一个新硝基还原酶基因NOR1编码区单核苷酸多态及与鼻咽癌的关联分析

NOR1基因是中南大学湘雅医学院肿瘤研究所克隆的一个鼻咽癌表达下调新基因 ,生物信息学预测NOR1基因含有硝基还原酶结构域 ,该基因可能参与亚硝胺类化学致癌物在体内的代谢过程 ,从而与鼻咽癌的发生密切相关 .通过采用病例 对照的研究方法 ,利用测序技术对 144名鼻咽癌患者和匹配的 144名正常人NOR1基因编码区单核苷酸多态 (codingregionsinglenucleotidepolymorphisms ,cSNPs)进行基因分型 ,关联分析结果显示所检测到的两个cSNPs之间存在连锁不平衡 ,且均与鼻咽癌发病相关 ,两个cSNPs及它们所组成的单倍型相对危险度分别为 1 3 6、 1 64和 1 3 7.两个cSNPs的多态性改变均使NOR1基因编码蛋白一级结构发生了变化 ,这种改变可能影响NOR1基因编码蛋白的结构和功能 .

一个与化学因素致鼻咽癌相关的硝基还原酶基因的克隆与鉴定(英文)

在运用cDNAmicroarray分析鼻咽癌细胞系CNE1与正常鼻咽上皮细胞差异表达基因的基础上 ,发现ESTW 95 442在细胞系CNE1中存在明显表达下调 .随后采用生物信息学的方法克隆出了该EST所代表的硝基还原酶基因NOR1(GenBank登录号为AF4 6 2 348) .Northern印迹分析表明 ,该基因在脑、心脏、肺等正常组织中均有 2个转录产物 (1.6kb ,1.2kb) .RT PCR分析显示 ,NOR1基因在鼻咽癌活检组织中也存在表达下调 .但酶活性测定实验表明 ,它在鼻咽癌细胞系CNE1中的活性比正常鼻咽上皮细胞高 .通过基因转染实验发现NOR1基因具有与细菌硝基还原酶NTR相似的功能 ,能够将单功能烷基化试剂 2 硝基苯氮丙啶类化合物CB195 4的第 4位硝基还原成亚硝基从而生成细胞毒性物质 .研究结果表明 。

新克隆的硝基还原酶基因NOR_1的表达及其产物的纯化

背景与目的:NOR1是与鼻咽癌密切相关的抑瘤/易感基因候选者之一,本实验旨在构建NOR1基因原核表达载体,在大肠杆菌中表达并纯化NOR1基因所编码的蛋白。方法:抽提人鼻咽正常组织中总RNA,利用RT-PCR扩增NOR1基因全长,经BamHⅠ、XhoⅠ双酶切后插入同样经BamHⅠ、XhoⅠ双酶切后的pGEX-4T-2质粒,构建表达载体pGEX-4T-2/NOR1重组表达质粒;转化大肠杆菌Jm105,用异丙基-β-D硫代半乳糖苷(isopropyl-thiogalactoside,IPTG)诱导pGEX-4T-2/NOR1/Jm105表达GST融合蛋白后,采用Westernblot验证,并用GST琼脂糖亲和层析柱对目的蛋白进行纯化。结果:酶切鉴定和测序验证成功地构建了NOR1基因原核表达载体,经十二烷基硫酸钠-聚丙烯酰胺凝胶电泳(sodiumdodecylsulphatepolyacrylamidegelelectrophoresis,SDS-PAGE)分析在大肠杆菌Jm105中成功诱导表达了一分子质量约为74kDa的融合蛋白;该融合蛋白存在于细菌裂解液的上清和沉淀中,Westernblot证实表达获得了成功;并利用亲和层析法获得了纯化蛋白。结论:成功获得了高效表达NOR1基因的原核表达产物,通过对该融合蛋白的纯化为它的多抗制备奠定了基础。

硝基还原酶结构域蛋白1在大鼠睾丸组织中特异性高表达在人类睾丸癌中表达下调(英文)

