄体形成和退化过程中发挥着重作用。实验目的在于研究MMP家族成员中的明胶酶及TIMPs在恒河猴月经周期新生和退化黄体以及妊娠早期黄体中的表达。收集排卵后第5,15天及妊姑第12,18和26天的卵巢,原位杂交显示,MMP-2mRNA在黄体形成和退化时均有表达,而MMP-9mRNA主要出现在黄体晚期。妊娠时MMP-2,-9mRNA的水平显著降低。妊娠第26天黄体中已检测不到MMP-2mRNA的表达。TIMP-1mRNA在黄体早期和晚期都有较高水平的表达,并持续于早期妊娠的各阶段。TIMP-2mRNA在黄体早期和晚期均表达,随着妊娠时间的进展,其表达呈逐渐增强趋势。在恒河猴黄体中未能检测到TIMP-3mRNA的杂交信号。结果提示,MMP-2,-9和TIMP-1,-2可能在恒河猴黄体功能调控中具有重要作用。MMP-2,-9与TIMP-2可能通过其协同表达而共同参与妊娠早期黄体功能的维持。TIMP-1mRNA稳定的表达模式提示其可能在灵长类黄体中发挥着抑制MMPs以外的其他功能。     

基质金属蛋白酶-26(MMP-26)在小鼠胚胎植入过程中的作用

基质金属蛋白酶-26（MMP-26，又称Endometase或基质水解素-2）是MMPs家族的一个新成员，它可在胎盘，子宫以及不同肿瘤细胞系中表达，采用子宫角注射，免疫组化，原位杂交，胚泡与子宫上皮单层培养，免疫印迹，RT-PCR和RNA印迹等多种体内外实验方法研究并报道了MMP-26在小鼠胚胎中的表达以及MMP-26抗体在胚胎植入中的作用，研究表明，MMP-26的mRNA与蛋白在小鼠胚泡中均有强烈的表达，此外，体内研究显示，MMP-26抗体能显著抑制小鼠胚胎的着床；在体外培养体系中，MMP-26抗体可显著抑制小鼠胚泡在子宫上皮单层上的黏附与扩展；同时，MMP-26抗体以剂量依赖关系抑制整合素αV亚基mRNA和蛋白的表达，研究提示，MMP-26可能直接或间接参与滋养层细胞侵入子宫内膜的过程，促使小鼠胚泡成功植入。     

基质金属蛋白酶(MMPs)在人滋养层细胞侵入中的作用

基质金属蛋白酶(MMPs)及其天然组织型抑制分子TIMPs是调节许多生理和病理过程中细胞外基质(ECM)有序降解和重塑的重要分子. 胎盘形成(placentation)是妊娠期间的一个重要事件, MMPs/TIMPs系统在调节胎盘中绒毛外细胞滋养层细胞(EVTs)的节制性侵入中发挥重要作用. 本文综述了近些年MMPs/TIMPs家族成员在胎盘中的表达情况及多种因素(物理性因素、激素、细胞因子和生长因子等)通过影响MMPs/TIMPs系统的平衡对滋养层细胞侵入程度的调节. 最后, 对MMPs/TIMPs系统在治疗某些妊娠性疾病如先兆子痫、胎儿宫内生长抑制和绒毛腺癌等的应用前景进行了展望.     

膜基质金属蛋白酶和金属蛋白酶抑制因子-1在早期胎盘中的表达及其功能的研究

用原位杂交方法研究了人早期胎盘中膜型金属蛋白酶(MT-MMP-1)和金属蛋白酶抑制因子-1(TIMP-1)的分布. 结果表明: (1) 在绒毛滋养层细胞和与其邻近的蜕膜细胞中MT-MMP-1和TIMP-1的表达量相对较高; (2) 在基底盘,Rohrs和Nitabuch纹间的外绒毛膜滋养层细胞, 滋养层和蜕膜的腺体细胞表达最高; (3) 胎膜分离层和绒毛干的少量细胞滋养层细胞以及蜕膜和绒毛干的血管壁上有明显的MT-MMP-1和TIMP-1的表达. 结果提示, 胎盘不同细胞MT-MMP与其抑制因子TIMP-1的协同表达在早期胎盘滋养层浸入和血管发生中发挥重要作用; 同时, 两者可能对在临产时在母体与胎儿的分离机制中也起某种作用.     

