嗜酸氧化亚铁硫杆菌的核糖-5-磷酸异构酶的同源建模研究

采用同源建模技术和分子动力学模拟方法,构建了嗜酸氧化亚铁硫杆菌Acidithiobacillus ferrooxidans(A.f)的核糖-5-磷酸异构酶(rpiA)基因编码的蛋白质三维分子结构模型。将结构模型进行绑定位点搜索并与底物核糖-5-磷酸(R5P)进行柔性分子对接,结果显示,R5P被招募到A.ferrooxidans的RpiA的活性位点并随后被激活;残基Asp81,Thr31,Lys121,Ser30,Glu103,Asp84,Lys94,Asp118,Lys7,Gly97,Gly29,Gly95,Thr28和H2O对底物绑定或催化起重要作用,其中,Gly97,Gly29,Gly95和Thr28是新识别的残基,它们在其他生物体的RpiA中相当保守但未被发现。

2-脱氧核糖-5-磷酸醛缩酶在毕赤酵母中的分泌表达

为实现2-脱氧核糖-5-磷酸醛缩酶基因(DERA)在毕赤酵母中分泌表达。通过PCR从E.coli BL21基因组中扩增获得DERA序列,并且与毕赤酵母分泌表达载体pPIC9K进行连接,构建得到重组质粒pPIC9K-DERA。重组载体经salⅠ单酶切线性化后电击转化至毕赤酵母GS115感受态细胞,用MD/MM平板筛选阳性株并在含G418的YDP培养基中筛选多拷贝插入菌株。经PCR鉴定获得一株插入pPIC9K-DERA的多拷贝嗜甲醇重组毕赤酵母菌株。用甲醇诱导该重组菌株,分泌得到具有活性的2-脱氧核糖-5-磷酸醛缩酶,且72 h时酶活为2.4 U·mg-1。结果表明,2-脱氧核糖-5-磷酸醛缩酶可实现在毕赤酵母中分泌表达。

变异链球菌核糖-5-磷酸异构酶A的表达、纯化与鉴定

目的在大肠杆菌中高效表达变异链球菌核糖-5-磷酸异构酶A(ribose 5-phosphate isomerase A,rpiA),并对表达产物进行纯化和鉴定。方法根据GenBank中变异链球菌UA159株基因组rpiA的DNA编码序列,设计PCR引物,扩增变异链球菌核糖-5-磷酸异构酶A的DNA编码序列,将其克隆至pGEX-6p-1载体中,构建重组质粒,将测序正确的重组质粒转化入大肠杆菌BL21(DE3)中,用异丙基-β-D-硫代吡喃半乳糖苷(isopropylβ-D-1-thiogalactopyranoside,IPTG)诱导表达;对培养温度、IPTG用量、诱导时间等条件进行了优化;用亲和层析、离子交换层析纯化目标蛋白;用SDS-PAGE和质谱对目标蛋白进行鉴定。结果变异链球菌核糖-5-磷酸异构酶A在大肠杆菌中高效、可溶性表达,经质谱鉴定及SDS-PAGE分析,表达产物为变异链球菌核糖-5-磷酸异构酶A蛋白。经过纯化,得到纯度高达95%的变异链球菌核糖-5-磷酸异构酶A。结论成功地在大肠杆菌中高效表达了变异链球菌核糖-5-磷酸异构酶A蛋白,并建立了纯化工艺,得到高纯度的重组蛋白,为进一步研究变异链球菌属核糖-5-磷酸异构酶蛋白的生物学活性及功能奠定了基础。

