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。

锯缘青蟹N-乙酰氨基葡萄糖苷酶在甲醛溶液中的失活动力学研究

研究甲醛对锯缘青蟹N-乙酰氨基葡萄糖苷酶(NAGase EC 3.2.1.52)活力的影响,结果表明:随着甲醛浓度的增大,酶活力呈指数下降,导致酶活力下降50%的甲醛浓度(失活半衰期,IC50)为0.60 mol/L.酶在低浓度甲醛溶液中的失活过程显示为可逆失活.用底物反应动力学方法考察酶在甲醛溶液中的失活动力学,测定游离酶(E)和酶-底物络合物(ES)在甲醛溶液中失活的微观速度常数,并比较游离酶(E)和酶-底物络合物(ES)的正向反应的微观失活速度常数k+0>k′+0,表明底物对酶被甲醛的失活作用有一定的保护作用.正向的失活速度常数k+0和k′+0随着甲醛浓度的增大而增大,而逆向的速度常数k-0随着甲醛浓度的增大而减小,表明随着甲醛浓度的增大,酶变性越来越快,而活力恢复越来越难.

飞蝗β-N-乙酰氨基葡萄糖苷酶基因的表达及酶学特性分析

【目的】β-N-乙酰氨基葡萄糖苷酶(β-N-acetylglucosaminidase,NAG)是昆虫几丁质降解过程中的重要酶类。研究旨在利用Bac-to-Bac杆状病毒表达系统获得高纯度LmNAG1蛋白并对其酶学特性进行分析,探究该酶在飞蝗(Locusta migratoria)生长发育过程中的生物学功能,为飞蝗绿色防控分子靶标研发提供理论与实践依据。【方法】根据Lm NAG1的cDNA全长序列(Gen Bank:JX888720.1)设计包含酶切位点Bam H Ⅰ、Hind Ⅲ和6×His标签的引物。采用PCR技术扩增包含开放阅读框的目标片段,双酶切后连接至pFast Bac^(TM)-Dual载体上。将重组质粒转化至大肠杆菌DH10Bac感受态细胞中,通过Tn7转座子把目的基因转座到杆状病毒基因组上,用蓝白斑结合抗生素筛选。挑取白斑用pUC/M13引物来扩增目的条带,挑选带目的基因全长的重组杆状病毒质粒(baculovirus plasmid,Bacmid)。用转染试剂将重组Bacmid转染至草地贪夜蛾(Spodoptera frugiperda)卵巢细胞系Sf9中,72 h内连续观察细胞形态,当出现感染迹象后收集细胞,离心,取上清得到P1代重组病毒粒子。用P1代病毒粒子去感染Sf9细胞,裂解并提取蛋白,Western blot检测目的蛋白是否成功表达。之后大量感染Sf9细胞,提取蛋白,利用Ni-NTA琼脂糖亲和层析柱和阴离子交换柱Q对重组蛋白进行纯化,取最纯的馏分用Bradford法测定蛋白浓度。采用4MU-GlcNAc为底物对重组目的蛋白LmNAG1的动力学参数、最适温度和最适pH进行测定。【结果】克隆得到包含1 845 bp LmNAG1全长的pFast Bac-LmNAG1重组质粒,酶切验证与目标条带一致。将重组质粒转化至DH10Bac感受态细胞中,PCR扩增挑选出纯白斑,成功将LmNAG1全长序列构建到杆状病毒基因组上。将重组Bacmid转染至Sf9细胞,72 h后在显微镜下观察可见细胞膨大,边缘不规则等感染迹象。离心收集重组病毒粒子感染新的Sf9细胞,72 h后收集细胞,Western blot检测发现在67 kD附近有明显条带,与LmNAG1的理论分子量一致,获得带6×His标签的融合蛋白。大量感染收集细胞提取蛋白,经Ni-NTA琼脂糖层析纯化,进一步透析除盐后用阴离子交换柱Q二次纯化,得到了高纯度的目的蛋白。用Bradford法测定最纯的E3组分的蛋白浓度为0.057μg·μL^(-1)。体外活性测定结果表明LmNAG1的最适pH为8.0,且在pH 6.0—8.0范围内具有较高的稳定性;LmNAG1的最适温度为40℃,在40℃以下具有很高的稳定性,当温度高于45℃时热稳定性迅速下降;采用4MU-GlcNAc为底物测得LmNAG1具有水解β-1,4糖苷键的活性,可以释放出4MU,它的动力学参数K_m值为(0.28±0.02)mmol·L^(-1),K_(cat)值为(902.88±38.15)s^(-1)。【结论】成功获得高纯度且具活性的LmNAG1蛋白,其可水解β-1,4糖苷键连接的几丁质寡糖,与已知昆虫NAG1具有相似的生物学功能,即参与几丁质的降解。

