pH-酶依赖型肠康宁结肠靶向片的包衣工艺研究

目的:以中药复方肠康宁为研究药物,通过对其包衣工艺的研究,制备得pH-酶依赖型肠康宁结肠靶向片。方法:采用多层包衣法,以盐酸小檗碱体外释放度等为考察指标,对包衣处方中成膜剂及致孔剂种类、成膜剂与致孔剂比例、增塑剂种类及用量、包衣增重进行筛选。结果:该制剂包衣工艺为:取药物制备得素片,取3%果胶溶液,包衣增重4%,得多糖衣;取Eudragit E100、加入12%TEC、1.5%PVPK-30、30%滑石粉配置成聚合物浓度为10%的包衣液,包衣增重5%,得酸溶衣;取HPMC,加1%PEG400为增塑剂,加50%乙醇溶解,包衣增重1.5%,得隔离衣;按1∶2比例取Eudragit L100和Eudragit S100混合,加入10%TEC和60%滑石粉,加乙醇溶解,包衣增重5%,得肠溶衣。该制剂在人工胃液2h后未见盐酸小檗碱溶出,在人工小肠液4h后累积溶出率均<10%,在含酶肠液2 h后溶出90%左右。结论:该制剂在体外能达到结肠定位释药的目的。

参与抗生素生物合成的FADH_2依赖型卤化酶研究进展

从发现第一个天然卤化物到现在已有100多年了。在已发现的约4500个天然卤化物中有很多在医药等领域应用广泛,其中包括许多重要的抗生素。直到19世纪90年代中期,人们一直认为生物卤化反应主要由卤过氧化物酶负责催化。近期在许多关于抗生素生物合成基因簇的研究中发现FADH2依赖型卤化酶催化的卤化反应才是许多微生物及其它生物中的主要卤化机制。本文综述了参与抗生素生物合成的FADH2依赖型卤化酶的发现,催化机制及各种来源的该类卤化酶研究进展,并介绍了该类酶在组合生物合成及寻找天然卤化物等方面的应用。

NAD^+-依赖型异柠檬酸脱氢酶的结构和功能研究进展

NAD+-依赖型异柠檬酸脱氢酶是一个核编码线粒体酶,参与三羧酸循环,负责催化异柠檬酸氧化脱羧成α-酮戊二酸,是循环路径中的限速酶。目前在酶学性质、亚基组成、基因克隆、蛋白组装与转运,以及功能等方面开展了许多研究。本文就这些方面的新进展进行综述。

成团泛菌依赖型磷酸甘油酸变位酶基因的克隆、序列分析及产氢中的差异表达

为研究高效产氢菌株成团泛菌(Pantoea agglomerans)BH-18中依赖型磷酸甘油酸变位酶(cofactor-dependent phosphoglycerate mutase,dPGM)与产氢之间的关系,本研究根据GenBank上已登录的肠杆菌中编码dPGM的基因序列设计一对引物,从细菌基因组DNA中克隆得到编码dPGM基因的完整开放阅读框,其长度为753 bp,编码250 aa。采用BLAST对其与NCBI GenBank中的核苷酸序列进行比较分析,结果表明该基因保守性相对较高,与肠杆菌科众多菌株中的dPGM基因相似性达100%。采用Bioedit和Mega4软件构建NJ系统进化树,结果表明成团泛菌BH-18的dPGM氨基酸序列与Enterobacter asburiae的dPGM聚为一类,而与成团泛菌属中其他菌株的该蛋白关系较远,dPGM的氨基酸序列在属内不保守。最后,根据已获得的基因序列设计引物,采用RT-PCR的方法分析了成团泛菌BH-18产氢过程中dPGM基因的转录情况,结果表明dPGM基因的转录与产氢呈正相关,依赖型磷酸甘油酸变位酶是产氢过程中的关键酶。

