环糊精水解酶cds1-3底物通道氨基酸的定点突变研究

本研究对具有大分子水解能力的环糊精水解酶cds1-3的蛋白结构进行分析,选取底物通道相关氨基酸进行定点突变。通过比较突变酶和野生酶的功能差异,定位决定cds1-3特殊功能的氨基酸。采用sybyl 1.2进行蛋白质底物结合分析,选取和多聚体形成、底物结合以及底物通道相关的氨基酸Glu66、Pro48、Phe289为突变位点,反向PCR构建pSE380/E66G、pSE380/P48H、pSE380/F289A表达质粒并进行表达,获得酶活突变体并与原始酶进行底物特异性比较分析。其结果显示,突变酶E66G降解大分子底物木薯淀粉和支链淀粉的相对酶活力分别提高26.96%和23.15%,而对小分子底物普鲁兰糖的水解能力下降13.14%。因此,cds1-3是一个能水解大分子底物的特殊环糊精水解酶,氨基酸Glu66是cds1-3水解大分子支链淀粉的关键氨基酸之一。     

组氨酸标签木聚糖酶的构建表达和酶特性鉴定

通过改变终止密码子位点,在一个耐热木聚糖酶突变株DSB的C末端添加了6聚组氨酸标签(His-tag),并完成了表达和酶特性鉴定.通过PCR将嗜热真菌DSM 10635来源的木聚糖酶突变体基因dsb的终止密码子序列定点突变为谷氨酸密码子序列,连接到表达载体pET-22b(+),转化Escherichia coli.BL21(DE3),诱导表达的耐热木聚糖酶DSB在C端含有6×His-tag.表达产物经硫酸铵分级沉淀和Ni Sepharose层析纯化,获得了电泳纯重组酶DSB.结果表明:添加组氨酸标签的酶与原始酶相比,酶学特性无变化.SDS-PAGE电泳结果显示该酶分子量约为23 kDa,重组酶最适pH为6.5,最适温度为75℃,在pH 5¹0具有良好的稳定性,在pH 6.5,70℃条件下处理30min相对酶活力仍保留80%以上.     

阿特拉津氯水解酶基因的定点诱变和酶活力检测

阿特拉津氯水解酶(AtzA)是一种对除草剂的生物降解和环境净化有重要意义的酶．采用定点诱变方法将假单胞菌ADP株的atzA基因第832位碱基(鸟嘌呤)诱变成腺嘌吟，然后将其插入表达载体pET21b( )，并在大肠杆菌中表达．表达的蛋白特性研究表明：AtzA或AtzA—NK融合蛋白系水溶性蛋白，很容易通过Ni—NTA Magnetic Agarose Beads分离纯化．采用阿特拉津脱氯反应产生HCl而引起pH指示剂颜色改变的测定方法能方便地对其酶活力进行定量．酶活力结果表明，突变酶的比活力与假单胞菌ADP菌株的AtzA相比没有明显改变，暗示突变位点(第278位缬氨酸突变成甲硫氨酸)不是酶的活性中心或底物结合部位。     

甘蔗叶灼病解毒蛋白——AlbD S40位点饱和突变分析

利用overlapping PCR技术对甘蔗叶灼病解毒蛋白-AlbD酶S40关键位点进行饱和突变,共获得19种突变子,并测试不同突变子的脱毒活性和酯酶活性.结果显示,S40A和S40R突变子分别使AlbD酶脱毒活性提高12.8%和9.5%.以对硝基苯丁酸酯为底物,S40Q可使AlbD酶酯酶活性提高20%;以对硝基苯戊酸酯为底物,S40G可使其活性提高30%.     

