基于计算机模拟探究鱼类烟酰胺腺嘌呤二核苷酸脱氢酶源活性肽抗运动疲劳的功效

为了研究鱼类烟酰胺腺嘌呤二核苷酸脱氢酶(Nicotinamide Adenine Dinucleotide Dehydrogenase,NADH Dehydrogenase)源活性肽抗运动疲劳的功效,该研究利用计算机模拟水解5种我国常见鱼类中的NADH Dehydrogenase蛋白亚基,将模拟水解得到的寡肽与乳酸脱氢酶(Lactate Dehydrogenase,LDH)、肌酸激酶(Creatine Kinase,CK)分别进行分子对接,确定与LDH和CK具有超高亲和力的寡肽(对接分数≤-160),并利用Pymol、Ligplot+软件分析寡肽与LDH和CK分子间相互作用机制。结果显示,5种鱼类的7种不同NADH Dehydrogenase蛋白亚基经计算机模拟水解和分子对接后共获得72个超高亲和力寡肽,其中,与LDH、CK均具有超高亲和力的寡肽共36种,对接分数最高且出现次数最多的寡肽是PTIW(-198.762、-204.400)。研究结果为提升鱼类蛋白质的高值化利用以及开发抗疲劳功能食品提供理论参考。

早产大鼠高氧肺损伤组织还原型烟酰胺腺嘌呤二核苷酸脱氢酶的动态表达及其意义

目的探讨还原型烟酰胺腺嘌呤二核苷酸(NADH)脱氢酶亚单位1、2、5在早产大鼠高氧肺损伤组织中的动态表达及其意义。方法早产新生大鼠生后1d随机分为高氧和空气组,高氧组持续暴露于850mL/L氧气中,空气组置同一室内常压空气中。分别取二组大鼠高氧或空气暴露后1、4、7、10和14d肺组织标本,采用HE染色观察肺组织形态学改变,采用RT-PCR法在mRNA水平检测NADH脱氢酶亚单位1、2、5的表达。结果1.高氧暴露1、4d,早产大鼠肺组织形态较空气组无明显改变;高氧暴露7、10d,肺组织渐出现小血管充血扩张,肺泡腔内炎性细胞浸润,肺泡间隔增厚,肺泡数目减少、结构简单化和囊泡化等改变。2.空气组NADH脱氢酶亚单位1(ND1)和亚单位2(ND2)mRNA的表达随日龄增长渐降低,至7d时最低,随后其表达逐渐增高;空气组NADH脱氢酶亚单位5(ND5)mRNA的表达随日龄增长渐降低,至4d时最低,随后其表达逐渐增高。3.与同时间点空气组相比,高氧暴露后1、4和7dND1和ND5mRNA表达显著增强(Pa<0.05),随后其表达渐下降,10、14d时低于空气组,但二者相比差异无显著性意义(Pa>0.05);与同时间点空气组相比,高氧暴露后1、4d ND2 mRNA表达二组间差异无显著性意义(Pa>0.05),7d时较空气组极显著增强(P<0.01),10、14d时较空气组显著降低(Pa<0.05)。结论高氧可导致早产大鼠肺组织NADH脱氢酶表达改变,提示其可能参与高氧肺损伤的病理生理过程。

