腺苷酸琥珀酸合成酶与其抑制剂的分子机制研究

利用密度泛函B3LYP方法选择6-31G(d)基组对腺苷酸琥珀酸合成酶(AdSS)天然抑制剂及其衍生物的结构进行优化,并对其稳定性进行了分析,同时采用Mulliken键序、原子电荷分布、表观静电势等对AdSS抑制剂及其衍生物电子结构与其生物活性相关性进行了理论研究.基于腺苷酸琥珀酸合成酶(AdSS)与其底物肌苷单磷酸(IMP)复合物的晶体结构以及获得的天然抑制剂衍生物稳定构象,利用分子对接、分子力学优化及常温分子动力学模拟对AdSS酶与天然抑制剂及其衍生物的相互作用复合物结构进行理论预测.结果表明,AdSS酶的系列抑制剂中磷酸根基团和乙内酰脲(Hydantoin)官能团构成药效团模型,识别过程中范德华相互作用能的贡献大于静电相互作用能.

腺苷酸琥珀酸合成酶2对肝癌细胞迁移作用的研究

目的探讨腺苷酸琥珀酸合成酶2(adenylosuccinate synthetase isozyme 2,ADSS)在肝癌发生、发展中的作用。方法使用公共数据库及肝癌细胞对ADSS在肝癌中的表达及其对肝癌患者5年生存率的影响进行分析;在HepG 2及LM3细胞中沉默ADSS基因;使用细胞划痕实验及Transwell实验研究ADSS对肝癌细胞的迁移的影响;使用蛋白印迹法检测ADSS沉默细胞中上皮间质转化标志物的表达;检测LM3-Sh-ADSS2基因及代谢产物回补后上皮间质转化标志物及迁移能力改变。结果ADSS在肝癌中表达上调且与患者5年生存率呈负相关;ADSS促进肝癌细胞的迁移;ADSS参与了肝癌细胞的上皮间质转化过程。结论ADSS基因在肝癌中表达量增高并且可能通过参与上皮间质转化过程促进肝癌细胞的转移。

腺苷酸琥珀酸合成酶双基抑制剂类似物的合成及生物活性

以丁内酯为原料,通过缩合、水解、亚胺化、关环、还原、偶联、甲酰化以及脱保护等反应设计并探索了腺苷酸琥珀酸合成酶双基抑制剂类似物的合成方法,目标化合物的结构经1H NMR和HR-ESI-MS数据进行表征.初步生物活性测试结果表明,目标化合物在100μg/m L浓度下对油菜和稗草具有较弱的抑制活性.

浮萍棘尾虫Adss基因克隆及表达载体构建

为研究腺苷酸基琥珀酸合成酶(Adenylosuccinate synthase,简称Adss)在原生动物中的作用,对浮萍棘尾虫(Stylonychia lemnae)腺苷酸基琥珀酸合成酶Adss基因进行PCR克隆,获得全长为1396 bp左右的序列,其编码458个氨基酸,保守结构域含有一个P-loop NTPase结构域,蛋白结构预测Adss蛋白是由α-螺旋、β-折叠和无规卷曲组成的复杂结构。多重序列比对和系统进化分析显示浮萍棘尾虫Adss蛋白与第四双小核草履虫、多子小瓜虫和嗜热四膜虫等纤毛虫同源性较高。通过克隆浮萍棘尾虫Adss基因的启动子序列,并采用增强型绿色荧光蛋白EGFP作为报告基因,构建了启动子序列调控的表达载体pEGFP-N1-Adss,通过转染细胞确定浮萍棘尾虫Adss蛋白定位于细胞质中。文章报道了原生动物纤毛虫Adss基因,证实浮萍棘尾虫Adss蛋白属于典型的真核生物Adss,为进一步揭示Adss在单细胞真核生物中的作用机制提供了新的参考。

含咪唑啉2，4-二酮的新型磷酰胺酯类化合物的合成和生物活性

在合成含咪唑啉2,4-二酮磷酸酯和磷酰胺类化合物的基础上,根据Hydantocidin在植物体内的作用形式是Hydantocidin 5'-phosphate的特点,将5-[4-羟基-3-硝基-苯(苄)基]-2,4-咪唑啉二酮中间体与O,N-二烷基硫代磷酰氯反应合成得到了18个结构新颖的O-烷基-N-烷基-5-[4-羟基-3-硝基-苯(苄)基]-2,4-咪唑啉二酮硫代磷酰胺酯类化合物,其结构通过IR,1H NMR,31P NMR和元素分析表征.初步生物测定结果表明,化合物O-乙基(丙基)-N-异丙基-5-(4-羟基-3-硝基苄基)-2,4-咪唑啉二酮硫代磷酰胺酯(B10,B16)在100μg/mL浓度下对油菜的抑制率为64.1%和69.6%,O-甲基-N-正丁基-5-(4-羟基-3-硝基苄基)-2,4-咪唑啉二酮硫代磷酰胺酯(B15)对蚜虫和小菜蛾均表现了良好的杀虫活性,在300μg/mL浓度下24 h的校正死亡率分别为100%和95%.

