噁唑-苯甲酰胺类FtsZ受体抑制剂的3D-QSAR研究

FtsZ蛋白和细菌的繁殖过程有关,是药物设计理想的靶点。本文采用Sybyl分子模拟软件,利用比较分子场方法(CoMFA)及比较分子相似性指数的方法(CoMSIA)对已报道的33个噁唑-苯甲酰胺类FtsZ受体抑制剂进行了分析,建立了三维定量构效关系(3D-Qsar)模型。CoMFA模型的交互验证系数q2为0.619,线性回归系数r2为0.988;CoMSIA模型的q2为0.633,r2为0.936。模型具有较好的预测能力,为今后噁唑-苯甲酰胺类化合物的设计和改造提供了理论依据。

结核分枝杆菌FtsZ的异源表达及酶学性质研究

作为细菌分裂所必需的微管蛋白类似物,丝状温度敏感蛋白Z(filamentous temperature-sensitive protein Z,FtsZ)被认为是一个具有潜力的药物作用新靶点。为了构建高纯度的FtsZ重组蛋白分离纯化体系,探讨其酶学性质,该研究利用大肠杆菌BL21异源表达结核分枝杆菌FtsZ重组蛋白,通过Ni亲和层析柱和G-50层析柱纯化目的蛋白,采用孔雀石绿法和90°光散射法测定FtsZ重组蛋白的GTP酶活和蛋白聚集。研究结果表明:成功获得具有生物学活性的结核分枝杆菌FtsZ重组蛋白,其相对分子质量约为49kD;该酶最适反应温度为37℃,最适pH为6.8,金属离子Mg^(2+)和K^+对FtsZ重组蛋白酶活具有促进作用,有机溶剂DMSO和TritonX-100的体积分数分别高于0.1%和0.005%时对酶活有显著抑制作用(P<0.05)。此外,FtsZ重组蛋白在加入底物GTP诱导后,快速聚集。本实验利用基因工程技术成功获得具有生物活性的FtsZ重组蛋白,并明确了该蛋白质的酶学性质,为其进一步的研究和应用奠定了基础。

利用计算机模拟筛选可特异性结合并抑制FtsZ聚合的小分子化合物

FtsZ(丝状温度敏感蛋白Z)是微管蛋白在原核生物中的同源物,在细胞分裂过程中起着关键作用.利用枯草芽孢杆菌的FtsZ晶体结构,针对其GTPase位点,对8万个小分子进行了虚拟筛选,结果发现了7个可以结合到GTPase口袋中的小分子化合物.依据预测的结合模式,这些小分子可以分为2组.其中组1基本上完全占据了GTP/GDP的结合位置,与GTP的嘌呤结合口袋附近的疏水氨基酸F136、F183、L190可能具有相互作用.而组2的小分子所占据的结合位置则与GTP/GDP有明显区别.本工作预测的小分子化合物可以成为潜在的抑制剂,以它们作为起点,我们下一步将通过生化试验检测其抑制效果,从而为开发抑制剂提供基础.

牙龈卟啉单胞菌FtsZ的C末端和N末端氨基酸残基缺失对其GTPase活性的影响

目的:探讨牙龈卟啉单胞菌(Pg)丝状温度敏感蛋白质(FtsZ)的C末端和N末端氨基酸残基缺失对其GTPase活性的影响,阐明PgFtsZ GTPase的功能区域,为牙周病的防治提供实验依据。方法:将质粒pEZ1(Wt PgFtsZ,含野生型PgFtsZ的基因)、pYW1(ZΔC01,从PgFtsZ的C末端去除73个氨基酸残基的变异型)、pYW2(ZΔC02,从PgFtsZ的C末端去除128个氨基酸残基的变异型)、pYWN1(ZΔN01,从PgFtsZ的N末端去除43个氨基酸残基的变异型)和pYWN2(ZΔN02,从PgFtsZ的N末端去除205个氨基酸残基的变异型)分别导入E.coli BL21(DE3)pLysS中表达目的蛋白,然后分离和纯化WtPgFtsZ、ZΔC01、ZΔC02、ZΔN01和ZΔN02,将pET3a载体导入E.coli BL21(DE3)pLysS中作为空白对照。采用Malachite green assay法检测Wt PgFtsZ、ZΔC01、ZΔC02、ZΔN01和ZΔN02的GTPase活性,沉淀法检测体外聚合功能,光学显微镜下观察Wt PgFtsZ和各种变异型PgFtsZs过表达时E.coli细胞形态变化。结果:除ZΔN01外,ZΔC01、ZΔC02和ZΔN02的GTPase的活性值均较Wt PgFtsZ降低(P<0.05),10mmol·L-1 CaCl2可使Wt PgFtsZ和各种变异型PgFtsZs的活性下降(P<0.05);除ZΔN02以外,10mmol·L-1 CaCl2均可诱导Wt PgFtsZ、ZΔC01、ZΔC02和ZΔN01的体外聚合反应。Wt PgFtsZ、ZΔC01和ZΔC02在E.coli细胞中过表达时,细胞呈细长丝状,与仅含有pET3a载体作为空白对照的E.coli相比细胞明显变长;ZΔN01和ZΔN02在E.coli中过表达时,E.coli细胞形态与仅含有pET3a载体作为空白对照的E.coli细胞形态相似。结论:PgFtsZ N末端的ZΔN01和ZΔN02之间的162个氨基酸残基及C末端的128个氨基酸残基与PgFtsZ的GTPase活性有关,二价阳离子Ca2+能抑制PgFtsZ的GTPase活性,促进其体外聚合的功能。

植物叶绿体分裂的分子机制

叶绿体是植物细胞内一种重要的细胞器.它不仅是光合作用的场所,还是其它多种中间代谢的场所.叶绿体起源于蓝细菌,与其原核祖先类似,通过二分裂方式进行增殖.最近的研究表明,叶绿体的分裂装置包含原核起源和真核起源的蛋白质,它们在叶绿体的内膜内侧和外膜外侧协同作用以完成叶绿体的分裂.在过去十几年里,包括丝状温度敏感蛋白Z(FtsZ)、Min系统蛋白、质体分裂蛋白(PDV)和ARC蛋白等在内的多个叶绿体分裂相关组分被分离鉴定.本文简要介绍了叶绿体分裂装置各成员的发现、叶绿体被膜的收缩和叶绿体分裂位点的选择机制.另外,植物发育过程中叶绿体分裂可能受到细胞的控制,但目前对细胞如何调控叶绿体分裂知之甚少.本文对该领域的最新研究进展也进行了综述.