RNA传感器蛋白催化酶PKR研究新进展

PKR(Protein Kinase Double-Stranded RNA-Dependent)是丝氨酸-苏氨酸催化酶,细胞浆中重要的RNA传感器(RNA sensor),能自身磷酸化,也可使真核细胞初始化因子2亚单位(subunit of eukaryotic initiation factor 2,e IF-2α)磷酸化。PKR结合病毒dsRNA通过激活PKR/e IF-2α信号通路,抑制病毒基因的翻译,降低病毒蛋白合成,有效减少病毒复制。PKR还可通过激活IκB(inhibitor of NF-κB)/转导核因子(NF-κB,nuclear factorκB)信号通路抑制病毒的转录。PKR与肿瘤的发生具有相关性,能作为治疗癌症的靶点。本文主要综述PKR的分子生物学性质、PKR分子的活化、PKR对IFN转录和转录后的调节、PKR的信号转导、PKR对非病毒病原体感染的调节、PKR对肿瘤细胞的调节等方面的最新进展。

金龟子绿僵菌发酵液中苦马豆素含量及催化酶基因mRNA表达分析

旨在探明金龟子绿僵菌发酵液中苦马豆素含量及与苦马豆素生物合成有关的催化酶基因mRNA表达的关系,将金龟子绿僵菌接种于察氏培养基进行发酵培养,运用Q Exactive高分辨质谱仪检测培养第1、3、5、7天发酵液中苦马豆素的含量,采用qRT-PCR法检测培养第1、3、5、7天发酵液中苦马豆素生物合成通路上的催化酶基因SwnA、SwnH1、SwnH2、SwnK、SwnN、SwnR和SwnT的mRNA转录水平。结果显示,根据苦马豆素质量浓度和峰面积的变化测算出回归方程为y=31302.5x-45910.5(R2=0.9967),在培养第3天发酵液中苦马豆素含量最高为174.014μg·mg^-1;SwnA、SwnH1、SwnH2、SwnK、SwnN、SwnR和SwnT基因在不同发酵时期mRNA表达差异较大,其中SwnR基因mRNA表达与发酵液中苦马豆素含量变化相一致,而SwnH2基因mRNA表达与发酵液中苦马豆素含量变化相反。结果表明,金龟子绿僵菌SwnR基因mRNA表达与苦马豆素合成关系密切,可为后续开展苦马豆素微生物发酵工艺及其生物合成通路研究提供重要参考。

药用植物天然产物生物合成途径及关键催化酶的研究策略

来源于药用植物的天然产物是现代药物研发和创新的重要源泉。关于药用植物天然产物的传统研究,主要是围绕其提取纯化、化学结构、合成和生物功能展开。随着基因组学、生物信息学、分子生物学、分子遗传学、合成生物学等学科的飞速发展和各学科之间的交叉融合越来越广泛,药用植物的天然产物研究出现了新的机遇。本文针对药用植物天然产物生物合成及关键催化酶的研究策略进行系统综述,从药用植物天然产物生物合成途径的推测、天然产物生物合成关键催化酶的发现与预测、酶的表达特征研究、体内酶功能研究、酶催化特征研究、酶结构解析与优化、合成生物学研究这6个方面进行总结,并对未来药用植物天然产物合成途径及关键催化酶的发展趋势进行展望。

帝斯曼集团（DSM）与LibraGen医药公司合作研发催化酶

全球知名化工集团DSM与法国医药公司LibraGen近期签署合作协议，将共同研发并生产以手性胺为原料合成的新型Ω-转氨酶，用以催化旋光纯胺类化合物的合成。

帝斯曼集团（DSM）与LibraGen医药公司合作研发催化酶

全球知名化工集团DSM与法国医药公司LibraGen近期签署合作协议，将共同研发并生产以手性胺为原料合成的新型Ω-转氨酶，用以催化旋光纯胺类化合物的合成。

研究发现合成辛伐他汀催化酶结构的秘密

酶催化合成法可以提高药物合成的速度和效率,是制药行业中常用的方法。LovD为一种天然的用于催化降胆固醇药物辛伐他汀的酶,但其催化速率较低,满足不了商业生产的要求。2011年,加利福尼亚大学的研究人员人工制造了一种可以大大提高辛伐他汀合成效率的突变酶——LovD9,但该酶的作用机理迄今仍是一个谜。