黄芩苷对凡纳滨对虾N-乙酰氨基葡萄糖苷酶的作用机制

为有效防控对虾的疾病,选择更合适有效的药物并了解药物的作用机制,采用荧光光谱法考察了黄芩苷对凡纳滨对虾N-乙酰氨基葡萄糖苷酶(NAGase)构象的影响及两者的相互作用机制。结果表明:黄芩苷与NAGase作用的荧光猝灭类型是静态猝灭,在17℃和37℃温度下,两者的结合常数KA分别是9.909×103L/mol和6.882×103L/mol,结合位点数分别是1.485和1.547,即黄芩苷与NAGase结合位点数约等于1.5;通过热力学定律判定,黄芩苷对NAGase的作用力类型为静电作用力。同步荧光测定表明,NAGase的酪氨酸残基最大发射峰位没有明显变化,而色氨酸残基发生了明显的红移,说明黄芩苷的作用使NAGase中色氨酸所处的环境发生变化,即NAGase的构象发生了变化。表明,黄芩苷可通过与NAGase相互作用达到调节凡纳滨对虾的周期性蜕壳及疾病防御的作用。

茶叶提取物对N-乙酰氨基葡萄糖苷酶活性的调控

采用乙醇浸提法提取绿茶中的有效物质,紫外光谱特征显示,提取物主成分为二氢黄酮类物质;绿茶提取物对N-乙酰氨基葡萄糖苷酶活性具有显著的抑制作用;绿茶提取物对NAGase的作用属可逆的竞争型抑制,抑制常数KI为0.16 mg/mL。

分子对接研究壬基酚与N-乙酰氨基葡萄糖苷酶的相互作用

目的:为了探究对壬基酚(p-NP)、邻壬基酚(o-NP)和间壬基酚(m-NP)三种异构体与N-乙酰氨基葡萄糖苷酶相互作用机制。方法:利用Autodock-tools 1.5.6和Open Babel软件对NAGase和壬基酚的构象进行处理,再用Autodock vina软件进行分子对接,用Py Mol和Discovery Studio 4.1分析两者对接的结合能量、结合方式和相互作用力。结果:模拟对接显示NAGase和壬基酚的三种异构体结合的能量分别为-5.7、-5.9、-5.9 kcal/mol;p-NP和NAGase通过疏水作用力结合,对接位点在NAGase B链的Trp306、Trp373和His169;o-NP和NAGase通过氢键和疏水作用力结合,对接位点在NAGase A链的Val592和Leu595,还有B链的Ala140、Pro132和Tyr136;m-NP和NAGase也通过氢键和疏水作用力结合,对接位点在NAGase B链的Tyr121、Trp306和Trp373。结论:壬基酚三种异构体和NAGase的相互作用机制有所差异。

菊花总黄酮对凡纳滨对虾N-乙酰氨基葡萄糖苷酶的效应

为菊花在凡纳滨对虾健康养殖、疾病预防和饲料添加方面的开发利用提供参考,通过乙醇回流法提取菊花总黄酮,以提取物为效应物研究其对凡纳滨对虾N-乙酰氨基葡萄糖苷酶(NAGase)活力的影响。结果表明:菊花总黄酮提取物对NAGase活力具有明显的抑制作用,其抑制作用属可逆的竞争型抑制,抑制常数KI为0.35mg/mL。

N-乙酰氨基葡萄糖苷酶的异源表达及甘油糖苷的酶法合成

从杆菌状链霉菌中克隆了一个N-乙酰氨基葡萄糖苷酶(N-acetyl-glucosaminidase,NAGase)的编码基因sbnag2550,并将其在大肠杆菌BL21(DE3)中进行了异源表达。利用镍离子亲和层析得到纯酶后对SbNag2550的酶学性质进行了研究。该酶的最适温度为50℃,在45~60℃均表现出90%以上的酶活力。SbNag2550还表现出优良的热稳定性,在55℃孵育60 h仍能保留将近90%的酶活力。利用SbNag2550催化N-乙酰氨基葡萄糖(N-acetyl-glucosamine,NAG)和甘油发生逆水解反应,合成了甘油-N-乙酰氨基葡萄糖苷(glyceryl N-acetyl-glucosamine,GNAG)。在最适条件下,反应24 h时转化率达到28.20%,反应72 h时转化率为34.82%。本研究中首次通过酶法合成了GNAG,为其功能研究和应用开发奠定了基础。