高浓度氧对早产大鼠肺组织中还原型烟酰胺腺嘌呤二核苷酸脱氢酶亚单位1表达的影响

目的探讨高浓度氧暴露对早产大鼠肺组织中还原型烟酰胺腺嘌呤二核苷酸脱氢酶亚单位1(ND1)表达的影响。方法早产SD新生大鼠生后1 d随机分为高氧组和空气组,高氧组持续暴露于≥85%氧气中,空气组置于同一室内常压空气中。分别取两组大鼠高氧或空气暴露后1、4、7、10和14 d肺组织标本,采用免疫组织化学和Western blot方法检测ND1蛋白的表达,半定量逆转录聚合酶链反应(RT-PCR)检测ND1 mRNA的表达。结果①高氧组和空气组各时间点均有ND1蛋白表达;与空气组相比,高氧组在1、4和7 d ND1蛋白表达增高,随后其表达下降。②与同时间点空气组相比,高氧暴露后1、4和7 d ND1 mRNA表达显著增高(P<0.05),其后ND1 mRNA表达逐渐下降,10 d和14d时低于空气组,但两者相比差异无显著性意义(P>0.05)。③ND1蛋白的表达变化趋势与ND1 mRNA的表达变化趋势一致。结论高氧导致早产大鼠肺组织ND1表达改变,提示ND1可能参与了高氧肺损伤的病理生理过程。

具有还原型烟酰胺腺嘌呤二核苷酸脱氢酶功能的家蚕l(3)neo18基因的克隆与表达特征

果蝇l(3)neo18基因可以通过P转座子诱发致死突变,编码的蛋白质具有还原型烟酰胺腺嘌呤二核苷酸(NADH)脱氢酶(ND)的功能。利用生物信息学、cDNA末端快速扩增(RACE)和反转录聚合酶链式反应(RT-PCR)等方法,克隆了家蚕l(3)neo18同源基因,分析了基因结构与表达谱。Bm-l(3)neo18基因(EU826676)的cDNA全长为868 bp,由573 bp的完整开放读码框(ORF)序列、25 bp的5′端非翻译区序列(5′-UTR)和251 bp的3′端非编码区序列(3′-UTR)组成,编码蛋白质为190个氨基酸残基,分子质量22.7 kD,pI 9.60。Bm-l(3)neo18基因由3个外显子和2个内含子组成,定位于家蚕第3染色体,位于nscaf2930的1 203.8-1 205.6 knt。Bm-l(3)neo18蛋白质在1-185氨基酸残基位置为ND的SGDH亚基保守区,在61-83氨基酸残基位置具有一个保守的跨膜区域。采用Clustal W进行多序列比对发现,Bm-l(3)neo18与埃及伊蚊等昆虫ND具有50%以上的蛋白质同源性,ND的保守区域高度一致,NJ法分子进化分析也显示Bm-l(3)neo18与昆虫ND进化上同源。该基因除在家蚕卵期的表达量较低外,在幼虫、蛹和蛾期均有较高表达,且存在组织差异性。

还原型烟酰胺腺嘌呤二核苷酸脱氢酶染色法术中快速诊断婴幼儿先天性巨结肠的价值

目的探讨还原型烟酰胺腺嘌呤二核苷酸脱氢酶(NADPH-d)酶组织化学染色法在术中快速诊断婴幼儿先天性巨结肠的价值。方法选取2015年1月至2017年3月新疆乌鲁木齐儿童医院收治的37例先天性巨结肠患儿术中切除的肠管为观察标本,以同期因坏死性小肠结肠炎行结肠造瘘术患儿的切除肠管标本作为实验对照,将先天性巨结肠患儿的肠管标本分为扩张段和痉挛段,进行常规冰冻连续切片,采用NADPH-d进行染色(NADPH-染色组),显微镜下观察神经丛及神经节细胞的染色情况,并与术中快速苏木精-伊红(HE)染色法(HE染色组)进行配对比较。结果 37例患儿中,NADPH-d染色诊断阳性36例(97.3%),阴性6例(2.7%);HE染色诊断阳性34例(91.9%),阴性3例(8.1%);2种染色方法均诊断阳性或阴性者分别为34例、1例,另2例NADPH-d染色诊断阳性者HE染色诊断为阴性;2种染色方法的诊断结果比较差异无统计学意义(χ~2=0.059,P>0.05)。NADPH-d染色组扩张段标本低倍镜下可见呈串珠状分布的神经丛样结构,高倍镜下可见细胞质着紫蓝色、细胞核空白无着色的细胞,HE复染显示串珠状分布的紫蓝色组织为肌间神经丛,黏膜下未见着紫蓝色的神经丛;高倍镜下可清楚分辨核大、深染、细胞质略呈蓝色的神经节细胞。NADPH-d染色组痉挛段标本镜下背景清晰,无任何着色,未见神经丛及神经节细胞。HE染色组扩张段标本肌间神经丛内隐约可见神经节细胞,痉挛段肌间及黏膜下可见分布杂乱的神经丛,其间无神经节细胞。结论 NADPH-d染色法诊断婴幼儿先天性巨结肠快速、精确、易操作,NADPH-d法与术中快速HE染色法联用能提高诊断效率,准确判断病变段肠管的切除范围。