河南仰韶生化做推动产业发展的“催化酶”

生物产业是一个对人类健康、粮食、生态环境、可持续发展产生重大影响的战略性新兴产业。

甘草酸转化单葡萄糖醛酸甘草次酸中催化酶的选择

甘草酸是甘草药材中的重要药用成分,将甘草酸定向转化成单葡萄糖酸甘草次酸可以提高其药物活性降低毒性。制备新鲜猪肝脏匀浆,离心切取肝脏溶酶体作为转化催化剂,通过紫外-分光光度法对反应产物进行分析,证实反应生成了单葡萄糖醛酸甘草次酸,几乎不生成甘草次酸,说明溶酶体选择性较高。

锰超氧化物歧化酶的催化原理与酶活性调节机制

锰超氧化物歧化酶(MnSOD)催化两分子超氧自由基歧化为分子氧和过氧化氢。超氧自由基被Mn~(3+)SOD氧化成分子氧的反应以扩散的方式进行。超氧自由基被Mn~(2+)SOD还原为过氧化氢的反应以快循环和慢循环两条途径平行进行。在慢循环途径中,Mn~(2+)SOD与超氧自由基形成产物抑制复合物,然后该复合物被质子化而缓慢释放出过氧化氢。在快循环途径中,超氧自由基直接被Mn~(2+)SOD转化为产物过氧化氢,快速循环有利于酶的复活与周转。本文提出温度是调节锰超氧化物歧化酶进入慢速或者快速循环催化途径的关键因素。随着在生理温度范围内的温度升高,慢速循环成为整个催化反应的主流,因而生理范围内的温度升高反而抑制该酶的活性。锰超氧化物歧化酶的双相酶促动力学特性可以用该酶保守活性中心的温度依赖性配位模型进行合理化解释。当温度降低时,1个水分子(或者OH~-)接近Mn、甚至与Mn形成配位键,从而干扰超氧自由基与Mn形成配位键而避免形成产物抑制。因此在低温下该酶促反应主要在快循环通路中进行。最后阐述了几种化学修饰模式对该酶的调节,说明锰超氧化物歧化酶受到多种形式的快速调节(变构调节与化学修饰)。这些快速调节直接改变酶的活化状态,进而调节细胞中超氧自由基和过氧化氢的平衡与流量,为揭示锰超氧化物歧化酶和超氧自由基的生理作用提供新理论。

酶催化固碳过程及其强化技术研究进展

全球范围迅猛发展的工业生产导致温室气体CO_(2)的排放,引发人们对全球气候变化的普遍关切。在发展清洁能源、工业流程再造等减少碳排放的同时,开发高效、经济的CO_(2)捕集、利用与储存(CCUS)技术显得尤为迫切。本文基于CO_(2)资源化利用的目的,对生物体外酶催化固碳过程及其强化技术的研究进展进行综述。首先,介绍了CO_(2)转化过程中涉及的关键催化酶及其优化,阐述了CO_(2)资源化利用的具体策略,涵盖了将CO_(2)催化转化为甲酸、甲醇、甲烷、淀粉以及L-乳酸、丙酮酸等特定产物分子。进而,重点阐述了辅因子的原位再生、酶的固定化、反应系统的优化设计、反应条件优化(pH、温度、底物浓度)以及产物原位分离等技术对CO_(2)生物酶催化反应过程的强化,实现CO_(2)的高效固定与资源化利用。旨在通过多方面交叉论述,为生物酶催化过程及路线设计包括固定化酶催化剂的制备、反应器选择设计与开发、酶催化过程调控、高值化产品定向合成等提供有益的启发和思考。最后,总结了酶催化固碳过程存在的问题和挑战,并对其未来值得研究的方向进行了展望。