FADH_2-依赖型卤化酶阳性放线菌1076的筛选、分类鉴定及其代谢产物的结构研究

目的筛选FADH2-卤化酶阳性菌株发现天然卤化物。方法设计新的简并引物对200株放线菌基因组卤化酶基因扩增以筛选阳性菌株,并进行比对分析;对阳性菌株进行分类鉴定,对其代谢产物进行HPLC-MS分析。结果筛选得到到51株阳性菌,其中一株与恩拉霉素的同源性为99%。对该编号为1076的菌株进行的分类鉴定结果,确定为Streptomyces macrosporeus。对其代谢产物进行的HPLC-MS分析显示,其代谢产物与恩拉霉素同质。结论卤化酶阳性菌株1076属于S.macrosporeus的一个菌株,是新的恩拉霉素产生菌。

天然溴化:酶、底物和溴化机制

溴在自然界主要以可溶或不可溶的溴化物形式存在,溴化物在农业、化工、医药等领域具有广泛的应用潜力。动植物和微生物也可以利用溴化酶合成天然有机溴化物。随着越来越多的溴化酶被发现,溴化现象被认为是生物合成与代谢途径中的修饰策略之一。本文从以下五个方面综述了天然溴化研究领域的最新进展,包括:(1) 溴化物的分布;(2) 天然溴化物的生物学功能及其对生态环境的影响;(3) 天然溴化物的临床应用潜力;(4) 溴化酶的分类与作用机理;(5) 近期报道的溴化酶。最后,讨论了溴化酶研究领域未来急需解决的科学问题。

Fe/α-酮戊二酸依赖型卤化酶在绿色卤化反应中的研究进展

将卤素原子引入药物、农药等小分子中可以有效提升其生物活性,并且碳卤键可用于有机合成后期功能化反应。Fe/α-酮戊二酸(α-ketoglutaricacid,αKG)依赖型卤化酶可以高立体选择性和区域选择性催化卤素原子引入到未经活化的sp^(3)杂化碳中心。大自然是最伟大的化学家,本文遵循从学习自然到改造自然的逻辑顺序,首先介绍Fe/αKG依赖型卤化酶的发现历程,之后分别总结天然产物生物合成途径中的载体依赖型和独立型Fe/αKG依赖型卤化酶,进一步分析Fe/αKG依赖型卤化酶的结构特征以及基于蛋白质工程等方法改造扩展其底物谱并拓展新的反应类型,最后从新酶的挖掘与表征、酶催化活性的提升、酶区域选择性的控制、酶反应类型的拓展、人工生物合成途径的创建等5方面进行展望,丰富对Fe/αKG依赖型卤化酶的催化机制、底物范围和反应杂泛性的相关认识,为后续合成生物学的应用研究奠定酶学基础。

钒依赖型氯过氧化物酶催化脱肟反应研究

目的研究一种新型的绿色脱肟方法即卤过氧化物酶催化脱肟反应,同时尝试与醇脱氢酶(ADH)级联扩大脱肟反应应用范围。方法在室温条件下,以钒依赖型氯过氧化物酶(Ci VCPO)为催化剂,向柠檬酸缓冲液中加入肟类化合物、H_(2)O_(2)、NaCl。随后,调控反应液pH同时加入Tg ADH与辅因子。结果确定最优体系为50mmol/L H_(2)O_(2)、100mmol/L柠檬酸缓冲液(pH=4)及0.5μmol/L Ci VCPO。此条件下测试了7种肟类底物,顺利得到了相应的醛酮产物,产率23%~98%。进一步地,与Tg ADH级联反应得到了相应的醇类化合物。结论Ci VCPO对脱肟反应具有良好的催化活性,并能通过“一锅法”与Tg ADH级联反应获得相应的醇。

