弹性蛋白酶生物催化酯水解的综合实验设计*

酯的水解是有机化学实验教学中的一个重要化学反应,传统的酯水解实验设计是利用酸性或碱性环境在加热的条件下进行水解,而本实验设计将酯水解与生物催化相结合,利用弹性蛋白酶的水解功能,在常温及中性环境下实现对4-三氟甲基-7-丙酰氧基香豆素的水解。该实验设计创新性地将酯水解和酶催化相结合,有利于拓展学生的知识面,培养化学生物学复合型人才。同时,生物催化反应具有反应温和、环境友好等特点,符合当代绿色化学的需求。     

超声辅助酶法提取-原子荧光光谱法测定富硒黑木耳中硒形态

建立了富硒黑木耳中硒代胱氨酸、硒代半胱氨酸、亚硒酸、硒蛋氨酸、硒酸5种硒形态的液相色谱-原子荧光光谱分析方法。通过链酶蛋白酶E酶解,结合超声提取后,选取Hamilton PRP-X100离子交换色谱柱(250 mm×4.1 mm,10μm),40 mmol/L的磷酸氢二铵为流动相,在16 min内,5种硒形态完全达到基线分离。5种硒形态在线性范围内相关系数R为0.9990~0.9999;加标回收率为76.1%~108%;检出限分别为硒代胱氨酸0.35μg/L、甲基-硒代半胱氨酸0.46μg/L、亚硒酸0.26μg/L、硒代蛋氨酸0.64μg/L、硒酸3.06μg/L;方法应用于富硒黑木耳中硒形态的分析,精密度高、重现性好、方法稳定、准确可靠,是测定富硒黑木耳中硒形态含量的有效方法。     

同轴电喷-去模板法制备具有金属基质蛋白酶响应性的纳米载体

通过化学键偶联的形式在聚乳酸(PLA)分子链中引入了可被金属基质蛋白酶(MMP-2)特异性降解的多肽peptide(GPLGIAGQ)单元,得到具有金属基质蛋白酶响应性的聚合物PLA-b-peptide-b-PLA.通过同轴电喷方法制备得到以PLA-b-peptide-b-PLA和抗肿瘤药物DOX的混合物作为内核,亲水性聚乙二醇(PEG)作为外壳的,具有核-壳结构的载药微球.其中水溶性的PEG壳层可在水环境中迅速脱除,将载药微球的尺寸从微米级减小到纳米尺度,可以达到药物载体系统在输运的循环过程中的尺寸递减.制备的纳米载体可在金属基质蛋白酶存在的环境中,响应性释放所包载的抗肿瘤药物,实现药物的控制释放.     

具有蛋白酶抑制剂治疗的HIV病毒的传染病模型分析

建立了T细胞以胸腺和自身有丝分裂进行增殖且具有蛋白酶抑制剂治疗的HIV传染病模型.通过分析该传染病模型,得到蛋白酶抑制剂失效的临界阈值σ和平衡点存在的条件,证明了在不同参数范围内的稳定性.通过对模型的理论分析和数值模拟,发现当σσ,无病平衡点是全局渐近稳定的,即疾病消失.当σσ,正平衡点是全局渐近稳定的,即HIV病毒流行.且得到σ的值越低,基本再生数R_0的值也越低,即当蛋白酶抑制剂的有效率越高,使得艾滋病患者的免疫功能提高.降低被感染T细胞的死亡率,也使病毒的输入率降低,从而更有利的控制病毒的传播.     

脑胶质瘤磁共振弥散张量成像定量参数与VEGF、MMP-9表达的相关性

本研究旨在分析脑胶质瘤患者的磁共振弥散张量成像(DTI)参数与病变组织血管内皮生长因子(VEGF)和基质金属蛋白酶-9(MMP-9)表达的相关性,以及DTI参数对脑胶质瘤进行分级诊断的价值。根据病理分级将102例脑胶质瘤患者分为低级别组(47例)和高级别组(55例),均行MRI和DTI检查,定量测定表观弥散系数(ADC)、各向异性分数(FA)、相对ADC(rADC)、相对FA(rFA)值及相对轴向扩散系数(rAD)值;用免疫组化法检测VEGF和MMP-9表达情况。结果显示,高级别组患者的rADC、ADC、rAD、FA、rFA均低于低级别组(P<0.05);高级别组患者的VEGF和MMP-9阳性表达均高于低级别组(P<0.05)。rADC、ADC、rAD、FA、rFA与VEGF和MMP-9表达均呈负相关(P<0.05);rADC、ADC、rAD、FA、rFA对脑胶质瘤分级诊断的AUC均具有一定诊断价值(P<0.05)。本研究结果提示DTI定量参数与脑胶质瘤VEGF和MMP-9表达具有相关性,且有助于脑胶质瘤的分级诊断。     

丝氨酸蛋白酶中催化三元组内氢键的作用

为了探究丝氨酸蛋白酶催化效率的来源,本文分别研究了丝氨酸酶催化水解多肽CI2、MCTI-A和六肽(SUB)的过程中催化三元组内的氢键所起的作用. 首先采用QM/MM-MD方法计算了在酶-底物复合物和过渡态下组氨酸和天冬氨酸之间质子转移的自由能曲线. 结果表明低能垒氢键仅在CI2酰化反应的过渡态区域形成,而在MCTI-A和SUB酰化反应中均是正常氢键. 与MCTI-A相比,CI2和SUB体系中氢键强度在过渡态时显著增强,因此相应的酰化反应能垒明显降低. 过渡态区域形成的低能垒氢键显然有助于加速酰化反应,同时研究也表明正常氢键也有可能降低能垒. 氢键降低能垒的关键则在于过渡态下氢键强度的增加程度,而不是其是否生成了低能垒氢键. 本文为研究催化三元组间的氢键在丝氨酸蛋白酶中的作用提供了新思路,并有助于理解丝氨酸蛋白酶中催化三元组的催化机制.     