Clostridium paraputrificum M-21β-N-乙酰氨基葡萄糖苷酶的表达、纯化与性质

以ClostridiumparaputrificumM21染色体DNA为模板,经PCR扩增获得编码β N 乙酰氨基葡萄糖苷酶的基因nag3A,与质粒pQE30T所构建的表达质粒pNAG3A在EscherichiacoliM15中表达良好.从重组E.coliM15中纯化得到的Nag3A以4 MU GlcNAc为底物时,最适作用温度和最适作用pH分别为50℃和7.0;在30℃以下和pH6～9之间该酶活性稳定.对4 MU GlcNAc的Km和Vmax分别为7.9μmol和21.8μmol/(min·mg).Nag3A可以水解几丁寡糖和几丁质,作用方式是从非还原端逐一水解β 1,4 D N 乙酰氨基葡萄糖苷键,产生N 乙酰氨基葡萄糖,对几丁二糖具有较高的水解活性.

猪链球菌2型05ZYH33菌株具有N-乙酰氨基葡萄糖苷酶活性蛋白的鉴定及功能研究

为了研究猪链球菌2型(SS2)05ZYH33菌株是否具有N-乙酰氨基葡萄糖苷酶(NAG)及同工酶,本研究通过同源蛋白比对,发现05ZYH33菌株表面蛋白SSU050630 C端Ss GH20结构域与肺炎链球菌(S.pneumoniae)的NAG Str H的GH20-1结构域具有60%的同源性;经基因克隆、蛋白表达及纯化后的酶活性分析表明Ss GH20具有NAG活性,且其活力为371 U/mg蛋白;其最适反应温度为50℃、最适p H为5.5;其Km值为0.69。通过构建SS2 ssu050630基因缺失株及全菌酶活性测定,显示SS2 05ZYH33菌株具有NAG活性,而ssu050630基因缺失后的菌株则失去了NAG活性,表明SSU050630是SS2 05ZYH33菌株唯一具有NAG活性的蛋白。本研究为进一步探究Ss GH20在SS2致病中的作用及SS2逃避宿主免疫反应的机制奠定了基础。

氨基酸对锯缘青蟹N-乙酰氨基葡萄糖苷酶的效应

研究Gly、Ala、Val、LeuI、le、Pro、Phe、Met、Asn、Cys、Ser、Thr、Asp、Glu、His、Lys、Arg等17种氨基酸对锯缘青蟹(Scylla serrata)N-乙酰--βD-氨基葡萄糖苷酶(NAGase)活力的影响.结果表明:非极性氨基酸中Gly、Ala、Leu、Phe对酶活力几乎没有作用,而ValI、le对酶略有激活,20 mmol/L的Val可以使酶活力提高7.5%,40 mmol/L的Ile可以使酶活力提高10.5%;Pro、Met对该酶略有抑制作用,当浓度为40 mmol/L时,分别可以使酶活力下降15.2%和9.8%;极性氨基酸Asn、Cys、Ser、Thr对酶的活力没有影响;带负电荷的酸性氨基酸Asp和Glu对酶有抑制作用;带正电荷的碱性氨基酸His对该酶略有抑制,Lys和Arg对该酶抑制作用较强.研究Lys和Arg对酶催化pNP-NAG水解反应的抑制机理,并测定其抑制常数,结果表明:Lys和Arg的抑制作用均表现为可逆效应,抑制类型均为反竞争性抑制,其KIS分别为5.29mmol/L和3.76 mmol/L.

磷脂酰-N-乙酰氨基葡萄糖苷的合成及脂质体制备

为了提升磷脂酰-N-乙酰氨基葡萄糖苷(PtdGlcNAc)的合成效率,选取不同的咪唑类离子液体,通过以磷脂酶D(phospholipase D,PLD)催化磷脂酰胆碱(phosphatidylcholine,PC)与N-乙酰-D-氨基葡萄糖(N-acetyl-beta-D-glucosamine,GlcNAc)的转酯反应,探究离子液体预处理对酶催化性能的影响。结果表明,经过1-丁基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐([BMIm][PF_(6)])预处理后,PLD的活性明显高于其他离子液体组和空白组。因此,采用[BMIm][PF_(6)]作为PLD预处理的孵育溶液,通过优化实验,得到最佳反应条件为:1 U的加酶量,底物PC与GlcNAc的物质的量比为1:60,环戊基甲醚作为有机相,离子液体与水体积比为4:1,反应时间12 h,产率为79.7%,与未处理组的产率相比提升了56.9%。将合成的PtdGlcNAc制备成纳米脂质体,并对其结构进行了初步表征。该研究丰富了PLD反应体系的相关研究,为其他新型磷脂酰化合物的合成和应用提供了参考。

