Characterization of the putative tryptophan synthase β-subunit from Mycobacterium tuberculosis

The increasing emergence of drug-resistant tuberculosis （TB） poses a serious threat to the control of this disease. It is in urgent need to develop new TB drugs. Tryptophan biosynthetic pathway plays an important role in the growth and replication of Mycobacterium tuberculosis （Mtb）. The β-subunit of tryptophan synthase （TrpB） catalyzes the last step of the tryptophan biosynthetic pathway, and it might be a potential target for TB drug design. In this study, we overexpressed, purified, and characterized the putative TrpB-encoding gene Rv1612 in Mtb H37Rv. Results showed that Mtb His-TrpB optimal enzymatic activity is at pH 7.8 with 0.15 M Na^＋ or 0.18 M Mg^2＋ at 37℃. Structure analysis indicated that Mtb TrpB exhibited a typical β/α barrel structure. The amino acid residues believed to interact with the enzyme cofactor pyridoxal-5＇-phosphate were predicted by homology modeling and structure alignment. The role of these residues in catalytic activity of the Mtb His-TrpB was confirmed by site-directed mutagenesis. These results provided reassuring structural information for drug design based on TrpB.     

1型糖尿病葡萄糖代谢与胰岛素信号传导途径异常导致大鼠海马Alzheimer样tau蛋白过度磷酸化修饰

Tau蛋白过度磷酸化是Alzheimer病(Alzheimer disease, AD)的一个重要病理特征.采用 I 型糖尿病大鼠模型,研究胰岛素信号传导途径及葡萄糖代谢失调对tau蛋白过度磷酸化的形成机制进行探讨.以同龄Wistar大鼠做对照（CTL）,胰腺大部分切除造低胰岛素组（PX）,STZ较大剂量一次性注射造1型糖尿病模型即低胰岛素高血糖组（T1DM）.葡萄糖氧化酶法检测血浆血糖,放免法检测血浆胰岛素,蛋白质印迹分析海马内总tau蛋白及tau蛋白上部分位点（Ser199、Thr212、Ser214、Ser396及Ser422）的磷酸化及神经细胞膜上葡萄糖转运子3（Glucose transport 3,GLUT3）水平.γ-32P-ATP和特异性底物肽检测海马内胰岛素信号传导系统中的关键酶糖原合成酶激酶-3β（Glycogen synthase kinase-3β, GSK-3β）活性.发现3组大鼠海马回总tau蛋白水平无显著差异,但以高血糖、低胰岛素血症为特征的T1DM组在tau蛋白Ser199、Thr212、Ser214、Ser396及Ser422位点上,呈现过度磷酸化状态,以低胰岛素血症为特征而血糖正常的PX组在位点Ser199、Thr212及Ser396上磷酸化程度比CTL组显著上升, 在位点Ser214及 Ser422上的磷酸化程度的改变不显著;T1DM及PX组大鼠海马 GSK-3β活性显著高于CTL组, 而GLUT3水平在T1DM和PX组均降低, 尤以T1DM组降低更显著.研究结果显示,胰岛素水平低下可能通过激活GSK-3β和下调细胞内葡萄糖代谢的双重作用引起脑内tau蛋白过度磷酸化.     

S-腺苷-L-蛋氨酸(SAM)稳定性盐产品制备的研究

研究了S-腺苷-L-蛋氨酸(SAM)盐产品的制备方法,确定了甲醇沉淀结晶SAM硫酸盐的最优条件,进一步优化了脱色精制SAM双盐产品的方法。破胞液经超滤后,过D152树脂以硫酸溶液洗脱,可得到纯度(色谱纯)在98%以上的SAM硫酸盐产品,以对甲苯磺酸溶液溶解SAM硫酸盐后脱色精制得到SAM硫酸对甲苯磺酸双盐。     

硫矿硫化叶菌MTSase和MTHase基因的克隆与表达

从嗜热硫矿硫化叶菌(Sulfolobussolfataricus)ATCC35092的基因组中用PCR方法扩增得到编码MTSase和MTSase的基因,分别将其插入原核表达载体pTrc99a中,并转入大肠杆菌BL21(DE3),进行诱导表达。MTSase和MTHase酶活产率达到了31.3U/g(wetcell)和403U/g(wetcell)。在75℃,pH5.0条件下,两酶联合作用转化淀粉生产海藻糖,当淀粉浓度为15%,DE值为10时,海藻糖转化率最高为53.6%。     

不同类型土壤上种植的小麦籽粒中与淀粉合成相关的酶活性变化

测定池栽条件下灰潮土、水稻土、砂姜黑土上种植的强筋小麦‘郑麦9023’籽粒灌浆过程中腺苷二磷酸葡萄糖焦磷酸化酶（AGPP）、尿苷二磷酸葡萄糖焦磷酸化酶（UGPP）、可溶性淀粉合成酶（SSS）、淀粉粒结合淀粉合成酶（GBSS）、淀粉分支酶（SBE）5个与淀粉合成有关的酶活性变化的结果表明,不同类型土壤上种植的小麦籽粒中AGPP、UGPP、SSS、GBSS、SBE活性均呈单峰曲线变化,花后18d,AGPP、UGPP、SSS和SBE活性达到峰值,而GBSS则在花后24d达到峰值。AGPP、SSS、SBE活性峰值表现为灰潮土〉水稻土〉砂姜黑土,UGPP峰值表现为灰潮土〉砂姜黑土〉水稻土,GBSS峰值则表现为水稻土〉灰潮土〉砂姜黑土。     