通过克隆分离鉴定得到大鼠硝基还原酶结构域蛋白1(rNOR1),发现rNOR1 cDNA含有1 418个碱基,编码含379个氨基酸残基的rNOR1蛋白.rNOR1与人类NOR1(hNOR1)和小鼠NOR1(mNOR1)的同源性分别为89%和93%,这三种同源蛋白都含有OSCP1家族的保守结构域.rNOR1基因在大鼠睾丸中选择性高表达,而且与之同源的人类hNOR1也选择性高表达于睾丸中.通过免疫组化检测人类不同睾丸癌中的hNOR1蛋白表达,发现hNOR1蛋白在非癌变睾丸组织和胚胎性癌组织中高表达,而在精原细胞癌和分化型非精原细胞癌(畸胎瘤,卵黄囊瘤)中低表达.这些数据表明,hNOR1可能是一种睾丸选择性表达基因,睾丸癌hNOR1表达的改变或许可以帮助我们阐明hNOR1蛋白在生殖细胞系肿瘤发生中的功能.

硝基还原酶/CB1954自杀基因系统对宫颈癌Hela细胞杀伤效应的实验研究

目的:体外观察大肠杆菌硝基还原酶/[5-(1-氮丙啶)-2,4-二硝基苯甲酰胺](以下简称NTR/CB1954)自杀基因系统对宫颈癌Hela细胞的杀伤效应,探索一种新的宫颈癌基因治疗方法。方法:利用PCR技术从Escherichia coli K12的基因组中扩增出编码NTR的基因nfsB,酶切后,连接到真核表达载体pcDNA3上,获得重组载体pcDNA3-nfsB,lipofectamineTM2000脂质体转染法将pcDNA3-nfsB转染Hela细胞,筛选稳定表达细胞株,应用RT-PCR以及SDS-PAGE检测NTR在Hela细胞中的表达,MTT法检测NTR/CB1954对Hela细胞活力的影响,流式细胞术检测亚二倍体细胞率改变,PI/Hoechest33258双染荧光显微镜下观察Hela细胞凋亡率。结果:成功构建了真核表达载体pcDNA3-nfsB,获得稳定表达NTR的Hela细胞株,在mRNA水平以及蛋白水平检测到NTR在Hela细胞中的表达,NTR/CB1954自杀基因系统明显影响Hela细胞的活力,增加了Hela细胞的凋亡率。结论:NTR/CB1954自杀基因系统对Hela细胞在体外通过凋亡产生明显的杀伤效应。

硝基还原酶催化还原硝基苯酚的研究

在辅酶NADH存在下,以硝基还原酶催化还原对-硝基苯酚(4-nitrophenol,4-NP)和2,4-二硝基苯酚(2,4-dinitrophenol,DNP)。通过紫外-可见分光光度法、高效液相色谱法和质谱法分析还原反应产物,确定4-NP被还原生成了对-羟氨基苯酚和对-氨基苯酚,DNP被还原生成了H--DNP。计算得出每毫克酶在有氧条件和无氧条件下对硝基苯酚的还原率分别为4.176和4.172 nmol/h,可见有氧条件和无氧条件下具有相似的还原率,所以实验所用硝基还原酶属于对氧不敏感型(TypeⅠ)。由上述结论推测出硝基苯酚的酶催化还原机制。

微生物源硝基还原酶催化反应的研究

在建立的微生物源硝基还原酶筛选模型上,从众多微生物菌株中筛选诱变到一株细菌134-13,其培养液能将对-(N-苯基甲酰基)邻硝基苯甲醚转化成对-(N-苯基甲酰基)邻氨基苯甲醚,在优化的培养基上培养22h,底物的转化率可达89.4%。