血管内皮生长因子对小鼠胚胎植入过程中基质金属蛋白酶的影响

血管内皮生长因子（VEGF）是内皮细胞的特异性致裂原，在血管发生和血管生成过程中占有重要地位，近年来发现，VEGF对胚胎植入也具有一定作用。但有关VEGF与植入中标记分子MMPs之间的关系，迄今未见报道，因此，研究目的是阐明VEGF在小鼠胚胎植入过程中对MMPs的影响，半定量RT-PCR的结果表明，VEGF抗体可显著抑制小鼠子宫MMP-2和-9mRNA的表达；将小鼠胚泡培养于FN铺碟的培养液中，同时用不同浓度的VEGF抗体孵育胚泡，通过明胶酶谱分析检测发现，0.1和1μg/mL的VEGF抗体能明显降低胚泡分泌的MMP-2和-9水解明胶活性的能力，以上结果提示，VEGF抗体可干扰子宫内膜或胚泡MMP-2和-9的基因表达和蛋白分泌，使滋养层细胞向子宫内膜的侵入能力或者子宫内膜接受胚泡的能力降低，影响胚胎植入过程。     

纤粘连蛋白-整合素相互作用启动胚泡中基质金属蛋白酶活性

纤粘连蛋白是一种主要的细胞外基质,能够与整合素相互作用,介导胚泡的粘附和扩展．首次发现与纤粘连蛋白共同培养的小鼠胚泡产生基质金属蛋白酶－２和－９;若无纤粘连蛋白,小鼠胚泡不产生基质金属蛋白酶－２和－９;焦点粘着激酶是整合素信号转导通路中的关键信号分子,其反义寡聚脱氧核酸显著抑制纤粘连蛋白诱导的胚泡基质金属蛋白酶活性．结果表明,纤粘连蛋白可能通过其整合素受体的信号转导通路,启动小鼠胚泡基质金属蛋白酶－２和－９的表达,协调胚泡的侵入能力和子宫内膜的接受能力,从时间和空间上保证植入相关事件的准确性．     

膜基质金属蛋白酶和金属蛋白酶抑制因子-1 在早期胎盘中的表达及其功能的研究

用原位杂交方法研究了人早期胎盘中膜型金属蛋白酶（ＭＴ－ＭＭＰ－１）和金属蛋白酶抑制因子－１（ＴＩＭＰ－１）的分布。结果表明：（１）在绒毛滋养层细胞和与其邻近的蜕膜细胞中ＭＴ－ＭＭＰ－１和ＴＩＭＰ－１的表达量相对较高;（２）在基底盘,Ｒｏｈｒｓ和Ｎｉｔａｂｕｃｈ纹间的外绒毛膜滋养细胞,滋养层和蜕膜的腺体细胞表达最高;（３）胎膜分离层和绒毛干的少量细胞滋养层细胞以及蜕膜和绒毛干的血管壁上有明显的ＭＴ－     

基质金属蛋白酶-2, -9及其组织抑制物TIMPs mRNA在大鼠黄体中的表达及调节

研究了大鼠卵巢黄体中基质金属蛋白酶-2，-9（MMP2-，-9）及其组织抑制物TIMP-1，-2，-3mRNA的表达及调节。给26日龄大鼠注射阴云马务清每只50IU，48h后每只注射人绒毛膜促性腺激素致成假孕。经检测，证实假孕第1天黄体中MMP-2，-9mRNA的表达水平均最高，第4天开始下降，以后逐渐降低，到第14天表达降低到最低水平；TIMP-1 mRNA的表达在假孕第1天最高，第4天开始下降，第8天降低到最低水平，而后在假孕第14天表达又增加：IMPP-2mRNA的表达在第1-14天的假孕过程中没有显著的变化；与TIMP-1，-2表达相比，TIMP-3 mRNA的表达在假孕第1天最低，第4天开始增加，第8天达到最高，且一直持续到第14天，肿瘤坏死因子-α（TNF-α）可显著增加离体卵巢灌流假孕大鼠黄体中MMP-2，-9mRNA的表达，显著刺激TIMP-1 mRNA的表达，而对TIMP-2 mRAN的表达无明显的刺激或抑制作用，但可显著抑制TIMP-3 mRNA的表达。上述结果提示，MMP-2，-9及TIMPs可能通过它僮的基因表达变化共同参与调节黄体功能和维持黄体结构。TNF-α显著增加离体卵巢灌流假孕大鼠黄体中MMP-2，-9及TIMP-1 mRNA的表达可能是抑制黄体退化的机制之一。     

基质金属蛋白酶基因MMP20在人食管癌发生发展中的表达差异分析

研究了基质金属蛋白酶基因MMP20在人食管癌发生发展过程中的表达变化。用RT－PCR检测配对食管癌手术标本及食管癌早期活检组织中MMP20基因表达,用免疫组织化学染色和Western印迹检测表达的MMP20蛋白。发现MMP20基因在mRNA和蛋白质水平上均为食管部过表达,MMP20基因的表达在食管癌发生早期未见明显升高,在浸润癌期明显过高表达,提示在食管癌发展中MMP20过表达与癌细胞浸润相关,是食管癌演进过程中的晚期事件。     