二化性家蚕滞育发动期间滞育性卵和非滞育性卵的烟酰胺腺嘌呤二核苷酸变化

为了探究家蚕滞育发动期间呼吸耗氧量下降与烟酰胺腺嘌呤二核苷酸(NAD)含量变化的关系,用高效液相色谱法和分光光度法分别检测在25℃条件下产下后12～72 h的二化性家蚕滞育性卵与非滞育性卵中的还原型NAD(NADH)含量、氧化型NAD(NAD+)含量、乳酸脱氢酶(LDH)活性和胞质苹果酸脱氢酶(cMDH)活性。滞育性卵中的NADH+NAD+含量、NADH/NAD+值及LDH活性分别在产下后18、36、24 h达到峰值,而cMDH活性处于波动中。在产下后24～72 h,非滞育性卵中的NADH/NAD+值极显著低于滞育性卵,而LDH和cMDH活性极显著高于滞育性卵。据此可以推测,滞育发动期间家蚕滞育性卵的NAD+降解增强和NAD+再生下降共同导致呼吸耗氧量下降。

高浓度氧暴露对早产鼠肺泡Ⅱ型上皮细胞还原型烟酰胺腺嘌呤二核苷酸表达的影响

目的探讨高浓度氧(高氧)暴露对早产鼠肺泡Ⅱ型上皮细胞(AECⅡ)还原型烟酰胺腺嘌呤二核苷酸(NADH)-脱氢酶亚基4(ND4)表达的影响。方法原代培养早产Sprague-Dawley(SD)大鼠AECⅡ,待其在含50mL/L二氧化碳(CO2)培养箱中生长至接近融合状态时随机分为高氧组和空气组。高氧组持续暴露于常压高浓度氧中,氧体积分数>900mL/L,CO2体积分数为50mL/L;空气组仍置于含50mL/L CO2培养箱中。二组分别于高氧或空气暴露6、12、24h提取细胞RNA,采取半定量反转录聚合酶链反应(RT-PCR)测定ND4 mRNA的表达;采用免疫细胞化学染色法检测细胞爬片ND4蛋白的表达。结果与空气组比较,免疫细胞化学结果显示高氧暴露6、12h ND4的表达无显著性差异(Pa>0.05),高氧暴露24h ND4的表达显著减弱(P<0.05);RT-PCR检测显示高氧暴露6h ND4 mRNA表达无显著性差异(P>0.05),高氧暴露12、24h ND4 mRNA表达显著减弱(Pa<0.05)。结论高氧暴露下调早产SD大鼠AECⅡ ND4 mRNA和蛋白水平的表达,这种改变可能参与高氧肺损伤的发病过程。

二化性家蚕滞育发动期间滞育性卵和非滞育性卵的烟酰胺腺嘌呤二核苷酸变化

为了探究家蚕滞育发动期间呼吸耗氧量下降与烟酰胺腺嘌呤二核苷酸（NAD）含量变化的关系，用高效液相色谱法和分光光度法分别检测在25℃条件下产下后12～72 h的二化性家蚕滞育性卵与非滞育性卵中的还原型NAD（NADH）含量、氧化型NAD（NAD＋）含量、乳酸脱氢酶（LDH）活性和胞质苹果酸脱氢酶（cMDH）活性。滞育性卵中的NADH＋NAD＋含量、NADH/NAD＋值及LDH活性分别在产下后18、36、24 h达到峰值，而cMDH活性处于波动中。在产下后24～72 h，非滞育性卵中的NADH/NAD＋值极显著低于滞育性卵，而LDH和cMDH活性极显著高于滞育性卵。据此可以推测，滞育发动期间家蚕滞育性卵的NAD＋降解增强和NAD＋再生下降共同导致呼吸耗氧量下降。