几种N-乙酰氨基葡萄糖苷的合成

N-乙酰基-β-D-氨基葡萄糖苷酶[E.C.3.2.1.30;NAGase]在临床上用作早期肾功能损伤的特征指标。检验 NAGase 的试剂主要有对硝基苯基-N-乙酰基-β-D-氨基葡萄糖苷(PNP-NAG)、4-甲基伞形酮基-N-乙酰基-β-D-氨基葡萄糖苷(4MU-NAG)、2-氯-4-硝基苯基-N-乙酰基-β-D-氨基葡萄糖苷(CNP-NAG)。文献报道的这些糖苷化合物的合成方法为:

鱼源无乳链球菌N-乙酰氨基葡萄糖苷酶NalA的鉴定及生物学功能分析

为了探究N-乙酰氨基葡萄糖苷酶在无乳链球菌(Streptococcus agalactiae)中的生物学功能,本试验通过生物信息学技术从鱼源无乳链球菌GD201008-001基因组中预测到一个可能的N-乙酰氨基葡萄糖苷酶编码基因A964;097(命名为nalA),利用同源重组技术构建该基因缺失株ΔnalA及互补株CΔnalA,并对野生株、缺失株及互补株的细菌形态、生长能力、自溶能力以及对斑马鱼的致病力进行检测。结果显示,与野生株相比,ΔnalA的细菌链增长约10倍;对数生长期的生长速率明显下降;在第24 h时,自溶能力降低69.36%;对斑马鱼的半数致死量(50%lethal dose, LD_(50))为5.87×10^(2)CFU,比野生株升高约4倍。互补株CΔnalA的各项指标均恢复至野生株水平。本研究结果为进一步探究N-乙酰氨基葡萄糖苷酶NalA在无乳链球菌致病过程中的作用机制奠定基础。

尿液胱抑素C与β-N-乙酰氨基葡萄糖苷酶联合检测对肾小管损伤的诊断价值

目的探讨尿液中胱抑素C(CysC)和β-N-乙酰氨基葡萄糖苷酶(NAG)联合检测在肾小管损伤中的价值。方法收集130例肾小管损伤患者(病例组)和100例健康人(健康对照组)的尿液标本,分别检测其CysC浓度和NAG活性。结果联合检测CysC和NAG对肾小管损伤的辅助诊断敏感度为85.4%,特异度为89.6%,阳性预测值为82.1%。干预治疗前后比较,病例组患者尿液CysC浓度和NAG活性水平差异均有统计学意义(P<0.05)。结论尿液CysC和NAG联合检测对肾小管损伤的诊断和疗效监测价值显著。

解淀粉芽孢杆菌β-N-乙酰氨基葡萄糖苷酶基因的克隆表达及其酶学表征

从解淀粉芽孢杆菌(Bacillus amyloliquefaciens YX-01)中克隆得到一个新型β-N-乙酰氨基葡萄糖苷酶基因(BaNagase),并成功在大肠杆菌中异源表达。BaNagase编码616个氨基酸,与B.subtilis来源的β-N-乙酰氨基葡萄糖苷酶(AIY91451.1)氨基酸序列相似性最高,为76.97%。通过对比分析,BaNagase属于糖苷水解酶3家族。纯化获得的BaNagase比活力为16.42 U/mg,最适温度65℃,最适pH 6.0,且在低于55℃条件下能保持高于70%的酶活力。BaNagase展现出高的热稳定性和严格的底物特异性,为其高效制备N-乙酰氨基葡萄糖提供了理论支持。

尿B-N-乙酰氨基葡萄糖苷酶测定的临床意义(附163例分析)

Ｂ－Ｎ－乙酰氨基葡萄糖苷酶（ＮＡＧ）是一种高分子糖蛋白，是广泛存在于人体内的一种重要的溶酶体水解酶。其在肾脏含量丰富，尤以近曲小管上皮为高。ＮＡＧ分子量为１３００００～１４００００道尔顿，在血循环中不被肾小球滤过。当肾实质损害时，尿ＮＡＧ增高，目前认...

