氨基酰tRNA合成酶的经典与非经典酶活性

氨基酰tRNA合成酶(aminoacyl-tRNA synthetases,aaRS)家族的经典功能是催化氨基酸与对应tRNA结合,形成氨基酰tRNA,参与蛋白质合成。aaRS在进化过程中不断增加与氨基酰化功能无关的新结构域,其亚细胞器定位也受到营养、压力信号、参与调控血管新生和炎症反应等内外部信号调控,且不同aaRS的突变导致不同人类疾病,提示aaRS具有信号传导功能,但缺少具体的生化机制。最新发现aaRS具有氨基酰转移酶活性。一种氨基酸可以被其对应的aaRS活化成氨基酰AMP,氨基酰AMP可以修饰与该aaRS相互作用蛋白质的赖氨酸,传递该氨基酸的丰度及结构信息,调控细胞信号网络。aaRS新功能的发现和研究,为解释aaRS的生理病理重要性提供新的方向。本文综述aaRS的进化及非经典功能,讨论aaRS氨基酰转移酶活性在细胞信号传导及其与疾病的相关性,也包括药物开发潜力。

哺乳动物氨基酰-tRNA合成酶的研究

1氨基酰-tRNA合成酶及哺乳动物细胞中氨基酰tRNA合成酶的特点 1.1氨基酰-tRNA合成酶催化的反应 氨基酰-tRNA合成酶家族（aaRS）参与生物体中的遗传解码过程.它们催化氨基酸与其对应的tRNA之间的酯化反应,生成氨基酰-tRNA参与蛋白质的生物合成,它反应的专一性确保了蛋白质生物合成的精确性.氨基酸与其对应的tRNA之间的反应发生在tRNA的3＇-末端腺苷酸核糖的2＇或3＇羟基上.根据aaRS一级序列中的特征结构花式（motifs）以及催化功能域拓扑结构,aaRS被分为两类.每类有10种aaRS.本文用氨基酸单字符或三字符后缀RS代表专一于某一氨基酸的氨基酰-tRNA合成酶.

氨基酰-tRNA合成酶结构与功能

氨基酰－ｔＲＮＡ合成酶结构与功能严世荣综述肖瑛审校（郧阳医学院生化教研室十堰４４２０００）氨基酰－ｔＲＮＡ合成酶（ａｍｉｎｏａｃｙｌ－ｔＲＮＡｓｙｎｔｈｅｔａｓｅ，ａａＲＳ）是有机体最早出现的一类蛋白质，该类酶对蛋白质的生物合成起着关键作用。它们将...

氨基酰-tRNA合成酶与神经退行性疾病

氨基酰-tRNA合成酶催化tRNA的氨基酰化反应为生物体内的蛋白质合成提供原料.这类古老且保守的蛋白质分子在高等生物复杂的细胞分子网络中分化出的新功能是目前人们关注的焦点.近期在对一些患有神经退行性疾病的病人和小鼠模型的研究中发现,位于酪氨酰-tRNA合成酶、甘氨酰-tRNA合成酶和丙氨酰-tRNA合成酶上的突变,可分别导致DI腓骨肌萎缩症(Charcot-Marie-Toothdisease,CMT)C型,腓骨肌萎缩症2D型及小脑浦肯雅(Purkinje)细胞丢失.初步的致病机理研究表明,致病突变对这3种酶的影响各不相同:酪氨酰-tRNA合成酶的氨基酰化催化能力受到影响,甘氨酰-tRNA合成酶受影响的可能是一种未知的新功能,而丙氨酰-tRNA合成酶受影响的则是它的编校功能.这些研究结果揭示了氨基酰-tRNA合成酶涉及神经退行性疾病的广泛性和其机制的复杂性,并将促进对神经退行性疾病这一类常见疾病的病理和治疗方法的研究.