焦点黏着激酶对胚泡黏附、扩展和基质金属蛋白酶的调节

细胞外基质-整合素相互作用能显著影响胚泡的黏附、扩展和分化, 并能增强胚泡中尿激酶型纤溶酶原激活因子的表达, 因而是胚泡植入的关键因素之一. 焦点黏着激酶(FAK)是细胞外基质-整合素信号转导通路的基础分子. 研究发现, 胚泡表达FAK, 在扩展的滋养层细胞中呈斑点状分布, 在内细胞团中呈弥散分布. FAK的反义寡聚脱氧核酸(ODN)以剂量依赖方式抑制胚泡中64 kD 基质金属蛋白酶-2的活性. 这两种酶活性随反义ODN浓度升高而急剧减弱. 胚泡黏附和扩展也受到FAK反义ODN的影响. 当反义ODN浓度低于20 μg/mL时, 其对胚泡黏附和扩展的抑制作用具有明显剂量依赖关系, 但浓度达到200 μg/mL 时, 胚泡黏附率和扩展率反而回升至正常水平. 研究结果说明, FAK可能通过胞内信号转导通路影响胚泡黏附、扩展和基质金属蛋白酶-2活性, 从黏附和侵入两方面调节胚泡植入.     

基质金属蛋白酶-28在人细胞滋养层细胞与绒毛膜癌细胞系JEG-3细胞中的表达

细胞滋养层细胞和肿瘤细胞的侵入行为具有惊人的相似性，其中基质金属蛋白酶（MMPs）是滋养层细胞和肿瘤细胞侵入的非常重要的介导因素。近来，MMPs家族的一个新成员－MMP－28被克隆并确定下来，采用反转录－聚合酶链式反应（RT－PCR）、酶谱分析和Northern blot等方法，检测了妊娠早期细胞滋养层细胞和绒毛膜癌细胞系JEG－3细胞中MMP－28的基因表达和蛋白分泌情况。RT－PCR显示，细胞滋养层细胞JEG－3细胞均有MMP－28mRNA的表达；Northern blot研究显示，JEG－3细胞中MMP-28mRNA的表达强于细胞滋养层细胞中MMP－28mRNA的表达，具有时间依赖关系；酶谱分析显示，JEG－3细胞中MMP－228蛋白分泌 活性高于细胞滋养层细胞中MMP－28蛋白分泌活性，呈时间依赖关系，这与MMP－28的基因表达结果相一致。进一步证明了MMP－28可能在正常妊娠和肿瘤发展等一些与组织重建有关的过程中发挥一定的作用。     

纤维黏连蛋白与白血病抑制因子对小鼠胚泡基质金属蛋白酶基因表达的影响

采用反转录－聚合酶链式反应（RT－PCR）检测了纤维黏连蛋白（FN）及白血病抑制因子（LIF）对小鼠胚泡基质金属蛋白酶基因（MMPs)表达的影响。将胚泡分别加入以下4种胚泡培养液中培养：第1组用FN铺碟;第2组,无FN铺碟;第3组,无FN铺碟,加入20ng/μL白血病抑制因子（LIF）;第4组,用FN铺碟,加入20ng/μL白血病抑制因子（LIF）,然后分别应用MMP－2,－9的引物对经不同培养液培养,培养时间不同（分别为6,12和24h）的小鼠胚泡总RNA进行RT－PCR检测、电泳分析及克隆鉴定。结果显示,第1组培养12和24h的胚泡可产生MMP－2和MMP－9 mRNA;第3组培养24h的胚泡可产生MMP－2和MMP－9 mRNA;第4组,培养6,12和24h的胚泡均可产生MMP－2和MMP－9 mRNA;而第2组培养6,12和24h的胚泡均无MMP－2和MMP－9 mRNA产生。以上结果表明,FN可能通过其整合素受体的信号转导通路,启动MMP－2,MMP－9基因转录mRNA;另外LIF对MMPs mRNA的表达也有一定的促进作用,它们共同协调胚泡的侵入能力和子宫内膜的接受能力,保证植入的准确性。     

酶的研究与生命科学(三):分子生物学酶的发现和应用

20世纪下半叶,分子生物学取得迅猛发展,分子生物学酶的发现和应用在其中发挥了巨大的推动作用。DNA聚合酶、RNA聚合酶、逆转录酶、限制性内切酶和端粒酶等的鉴定和功能阐明拓展了对许多生命现象的理解和认识。这些酶的应用还衍生出重组DNA、桑格酶法测序和聚合酶链式反应等技术,在基因操作、DNA测序和扩增等方面具有广泛应用。通过介绍分子生物学酶的研究历程展现了酶的发现和应用对当代生命科学研究仍有重要意义。     