生物信息学在植物谷氨酰胺合成酶同工酶基因研究中的应用

介绍了生物信息学在植物谷氨酰胺合成酶同工酶基因研究中的应用进展。     

β连环素在新生儿细支气管的表达与研究

目的研究β-cat在新生儿细支气管中的表达情况,探讨β-cat在新生儿支气管发育中的作用。方法采用免疫组化(SP)法,检测22例尸检新生儿β-cat、GSK-3β在细支气管上皮细胞的表达,以12例儿童为对照。结果β-cat在新生儿组有6例出现细胞膜表达降低、3例出现胞质表达、2例胞核表达;对照组中2例胞膜表达减少,1例胞质表达。β-cat的平均光密度值在新生儿组为0·112±0·024,对照组为0·128±0·037。两组比较P>0·05,无显著性差异;GSK-3β平均光密度值在对照组为0·147±0·037,新生儿组为0·115±0·028,两组比较P<0·05,有显著性差异。结论β-cat在新生儿细支气管的异位表达,提示Wnt信号与支气管的发育成熟有关。     

萝芙木异胡豆苷合成酶基因的克隆与分析

以萝芙木叶片为材料,应用RT-PCR方法首次克隆了萝芙木萜类吲哚生物碱(terpeno id indo le a lka lo ids,T IA s)生物合成途径中重要的限速酶——异胡豆苷合成酶(strictos id ine syn thase,STR)基因(G enB ank登录号DQ 0170054)并进行了生物信息学分析,以pCAM B IA 1304为基本载体构建其植物高效表达载体pCAM B IA 1304 -R vSTR.生物信息学分析表明,该基因的编码区长度为1 035 bp,编码344个氨基酸的多肽,其理论分子量为38.2kD,等电点为5.2,N-端有一长度为27个氨基酸的信号肽;二级结构预测表明,延伸链和不规则盘绕是R vSTR蛋白最大量的结构元件,而α-螺旋和β-转角则散布于整个蛋白质中.同源性分析表明,R vSTR和其它植物来源的STR同源;采用M EGA 3构建了具代表性的植物STR的分子系统发育树,首次提出植物来源的STR分为2种类型,即STR 1和STR 2,其中来源于能够产生T IA s的植物的STR属于STR 2类型.     

肥胖及2型糖尿病大鼠Alzheimer病样Tau蛋白过度磷酸化修饰及机制探讨

Tau蛋白异常过度磷酸化修饰在阿尔茨海默病(Alzheimerdisease,AD)发病机理中起非常重要的作用,而2型糖尿病是AD的风险因素之一.采用蛋白质印迹研究2型糖尿病及单纯肥胖大鼠脑中海马回tau蛋白磷酸化程度,发现在这两种大鼠模型中海马tau蛋白在多个位点上都呈现过度磷酸化状态.同时,胰岛素信号传导系统中的关键酶糖原合成激酶-3β(glycogensynthasekinase-3β,GSK-3β)活性在这两种大鼠模型的海马回中明显增高,经脑立体定位法向大鼠海马回注射GSK-3β抑制剂氯化锂(LiCl),可阻止2型糖尿病及肥胖大鼠模型中的GSK-3β激活,但仅阻止单纯肥胖大鼠海马回tau蛋白过度磷酸化.另外,海马神经细胞膜上胰岛素受体β亚基水平在两种实验模型中显著下降.研究结果表明,2型糖尿病及肥胖可能通过增高胰岛素抵抗,从而导致GSK-3β激活和tau蛋白的过度磷酸化来提高AD的发病风险.2型糖尿病脑中低下的葡萄糖代谢也可能在tau蛋白的过度磷酸化起一定作用.     

葱蝇海藻糖-6-磷酸合成酶基因的克隆、序列分析及滞育相关表达

海藻糖-6-磷酸合成酶（trehalose-6-phosphate synthase, TPS）是昆虫海藻糖合成途径中的关键酶之一。本研究通过对葱蝇Delia antiqua海藻糖-6-磷酸合成酶基因的克隆、 序列分析及滞育相关表达的分析, 旨在证明该基因在能源合成以及抵御高温和低温环境方面发挥重要作用, 为进一步弄清葱蝇滞育分子机制提供理论依据。根据葱蝇抑制消减杂交文库中的EST序列信息, 设计特异性引物, 并通过RACE技术克隆了葱蝇海藻糖-6-磷酸合成酶基因全长cDNA, 命名为DaTPS1 （GenBank登录号： JX681124）, 其全长为2 904 bp, 开放阅读框2 448 bp, 编码815个氨基酸, 推测其相对分子质量为91.2 kD, 等电点为5.96。生物信息学分析表明, 该基因编码的氨基酸序列具有两个保守结构域, 与其他物种TPS具有较高的同源性, 其中和黑腹果蝇Drosophila melanogaster亲缘关系最近, 氨基酸序列一致性为92.1%; 其蛋白质三维结构有15条大的α螺旋和11股反向平行的β链折叠。RT-PCR分析表明, DaTPS1在葱蝇非滞育、 夏滞育和冬滞育期蛹中都有表达, 但是非滞育期各时期表达量基本没有变化, 而在夏滞育和冬滞育蛹的滞育前期表达量较高, 滞育保持期表达量较低, 滞育期后期表达量又有所升高。推断在葱蝇蛹夏滞育和冬滞育期前期, TPS1开始催化合成较多的海藻糖以提高滞育期抵御不良环境的能力, 滞育保持期蛹的新陈代谢降低, 所需能量较少, 所以TPS1处于低水平表达状态, 而滞育期结束后, 蛹生长发育逐渐恢复, 所需能量有所增加, TPS1的表达量再次升高。本研究对揭示昆虫TPS在能量代谢通路中的作用及昆虫滞育的分子机理具有一定的科学意义。