两种具有调节血管生成作用的氨基酰-tRNA合成酶

氨基酰 tRNA合成酶是生物体内蛋白质合成过程中的一类关键酶 ,它催化体内tRNA的氨基酰化反应 .作为一类古老的蛋白质 ,氨基酰 tRNA合成酶在其漫长的进化过程中 ,通过其他结构域的插入或融合逐渐演化出许多新的功能 .最近的研究结果表明 ,人酪氨酰 tRNA合成酶的片段具有促进血管生成的功能 ,而人色氨酰 tRNA合成酶的片段则具有抑制血管生长的功能 .在哺乳动物细胞中 ,蛋白质的生物合成途径与细胞信号转导途径紧密相连 .今后 ,随着对氨基酰 tRNA合成酶研究的不断深入 。

与人类疾病相关的几种线粒体氨基酰-tRNA合成酶

氨基酰-tRNA合成酶是一类古老的蛋白质,催化蛋白质生物合成中的第一步反应.已经发现氨基酰-tRNA合成酶还参与大量的其他生命过程,如编校、tRNA的成熟与转运、RNA的剪切、细胞因子等功能.最近的研究结果表明,线粒体氨基酰-tRNA合成酶与人类的疾病密切相关.人线粒体精氨酰-tRNA合成酶基因2号内含子中的一个单点突变导致该基因的转录本被异常剪接,造成脑桥小脑发育不全.人线粒体天冬氨酰-tRNA合成酶基因上的一系列突变致使其mRNA被快速降解或者蛋白质氨基酸一级结构的改变,导致脑干脊髓白质病变及乳糖增高症.人线粒体亮氨酰-tRNA合成酶基因的一个单核苷酸多态性与2型糖尿病密切相关.这些研究结果进一步增强了我们对于氨基酰-tRNA合成酶的生物学功能的认识,并将促进对由线粒体氨基酰-tRNA合成酶所引起线粒体病的致病机理以及治疗方法的研究.

哺乳动物氨基酰-tRNA合成酶复合物中三个辅助因子在分子信号网络中的重要作用

氨基酰-tRNA合成酶是一类古老而保守的蛋白质,它们催化蛋白质生物合成的第一步反应.哺乳动物细胞内存在一个由8种氨基酰-tRNA合成酶和3种辅助因子组成的氨基酰-tRNA合成酶复合物.近年来,陆续发现该复合物中的3个辅助因子p43、p38和p18在复合物外的多种生命活动中扮演着重要角色:辅助因子p43是细胞因子内皮单核细胞激活肽Ⅱ的前体,参与了血管生成和细胞凋亡等许多生命过程;辅助因子p38在肺部发育中至关重要,同时它在神经细胞中的不正确积累可能与帕金森病有关.更有趣的是,辅助因子p38和p18可以在时空上高度有序地通过不同的通路参与细胞对DNA损伤的修复.这些研究增加了对于氨基酰-tRNA合成酶和细胞内大分子信号网络之间关系的认识,并将促进对该领域的研究与发展.

氨基酰-tRNA合成酶编校相关的生理、病理效应和药物设计

氨基酰-tRNA合成酶(aaRS)催化tRNA的氨基酰化反应,为生物体内蛋白质合成提供原料。许多aaRS为保持蛋白质翻译的精确性,在进化的选择压力下产生了编校功能。近年来,人们越来越多关注aaRS编校功能同人类健康之间的关系。在过去的几年中,对于aaRS编校功能缺陷在细胞内的生理效应,与疾病发生的关系和以编校活性位点作为药靶设计、开发新型抗生素的研究中取得了重要的进展。

氨基酰-tRNA合成酶及其与相关tRNA的相互作用研究

氨基酰tRNA合成酶是生物体蛋白质合成过程中的一类关键酶 ,对它的研究具有重要的生物学意义和应用前景。该项目系统研究了大肠杆菌亮氨酰 和精氨酰 tRNA合成酶及其与相关tR NA的相互作用。用酶和tRNA的基因克隆和高表达 ,tRNA体外转录 ,基因定点突变 ,酶片段的体外重组等手段研究了酶与tRNA的相互作用的结构基础 ,得到一系列重要结果。

一种现存的氨基酰-tRNA合成酶（AaLeuRS）具有祖先编校特性

近期，中科院上海生科院生化与细胞所王恩多研究组在RNA杂志公布了最新研究发现：一种现存的具有祖先编校特性的氨基酰-tRNA合成酶，揭示了AaLeuRS可能有着比IleRS及ValRS更为原始的编校特性，其编校结构域可能保留了三种酶共同的祖先编校结构域，该发现为研究氨基酰-tRNA合成酶催化特异性进化提供了的重要线索。