磷酸吡哆醛依赖型酶的研究进展及其应用

磷酸吡哆醛(pyridoxalphosphate,PLP)作为维生素B6的活性形式,是多种酶促反应中的重要辅因子。磷酸吡哆醛依赖型酶能够催化多种化学反应,如消旋、脱羧、β-加成、β-消除、反羟醛裂解、转氨和α-消除等多种化学反应,是生物法合成多种天然氨基酸、非天然氨基酸及其相关化合物的有力工具。本文以ω-转氨酶、赖氨酸脱羧酶、苏氨酸醛缩酶、L-酪氨酸酚解酶等典型PLP依赖型酶为例,分析了这些酶的结构特征与催化机理,总结了它们的分子改造研究进展以及在工业生产中的应用。最后,本文对磷酸吡哆醛依赖型酶的未来发展进行了展望,包括PLP辅因子的体内再生系统及工业应用等,讨论了这些酶在生物催化应用中的巨大潜力。

Klebsiella sp.601细菌漆酶的鉴定及性质

从森林树木根部土壤中分离得到一株具有2，6-二甲氧基酚（DMP）和2，2＇-连氮基-双（3-乙基苯丙噻唑啉-6磺酸（ABTS）氧化活性的细菌。Cu^2＋、Ca^2＋、Mn^2＋、Fe^2＋和Mg^2＋可诱导细菌表达活性的胞质可溶性单体酶蛋白。该酶进行DMP或ABTS氧化时需要铜离子的协助，在pH5．0～7．5范围内氧化DMP，在pH4．0～4．5范围内氧化ABTS，但不能氧化酪氨酸。SDS-PAGE估测酶蛋白分子量大约为55kD。经60℃处理4h或pH10条件下透析20h仍能保持酶活性。16S rDNA序列分析结合常规细菌形态学分析，表明该细菌属于克雷伯氏菌（Klebsiella）属，并命名为Klebsiella sp．60l。这是首例报道Klebsiella细菌菌株具有漆酶活性。

黄素依赖型溴化酶XanJ参与黄单胞菌菌黄素的生物合成

黄单胞菌属病原菌能侵染约400种植物,造成严重的经济损失。黄单胞菌的一个重要特征是产生具有保护功能的菌黄素。菌黄素是一类含有两个溴修饰的芳香多烯类磷脂化合物,但负责溴修饰的基因及其溴化机理还不清楚。本研究以野油菜黄单胞菌XC1菌株和稻黄单胞菌PXO99A菌株菌黄素生物合成基因簇中的xanJ为研究对象,开展了生物信息学、遗传学、生物化学和病理学等方面的探究,初步阐明了xanJ的生物学功能。XanJ含有一个FAD结合结构域或一个色氨酸卤化酶结构域,拥有高度保守基序GXGXXG和WXWXIP,属于一类FAD依赖型卤化酶;xanJ敲除突变体无法合成双溴菌黄素,但仍能合成少量无溴化修饰的菌黄素;xanJ突变体中菌黄素前体3-羟基苯甲酸和4-羟基苯甲酸无积累;在xanJ突变体中过表达已知的酚类卤化酶基因ab10、bmp5、aerJ和mcnD无法恢复双溴菌黄素的生物合成;敲除xanJ不影响病原菌的胞外纤维素酶﹑胞外蛋白酶和胞外多糖的生物合成,也不影响对甘蓝的致病性。因此,XanJ可能负责菌黄素多烯链上β-碳原子的溴化,并参与菌黄素生物合成过程中的多烯链延伸。

微生物卤化酶及其应用研究进展

由于卤素原子具有强大的电负性,它的存在可以改变化合物的物理化学性质和生物活性。尽管我们可以通过化学反应合成卤化物,但能量消耗大,易对环境造成污染。许多天然化合物含有卤素原子,自然界演化出多种卤化酶来负责这些化合物的卤化。本文综述了目前发现的各种卤化酶及其特征以及催化机理,简介了如何通过人工改造拓宽卤化酶的催化底物和提高其热稳定性两方面的研究进展,为进一步促进卤化酶在工业催化方面的应用提供理论依据。