硝基还原酶荧光探针的研究进展

硝基还原酶是一类依赖于黄素单核苷酸或黄素腺嘌呤二核苷酸的细胞质酶,广泛存在于细菌中。肿瘤细胞缺氧通常也可导致胞内硝基还原酶增加。在电子供体如还原型烟酰胺腺嘌呤二核苷酸的存在下,硝基还原酶可以将芳香族硝基化合物有效还原为相应的氨基化合物。这种还原行为不仅用于药物的激活和芳香族硝基化合物的生物降解,同时也可用来设计含硝基的荧光探针对实体瘤细胞的缺氧状况进行检测。本文简要评述近年来硝基还原酶荧光探针的研究进展,包括基于多米诺分解反应以及荧光体上硝基直接还原为氨的反应而发展的荧光探针。

脓肿分枝杆菌硝基还原酶基因的克隆表达及生物信息学分析(英文)

目的克隆表达脓肿分枝杆菌中的硝基还原酶(nitroreductase,Nrd)基因,并对其对应的蛋白质进行生物信息学分析。方法利用PCR技术从脓肿分枝杆菌中扩增Nrd的全基因序列,采用原核表达系统进行体外表达。采用生物信息学方法对Nrd蛋白的理化性质、结构和功能等重要参数进行了预测和分析,对其三级结构进行了同源建模。结果从脓肿分枝杆菌中扩增出660bp的目的片段,体外表达获得了大小约为30kDa的带有His标签的重组蛋白。生物信息学分析显示Nrd蛋白有219个氨基酸组成,理论分子量和等电点分别为24.38kDa和6.52,是一种不稳定的亲水性蛋白质(不稳定系数为54.52,总平均亲水性为-0.244);二级结构以α-螺旋、β-折叠和无规卷曲为主要构件;该蛋白的氨基酸序列与蛋白质结构数据库中3gr3蛋白A链的相似性最高为60%,以3gr3蛋白A链为模板构建了Nrd蛋白的三维结构分子模型。结论成功表达并纯化了脓肿分枝杆菌中的Nrd蛋白。预测结果显示该蛋白是硝基还原酶家族成员之一,这提示Nrd蛋白在脓肿分枝杆菌中可能执行还原对硝基苯甲酸的功能。

新型双光子荧光探针用于高灵敏检测硝基还原酶及细胞成像

以2-乙酰基-6-甲氨基萘为荧光团,对硝基氯甲酸苄酯为识别域,设计合成一种新型双光子荧光探针NNTR。基于单光子和双光子模式考察了NNTR探针的光学特性及其对硝基还原酶(NTR)的荧光响应,发现在NADH催化下,NNTR可与NTR(NTR)反应,5 min后,在单光子激发模式下,510 nm处的发射光强度增加了约350倍,而在双光子激发模式下,810 nm处的发射光强度增加了约500倍,活性截面积可达66 GM(1 GM=1×10^(-50)cm^4·s/photon)。将NNTR探针用于NTR检测,检出限低至22 ng/mL,且具有反应速度快、选择性高、光学稳定性好等特点。考察了探针对HeLa的细胞毒性,并以盖玻片诱导缺氧法使HeLa细胞缺氧,促使NTR过表达,实现了NNTR探针对HeLa活细胞中NTR的成像分析。

一种硝基还原酶探针的合成与研究

硝基还原酶(nitroreductase,NTR)通常在缺氧肿瘤细胞中过表达,其含量与细胞缺氧程度直接相关,因此有效检测NTR对肿瘤的诊断显得尤为重要。本研究设计合成了一种将环状精氨酸-甘氨酸-天冬氨酸(cRGD)与小分子硝基还原酶探针相结合的新型探针,该探针能通过检测细胞内NTR的含量进而研究肿瘤细胞的缺氧情况。紫外-可见吸收光谱、荧光光谱和细胞毒性实验证实了该探针具有很好的生物相容性,对NTR的检测具有高灵敏度、高选择性和高信噪比。细胞共聚焦成像实验证实探针可以与癌细胞特异性结合,为开发硝基还原酶探针提供了一种新的思路。