重组β-葡萄糖醛酸苷酶转化甘草酸的定向性改造

为提高重组β-葡萄糖醛酸苷酶的底物特异性,通过易错PCR方法对其进行突变并构建突变体文库,利用薄层层析和高效液相色谱对突变文库进行筛选,获得了突变株PGUS（M51）E,其底物特异性提高了41％。突变酶的酶学特性研究发现,该突变酶的最适pH值和温度较PGUS-E无显著变化,酶活力下降了16．86％,T。值提高了5℃;序列分析结果表明：PGUS（M51）-E共发生5处突变,其中3处发生在糖基结合域。因此,利用定向进化策略能有效提高伊葡萄糖醛酸苷酶的底物识别特异性。     

北京棒杆菌天冬氨酸激酶突变体P184Q的酶学性质表征

通过分析谷氨酸棒杆菌天冬氨酸激酶(AK)的结构,筛选可能影响别构抑制剂结合的Pro184位点,对其进行饱和定点突变,成功筛选出突变菌株P184Q.酶学性质研究表明:突变体P184Q的V_(max)比野生型(WT)提高了3倍;n=1.39,低于WT的值(2.6),正协同性下降,同时Km值减小,对底物的亲和力增大;P184Q最适pH=6.5,最适反应温度为25℃,半衰期为2.8h;P184Q对金属离子和有机溶剂均表现出良好的抗性,解除抑制剂苏氨酸和甲硫氨酸、赖氨酸和甲硫氨酸、苏氨酸和赖氨酸、赖氨酸对酶活力的抑制作用.     

K148与K149对黑曲霉NRRL3135植酸酶A与植酸结合机制的影响

为了研究黑曲霉NRRL3135植酸酶A K148与K149对底物与酶的结合反应的影响,构建了一个单位点突变体(K148E)和一个双位点突变体(K148E和K149E),由于带电的氨基酸残基发生变化,造成这2个突变体的酶活性都有不同程度的减少,利用InsightII软件模拟了2种突变体酶的3-D结构,发现酶分子突变位置的表面电势有明显的改变.这2个α-螺旋(141～160)位点的改变可能降低了活性中心附近的底物浓度,减缓了底物与活性中心的反应速度.     

谷氨酸棒杆菌(Corynebacterium glutamicum)海藻糖合成酶的定点突变及其酶学性质研究

以已知晶体结构的Pseudomonas mesoacidophila MX-45菌株海藻酮糖合成酶（MutB）的晶体结构为模板,在SWISS-MODEL模建立谷氨酸棒杆菌（Corynebacterium glutamicum）海藻糖合成酶的立体结构,并对初始结构作能量优化,通过氨基酸序列比对,选择TreS-glu保守区内的氨基酸R245、D247、E289、F244和保守区外的氨基酸A288进行定点突变,并对突变酶F244C、F244L、F244W、F244Y、A288G、R245X、E289X、D247N、D247E进行纯化和酶学性质研究,比较突变子对酶活性和热稳定性的影响。结果表明,R245、E289突变为其它的19个氨基酸后酶活力全部丧失,D247E和D247N也丧失酶活,F244C、F244L、F244W、F244Y和A288G的比活力分别降低到TreS-glu的38%、24%、62%、64%和35%,A288突变成T288后没有酶活。与TreS-glu相比,F244C、F244W、A288G的Km值基本不变,F244L、F244Y对底物麦芽糖的亲和力降低,F244Y的最适反应温度和TreS-glu相同,均为27℃,而F244C、F244L、F244W和A288G的最适温度提高到32℃。与TreS-glu相比,突变酶的最适反应pH值均有所下降,其中F244C、F244Y和A288G的为7.5,比TreS-glu的8.0均下降了约0.5个单位,而F244L和F244W的为6.5,比TreS-glu的8.0均下降了近1.5个单位。与TreS-glu相比,突变酶的热稳定性均有不同程度提高,其中F244Y、F244W和A288G的Tm值比TreS-glu的提高约1℃,F244L提高约2℃,F244C提高了近4℃。     