分子生物学技术在环境生物学中的应用

分子生物学技术在环境生物学中有广阔的应用潜力.主要表现在以下几个方面:核酸杂交技术是最直接的检测特定微生物系统的方式;由于PCR可以从少量复杂的微生物全细胞混合提取物中扩增含量极低的目的DNA或RNA序列,由此衍生出多种用于监测和定量特定微生物系统的相关技术;DNA多态性技术则被用来跟踪特定微生物种群的基因变异和多样性.应用荧光原位杂交技术(FISH),则可以研究微生物群落的建筑学;为了更有效地降解和整治环境中难以对付的复杂的污染物,有必要构建相应的基因工程微生物和基因工程植物.同时,转基因植物释放到环境中所带来的生态学风险以及应用分子生物学技术对其进行评估已引起人们的注意.     

刺激响应性金属-多酚胶囊的可控组装及其在药物递送中的应用

微胶囊是一类由天然或合成壁材构筑的具有中空结构的微型容器.通过金属-多酚网络(metal-phenolic networks,MPN)自组装制备的功能微胶囊,因其具有pH响应性、荧光成像、正电子发射断层扫描成像等特性,在化学和生物医学等交叉研究领域引起了广泛关注.本研究以沸石咪唑酯骨架材料(zeolite imidazolate framework-8, ZIF-8)为模板,制备了pH响应性的MPN胶囊,并研究了其细胞毒性和细胞相互作用.通过改变ZIF-8模板的尺寸,可以在200 nm～1μm范围内调控MPN胶囊的大小;由于ZIF-8纳米颗粒可以利用乙二胺四乙酸(EDTA)溶解,因此,在MPN制备过程中可以在温和的条件下去除模板;调控单宁酸和Fe³⁺浓度及反应时间来控制胶囊壁厚.该胶囊具有良好的pH响应性,并能有效封装和递送抗肿瘤药物阿霉素,在纳米药物领域具有潜在的应用价值.     

嗜热酶的研究及其在食品等相关工业的应用

简要介绍了淀粉酶、纤维素酶、蛋白酶、木聚糖酶、葡萄糖异构酶和木糖异构、几丁质酶等嗜热酶的研究进展及其在食品、化工、环保等方面的应用前景.     

应用三电极系统研究相比为1时可质子化的药物在水/1,2-二氯乙烷界面上的转移反应

采用一种新设计的电解池, 利用三电极系统研究了相比为1(r = V_o /V_w)时可质子化药物在水/1,2-二氯乙烷界面(W/DCE)上的转移反应, 确定了它们的亲油性. 该系统是将含有支持电解质的水溶液滴在银/氯化银电极上, 然后将1,2-二氯乙烷溶液覆盖在水溶液的表面, 再与有机相参比电极和对电极构成常规的三电极系统. 由不同pH值下测得的循环伏安图计算出了阿米替林、苯海拉明和苯海索3种药物离子在W/DCE上的标准离子分配系数、标准离子转移电位及标准离子转移吉布斯自由能等. 由实验结果构建的离子分布图可用来预测和解释可离子化物质在两互不相溶溶液界面上的转移反应机理等.     

锌指结构域序列的进化生成模拟——遗传算法在蛋白质结构研究中的应用

遗传算法(Genetic algorithms, GA)是具有高频率的搜索机制的算法.遗传算法不仅为蛋白质结构研究提供了一种全局自适应搜索算法,使能量最低状态(按热力学假说,蛋白质的天然状态的能量最低)的搜索更加方便,而且为我们提供了一种新的想法和研究思路.通过应用遗传算法对锌指结构域序列进行进化模拟,成功地从随机产生的氨基酸序列中,进化生成了一些潜在的锌指结构域序列,不仅在一定意义上证明了氨基酸序列起源的随机性,而且对遗传算法在大规模解空间的搜索能力进行了测试.     

氧转移反应在合成金属有机化合物中的应用——Re_2(μ-L’)(CO)_6L-L(L-L=Ph_2P-CH_2-CH_2-PPh_2,L’=Cl或OCH_3),Re(Cl)(CO)_3L-L的合成、表征和结构

近期报道了研究氧原子转移反应的第一批定量结果.这种氧原子转移反应是氧供体中的一个氧原子转移到配合物的羰碳原子上形成CO_2而离开体系(反应式(1))为驱动力,使反应得以在温和条件下实现.