黄素腺嘌呤二核苷酸通过激活SCAD抑制大鼠病理性心肌肥厚和心肌纤维化

目的探究黄素腺嘌呤二核苷酸(FAD)在自发性高血压大鼠病理性心肌肥厚和心肌纤维化中的作用及防治机制。方法选取12周龄的自发性高血压大鼠(SHR)及周龄匹配的Wistar大鼠。经尾静脉注射FAD(每天1μmol/kg)治疗10周后,采用无创血压测量仪检测大鼠的血压及心率;超声心动图和组织学方法观察病理性心肌肥厚和心肌纤维化程度;Western blot方法检测短链酰基辅酶A脱氢酶(SCAD)、CollagenⅠ、CollagenⅢ、α-SMA的蛋白表达水平;免疫荧光单标法进一步验证SCAD的蛋白表达水平;荧光定量PCR检测SCAD、ANF、脑利钠肽(BNP)以及CollagenⅠ、CollagenⅢ、α-SMA的mRNA表达水平;检测SCAD酶活性、ATP、游离脂肪酸、BNP及活性氧含量。结果自发性高血压大鼠经FAD治疗后,收缩压和心率均明显降低;病理性心肌肥厚和心肌纤维化程度得到明显改善;心肌组织中SCAD的mRNA、蛋白表达、酶活性及ATP含量均显著增高,游离脂肪酸和活性氧水平明显降低(P<0.05)。结论FAD可能通过激活SCAD,改善心肌能量代谢,减少氧化应激,从而抑制自发性高血压大鼠病理性心肌肥厚和心肌纤维化。

异柠檬酸脱氢酶1及其产物在肝衰竭患者的表达与临床意义

目的探讨肝衰竭患者血清异柠檬酸脱氢酶1(isocitrate dehydrogenase 1,IDH1)及其产物的水平变化,分析其作用及潜在作用机制。方法回顾性分析2019年2月至2019年12月在武汉大学人民医院就诊的肝硬化患者(40例)、肝衰竭患者(30例)、肝衰竭合并感染者(30例)及健康体检者(20例)的临床资料。采集各组血清,检测各组IDH1水平、活化部分凝血活酶时间(activated partial thromboplastin time,APTT)、凝血酶原时间(prothrombin time,PT)、凝血酶原活动度(prothrombin time activity,PTA)、丙氨酸氨基转移酶(alanine transaminase,ALT)、天门冬氨酸氨基转移酶(aspartate amino transferase,AST)、白蛋白(albumin,ALB)、总胆红素(total bilirubin,TBil)、白细胞计数(white blood cell count,WBC)、中性粒细胞比例(neutrophil ratio,Neu%)、血小板计数(platelet count,PLT)、红细胞计数(red blood cell count,RBC)、血红蛋白(hemoglobin,Hb)及超敏C-反应蛋白(hs C-reactive protein,hs-CRP)水平,检测血清异柠檬酸、α-酮戊二酸及NADPH丰度。采用Spearman相关分析探究临床生物化学指标与IDH1的相关性,采用二元Logistic回归分析肝衰竭患者发生感染的影响因素,采用受试者工作特征(receiver operating characteristic,ROC)曲线评估影响因素对肝衰竭患者发生感染的价值。结果对照组、肝硬化组、肝衰竭组及肝衰竭合并感染组血清IDH1水平依次升高(中位数:15.35 U/L vs 34.69 U/L vs 75.26 U/L vs 135.82 U/L),差异有统计学意义(H=105.70,P<0.001)。血清IDH1水平与ALT、AST及TBil呈正相关(r值分别为0.884、0.876、0.830,P均<0.001),与PTA呈负相关(r=-0.626,P<0.001)。肝衰竭组IDH1底物异柠檬酸丰度较对照组增加(929982.67±187082.79 vs 261854.12±116906.79),产物α-酮戊二酸丰度较对照组降低(1375241.56±235207.2 vs 4362813.42±635864.95),肝衰竭组NADPH丰度较对照组降低(495.99±48.83 vs 916.13±101.16),差异均有统计学意义(t=-3.029,P=0.009;t=4.407,P=0.001;t=3.740,P=0.002)。Logistic多因素回归分析表明,IDH1和hs-CRP为肝衰竭患者发生感染的独立危险因素(OR=1.088,95%CI:1.042~1.136,P<0.001;OR=1.059,95%CI:1.042~1.136,P=0.049)。IDH1预测肝衰竭患者发生感染的ROC曲线下面积为0.847,显著高于hs-CRP(0.651;z=2.107,P=0.035)。结论IDH1在肝衰竭诊断中具有一定价值,与肝衰竭发展具有一定关系,是评估肝衰竭患者发生感染的独立危险因素。