硝基还原酶催化硝基咪唑还原机理的密度泛函理论研究

低氧是实体肿瘤的重要特征之一,靶向肿瘤低氧的抗肿瘤药物在临床上有广泛的应用。硝基咪唑具有低氧选择特性,在常氧环境下可稳定存在但在低氧环境下可经还原酶代谢发生还原反应,因而一些将硝基咪唑作为低氧响应基团的靶向性抗肿瘤前药近年来被研发并投入临床研究。采用密度泛函理论(Density functional theory,DFT)对硝基还原酶中辅酶还原性黄素单核苷酸(Reduced flavin mononucleotide,FMNH)介导的硝基咪唑还原机理进行了研究。结果表明,还原反应的优势途径为硝基咪唑首先经过第一次1e^(-)/1H^(+)转移,再通过1分子H 2O作为质子转移通道接受来自FMNH的1e^(-)/1H^(+)生成亚硝基咪唑,后续再发生连续的4步1e^(-)/1H^(+)转移,最终生成氨基咪唑。上述结果为新型抗肿瘤低氧激活前药的研发提供了理论参考。

基于SERS纳米探针的细胞内硝基还原酶检测

在缺氧的肿瘤细胞内,硝基还原酶(NTR)通常过表达且其含量高低与缺氧程度呈正相关,因此开发高选择性检测NTR的方法对早期肿瘤诊断至关重要.本文通过修饰对硝基苯硫酚(p⁃NTP)到金纳米粒子(Au NPs)表面构建了一种表面增强拉曼散射(SERS)探针.在缺氧条件下,以还原型烟酰胺腺嘌呤二核苷酸(NADH)作为电子供体,NTR可催化还原芳香硝基为芳香胺,导致纳米探针的SERS光谱发生变化,从而实现NTR的高选择性检测,检出限低至18 ng/mL.该探针毒性低、生物兼容性好,可用于缺氧条件下A549细胞内的NTR分析,为肿瘤细胞的缺氧现象评估提供了一种有效的策略.

球形红细菌生物转化2,4-二硝基甲苯及硝基还原酶性质

为了探索球形红细菌生物转化2,4-二硝基甲苯(2,4-DNT)的中间产物变化趋势及硝基还原酶性质,研究了不同氮源组合对球形红细菌生物转化2,4-DNT的效率及球形红细菌细胞生长的影响,测定了2,4-DNT及2,4-DNT生物转化产物在不同时间的浓度变化,用非变性聚丙烯酰胺凝胶电泳(native-PAGE)法分析了硝基还原酶的同工酶谱,测得了硝基还原酶的动力学参数。结果表明,球形红细菌转化2,4-DNT的最适组合氮源为(NH_4)_2SO_4/酵母膏;球形红细菌能够高效还原2,4-DNT为4-氨基-2-硝基甲苯(4A2NT)和2-氨基-4-硝基甲苯(2A4NT),但4A2NT的含量远大于2A4NT的含量,它们没有进一步还原为2,4-二氨基甲苯(2,4-DAT)。当2,4-DNT初始浓度为20、40和60 mg·L^(-1)时,对球形红细菌产生硝基还原酶活力有明显的促进作用,当2,4-DNT初始浓度为80 mg·L^(-1)时,对该酶活力有抑制作用;当pH值为7时,球形红细菌产生的硝基还原酶活力最高。球形红细菌中硝基还原酶的动力学参数,最大反应速率v_(max)和米氏常数K_m,分别为0.0507 mmol/(L·min)和0.1772 mmol·L^(-1)。

硝基还原酶制备及检测

硝基还原酶(NTR)是一类依赖黄素单核苷酸或黄素腺嘌呤二核苷酸的细胞质酶,可还原芳香族硝基化合物,实现相关药物的激活、解毒和相关环境污染物的生物降解;生命体中NTR含量与细胞缺氧程度直接相关。因此,NTR检测受到广泛关注。为保证NTR较高催化活性,基于工程菌制备NTR,并结合氟硼吡咯研究工作,确定了NTR含量测定方法。

