Aldose reductase structures: implications for mechanism and inhibition

During chronic hyperglycaemia, elevated vascular glucose level causes increased flux through the polyol pathway, which induces functional and morphological changes associated with secondary diabetic complications. Inhibitors of aldose reductase (ARIs) have been widely investigated as potential therapeutic agents, but to date only epalrestat is successfully marketed for treatment of diabetic neuropathy, in Japan. Promising compounds during in vitro studies or in trials with animal models have failed to proceed beyond clinical trials and to everyday use, due to a lack of efficacy or adverse side effects attributed to lack of inhibitor specificity and likely inhibition of the related aldehyde reductase (ALR1). Knowledge of the catalytic mechanism and structures of the current inhibitors complexed with ALR2 are means by which more specific and tightly bound inhibitors can be discovered. This review will provide an overview of the proposed catalytic mechanism and the current state of structure-based drug design.     

Modulation of 3-hydroxy-3-methyl glutaryl CoA reductase by 2,3-diphosphoglyceric acid

Summary Rat liver microsomal 3-hydroxy-3-methylgularyl CoA (HMG-CoA) reductase was activated by 50% at a concentration of 0.4 mM 2,3-diphosphoglyceric acid (DPG) and by 11-fold at 10 mM DPG. DPG also prevented the inactivation of HMG-CoA reductase by ATP and Mg⁺⁺. Rat liver microsomal HMG-CoA reductase prepared in the presence of 1 mM DPG was significantly more active than when prepared in the absence of DPG. Activation of the enzyme by DPG and protection of the enzyme against inhibition by ATP and Mg⁺⁺ by DPG were also observed with solubilized HMG-CoA reductase.This work was supported by Research Award # 697 G2-1 from the American Heart Association, Greater Los Angeles Affiliate, and by grant # 1R01 HL22672 from the National Institutes of Health. We thank M. Brun and M. Curtis for their excellent technical assistance.     

丹参酮类化合物对醛糖还原酶抑制作用的研究

从西藏灵芝丹参的脂溶性提取物中分离出了12个丹参酮类化合物,并对这些化合物对牛晶状体醛糖还原酶的抑制作用进行了研究,结果表明丹参酮类化合物对醛糖还原酶均具有较强的抑制作用,其中带有半醌结构的丹参酮类化合物化合物S6、S7、S8、及S9对醛糖还原酶的抑制作用活性最强,IC50值分别为32.9μmol/L、36.5μmol/L、34.9μmol/L和39.6μmol/L。     

TBBPA对美洲鳗鲡谷胱甘肽代谢相关指标的影响

在实验生态条件下,研究了TBBPA对美洲鳗鲡(Anguilla rostrata)幼鳗体内谷胱甘肽代谢相关指标的影响.在本实验暴露剂量和时间范围内,GST活性高浓度组被显著诱导;GPx活性高浓度组首先在暴露第三天被显著诱导,其后暴露第七天降低至对照组水平,中浓度组则在暴露第七天被显著诱导;GR活性仅低浓度组表现为显著抑制作用;GSH含量仅中浓度组显著增加.这些相关指标的变化间接反映了生物体受到不同程度的氧化胁迫时表现出的应激效应,有可能作为水环境中TBBPA污染的生物监测指标.对照组中除GPx活性外,其余三个指标均随时间的变化显著升高或降低.表明这些指标易受环境非污染因素扰动的影响,因此作为生物标记时应充分考虑到各种可能的影响因素.     

纳米TiO2对土壤中硝态氮质量比及硝酸还原酶活性的影响

用室内模拟培养实验考察纳米TiO₂对土壤中硝态氮质量比及硝酸还原酶（nitrate reductase, NR）活性的影响. 结果表明: 纳米TiO₂可降低土壤中硝态氮质量比和NR活性, 随着培养时间的增加, 降低程度呈先增加后降低的趋势; 在相同采样时间下, 纳米TiO₂在不同土壤中硝态氮质量比和NR活性的降低程度为沙土>黑土>草炭土, 且降低程度随纳米TiO₂添加量的增加而增加; 紫花苜蓿使纳米TiO₂对土壤中硝态氮质量比和NR活性的降低程度减弱. 因此, 纳米TiO₂可降低土壤反硝化作用强度和速率; 紫花苜蓿可降低纳米TiO₂的生物毒性.     

杨树不同器官蛋白质和3种氮代谢酶的动态变化

以杨树无性系797杨(Populus deltoides×P.euramericana)1年生苗为材料,对不同器官蛋白质含量与硝酸还原酶、谷氨酰胺合成酶、蛋白酶等3种氮代谢关键酶的动态变化与关系进行了研究。结果表明:杨树不同器官(木质部、皮层、根部)蛋白质含量在芽萌发期间(4月中旬)最低,木质部和皮层是杨树越冬期间贮藏蛋白质的主要贮存场所,根部相对较低。叶片和根部硝酸还原酶(NR)活性分别在9月初和10月中旬达到最大,落叶前后明显下降。叶片谷氨酰胺合成酶(GS)活性在5月中旬和10月中旬有两次高峰,与蛋白质变化趋势一致,而根部在芽萌发期间达到最大,与蛋白质变化趋势相反,两部位GS活性落叶前后明显下降。根部蛋白酶在春季芽萌发期间随着贮藏蛋白质的降解其活性逐渐上升,落叶前后,亦呈上升趋势,与蛋白质含量呈显著的负相关关系。     

后期叶面追施氮肥对小麦碳氮代谢的影响

小麦生育后期叶面追施氮肥,显著地提高小麦后期功能叶的光合强度,硝酸还原酶活力;旗叶总氮含量和叶绿素含量;有效地防止了功能叶的早衰,产量增加18.1—34.6%,籽粒蛋白质含量增加38.9—116.5%;单位面积的蛋白质收获量增加近两倍;此外穗部性状也大大改善。这些结果充分表明;在小麦生育后期叶面追施氮肥有很好的效应,尤其在品质改良上将做出贡献。     

两种激发光诱导的硫氧还蛋白还原酶分子荧光光谱研究

分别以波长为253．7nm的紫外光及波长为407nm的紫色发光二极管为激发光源,诱导硫氧还蛋白还原酶(thioredoxin reductase,TR)分子产生荧光,用组合式多功能光栅光谱仪记录荧光谱。通过分析比较TR溶液与溶剂的荧光光谱,得到了这2种激发光诱导的TR分子荧光光谱的特性。该文的研究结果为进一步将荧光光谱法用于TR的定性、定量分析乃至结构分析提供了依据。     

红光对菊花水培插枝生根及生理生化活性的影响

红光下水培菊花茎段生根比自然光下生根早、生根率高、根数多、茎段生长壮、叶绿素和可溶性糖含量也均高于自然光下．红光还可增强叶片中NR活性．     

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。