合成生物学策略发现新型核糖体肽Xenopeptide

S-腺苷甲硫氨酸自由基(rSAM)酶家族是目前已知的最大酶超家族之一,由22000多个成员组成.这些酶在大自然中广泛存在,被认为是地球上最早的生物催化剂之一.随着大量的微生物基因组信息被解析,分析显示,微生物中大量核糖体肽类天然产物的生物合成基因簇中含有rSAM酶;其中Xenorhabdus、Yersinia和Erwinia三个属的基因组中均含有一个高度保守的rSAM酶负责其相邻核糖体肽的前体修饰,此类前体肽和rSAM酶构成的XYE系统所合成的化合物鲜有报道.本研究合成一个来源于Xenorhabdus sp. KJ12.1的XYE系统的前体肽和rSAM修饰酶基因,在大肠杆菌中进行共表达,得到新型核糖体肽Xenopeptide,通过结构解析发现, rSAM酶XenB负责分子内2个碳碳键的形成.本研究为微生物中此类化合物的深度挖掘和合成生物学改造提供了理论支撑.     

人胰岛素原C肽的合成及放射免疫测定

胰岛素原是胰岛素的前体,本身生物活力很低,只是在胰脏β-细胞中经酶解后才释放出胰岛素发挥其作用,同时也释放出一分子C肽和两对碱性氨基酸.人胰岛素原C肽部分是三十一肽,其他动物的C肽与人C肽的差异较大.尽管C肽的功能尚不清楚,但人体血浆中C肽含量是检测β-细胞释放胰岛素功能的最好指标.临床放射免疫(放免)方法测定血清中C肽含量已是许多国家糖尿病研究中较为重要的手段.放免建立的先决条件是具备天然的或合成的     

多肽研究(Ⅱ)——α-人心房肽带保护基六肽片段(11—16)的合成

α-人心房肽具有强大的利尿、扩张血管、降低血压等作用。为满足人们对其药理及生理作用的深入研究及临床实验,我们用溶液法成功地合成了该28肽。但在文献[3]报道α-人心房肽带保护基的5个片段合成中,其中1个六肽片段(11—16)的总收率不够理想,这样将会影响到α-人心房肽的大量合成。为此,我们对该六肽片段的合成又作了进一步的研究。首先按原路线改用N-羟基苯骈三唑活泼醋法进行缩合(合成路线见图1)。     

叶绿体和线粒体的内共生起源学说

(6)肽酰 tRNA 转位酶蛋白质在核糖核蛋白体上合成的步骤:首先是氨基酰tRNA 结合到核糖核蛋白体的 A 位上。然后,原位于核糖核蛋白体 D 位上的肽酰 tRNA 中的多肽链与 A 位上的氨基酰 tRNA 起反应,形成了位于 A 位的肽酰 tRNA,但肽链增加了一个氨基酸。以后,在肽酰 tRNA 移位酶的参与下,肽酰 tRNA 又移回到 D 位上,以便与 A 位上新的氨基酰 tRNA 起反应。如此循环往复,蛋白质即逐步被合成出来。     

去六肽(B_(25)-B_(30))胰岛素(DHI)的酶促合成

我们曾用半合成方法从DOI制备胰岛素的类似物,说明去六肽(B_(25)-B_(30))胰岛素仍具有胰岛素的生物活力。由于在半合成中羧基的酯化及皂化有副反应产生,半合成产物的质量尚待提高。井上等利用胰蛋白水解酶的逆反应成功地将人胰岛素的八肽(B_(23)-B_(30))与猪的DOI反应而获得人的胰岛素。在本工作中我们研究了DHI酶促合成的适宜条件及产物的分离,获得了均一的DHI。     

家兔中脑导水管周围灰质注射甲七肽及其降解酶抑制剂引起的镇痛可以被纳络酮阻断

甲七肽(酪-甘-甘-苯丙-甲硫-精-苯丙)是1979年由Stern等发现的一种内源性阿片样肽,它可被血管紧张素转换酶(ACE)所降解,已知ACE的特异性抑制剂Captopril具有中枢镇痛作用并可为纳络酮所阻断,因而推测Captopril可能因抑制甲七肽的降解而发挥镇痛作用,但Captopril镇痛的具体作用部位迄今未明。     