醌烟酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸脱氢酶1和血红素氧合酶1 mRNA及蛋白表达与燃煤型砷中毒肝损伤关系探讨

目的了解贵州省燃煤型砷中毒病区砷暴露者外周血中核因子E2相关因子2（Nff2）诱导的下游醌烟酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸（NADH）脱氢酶1（NQ01）和血红素氧合酶1（HO-1）mRNA及蛋白表达情况，探讨其在燃煤型砷中毒肝损伤发生发展中的作用。方法以贵州省兴仁县燃煤型砷中毒病区交乐村和长庆村为调查点，在健康体检基础上选择161例砷暴露者为砷暴露组，按照《地方性砷中毒诊断标准》（WS／T211-2001）分为病区非病例组（21例）和病例组（140例）。病例组参照《职业性中毒性肝病诊断标准》（GBZ59-2010）进一步分为轻度肝病组（52例）、中重度肝病组（36例），其余病例为无明显肝病组（52例）；同时以相邻的非病区村45例居民作为对照组；采集研究对象外周血，实时荧光定量PCR检测NQ01和HO-1 mRNA相对表达量，酶联免疫吸附试验（ELISA）检测NQ01和HO-1蛋白表达水平。结果①NQO1和HO-1 mRNA表达结果：随砷暴露人群肝损伤程度的加重，外周血NQO1和HO-1 mRNA相对表达量逐渐升高（F=5．548、10．961，P均〈0．05）。其中，轻度肝病组NQO1 mRNA相对表达量（中位数，0．918）高于对照组（0．576，P〈0．05），中重度肝病组NQO1 mRNA相对表达量（1．243）高于对照组、病区非病例组（0．653）、无明显肝病组（0．636）、轻度肝病组（P均〈0．05）；病区非病例组、无明显肝病组、轻度肝病组及中重度肝病组HO-1 mRNA相对表达量（1．059、1．225、11553、1．604）均高于对照组（0．767，P均〈0．05）；轻度肝病组HO-1 mRNA相对表达量高于病区非病例组（P〈0．05）；中重度肝病组HO-1 mRNA相对表达量高于病区非病例组、无明显肝病组（P均〈0．05）。②NQO1和HO-1蛋白表达结果：随砷暴露人群肝损伤程度的加重，血清中NQO1和HO-1蛋白表达水平逐渐升高（F=19．685、17．725，P均〈0．05）。其中，无明显肝病组、轻度肝病组及中重度肝病组NQO1和HO-1蛋白表达[NQO1：（6．272±0．744）、（6．336±0．628）、（6．714±0．540）U／L；HO-1：（45．150±4．813）、（45．283±5．049）、（48．610±5．365）U／L]显著高于对照组和病区非病例组[NQO1：（5．550±0．730）、（5．750±0．427）U／L；HO-1：（39．856±5．249）、（42．375±3．014）U／L，P均〈0．05]，中重度肝病组NQO1和HO-1蛋白表达显著高于无明显肝病组和轻度肝病组（P均〈0．05）。结论砷暴露后NQO1和HO-1 mRNA表达及蛋白表达增强，二者与燃煤型砷中毒肝损伤的发生发展密切相关。