近红外荧光探针对硝基还原酶的检测研究

硝基还原酶(Nitroreductase,NTR)是一种能够催化硝基芳香化合物为芳香胺的还原性酶。NTR在NADH的存在下,可以有效地还原硝基为羟胺或氨基。在缺氧条件下,可观察到细胞内NRT的过表达,在实体肿瘤中,NTR的过表达与低氧状态有关。由于近红外荧光探针具有生物自发光弱,且可实现深层组织成像的优点,近红外荧光探针检测NTR成为当今社会和医疗发展的趋势。本文主要从不同检测机理介绍近两年近红外荧光探针检测NTR的研究进展。

结直肠癌患者肠道大肠埃希菌硝基还原酶NfsA的变异及活性研究

目的通过对比结直肠癌患者与健康人群肠道中大肠埃希菌硝基还原酶NfsA的基因变异及活性差异,初步探讨肠道大肠埃希菌NfsA变异与人结直肠癌发病的关系。方法采集31例肠癌患者(病例组)及30例健康人群(对照组)肠道粪便标本,分离并鉴定出大肠埃希菌,设计特异性引物PCR扩增NfsA的基因片段,采用克隆测序技术比较NfsA的基因序列差异;采用酶-特异性底物法测定并比较NfsA酶活力差异。结果经16SrDNA基因序列对比,鉴定分离出的菌株与弗氏大肠杆菌相符;分离菌株中大肠埃希菌NfsA基因序列有4处变异,其中第714位碱基由G颠换成A、第52位碱基缺失,差异在实验组与对照组之间有统计学意义(P<0.05)。NfsA活性病例组为(46.7±5.0)U/L,对照组为(40.2±4.5)U/L,差异有统计学意义(P<0.05)。结论肠道埃希菌携带的NfsA发生基因突变可能是结直肠癌发病的诱因之一,其机制可能与NfsA基因突变进而上调NfsA活性有关。

染色体步移法克隆Pandoraea sp. BD-33硝基苯硝基还原酶基因

硝基还原酶是一种对辅酶烟酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸(NADPH)、烟酰胺腺嘌呤二核苷酸(NADH)以及黄素腺嘌呤二核苷酸(FAD)依赖性还原酶,本研究克隆的硝基苯硝基还原酶NN-BD-33是其中一种,它依赖于NADPH,以硝基苯维底物催化降解硝基苯成羟基苯胺,同时辅酶NADPH被氧化为NADP+。以公开报道的硝基苯硝基还原酶同源序列为参考,通过染色体步移法从Pandoraea sp.BD-33菌株中克隆得到硝基苯硝基还原酶基因。将为进一步深入研究硝基苯硝基还原酶的蛋白三维结构和作用机理奠定基础。

基于HSP90抑制剂BIIB021的硝基还原酶前药的设计、合成及潜在抗肿瘤活性评价

在BIIB021的基础上合成了一系列硝基还原酶(NTR)前药,作为潜在的抗癌剂,并在体外测试了其细胞毒性作用。结果表明:化合物1c和2c具有良好的抗肿瘤活性,IC50分别为0.72和1.12μM。此外,与阳性母体化合物BIIB021相比,这两种化合物对正常细胞WI-38的毒性也较低(IC50=495.51和570.27μM vs 261μM)。细胞周期测试分析表明:两种化合物都对HeLa细胞周期阻滞在G2/M期,同时G0/G1期的细胞数量减少,并诱导其凋亡。综上所述:化合物1c和2c具有潜在的抗肿瘤活性,有潜力作为先导化合物,用于进一步结构优化和体内验证研究。

细菌硝基还原酶的结构与催化机制

细菌硝基还原酶(nitroreductase,NTR)属于依赖黄素单核苷酸(flavin mononucleotide,FMN)的硝基还原酶超家族,通常以二聚体形式存在。它们可利用还原型烟酰胺腺嘌呤二核苷酸(磷酸)(reduced nicotinamide adenine dinucleotide(phosphate),NAD(P)H)作为电子供体,催化多种外源硝基芳香族、醌类和黄素类化合物的还原反应,在药物的激活和解毒机制中发挥重要的作用。以研究得较为透彻的大肠杆菌NTR为代表,总结了近几年细菌NTR在结构特征、构象变化及催化特性等方面的最新研究进展。最后,对细菌NTR的研究方向进行了展望。