新型D-氨基酰化酶的特性及固定化酶的研究

本文研究了一株具有N-酰基酰化酶(DAA)生产能力的细菌,通过对其酶学特性及固定化酶用于D-氨基酸的生产进行了研究。显示此酶的最适温度为37℃,最适p H7.4,1mmol/L以下的Ca Cl2,Cd Cl2,Co Cl2,Cu Cl2,Fe Cl2,Hg Cl2,Mn Cl2,Zn Cl2对酶的活性没有影响,在20mmol/L的EDTA条件下仍可保持65%的酶活性。底物特异性显示酶的最佳底物是N-乙酰-D-苯丙氨酸,50mmol/L以上的N-乙酰-D-苯丙氨酸显著抑制酶的活性。利用海藻酸钠固定酶后,在30℃条件下,使用50mmol/L的N-酰基-D-苯丙氨酸底物进行的降解实验显示水解率可以达到84%,转化批次达到6次以上,活性保持达到70小时以上。

α-萜品烯马来酰亚氨基酰腙化合物合成及抑菌、除草活性研究

以α-萜品烯(1)为原料,与马来酸酐反应,通过Diels-Alder环加成得到α-萜品烯马来酸酐(2),再与水合肼酰化得到中间体N-氨基-α-萜品烯马来酰亚胺(3),然后在冰醋酸的催化下分别与多氟取代苯甲醛发生缩合反应,合成了9个多氟α-萜品烯马来酰亚胺基酰腙4a^4i。通过傅立叶变换-红外光谱(FT-IR)、核磁共振(1H NMR和13 C NMR)以及电喷雾-质谱(ESI-MS)等多种手段对目标化合物进行结构表征。初步的抑菌活性测试表明,在质量浓度50 mg·L^-1下,化合物3-三氟甲基-α-萜品烯马来酰亚氨基酰腙(4b),2,4-二氟-α-萜品烯马来酰亚氨基酰腙(4e),2,5-二氟-α-萜品烯马来酰亚氨基酰腙(4f),3,4-二氟-α-萜品烯马来酰亚氨基酰腙(4h),对苹果轮纹病毒抑制率分别为93.9%,75.5%,70.1%,75.4%;除草活性测试表明:在质量浓度100 mg·L^-1,3-三氟甲基-α-萜品烯马来酰亚氨基酰腙(4b),4-三氟甲基-α-萜品烯马来酰亚氨基酰腙(4c)对油菜的胚根生长具有的抑制作用分别为62.2%,48.2%。综合分析,在质量浓度100 mg·L^-1下,化合物3-三氟甲基-α-萜品烯马来酰亚氨基酰腙(4b)的综合效果最好,对苹果轮纹病菌抑制率93.9%,活性级别为A级,对油菜的胚根生长的抑制率62.6%,活性级别为B级。

高效液相色谱-紫外检测法同时测定洗面奶中4种N-月桂酰氨基酸表面活性剂

N-月桂酰氨基酸(NLAAs)表面活性剂与传统表面活性剂相比在安全性上具有明显的优势,应用领域日益增多。但由于NLAAs的紫外吸收较弱,采用高效液相色谱-紫外检测进行含量测定存在一定困难,一般使用示差折光指数检测器、蒸发光散射检测器等通用型检测器来进行检测。为解决这一难题,本研究通过优化流动相的组成,选择合适的色谱柱和检测波长,建立了高效液相色谱-紫外检测同时测定月桂酰谷氨酸(LG)、月桂酰甘氨酸(LC)、月桂酰丙氨酸(LA)、月桂酰肌氨酸(LS)4种NLAAs表面活性剂的方法。样品在乙腈-0.10%H_(3)PO_(4)水溶液(60∶40,v/v)中超声提取10 min,滤膜过滤后用高效液相色谱仪测定,以乙腈-0.10%H_(3)PO_(4)水溶液为流动相进行梯度洗脱,经Agilent Eclipse Plus C_(18)色谱柱(150 mm×4.6 mm,5μm)分离,在205 nm波长处进行检测。结果显示:4种NLAAs在2.0~800.0 mg/L范围内呈良好的线性关系,相关系数(r)均≥0.9995,检出限(LOD)为0.17~0.49 mg/L,定量限(LOQ)为0.57~1.63 mg/L。在0.60、4.50、15.00、24.00 mg/g 4个加标水平下,NLAAs的加标回收率在94.3%~107.4%范围内。采用该方法对5个洗面奶样品中的NLAAs进行含量测定,发现所有样品都含有一种或多种NLAAs化合物,NLAAs的总含量在64.58~97.01 mg/g范围内。该方法前处理简单,测试快速,方法精密度、准确性、稳定性良好,适于洗面奶中NLAAs的含量测定,也可为该类型表面活性剂原料纯度、合成产率检测及产品的质量控制提供有效的技术参考。