肝脏线粒体烟酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸依赖性异柠檬酸脱氢酶参与葡萄糖代谢机制的研究

目的探讨肝细胞中线粒体烟酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸依赖性异柠檬酸脱氢酶(IDH2)对葡萄糖代谢机制的影响。方法分别用高糖或低糖处理小鼠正常肝细胞AML12细胞株,于24、48、72 h后检测IDH2 mRNA及蛋白表达。慢病毒转染法构建IDH2敲低(KD-IDH2组)、IDH2敲低对照(KD-Ctrl组)、IDH2过表达(OE-IDH2组)以及IDH2过表达对照(OE-Ctrl组)细胞株,分别用正常糖、高糖、低糖处理细胞,每组设置3个复孔。流式细胞学检测细胞内活性氧簇(ROS)生成及细胞凋亡。实时定量聚合酶链反应和Western blot法检测糖异生、糖摄取、糖酵解相关基因[己糖激酶1(HK1)、丙酮酸激酶(PKLR)]以及胰岛素、胰高糖素通路相关蛋白[磷酸肌醇3-激酶(PI3K)、磷酸化PI3K(p-PI3K)、蛋白激酶B(AKT)、磷酸化AKT(p-AKT)、蛋白激酶A(PKA)、磷酸化PKA(p-PKA)]的表达。在胰岛素、胰高糖素刺激下,检测低糖条件下肝细胞葡萄糖输出能力。通过多功能酶标仪检测2-NBDG摄取用于评估肝细胞糖摄取能力。两组间比较采用t检验。结果AML12细胞在高糖处理48 h后,IDH2 mRNA表达明显下降(P<0.01)。KD-IDH2组细胞IDH2 mRNA表达量为KD-Ctrl组的(35.67±10.60)%(P<0.01),OE-IDH2组IDH2 mRNA表达上调为OE-Ctrl的(4.59±0.77)倍(P<0.01)。KD-IDH2细胞在低糖条件下,葡萄糖输出能力明显减弱(P<0.01),糖摄取能力为KD-Ctrl组的(1.23±0.06)倍(P<0.01),AKT、PI3K蛋白活化程度(p-AKT/AKT、p-PI3K/PI3K)显著增加,PKA活化程度(p-PKA/PKA)降低(P<0.01),OE-IDH2组细胞则有相反表现。高糖处理使KD-IDH2细胞中糖酵解途径相关基因HK1、PKLR表达上调(P<0.05),细胞内ROS水平较高(P<0.05),同时细胞凋亡增加(P<0.01)。结论肝脏IDH2表达调控影响肝细胞内葡萄糖代谢,IDH2表达降低使细胞内胰岛素信号通路活化增加,且低糖条件下糖异生途径下调;而过表达IDH2通过增加肝细胞对胰高糖素的响应并降低对胰岛素的敏感性上调肝糖生成。

精子特异性乳酸脱氢酶研究进展

精子特异性乳酸脱氢酶（sperm-specific lactate dehydrogenase，LDH-C4）特异地存在于鸟类和哺乳类动物的睾丸和精子中，与体细胞乳酸脱氢酶A4（LDH-A4）和B4（LDH-B4）同属于乳酸脱氢酶家族，它们都以烟酰胺腺嘌呤二核苷酸（NAD）为辅酶催化丙酮酸和乳酸的转化，在能量代谢中发挥重要作用，但LDH—C4与体细胞LDH相比又具有一些独特性质。