新型含咪唑啉2,4-二酮的(硫代)磷酸酯类化合物的合成和生物活性测定

以对羟基苯基和对羟基苄基咪唑啉2,4-二酮羧酸酯类化合物为二次先导结构,根据Hydantocidin在植物体内的作用形式是Hydantocidin 5'-Phosphate的特点,将3种对羟基苯(苄基)-2,4-咪唑啉二酮中间体与(硫代)磷酰氯反应合成得到了38个结构新颖的含有2,4-咪唑啉二酮的(硫代)磷酸酯类化合物,其结构通过IR,1H NMR,31P NMR和元素分析表征.初步生物测定结果表明O-乙基-O-苯基-5-(4-羟基苯基)-2,4-咪唑啉二酮硫代磷酸酯(B14)和O,O-二苯基-5-(4-羟基苄基)-2-硫代-4-咪唑啉二酮硫代磷酸酯(B25)在100μg/mL浓度下对油菜的抑制率为53.1%和62.7%,化合物O,O-二(邻甲氧基苯基)-5-(4-羟基苯基)-2,4-咪唑啉二酮硫代磷酸酯(B7),B14和O,O-二(对甲基苯基)-5-(4-羟基苄基)-2,4-咪唑啉二酮硫代磷酸酯(B17)对蚜虫表现了一定的杀虫活性,在300μg/mL浓度下24 h的校正死亡率分别为52%,51%和69%.

新型含咪唑啉2,4-二酮的磷酰胺类化合物的合成和生物活性

在合成含咪唑啉2,4-二酮磷酸酯和磷酰胺酯类化合物的基础上,将5-[4-氨基-苯(苄)基]-2,4-咪唑啉二酮中间体与O,O-二烷(芳)基硫代磷酰氯反应合成得到了38个结构新颖的O,O-二烷(芳)基-5-[4-氨基-苯(苄)基]-2,4-咪唑啉二酮硫代磷酰胺类化合物,其结构通过1H NMR,31P NMR,IR,元素分析和X射线衍射表征.化合物9b:C14H20N3O3PS21/3H2O,Mr=379.43,三斜晶系,P-1空间群,a=0.82092(5)nm,b=1.79810(14)nm,c=2.0153(2)nm,α=72.289(8)°,β=79.355(7)°,γ=77.288(6)°,V=2.7421(4)nm3,Dc=1.379 g/cm3,Z=6,F(000)=1196,μ(Mo Kα)=0.397 mm-1,S=1.031,final R=0.0426,wR=0.0797.初步生物测定结果表明化合物O,O-二甲基-5-(4-氨基苯基)-2,4-咪唑啉二酮硫代磷酰胺(7a),O-乙基-O-苯基-5-(4-氨基苄基)-2-硫代-2,4-咪唑啉二酮硫代磷酰胺(9n)和O,O-二甲基-5-(3-氨基苯基)-2-硫代-2,4-咪唑啉二酮硫代磷酰胺(11a)在100μg/mL浓度下对油菜的抑制率分别为75.4%,80.5%,81.7%,其中11个化合物对蚜虫的LD50值在182.41~368.52μg/mL之间,表现了良好的杀虫活性.

过表达purA基因对腺苷积累的影响

利用穿梭质粒pBE43,在腺苷产生菌枯草芽孢杆菌Bacillus subtilis XGL(Xan-+Deam-+8-AGr+SGr)中过表达腺苷生物合成途径中关键酶腺苷酸琥珀酸合成酶(ADSS)的基因purA,研究其对腺苷积累的影响。以腺苷产生菌XGL基因组为模板,扩增出purA基因,将其连接到穿梭载体pBE43上,获得重组质粒pBE43∶∶purA。将重组质粒转化入XGL中,构建新的产生菌XGL-SY。通过逆转录PCR和定量PCR测定purA基因在腺苷产生菌XGL和XGL-SY中的转录量,并利用5L罐发酵实验测定发酵参数的变化。分析发酵对数期的基因转录发现,在添加质粒后,purA基因的转录量提高了约9倍。上罐实验表明改造后的产生菌XGL-SY,菌体生长虽然受到一定的影响,但在相同发酵周期内腺苷产量提高了10.8%。研究结果表明在腺苷产生菌中过表达purA基因可以促进腺苷的积累,这为腺苷工程菌的进一步改造奠定了基础。