miR-485-5p靶向氧连接的N-乙酰氨基葡萄糖转移酶抑制前列腺癌细胞的增殖、迁移与侵袭

前列腺癌是男性生殖系统最常见的恶性肿瘤。尽管采用雄激素剥夺疗法等策略在一定程度上对治疗前列腺癌有效,但大多数患者最终会进展为临床尚无有效治疗手段的去势抵抗性前列腺癌。因此,寻找新的更加有效的前列腺癌治疗靶点就显得尤为关键。多项研究表明,微RNA(microRNAs,miRNAs)的异常表达与肿瘤的发生相关。已有报道显示,miRNA-485-5p(miR-485-5p)在多种肿瘤中发挥抑癌作用,但其在前列腺癌中的作用在较大程度上仍未可知。本研究旨在探究miR-485-5p在前列腺癌细胞增殖、迁移与侵袭的作用与机制。生物信息学预测和qRT-PCR检测发现,miR-485-5p在前列腺癌中表达下调。平板克隆形成实验、Transwell实验和划痕愈合实验证明,转染miR-485-5p模拟物显著抑制前列腺癌细胞的增殖、迁移与侵袭。生物信息学预测、双荧光素酶报告法、Western印迹和qRT-PCR检测证实,氧连接的N-乙酰氨基葡萄糖转移酶(O-linked N-acetylglucosamine transferase,OGT)是miR-485-5p的一个下游直接靶标。进一步的分析和检测显示,OGT在前列腺癌中呈高表达,转染OGT的siRNA能够显著抑制前列腺癌细胞的增殖、迁移与侵袭,同时有效逆转转染miR-485-5p抑制物所发挥的促癌作用。综上所述,miR-485-5p可以通过负向调控OGT进而抑制前列腺癌细胞的增殖、迁移与侵袭。本研究结果有助于进一步阐释miR-485-5p在前列腺癌中发生发展的作用和机制,可为寻找前列腺癌的治疗靶点提供实验依据。

乙酰氨基酚与乙酰半胱氨酸协同抗衰效应及其机制初探

利用药物协同效应延缓衰老是一种极具潜力的抗衰新策略,以D-gal诱导HUVEC细胞衰老构建衰老模型,探究两种小分子乙酰氨基酚和乙酰半胱氨酸的协同抗衰效应及其协同抗衰的相关机制。首先利用网络药理学筛选具有潜在抗衰活性的小分子群,以D-gal诱导HUVEC细胞衰老为模型检测小分子的抗衰活性,并通过Chou-Talalay模型筛选出两种具有协同抗衰效应的小分子组合,进一步利用生化与细胞生物学等手段研究获得小分子协同组合介导抗衰的相关机制。结果显示,乙酰氨基酚和乙酰半胱氨酸是具有极佳抗衰活性的小分子对,两者组合可产生协同效应并介导抗衰。该协同组合可显著降低细胞内活性氧水平,有效解除D-gal诱导的细胞周期阻滞,显著降低早期炎症因子(IL-1β、COX-2)的转录,该协同组合还显著降低细胞衰老标志物p53和p16的蛋白水平,并显著降低p-p38和细胞核内p65的蛋白水平。乙酰氨基酚和乙酰半胱氨酸协同组合可能通过MAPK/NF-κB通路抑制细胞衰老。以上结果为进一步开发利用乙酰氨基酚和乙酰半胱氨酸协同抗衰提供理论基础。