甲八肽酰胺和甲八肽氨酸作用于豚鼠迴肠与小鼠输精管k受体

甲八肽酰胺(metorphamide, Met~5-enkephalyl-Arg~6-Arg~7-Val~8-NH_2)系从牛尾核和人嗜酪细胞瘤中分离到的一个内阿片肽。Weber等合成了该肽并测定与阿片受体的结合活性,发现甲八肽酰胺对μ受体有高度亲和力,对k受体亲和力较弱,约为μ受体的一半,而对δ受体几无作用。本文研究合成的甲八肽酰胺及甲八肽氨酸(Met~5-enkephalyl-Arg~6-Arg~7-Val~8-OH)     

丙烯酰胺在胶束和微乳液中聚合动力学研究

1959年Duynstee等人提出胶束催化之后,已引起人们的关注,成为一个活跃领域.近10多年来把胶束作为模拟酶催化模型,对于生物化学的研究更加深化,在光合作用和肽的合成方面显示出巨大的潜力.微乳液是油、水、表面活性剂和助表面活性剂组成的透明、各向同性热力学稳定的体系.微乳液结构有油包水(W/O)、水包油(O/W)和双连续(B.C.)3种类型.微乳液的结构及结构     

两亲性的蝎毒毒素扰动脂双层促进脱血红素细胞色素c跨膜运送

细胞质中合成的线粒体蛋白质大部分在N-端有一段导肽,导肽的两亲性对引导该蛋白质进入线粒体是很重要的。导肽的作用可能是对膜脂进行扰动以便使牵引的蛋白质通过脂双层。细胞色素c的前体——脱血红素细胞色素c(Apocytochrome c简称apocy.c)是在细胞质中合成的,它本身没有导肽,但它能自发地插入或通过人工膜,不同来源的apocyt.c可能由于N-端序列形成的二级结构的两亲性的差异导致其转运能力不同。     

新皮啡肽类似物的设计、合成、构象和生物活性的研究

内源性类阿片肽(Endogenous opioids)是指由机体产生的具有与吗啡(鸦片有效成分)相似生理作用的一些肽类物质,包括脑啡肽、内啡肽、强啡肽、皮啡肽和新皮啡肽等,其作用相当广泛,以镇痛方面的研究较多,但目前对其镇痛的作用原理仍不甚了解.新皮啡肽(Deltorphins)是1989年从一种南美洲树蛙的皮肤中发现的具有很强镇痛活性的一类神经肽,它选择性地结合δ受体.从文献检索看出,有关新皮啡肽的整体镇痛活性及对免疫功能的影响等方面的研究还未见报道,新皮啡肽Ⅱ的构象的研究也未见报道.     

Bd-BH3结构域短肽对线粒体PTP的作用及其机制

在细胞凋亡过程中,线粒体通过释放促凋亡因子对细胞凋亡进行调控.而促凋亡因子的释放主要是由Bcl-2家族成员相互作用来调控的.Bcl-2家族成员在线粒体中的主要作用位点是内外膜接触点上的膜透过性转运孔(PTP).应用体外方法来探讨促凋亡蛋白Bid的BH3结构域短肽对线粒体及其PTP的作用.实验发现促凋亡蛋白Bid的BH3结构域短肽能作用于线粒体PTP,引起线粒体肿胀、跨膜电位下降和细胞色素c释放;而突变的Bid-BH3结构域短肽因为不能与抑凋亡蛋白Bcl-xL结合而没有上述作用.此外,Bcl-xL和环胞菌素A(CsA)能抑制Bid-BH3短肽引起的线粒体膜通透性改变.以上结果说明.Bid-BH3短肽通过作用于线粒体PTP而使得线粒体膜通透性改变,可能通过Bid-BH3与Bcl-xL的结合并抑制Bcl-xL的抑凋亡进而实现促凋亡作用,对合成的Bid-BH3短肽促凋亡作用的研究,为将来研究细胞凋亡调控药物提供了基础.     