基于米氏机理的酶催化反应中反应速率常数的计算

对基于米氏机理的酶催化反应模型,本文介绍了求解全部反应速率常数的两种方法:瞬态法和数学计算法,其中瞬态法的核心是分析反应达到稳态前的过程,数学计算法的核心是寻找反应过程中酶与底物浓度之间的关系。通过求解全部反应速率常数,不仅可以加深对酶催化反应动力学的理解,而且有助于提高对反应动力学的认识。

多酚氧化酶催化马齿苋提取物对真丝织物的染色

为开发天然染料生态染色体系,选用漆酶、酪氨酸酶催化的马齿苋提取物对真丝织物进行染色。探讨生物酶种类、酶催化温度及染色参数对织物K/S值及色牢度的影响,综合运用多种表征手段分析染色过程及机理。结果表明,漆酶在40℃下催化提取物1 h即可提高织物的染色深度。在染色温度80℃、pH为7的条件下染色3 h,所得丝织物的K/S值为2.639,耐皂洗和耐摩擦色牢度达到4级及以上。漆酶催化提取物对丝织物的上染过程符合准二级动力学模型,属于化学吸附;电子鼻传感器响应雷达图显示提取物经漆酶催化后染得的织物散发出非常浓郁的芳香气味。

光/氧化还原酶协同催化的不对称合成研究进展

氧化还原酶是一类重要的酶,它可以将氧化还原反应进行转换。含有黄素和烟酰胺的酶如酮还原酶、烯烃还原酶等氧化还原酶可以在光能的激发下产生自由基中间体,从而引发进一步的转化反应,还能引发酶的非天然反应活性,获得新酶催化功能。这种光/氧化还原酶协同催化比单一的光催化和酶催化更能实现具有挑战性的反应。光/酶协同催化研究虽然处于发展的初期,但是在可见光与烯烃还原酶催化解锁酶的非天然反应研究领域展现出了广阔的应用前景。本文围绕光/氧化还原酶协同催化的不对称合成应用,重点介绍了其在烯烃异构化/不对称还原反应、α-乙酰氧基苯并环己酮的不对称还原反应、烯烃/酮/烯酰胺的不对称还原反应、β-烷基取代的环己酮原位消旋化/不对称还原反应和分子内/分子间的不对称氧化还原偶联反应方面的相关研究进展。

喷射流回路反应器中液体酶催化制备生物柴油

为了提高液体脂肪酶催化制备生物柴油的效率和质量,科研人员设计了喷射流回路反应器,以地沟油为原料合成生物柴油,并选择国产液体脂肪酶催化酯化反应。文章以地沟油、甲醇为原料,国产液体脂肪酶为催化剂,使用喷射流回路反应器制备生物柴油,以考察醇油比、加酶量、加水量、反应时间、反应温度对生物柴油产率的影响。研究发现,以液体脂肪酶为催化剂催化地沟油和甲醇反应合成生物柴油,最佳反应条件为地沟油与甲醇的摩尔比为6:1,加酶量为0.5%(以原料油重量计),反应温度为45℃,加水量为10%,在最佳优化条件下反应3 h,生物柴油产率可达94.3%。这为使用喷射流回路反应器进行酶法生产生物柴油的工业化生产提供了技术支持。

微乳液中酶催化反应及W/O乳液结构稳定性研究

不同的表面活性剂、“水池”水含量及pH值对微乳液中的酶催化反应均有影响;渗透活性物质能提高微乳液稳定性;微乳液内部水相渗透压、微凝胶、乳化剂均对微乳液的稳定性起正向作用。

电-酶偶联催化转化CO_(2) 的研究进展

实现对CO_(2)的高效资源化利用不仅可保障经济高质量发展,而且能助力实现“双碳”目标。生物催化转化CO_(2)是利用活细胞或酶作为催化剂,以CO_(2)为原料合成复杂有机分子的过程。生物酶催化剂具有选择性高、操作条件绿色温和以及易实现碳碳偶联等优点,有助于将CO_(2)转化为高附加值产品。但由于CO_(2)的高化学惰性,使得CO_(2)的活化和C O断键成为一个难题。受天然光合作用启发,研究人员提出了电酶偶联催化转化CO_(2)策略,即利用电化学体系,结合非固定化或固定化酶,利用电能驱动酶催化C O断键,并将CO_(2)转化为高附加值化合物。本文从NAD(P)H非依赖型和NAD(P)H依赖型氧化还原酶与电极之间的电子传递机制出发,重点阐述了酶与电极间的相互作用、电极的修饰方法和新型电酶耦合体系的研究进展,概述了电酶偶联用于CO_(2)催化转化所面临的主要挑战和未来发展前景。