N-乙酰氨基葡萄糖苷内切酶的功能与机制

N-乙酰氨基葡萄糖苷内切酶(endo-beta-N-acetylglucosaminidase,ENGase)广泛分布于各种生物中,主要通过降解错误折叠的糖蛋白,参与细胞和生命的调控。ENGase也是糖链编辑的有效工具酶,可专一性水解游离寡糖链及糖肽或糖蛋白上核心五糖的N-乙酰氨基葡萄糖(GlcNAc)之间的β-14糖苷键。其水解产物是寡糖链和一个GlcNAc,或带有一个GlcNAc的糖肽或糖蛋白。本文对ENGase的发现、分布、蛋白质结构、酶学反应及生物学功能进行阐述,为ENGase的生物学研究提供思路,为糖生物学与糖组学的应用研究奠定基础。

基于2-氨基-4-乙酰氨基苯甲醚的AMA高效合成路线研究

传统的氨基丙二酸合成复杂耗时,因此,本文采用高纯度试剂和关键仪器,研究聚焦于高效合成氨基丙二酸。通过优化Ni/SiO_(2)催化剂的制备和加氢反应条件,在定制的反应装置中实现了高纯度AMA的合成,并通过HPLC验证产物纯度。研究结果显示,当Ni/SiO_(2)催化剂中镍质量分数为30%、反应温度为100℃、压力为1.8 MPa时,2-NMA加氢合成AMA的效率最优,获得高于99%的转化率和选择性。催化剂最佳用量为2-NMA质量的5%。产物结构通过谱图分析得到验证,证实了AMA的成功合成。

锦鲤N-乙酰氨基葡萄糖-1-磷酸转移酶α/β亚基(GNPTAB)的生物信息学分析及其组织分布和时序表达

论文旨在研究锦鲤(Cyprinus carpio var. koi)GNPTAB(alpha/beta subunits of N-acetylglucosamine-1-phosphotransferase)基因的分子生物学特征及对维氏气单胞菌感染的应答规律。对锦鲤GNPTAB基因CDS区进行生物信息学分析,利用实时荧光定量PCR技术研究GNPTAB基因的组织分布和维氏气单胞菌(Aeromonas veronii)感染机体后的时序表达规律。结果显示,GNPTAB基因CDS区片段长度为3 747 bp,推测编码1 248个氨基酸,含有4个结构域。实时荧光定量PCR分析显示,GNPTAB基因在健康锦鲤各组织中均有表达,在肝脏表达量最高,其次是肌肉、肠道、脾脏、皮肤、中肾、头肾。维氏气单胞菌人工感染锦鲤6~72 h,GNPTAB基因在肠道组织主要呈现上调表达,在肝脏、头肾、脾脏、皮肤、肌肉组织中主要呈现下调表达。维氏气单胞菌感染锦鲤后,GNPTAB基因在这些组织中出现表达差异,推测GNPTAB参与了机体的病理生理过程或免疫应答反应。

对乙酰氨基苯磺酰氯生产工艺的研究

通过对乙酰氨基苯磺酰氯的多种生产方法进行深入研究,发现了一种新的高效工艺路线,并确定了最佳操作条件。该工艺路线采用了乙酰苯胺作为原料,并通过三氧化硫—五氯化磷法进行反应。在对工艺条件进行不断优化的基础上,成功地开发出了这种方法。在这个新的高效工艺路线中,通过对乙酰苯胺、三氧化硫和五氯化磷等物质之间的反应机理和适宜比例进行深入分析,确定了最佳的操作条件。

二乙酰一肟-氨基硫脲法测定游泳池水中尿素实验条件的研究

本文拟建立二乙酰一肟-氨基硫脲测定游泳池中尿素的方法,从波长的选择、酸度的条件、试剂的加入量、温度的条件、加热时间来寻求最佳条件。结果表明:实验最理想条件是在酸性条件,线性方程结果良好,r=0.999 6,检测波长为480 nm,混合酸溶液加入量为5.00 m L,二乙酰一肟-氨基硫脲溶液加入量为2 m L,加热时间为20 min,线性范围为0~10 mg/L。该方法检测结果良好,可用于游泳池中的尿素测定。