家蚕微孢子虫核糖-5-磷酸异构酶A基因的克隆及表达特征分析

核糖-5-磷酸异构酶A(ribose 5-phosphate isomerase A,RpiA)是多种生物中普遍存在的一种高度保守的蛋白酶,在磷酸戊糖途径(PPP)中起着核心作用,参与原核生物与真核生物核糖-5-磷酸(R5P)与核酮糖-5-磷酸(Ru5P)之间的可逆异构化反应及植物二氧化碳固定的卡尔文循环。为探索RpiA在家蚕微孢子虫侵染家蚕后能量代谢与物质合成过程中所发挥的作用,通过PCR扩增得到NbRpiA基因的编码区。该开放阅读框全长345 bp,编码114个氨基酸,预测蛋白质的分子质量约为13.145 kD,等电点为7.72,未发现明显已知功能结构域。实时荧光定量PCR检测发现,NbRpiA基因在家蚕微孢子虫感染家蚕后7 d内均有表达:从感染后2 h起,NbRpiA基因的表达水平呈缓慢上升的趋势,第2天达到最高,随后表达水平逐渐降低,从第4天开始表达水平大幅降低,至第7天降至最低。初步推测NbRpiA可能在家蚕微孢子虫孢子发芽及增殖阶段发挥作用。研究结果为了解NbRpiA在家蚕微孢子虫能量代谢与物质合成中的作用提供了初步线索。

RPIA基因突变导致核糖-5-磷酸异构酶缺乏症1例并文献复习

目的报告1例核糖-5-磷酸异构酶缺乏症病儿的临床表型和基因型特点,提高对本病的认识。方法选取2019年9月在安徽省儿童医院就诊住院的1例核糖-5-磷酸异构酶缺乏症病儿的临床资料,实验室检查、影像学特点及基因检测结果,总结临床特征及基因突变谱,并行文献复习。结果病儿因“步态不稳”就诊。存在发育迟滞,检查尿有机酸提示D-阿拉伯糖醇及核糖醇异常升高。头颅MR提示双侧大脑半球白质多发片状异常信号。全外显子测序发现RPIA基因致病性变异c.622C>G(p.Q208E)、c.561C>T(p.G187G)。检索PubMed数据库,共检索到5篇英文病例报告,报告了4例核糖-5-磷酸异构酶缺乏症病儿,与本文病例合并后共5例。结论核糖-5-磷酸异构酶缺乏症主要临床特征为发育迟滞,癫痫,视听损害等,尿中多元醇水平增加及头颅磁共振脑白质异常信号,RPIA基因为致病性基因。

苍白杆菌核糖-5-磷酸异构酶B基因的克隆及表达

[目的]将新筛选出的苍白杆菌菌株中的核糖-5-磷酸异构酶B(Rpi B)克隆到大肠杆菌中进行异源表达优化。[方法]以苍白杆菌菌株基因组为模板PCR扩增Rpi B基因,经酶切连接表达载体p ET-28a后转化入大肠杆菌BL21(DE3)中,利用异丙基-β-D-硫代吡喃半乳糖苷(IPTG)进行诱导表达及优化,利用SDS-PAGE分析表达情况。通过LC-MS-MS验证重组酶活性。[结果]SDS-PAGE分析表明,核糖-5-磷酸酶在大肠杆菌中高效表达可溶性蛋白,分子量在19 k Da左右。优化结果表明在16℃下需要IPTG诱导20 h后蛋白表达量最多。重组粗酶液在30℃下转化L-鼠李糖为L-鼠李酮糖,转化率为19%。[结论]成功克隆并表达出来源于苍白杆菌的Rpi B酶,它对其非天然底物糖L-鼠李糖表现出了异构酶活性。

来自Staphylococcus aureus N315的2-脱氧-D-核糖5-磷酸醛缩酶的工程菌构建、表达纯化与性质鉴定

利用基因挖掘在数据库中发现一种来自Staphylococcus aureus N315的潜在DERA(SaDERA),将其基因密码子优化后实现了在大肠杆菌中的表达,重组酶经纯化后研究了其催化性质。结果表明:构建的工程菌具有较高的可溶表达量(占总蛋白的70%),通过简单的一步纯化即可得到电泳纯的酶;SaDERA是一种同源二聚体的酶(5.7×104),其最适反应条件是pH 7.7和45℃;SaDERA具有良好的碱耐受性,在pH 11.0、25℃的条件下温浴24 h后仍有93%的残余活力;SaDERA具有良好的乙醛耐受性,在0.3 mol/L乙醛浓度、25℃下,30 min内保持了70%以上的残余活力;乙醛连续自缩合产物被纯化并鉴定,所得产品为两次缩合产物。