磁螺菌(Magnetospirillum gryphiswaldense)氢酶基因功能分析及对细胞生长的影响

探讨了磁螺菌(Magnetospirillum gryphiswaldense MSR-1)氢代谢与细胞生长、磁小体合成之间的关系. 分别构建了吸氢酶大亚基基因hupL缺失突变株L206和氢酶大亚基基因hyaB与hupL的双缺失突变株B206. 比较了野生型菌株与突变株在摇瓶培养条件下的吸氢量、放氢量、细胞生长曲线和铁的吸收, 并结合电子显微镜观察了细胞内磁小体合成情况. 结果表明, 磁螺菌HupSL为专一性的吸氢酶, HyaAB为专一性的放氢酶; L206在磁小体合成过程中的放氢量相对较高, 其生长速度、铁吸收速度明显快于MSR-1及B206. 推测磁螺菌可通过上述吸氢酶和放氢酶的作用适当调节细胞内还原力的平衡, 促进铁的吸收和磁小体合成.     

脑神经肽类激素Allatostatin4的一级结构与活性研究

保幼激素(JH)对昆虫的生长发育,卵子成熟起着重要作用,它是通过咽侧体(CA)合成并释放的一种激素.脑神经分泌细胞分泌的神经肽类激素通过神经或体液途径传递到CA,以调节CA的JH生物合成.至今所知咽侧体抑制激素Allatostatin4(AST4)是Allatostatins族系中最短的一个肽,它是由8个氨基酸构成,其氨基酸序列如下:     

一种新的有机磷降解酶基因ophc2的克隆与表达

将来源于假产碱假单胞菌(Pseudomonas pseudoalcaligenes)的有机磷降解酶OPHC2进行了N端及内肽的氨基酸序列测定, 根据得到的氨基酸序列设计合成了简并引物, 通过PCR和反向PCR从Pseudomonas pseudoalcaligenes中克隆出有机磷降解酶基因ophc2. 编码基因全长975 bp, (G+C)含量为63%, 有一个可读框, 编码324个氨基酸, 酶蛋白理论分子量为36 kD. 编码基因的核苷酸序列分析表明,与目前发表的有机磷降解酶基因相比同源性很低, 最高的只有46.4%, 说明这是一个新的有机磷降解酶基因. 将克隆得到的带有信号肽编码序列的和不带信号肽编码序列的有机磷降解酶基因, 分别与载体pET-30a构建重组表达质粒, 得到的表达产物具有正常的生物学活性.     

一氧化氮通过依赖和不依赖活性氧的信号途径介导桔青霉细胞壁诱导子促进红豆杉悬浮细胞中紫杉醇生物合成

一氧化氮(NO)和活性氧(ROS)是植物体内两种常见的信号分子, 在植物抗逆反应等过程中起重要作用. NO合成和氧化迸发(oxidative burst)以及ROS积累是红豆杉悬浮细胞在桔青霉细胞壁诱导子处理下出现的两个早期反应. 为了探讨NO和ROS在桔青霉细胞壁诱导子促进红豆杉细胞紫杉醇合成过程中的作用及其相互关系, 分别以NO专一性淬灭剂cPITO, 一氧化氮合酶(NOS)抑制剂PBITU, 质膜NAD(P)H氧化酶抑制剂DPI以及超氧离子(O₂^-)和过氧化氢(H₂O₂)淬灭剂超氧化物歧化酶(SOD)及过氧化氢酶(CAT)处理红豆杉细胞. 结果表明, cPITO和DPI不仅可以分别抑制红豆杉细胞的NO合成和ROS积累, 同时还可以阻断诱导子对紫杉醇合成的促进作用, 说明NO和ROS是参与桔青霉细胞壁诱导子促进红豆杉细胞中紫杉醇合成调控的信号分子. cPITO和PBITU同时还可以部分抑制诱导子对红豆杉细胞氧化迸发的诱发作用. 外源NO单独处理可以促进红豆杉细胞中紫杉醇合成, DPI可以抑制NO对紫杉醇合成促进作用. 然而, 即使在红豆杉细胞中ROS积累被完全抑制的情况下, NO和桔青霉细胞壁诱导子对细胞中紫杉醇的合成仍然具有一定的促进作用. 上述结果表明, NO可以通过依赖和不依赖ROS的两类不同信号途径介导真菌诱导子诱发红豆杉细胞中紫杉醇的生物合成. 实验结果同时也表明, NO和桔青霉细胞壁诱导子对红豆杉细胞中紫杉醇合成的促进作用可以被CAT抑制, 但不受SOD的影响, 说明氧化迸发产生的H₂O₂可能是介导NO和桔青霉细胞壁诱导子诱发紫杉醇合成的信号分子.     