大肠杆菌D-乳酸脱氢酶(FAD)的分子克隆与酶学性质

黄素腺嘌呤二核苷酸(flavine adenine dinucleotide,FAD)依赖型D-乳酸脱氢酶能够催化D-乳酸脱氢生成丙酮酸,是生物体代谢D-乳酸的关键酶。从大肠杆菌B0013基因组中克隆出D-乳酸脱氢酶(FAD依赖型)编码基因dld,并在大肠杆菌JM109中实现重组表达。重组D-乳酸脱氢酶在35℃和pH 7.0下表现出最高酶活力;在30~40℃和pH 5.0~7.5具有较好的稳定性;Zn ^(2+)对该酶有明显的激活作用,Mn ^(2+)、Cu ^(2+)、Mg ^(2+)和SDS对其有明显的抑制作用;该酶高度特异地作用于D-乳酸,在35℃、pH 7.0条件下对D-乳酸的K m值和V max值分别为0.057 mg/mL和0.054μmol/(mL·min),k cat值为0.275 min^(-1),k cat/K m为0.435 mL/(mg·min)。该酶可用于D-乳酸的酶法定量检测。

烟酰胺腺嘌呤二核苷酸(NAD^+)类似物的合成及与NAD^+依赖型酶相互作用进展

烟酰胺腺嘌呤二核苷酸(NAD+)与NAD+依赖型酶间的相互作用在细胞氧化还原反应、能量代谢、信号转导过程中发挥着重要作用.NAD+依赖型酶利用共同的辅酶,它们之间相互作用规律受到越来越广泛的关注.主要针对NAD+类似物的合成及与NAD+依赖型酶相互作用研究的最新进展作一综述,包括NAD+类似物的合成及其与天然NAD+依赖型酶相互作用、NAD+与突变酶相互作用及NAD+类似物与突变酶相互作用.

谷氨酸依赖型氨基转移酶的高通量筛选方法及其应用

目的:建立谷氨酸依赖型氨基转移酶-谷氨酸脱氢酶偶联反应的96孔板高通量筛选方法,并用于大肠杆菌氨基转移酶Wec E突变库的筛选。方法:通过优化偶联指示酶-谷氨酸脱氢酶、信号分子NADH浓度及双酶偶联反应时间,建立了光学法测定氨基转移酶活性的氨基转移酶-谷氨酸脱氢酶偶联反应方法;通过定点饱和突变技术构建了大肠杆菌氨基转移酶WecE的突变库;采用96孔板高通量初筛、摇瓶复筛获得了高活性的转氨酶突变体,并对纯化的突变体进行催化活力分析。结果:建立了谷氨酸依赖型氨基转移酶目标反应与0.5 U/ml L-谷氨酸脱氢酶和0.4 mmol/L NADH信号指示反应相偶联的筛选方法;构建了氨基转移酶WecE Tyr 321饱和突变库,通过96孔板高通量筛选,获得了催化活性比野生型提高3.4倍的突变体Y321F。结论:所建立高通量筛选方法背景干扰小,准确性高,为谷氨酸依赖型氨基转移酶分子进化提供了可行性方案。

黄素依赖型卤化酶的结构特点及工程改造

卤化物是通过卤化酶催化卤族元素在有机化合物上特定位置发生取代形成的一类化合物,具有独特的生理生化作用。黄素依赖型卤化酶具有良好的区域选择性,虽然有相似的黄素分子的结合位点,但在底物结合方面略有不同,对其结构和合成途径及结合蛋白质工程的随机诱变和定向改造的研究在工业应用中至关重要。讨论了具有高区域选择性的黄素依赖型卤化酶的结构特点及工程改造,以及经过工程改造后黄素依赖型卤化酶在工业生产中的应用。