脱毛碱性蛋白酶定点突变的初步分析

来自于Bacillus pumilus菌株BA06的碱性蛋白酶DHAP具有良好的脱毛能力. 为了更好地了解DHAP的催化特性和进一步改造使之更加符合制革工艺的要求, 根据蛋白质同源建模和嗜冷嗜热酶氨基酸组成的统计分析结果, 确定了13个氨基酸位点进行定点突变. 通过牛奶平板和对粗酶液在不同温度和热稳定性方面的活性进行了分析. 结果发现位于DHAP空间结构上底物结合“口袋”开口处α-螺旋上的氨基酸残基(E220, V223和K244)严重影响酶的活性; 位于底物结合口袋袋底的三个保守位点V256L、V25     

限制性内切核酸酶 HindⅢ及 HindⅡ的提纯及 HindⅢ某些性质的探讨

从流感嗜血杆菌(Haemophilus influenzae)Rd 株中纯化了限制性内切核酸酶HindⅢ及部份纯化了Hind Ⅱ;探讨了纯化过程中的某些问题;检查了酶对底物双链DNA 的特异性内切作用,从琼脂糖平板凝胶电泳中观察到的经消化后产生的DNA 断片表明:酶对各种底物具有专一性作用;通过DNA 断片的重新连接证明:经Hind Ⅲ消化后生成的断片具有粘性末端,也说明纯化的Hind Ⅲ中不合明显的外切酶活力;用聚丙烯酰胺-十二烷基硫酸钠平板凝胶电泳,葡聚糖凝胶G150分子筛层析及蔗糖密度梯度离心法测定了Hind Ⅲ的分子量并对其亚单位进行了讨论.     

核糖核苷酸还原酶研究

核糖核苷酸还原酶广泛存在于各种生物中,是生物体内唯一的催化4种核糖核苷酸还原、生成相应的脱氧核糖核苷酸的酶。该酶是DNA合成和修复的关键酶和限速酶,对细胞的增殖和分化起着调控作用。不同生物中的RR根据其结合的金属辅助因子不同而分类。虽然不同类型RR之间的氨基酸序列相似性很低,但它们有十分相似的三级结构的活性中心和相同的催化功能。RR分子中包含2个变构位点,即酶活性中心和底物特异结合位点。活性中心通过生物有机自由基的作用催化核糖核苷酸还原;底物特异结合位点通过变构作用调控4种dNTPs在细胞内的平衡。因此,该酶不仅是研究DNA合成与修复、细胞增殖与分化及癌症的治疗与抗癌药物开发的重要靶点,同时也是研究酶的结构与功能以及酶的催化机理等的重要工具。本文总结了该酶的种类与分布、结构特征、催化机理及作为抗癌药物开发靶点等方面的研究进展。     

Alteration of mouse cytochrome P450coh substrate specificity by mutation of a single amino-acid residue

As a family of structurally-related enzymes, cytochrome P450 (P450) monooxygenases exhibit paradoxical characteristics: although collectively the enzymes display a broad range of substrate specificities, individually they are characterized by a high degree of substrate and product selectivity. Mouse P45015 alpha and P450coh, for example, which are expressed in female liver and male kidney cells, catalyse 15 alpha-hydroxylation of delta 4 3-ketone steroids, such as testosterone and 7-hydroxylation of coumarin, respectively. In spite of their divergent catalytic activities, however, these enzymes differ by only 11 amino acids within their 494 residues. To determine the structural basis of the different substrate specificities of P45015 alpha and P450coh we therefore altered each of these 11 residues by site-directed mutagenesis, expressing the mutant cytochromes in COS-1 cells. We report that the activities of both cytochromes depend critically on the identities of the amino acids at positions 117, 209 and 365 and, moreover, that a single mutation in which Phe 209 is substituted by Leu is sufficient to convert the specificity of P450coh from coumarin to steroid hydroxylation.     