科学家发现植物肽激素作用的新机制

<正>最近十几年的研究表明,植物肽类激素,同植物经典激素一样,对植物体的生长发育等生理活动具有重要的调控作用.1991年,番茄系统素作为第一个植物肽类激素被发现,之后很多植物肽类激素及其受体又被陆续鉴定出来.植物磺化肽激素(phytosulfokine,PSK)是1996年被发现和研究的一种含两个酪氨酸磺化修饰的五肽激素如图1(a),后续的研究表明它在植物的生长发育、抗逆和先天免疫等     

鱿鱼研究有助于探索神经功能

据美国伊利诺斯工艺学院的霍斯金(C.G.Hoskin)介绍,已发现鱿鱼神经含有一种酶,它能催化分解一些有机磷化合物并使其变得完全无毒。其中包括某些神经毒气,例如二异丙基磷酰氟(DFP)。霍斯金等人纯化了这种酶,把它称做DFP酶,并试验了它对天然和合成化合物的作用。结果揭示,DFP酶的实际底物可能是一种稀有的磷脂。生物学教授霍斯金研究了神经功能的生物化学和有机磷化合物的神经学效应。有机磷化合物在实验     

SAM自由基酶研究进展:新反应与新机制

S-腺苷-L-蛋氨酸(S-adenosyl-L-methionine, SAM)自由基酶是当今酶学领域的研究热点.该类酶通过结合的辅因子SAM和[4Fe-4S]簇催化生物体中一系列重要的自由基反应,自2001年被正式命名以来,成员不断壮大,目前已成为最大的酶家族之一.近年来, SAM自由基酶领域有大量新反应和新催化机制被报道.本文对近5年部分代表性成果进行酶催化机制的介绍,内容涉及核糖体肽翻译后修饰、核苷类化合物以及多种小分子生物合成.通过底物分类,让读者更容易理解SAM自由基酶催化反应的广泛性与多样性.同时对该领域新发现的新颖的有机金属催化自由基反应机制进行了介绍,并对SAM自由基酶领域的未来发展方向进行展望.     

(2′,5′)寡聚腺苷酸(2-5A)合成酶及其生理功能的研究——人白细胞2-5A合成酶的特性

2-5A合成酶是干扰素抗病毒、抗细胞增生过程中的关键酶。由它催化合成的2-5A能激活细胞中的RNase L降解病毒mRNA及细胞rRNA,从而起到抑制病毒增殖与细胞增生的作用。病毒感染、注射干扰素或poly(I)·poly(C)能诱导人体内白细胞产生2-5A合     

乳腺癌细胞靶向特异性多肽研究

通过噬菌体肽库技术, 研究能特异性结合并具有携带目的基因进入靶细胞能力的多肽. 以人乳腺癌细胞MDA-MB-231为靶细胞, 与pC89噬菌体肽库共培养筛选出能特异性进入靶细胞的小肽噬菌体. Subtilisin被用于灭活未进入细胞的噬菌体, 进入细胞的特异性小肽噬菌体经细胞裂解、转化E. coli XLI-Blue得到扩增. 经5轮反复共培养, 富集得到能特异性进入乳腺癌细胞的小肽噬菌体. 以RGD-integrin binding噬菌体为对照, 分别检测乳腺癌细胞特异性小肽噬菌体与MDA-MB-231、其他乳腺癌细胞株以及实体瘤细胞株的亲和性. 测序并合成无噬菌体外壳蛋白的特异性多肽(CASPSGALRSC)以标记FITC; 同时为了解氨基酸序列排列对特异性的影响, 合成了调整氨基酸序列排列次序的多肽(CGSLSRAPSAC), 并检测其与人乳腺癌细胞的特异性. 实验获得与MDA-MB-231细胞特异性结合的小肽噬菌体; 合成的无噬菌体外壳蛋白的多肽序列保持与MDA- MB-231细胞的特异性, 并且亲和性高于嵌合蛋白(RGD-integrin). 本研究建立了一种利用噬菌体肽库研究能结合或进入不同细胞的未知多肽的技术; 得到了一条能与MDA- MB-231高特异性结合的氨基酸多肽序列; 这种高特异性呈现氨基酸多肽序列高度依赖性; 该氨基酸多肽具有作为乳腺癌基因治疗高效靶向性载体的潜在临床应用价值.