尼克酰胺腺嘌呤二核苷酸脱氢酶4上调乙型肝炎病毒表面抗原基因启动子Ⅱ表达的研究

目的研究乙型肝炎病毒(HBV)表面抗原基因启动子Ⅱ(SPⅡ)与肝细胞蛋白——尼克酰胺腺嘌呤二核苷酸脱氢酶4(NADHDH4)结合机制及其调节功能。方法应用聚合酶链反应(PCR)技术,参照HBVayw基因序列与NADHDH4cDNA序列全编码区设计相应引物,以pCP10质粒及肝母细胞瘤细胞系HepG2基因组DNA为模板,扩增SPⅡ和NADHDH4的DNA片段,将其分别克隆至pCAT3及pcDNA3.1(-)中,构建pCAT3-SPⅡ报告基因表达载体和pcD-NA3.1(-)-NADHDH4真核表达载体,以其质粒共转染HepG2细胞。采用酶联免疫吸附试验(ELISA)检测pCAT3-SPⅡ报告基因表达载体对pcDNA3.1(-)-NADHDH4真核表达载体的调节活性。结果成功构建了pCAT3-SPⅡ报告基因表达载体和pcDNA3.1(-)-NADHDH4真核表达载体,pCAT3-SPⅡ实验组酶表达为pCAT3的2.8倍,而pcDNA3.1(-)-NADHDH4+pCAT3-SPⅡ实验组酶表达约为pCAT3-SPⅡ的5倍,结果显示NADHDH4对HBVSPⅡ具有上调作用。结论共转染实验证实了NADHDH4对SPⅡ有明显的上调作用,为进一步阐明乙型肝炎病毒致病的分子生物学机制奠定了基础。

基于碳纳米管修饰电极的脱氢酶传感器研究进展

烟酰胺腺嘌呤二核苷酸(NAD+/NADH)是目前已知300多种脱氢酶的辅酶,通过对NADH的检测,可以间接测定底物浓度或酶活力。如何利用电化学技术实现NADH的准确、快速、稳定检测,一直是电化学及生物传感领域的重要课题。碳纳米管(CNT)的发现为NADH的电化学检测注入新的生机。本文综述了近年来碳纳米管修饰电极在NADH电化学检测及脱氢酶生物传感器构建中的应用进展,并展望了其应用前景。

启动子串联及改造提高FAD为辅基的葡萄糖脱氢酶在Bacillus subtilis中的表达

以黄素腺嘌呤二核苷酸(flavin adenine dinucleotide,FAD)为辅基的葡萄糖脱氢酶(glucose dehydrogenase with FAD,FAD-GDH,EC 1.1.99.10),与辅基结合紧密,催化效率高,是临床检测血糖指标的新型诊断用酶。将Burkholderia cepacia的FAD-GDH基因(gdh)构建含单启动P_(HpaⅡ)的穿梭质粒p MA5-1,在蛋白酶缺陷型菌株Bacillus subtilis WB600中表达。为了获得该酶的高效表达,采用启动子串联及改造策略考察产酶情况。将4种启动子(P_(amyQ’),P_(43),P_(gsiB),P_(opuaa))分别与质粒上自带的启动子P_(HpaⅡ)串联,结果表明P_(HpaⅡ)-P_(amyQ’)串联组合获得的FAD-GDH胞内酶活最高,为2 497 U/L,是串联前单启动子的2.7倍。为了减少发酵过程中,葡萄糖和甘油对产酶的抑制作用,在串联组合的基础上删去P_(amyQ’)启动子中与碳代谢调控蛋白结合的cre位点,使胞内产酶水平提高至3 626 U/L,说明cre位点的去除能够减少碳代谢产物对启动子转录的抑制。本研究为新型诊断用酶FAD-GDH的菌种改造和工业化生产应用提供参考与借鉴。