甜菜酪氨酸代谢途径关键酶的生物信息学研究

为了了解甜菜中酪氨酸代谢途径关键酶的特性和进化关系,以甜菜、菠菜、大豆等植物为试验材料,利用NCBI数据库收集了酪氨酸代谢途径5种关键酶(PPO、TAT、TYDC、HPPD、HPPR)的序列信息。使用ExPASy-ProtParam软件和MEGA-7软件分析了关键酶的理化性质,同时将它们序列间的相似性及演化距离进行对比,并且构建系统发育树。理化性质分析结果显示,甜菜酪氨酸代谢途径中5种关键酶均为不稳定的亲水性蛋白质,甜菜PPO的氨基酸数量最高;系统发育树分析结果显示,甜菜与菠菜的PPO和HPPD相似性高;甜菜分别与大豆的TAT、马铃薯的TYDC、大麦的HPPR相似性高。该研究为参考其他作物探索甜菜酪氨酸代谢途径关键酶功能研究提供参考,为进一步研究甜菜基因组学奠定基础。

甜菜苯丙烷代谢途径催化酶生物信息学分析

为了了解甜菜中苯丙烷代谢途径催化酶的理化性质,在NCBI数据库中收集了有关苯丙烷代谢途径个催化酶(PAL,4CL,CAD,CCR,COMT,CHS,IFS,ANR,LAR)的序列信息,用在线软件ExPASy-Prot-Param分析了它们的理化性质,利用MEGA-7软件对比模式植物与其序列相似性并建立进化树.对于它们的理化性质分析结果表明:甜菜在苯丙烷代谢途径中的催化酶多为亲水性蛋白质,如甜菜的PAL、CAD、CCR、CHS、IFS、ANR、LAR,甜菜4CL、COMT为疏水蛋白;甜菜苯丙烷代谢途径中催化酶多数为稳定性,但CHS、LAR存在不稳定性;甜菜的IFS的等电点为碱性,与其他催化酶有差异,甜菜中不稳定的CHS的等电点为酸性,其他的催化酶均相似;相对分子质量与氨基酸数均存在差异性.序列相似性分析结果表明:甜菜和拟南芥的PAL相似性高;甜菜和烟草的4CL、CCR、CHS、COMT以及甜菜与烟草和拟南芥的CAD的亲缘关系较近;甜菜与短柄草的ANR亲缘关系较近.虽然目前对甜菜苯丙烷代谢未见研究报道,但通过本研究可以进一步了解关于甜菜中苯丙烷代谢途径催化酶的情况,为进一步研究甜菜关于苯丙烷代谢途径过程提供一些线索和参考.

基于酶催化合成单甘油酯工艺优化及抑菌活性研究

以月桂酸和甘油为原料,叔丁醇为介质,采用脂肪酶催化合成了月桂酸单甘油酯(GML),采用单因素试验验证了GML的较佳合成工艺,并研究了GML对大肠杆菌的抑制效果,结果表明,叔丁醇与甘油的质量比为1.5∶1,脂肪酶用量为12%,反应温度70℃,甘油和月桂酸的摩尔比为3∶1,反应时间为1.5 h为较优条件。抑菌测试表明GML对大肠杆菌有着显著的抑制作用,抑菌效果随GML质量浓度增大而增强,GML质量浓度达到16 mg/mL时抑菌圈直径不再增大,在pH=5.7的弱酸环境下的抑菌效果和抑菌率的半衰期均强于pH=7.2的中性条件,72 h时pH=5.7的环境下GML对大肠杆菌的抑菌率依旧能够保持在3.9%。