大肠杆菌holo-ACP突变体的表达纯化及相应acyl-ACP的性质初探

酰基-酰基载体蛋白（acyl-acyl carrier protein,acyl-ACP）作为酰基供体,在脂肪酸、聚酮等天然产物合成途径中具有重要作用.目前,常以酰基-辅酶A（acyl-CoA）来代替尚未商品化的acyl-ACP进行相关酶的体外活性研究.由于底物蛋白acyl-ACP的ACP部分与相关酶发生相互作用,影响酶的催化特性,这种替代无法真实认识相关酶的酰基转移特性.本文以大肠杆菌pET-28a（+）-ACP为模板,构建12株单点突变体,表达纯化出相应holo-ACP,并进一步合成C16:0-ACP和C18:1-ACP.高效液相色谱的结果表明,ACP单点突变会影响acyl-ACP整体的性质,其中T40残基的改变对acyl-ACP的疏水性、紫外吸收响应和稳定性均产生了显著影响.ACP突变体的性质表征为acyl-ACP与相关酶的互作机制研究奠定了基础.      

Direct evidence that oncogenic tyrosine kinases and cyclic AMP-dependent protein kinase have homologous ATP-binding sites

p60src, the transforming protein of Rous sarcoma virus (RSV), is a protein kinase that has a strict specificity for tyrosine. The phosphorylation of cellular proteins by p60src (ref. 4) results in transformation. Recently, Barker and Dayhoff discovered that residues 259-485 of p60src have 22% sequence identity with residues 33-258 of the catalytic subunit of cyclic AMP-dependent protein kinase, an enzyme that has a specificity for serine. Because it was necessary to introduce eight gaps to align the two proteins, the question remained as to whether this apparent homology reflected a common evolutionary origin. We demonstrate here that the ATP analogue p-fluorosulphonylbenzoyl 5'-adenosine (FSBA) inactivates the tyrosine protein kinase activity of p60src by reacting with lysine 295. When aligned for maximum sequence identity, lysine 295 of p60src and the lysine in the catalytic subunit which also reacts specifically with FSBA are superimposed precisely. This functional homology is strong evidence that the protein kinases, irrespective of amino acid substrate specificity, comprise a single divergent gene family.     

金黄色葡萄球菌sPP2C的克隆、表达及性质研究

从金黄色葡萄球菌基因文库中克隆了一条新的双特异性磷酸酶，命名为sPP2C (protein phosphatase 2C, Staphylococcus aureus). sPP2C基因具有741个碱基，编码的蛋白有247个氨基酸，具有一个蛋白磷酸酶2C的催化结构域.sPP2C的分子量为26.1 kD，等电点为4.95.在E.Coli. Rossetta中表达蛋白sPP2C.高纯度的sPP2C用亲和层析的方法纯化得到.酶学研究结果表明：sPP2C对磷酸酶的通用底物硝基苯磷酸 (p-nitrophenyl　phosphate, pNPP)不起作用，而与pSer/Thr和pTyr的寡肽均有去磷酸化作用.这些实验结果说明sPP2C是一个新的双特异性磷酸酶.     

支链淀粉水解酶水解支链淀粉的特异氨基酸分析

【目的】通过对具有支链淀粉水解能力的环糊精水解酶的结构进行分析,探寻决定酶与支链淀粉水解相关的关键氨基酸残基。【方法】对底物特异性发生改变的环糊精水解酶cds1-3进行功能鉴定,并利用分子模拟方法对其底物作用特异氨基酸序列和空间结构进行分析。【结果】环糊精水解酶cds1-3具有特殊的底物作用方式,它水解支链淀粉的能力强于水解环糊精。cds1-3和ThMA的蛋白质序列只有30个氨基酸的差异,主要位于远离底物结合区域的蛋白质中段,与环糊精水解酶的底物通道聚集位置相近。【结论】环糊精水解酶cds1-3的功能鉴定及对其关键氨基酸进行序列和空间结构分析,为揭示大分子底物,特别是支链淀粉底物的水解方式提供新的切入点。     

基于数字微波复合基板的高效收发组件设计

文章将多层微波数字复合基板技术和宽禁带功率放大器同时应用于收发组件的设计,突破了传统收发组件效率低的弊端,提高了能源的利用效率,同时大大缩小了收发组件的体积,降低了质量。对该收发组件进行了测试,其发射功率大于10W,末级功放的漏极效率大于65%,对提高相控阵雷达的效率、降低能耗和缩小体积等具有重要意义。