乳糖诱导E.coli发酵生产FAD为辅基的葡萄糖脱氢酶

黄素腺嘌呤二核苷酸(FAD)为辅基的葡萄糖脱氢酶(FAD-GDH,EC1.1.5.9),具有辅基结合紧密、催化效率高的优点,可替代目前诊断用葡萄糖氧化酶应用于血糖指标的临床生化检测。本文选取Burkholderia cepacia的葡萄糖脱氢酶基因(gdh)构建表达质粒pTrc99a-gdh,转化E. coli BL21(DE3)。异丙基硫代半乳糖苷(IPTG)诱导发酵,通过酶活测定及聚丙烯酰胺凝胶电泳分析,获得可溶性表达的FAD-GDH,分子量约为60000。利用乳糖替代IPTG作为诱导剂,摇瓶水平初步探索诱导条件,酶活达到994U/L。7.5L发酵罐放大培养该菌,采用梯度流加补料策略,分阶段温度控制,并采用不同的乳糖流加速率进行诱导。当采用0.3mL/min的乳糖流加速率时,酶活达22200U/L,菌体量达69.48g/L。经过镍柱层析,最终获得纯酶的比酶活104.5U/mg。为医用诊断原料用酶葡萄糖脱氢酶新酶种的工业化生产提供借鉴。

创制非天然辅酶偏好型甲醇脱氢酶

有机一碳化合物甲醇是未来生物炼制产业的重要原料。烟酰胺腺嘌呤二核苷酸(NAD)依赖型甲醇脱氢酶(MDH)可催化甲醇氧化合成甲醛为代谢提供碳源,同时生成化学计量的NADH,为代谢提供还原力。改造MDH的辅酶结合口袋,获得偏好非天然辅酶烟酰胺胞嘧啶二核苷酸(NCD)的突变体,可用甲醇作为碳源并产生NCDH,为特定代谢途径提供还原力。本文首先分析嗜热脂肪芽孢杆菌Bacillusstearothermophilus DSM2334来源NAD依赖型MDH的结构,通过虚拟筛选和单位点突变文库初筛,鉴别出辅酶结合敏感位点,进一步依据缩小辅酶结合空腔的预期,构建并筛选得到有效利用NCD的突变体。在大肠杆菌中过表达并纯化各突变体,进行酶催化动力学分析,结果表明突变体MDH 9D1以NCD为辅酶时催化效率达858 L/(mol·s),其NCD偏好性相对于野生型蛋白提高了13000倍。研究结果为甲醇利用及新型氧化还原代谢途径构建提供了新的功能元件。

甲状腺结节微波消融治疗后6个月消融区细胞活性的酶组织化学检测

目的探讨甲状腺结节微波消融治疗术后6个月消融区组织内细胞活性情况。方法选择2017年12月至2018年9月甲状腺结节微波消融治疗术后6个月进行消融区粗针穿刺活组织检查病理评估的患者20例24个消融区。使用切割式活检针分别对消融区中央域及边缘域进行粗针穿刺活组织检查,取得标本条置入液氮制成冰冻切片。采用酶组织化学染色法检测细胞内琥珀酸脱氢酶(SDH)和还原型烟酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸黄递酶(NADPH-d)的活性,并与常规病理切片H-E染色观察到的细胞形态及组织结构对比。结果微波消融术后6个月24个消融区的中央域及边缘域均成功取材。消融区中央域SDH及NADPH-d酶组织化学染色情况一致性好,阴性率均为95.83%(23/24)。消融区边缘域SDH及NADPH-d酶组织化学染色情况一致性好,阴性率均为91.67%(22/24)。23个中央域及22个边缘域的H-E染色切片均显示为红染无结构的大片坏死组织;1个中央域、2个边缘域H-E染色切片显示部分为坏死结构、部分为纤维组织增生,纤维组织增生处与酶组织化学染色阳性区域位置一致。结论微波消融术后6个月甲状腺结节消融区组织符合凝固性坏死改变,仍处于失活状态,酶组织化学染色结合H-E染色能够对陈旧消融区做出较为客观的评价。