葡萄糖-6-磷酸脱氢酶在肿瘤中作用的研究进展

肿瘤的发生是一个复杂的动态过程,能量及代谢的改变是肿瘤的基本特征之一。代谢的重新编程满足了肿瘤细胞快速增殖的能量及生物合成需求。以葡萄糖-6-磷酸脱氢酶(G6PD)为限速酶的磷酸戊糖途径(PPP)是葡萄糖代谢的重要分支之一,并在肿瘤的核苷酸、脂质等生物的合成及维持氧化还原的动态平衡中起着至关重要的作用,但对G6PD在肿瘤中作用的总结和认识还有待进一步加强。本文通过总结肿瘤中G6PD主要参与的代谢改变及与G6PD表达、活性相关的信号通路的研究成果,发现靶向G6PD不仅可以抑制肿瘤细胞的快速发展,还能增强肿瘤对其他化疗药物及放疗的敏感性。

利用微生物酶法生产D-阿洛糖

近年来,D-阿洛糖由于其具有的许多药物活性(包括抗癌、抗肿瘤、抗炎、抗氧化、抗高血压、冷冻保护和免疫抑制等活性),吸引了社会的极大关注。D-阿洛糖已经可以从D-阿洛酮糖利用D-阿洛糖生产酶转化的方法得到,常用的D-阿洛糖生产酶包括L-鼠李糖异构酶、核糖-5-磷酸异构酶和半乳糖-6-磷酸异构酶。本文描述了D-阿洛糖的性质和应用,回顾了D-阿洛糖生产酶的生物化学特性及动力学参数。此外还对几种D-阿洛糖生产酶的D-阿洛糖产物进行了比较。

一种新型糖磷酸异构酶在大肠杆菌中的重组表达

核糖-5-磷酸异构酶(RpiB)是新型功能性稀有糖D-阿洛糖生物合成过程中的重要酶。克隆Thermotoga lettingae TMO来源的RpiB基因,以pET-22b(+)为载体,E.coli BL21(DE3)为宿主细胞,构建了基因重组菌。诱导剂IPTG可诱导目的蛋白表达;经金属亲和层析纯化得到电泳纯的重组蛋白,SDS-PAGE显示17ku处出现显著的特征蛋白质条带。活性检测结果表明,该重组RpiB具有较高的产D-阿洛糖生物活性,静息细胞和纯酶反应3h后转化率分别为19%和23%。

大肠杆菌合成烟酰胺单核苷酸途径构建及发酵工艺研究

β-烟酰胺单核苷酸(β-nicotinamide mononucleotide,NMN)作为人体内重要辅酶烟酰胺腺嘌呤二核苷酸(nicotinamide adenine dinucleotide,NAD+)的直接前体受到了广泛关注,目前工业上主要采用化学法或化学-酶催化法进行合成,发酵法仍未取得突破。为获得一株高产NMN的工程菌株,对大肠杆菌进行了代谢途径改造。首先在大肠杆菌中异源表达了来自松噬几丁质菌(Chitinophaga pinensis)的烟酰胺磷酸核糖转移酶,构建了NMN的补救合成途径;为增强前体5-磷酸核糖-1-焦磷酸(5-phosphoribose 1-pyrophosphate,PRPP)的供应,过表达了从葡萄糖出发的多个途径酶,促进了葡萄糖向磷酸戊糖途径的流动;同时,为有利于NMN积累,通过敲除NMN下游代谢分解途径基因pncC、ushA以及调控NAD+衍生物基因nadR,所获得的重组菌产量摇瓶水平达到60 mg/L,是初始产量的4.95倍;进一步在5 L罐上进行发酵试验,产量最高达到390.1 mg/L。该菌株用于NMN的发酵生产具有良好的潜力。

响应面法优化大肠杆菌表达Hyperthermus butylicus耐热醛缩酶诱导条件的研究

为了提高重组耐热2-脱氧核糖-5-磷酸醛缩酶的表达水平,该文基于中心组合实验的响应面分析方法,对基因工程E.coli的诱导条件进行了优化,具体考察因素包括诱导剂(异丙基-β-D-硫代半乳糖,IPTG)浓度和诱导时机.实验结果表明该方法可以提高目标蛋白的表达量,依据回归分析确定了最佳诱导条件为:IPTG浓度0.57mM,诱导时机OD600为0.76,理论最佳DERA的比活力为1.124u/mg,而实际平均比活力达到1.178u/mg,两者几乎相等,说明该模型与实际情况基本相符.