粪肠球菌β-N-乙酰氨基葡萄糖苷酶基因的克隆表达及酶学性质表征

N-乙酰氨基葡萄糖因其重要的功能活性而具有广阔的应用前景,β-N-乙酰氨基葡萄糖苷是酶法制备N-乙酰氨基葡萄糖领域一类重要的糖苷水解酶。从粪肠球菌(Enterococcus faecalis)基因组中克隆得到一个GH20家族β-N-乙酰氨基葡萄糖苷酶基因(EfNagase),并在大肠杆菌中进行了异源表达,研究了重组酶的酶学性质。序列分析发现EfNagase与已报道的Streptococcus pneumoniae TIGR4来源的β-N-乙酰氨基葡萄糖苷酶序列相似度最高,为52.08%。对其酶学性质研究发现纯化后的EfNagase比活力为3 606.10 U/mg,在温度50℃、pH 6.0的条件下活性最高,且在温度低于50℃、pH 3.5～11.5的范围内展现出较高的稳定性(残余酶活>90%)。β-N-乙酰氨基葡萄糖苷酶是酶法制备N-乙酰氨基葡萄糖中重要的一类糖苷水解酶。研究发现EfNagase具有高酶活、高热稳定性和严格的底物特异性,在酶法制备N-乙酰氨基葡萄糖领域具有良好的应用潜力。

溃疡病菌对杨树几丁酶、β-N-乙酰氨基葡萄糖苷酶的诱导作用

杨树溃疡病菌Ｄｏｔｈｉｏｒｅｌａｇｒｅｇａｒｉａ及其菌丝体提取物都能诱导杨树几丁酶、β－Ｎ－乙酰氨基葡萄糖苷酶的积累，但在诱导的速度和强度上，抗病品种和感病品种有明显的差异。抗病品种毛白杨这两种酶不仅积累的速度快，而且幅度也远大于感病品种北京杨。在Ｄ．ｇｒｅｇａｒｉａ感染实验中，毛白杨几丁酶和β－Ｎ－乙酰氨基葡萄糖苷酶活性升高的幅度分别是北京杨的４．７倍和３倍；在菌丝体提取物的诱导实验中，毛白杨这两种酶升高的幅度分别是北京杨的４．５倍和２．７倍。因此可以认为几丁酶和β－Ｎ－乙酰氨基葡萄糖苷酶与杨树对溃疡病的抗性反应有关，是其防卫系统的要素之一。

昆虫激素对家蚕不同组织β-N-乙酰葡萄糖苷酶活性的影响

【目的】研究蜕皮激素20E和保幼激素JH处理对家蚕5龄幼虫不同组织β-N-乙酰葡萄糖苷酶(β-N-acetylgucosaminidase,GlcNAcases)活性的影响,为深入解析家蚕GlcNAcases的生物学功能提供参考。【方法】利用微量注射器注射蜕皮激素20E和保幼激素JH,分别测定6、12、18、24和48 h家蚕幼虫血淋巴、脂肪体、中肠、表皮和丝腺中GlcNAcases的活性变化情况。【结果】在JH处理组,家蚕幼虫血淋巴GlcNAcases活性在12 h便开始显著增高,在18、24和48 h持续极显著高于对照组;在20E处理组,血淋巴GlcNAcases活性仅在24和48 h显著高于对照组。对于20E处理组和JH处理组,脂肪体组织GlcNAcases的活性变化情况相似,在6、12和18 h酶活性无显著变化,在24和48 h极显著高于对照组。经20E或JH处理后,中肠组织GlcNAcases活性在6和12 h均略高于对照组,但与对照组相比差异不显著;在18 h开始显著高于对照组,在24 h极显著高于对照组,随后在48 h酶活性降低至对照组水平。20E处理后,表皮GlcNAcases活性在12 h开始显著高于对照组,在18和24 h持续显著高于对照组,48 h酶活性降低至对照组水平。JH处理后,表皮组织GlcNAcases活性在12、18和24 h极显著低于对照组,在48 h恢复至对照组水平。丝腺组织中的GlcNAcases活性在20E处理12 h开始高于对照组,但差异不显著,随后酶活性持续增强,在18和24 h极显著高于对照组;在48 h有所降低,但仍显著高于对照组。JH处理12 h GlcNAcases活性开始降低,但与对照组相比差异不显著,18 h开始显著低于对照组,24和48 h持续极显著低于对照组。【结论】蜕皮激素20E和保幼激素JH对家蚕幼虫血淋巴、脂肪体和中肠中GlcNAcases活性具有一定的激活作用。在表皮和丝腺组织中,20E能促进并激活GlcNAcases的活性,而JH则抑制其的活性。这提示GlcNAcases在家蚕幼虫不同组织发挥的功能并不完全相同,并且不同激素对GlcNAcases活性的影响效果亦存在差异。