猕猴桃DCL、RDR和AGO基因家族的鉴定与分析

为研究猕猴桃RNAi抗病毒机制相关基因DCL、RDR和AGO。本研究采用blastp比对法和NPS@、SignalP-5.0及TMHMM 2.0等数据库对猕猴桃RNAi相关蛋白家族进行鉴定及其对应基础性质(如:亚细胞定位、二级结构等)的分析。结果在猕猴桃中共鉴定获得4个DCL、6个RDR和18个AGO基因,其中19个基因分布在13条染色体(即第3、6、9、12、13、16、17、18、19、23、26、27、29号染色体)上,另外9个基因未定位到染色体具体位置。AcAGO1d、AcAGO2a、AcAGO2b、AcAGO2d基因在19号染色体成簇存在。RDR基因和AGO2/7基因包含的内含子较少,其他的AGO和DCL基因包含的内含子较为丰富。这些猕猴桃基因均与番茄更近缘,它们编码的蛋白质含有不同比例的二级结构类型,无规则卷曲占50%左右,其次是α-螺旋和β-折叠。本研究完善了猕猴桃DCL、RDR和AGO编码基因的鉴定,后分析其对应的基础性质,以期为猕猴桃抗病毒研究奠定基础。

中药口服结肠靶向递药系统的研究进展

目的:为进一步开发中药口服结肠靶向递药系统(OCDDS)提供参考。方法:以"中药""口服结肠定位""结肠靶向递药系统""Chinese herbal medicine""Colon-specific delivery system""Oral colon-specific drug delivery system"等为关键词,组合查询1990-2016年在Pub Med、Web of Science、中国知网、万方、维普等数据库中的相关文献,对各种类型中药OCDDS的研究进展进行综述。结果与结论:共检索到相关文献196篇,其中有效文献35篇。传统的单触发性OCDDS有pH依赖型、时滞型、酶触发型、压力型、生物黏附型、特异型等;随着研究的深入,发展为pH-时滞型、pH-酶依赖型、酶降解-时滞型等多触发性OCDDS。OCDDS虽基础研究较多,但因临床实际情况较复杂,影响因素较多,实际产品上市并于临床应用的较少。目前唯一应用于临床的是pH依赖型,研究热度较高的是酶触发型及多触发性OCDDS。结合更新的现代药物传递技术,开发新型口服结肠靶向制剂是今后的研究方向。

黄素依赖型卤化酶及其应用研究进展

卤化物是农业、制药业和化学工业的重要原料,主要以化学法合成,该法具有环境不友好和合成条件苛刻等劣势。天然卤化物生物合成途径的关键酶为卤化酶,包括卤过氧化物酶(haloperoxidase,HPO)、α-酮戊二酸依赖型卤化酶(α-ketoglutarate dependent halogenase,KG-Hal)、S-腺苷甲硫氨酸依赖型卤化酶(S-adenosylmethionine-dependent halogenase)和黄素依赖型卤化酶(flavin-dependent halogenase,FDH)。其中,黄素依赖型卤化酶因其分布广泛、具有底物特异性和卤化位点选择性,是最具开发潜力的卤化酶。因此,本文对黄素依赖型卤化酶的结构、类型、催化机制及其应用研究进展进行综述,对利用基因分析和基因筛选方法寻找新型黄素依赖型卤化酶进行了展望。本综述有助于拓展黄素依赖型卤化酶的类型及其催化机制的知识,推动黄素依赖型卤化酶及其酶工程的研究,为新型卤化物的合成提供技术思路。

姜黄素自微乳结肠炎症靶向微丸的处方研究

目的 采用挤出—滚圆法制备姜黄素自微乳结肠炎症靶向微丸(Cur-ITP)。方法 选择壳聚糖、海藻酸钠为丸芯材料,Eudragit S100包衣制备pH-酶依赖型Cur-ITP,以微丸收率、载药量、圆整度和释放度为综合评价指标,响应面设计优化丸芯处方。结果 优选处方制备的Cur-ITP外观圆整,载药量高,释放平稳,结肠靶向效果良好。结论 pH-酶依赖型Cur-ITP可以有效控制姜黄素自微乳的释放,实现结肠靶向平稳释药,响应面设计建立的拟合模型对微丸丸芯的处方优化具有良好的预测作用。