钙蛋白酶-10 基因SNP-19 与多囊卵巢综合征相关性研究

目的 探讨钙蛋白酶-10 基因（CAPN-10）单核苷酸多态性-19（SNP-19）与多囊卵巢综合征（PCOS）的相关性。 方法 采用聚合酶链反应- 限制性片段长度多态性（PCR-RFLP）技术,对107 例PCOS患者（PCOS 组）及111 例健康体检者（对照组）的CAPN-10 SNP-19 进行分析,并测定其性激素和生化指标。PCOS组再根据BMI与胰岛素抵抗（IR）稳态模型指数（HOMA-IR）分为肥胖组与非肥胖组、IR 组与非IR 组,分析CAPN-10 SNP-19 与其关系。结果 与对照组相比,PCOS 组BMI、空腹血糖（FPG）、TG、TC、LDL、黄体生成素（LH）、黄体生成素/ 卵泡刺激素（LH/FSH）、睾酮（T）均升高（均P＜0.01）。PCOS 组CAPN-10 SNP-19 1等位基因及1/2基因型频率均高于对照组（均P＜0.05）;且CAPN-10 SNP-19 1/2基因型PCOS 发病风险较1/1、2/2 基因型增加约2倍（OR=1.9,95％CI=1.1~3.3,P＜0.05）。CAPN-10 SNP-19 1、2等位基因频率PCOS 肥胖组与非肥胖组、IR 组与非IR组比较均无统 计学差异（均P＞0.05）;PCOS 肥胖组和IR组CAPN-10 SNP-19 1/2基因型频率分别高于非肥胖组和非IR 组,但差异均无统计学意义（均P＞0.05）。结论 CAPN-10 SNP-19 与PCOS 遗传易感性有关,可能与PCOS 肥胖及IR 无关。     

菠萝蛋白酶催化合成寡聚L-酪氨酸

以菠萝蛋白酶为催化剂从L-酪氨酸甲酯聚合得到寡聚L-酪氨酸(O-L-Try)。 以0.8 U/mL蛋白酶在体积分数为7.5%的二甲亚砜(DMSO)缓冲液(pH=7.5,0.2 mol/L)中催化0.23 g/mL L-酪氨酸甲酯在50 ℃下聚合反应5 h后,O-L-Try产率达到65%。 通过基质辅助激光解吸电离飞行时间质谱(MALDI-TOF-MS)、氢核磁共振波谱仪(¹H NMR)、拉曼光谱、傅里叶变换红外光谱仪(FTIR)等技术手段表征了O-L-Try结构和性能特征。 结果表明,MALDI-TOF-MS测定的O-L-Try的聚合度主要为10。 ¹H NMR谱图分析得到的O-L-Try的平均聚合度为8。 拉曼光谱显示,O-L-Try的肽键特征峰位于1623 cm^-1(酰胺Ⅰ带)、1447 cm^-1(酰胺Ⅱ带)、1270 cm^-1(酰胺Ⅲ带)和648 cm^-1(酰胺Ⅳ带)。     

用于细胞和组织中弗林蛋白酶特异性成像的双光子荧光探针研究

弗林蛋白酶是前体蛋白转化酶家族中最具特色的酶之一,具有重要的生物学功能,其表达量水平与许多疾病有密切的关系,如癌症的发生和发展与弗林蛋白酶表达水平有着密切关联.目前文献中报道了一些单光子荧光探针用于弗林蛋白酶的检测,但这些探针不能应用于深层组织成像,且弗林蛋白酶在肿瘤发展过程的作用仍没有得到很好地研究.针对这些问题,本工作构建了一种新型双光子荧光探针Nap-F用于细胞和肿瘤组织内弗林蛋白酶的检测与双光子成像.Nap-F是由经典双光子荧光染料1,8-萘酰亚胺、弗林蛋白酶特异性多肽序列RVRR和自消除连接体整合而成.实验结果表明Nap-F对弗林蛋白酶具有很好的特异性,能够定量检测弗林蛋白酶的活性.在飞秒激光820 nm激发下,Nap-F能有效降低生物背景,并提高组织穿透深度,适用于细胞和组织的双光子成像.Nap-F成功地实现了几种活细胞中弗林蛋白酶的双光子成像,揭示了癌细胞和表达缺陷细胞中弗林蛋白酶含量的差异.更重要的是,我们将该探针用于CoCl₂固定HIF-1构建的肿瘤细胞缺氧模型成像,实验结果表明弗林蛋白酶的表达与肿瘤细胞缺氧程度存在正相关性.     

应用胰凝乳蛋白酶消化法比较冬季和夏季鲢鱼肉肌球蛋白的构造特性

以夏季和冬季鲢为研究对象,利用胰凝乳蛋白酶能水解羧基端含芳香族氨基酸残基肽键的特性,根据其特异性酶切部位,结合电泳手段来分析肌球蛋白的内部构造差异性。结果表明,与夏季样品相比,冬季鲢的肌原纤维蛋白经酶切生成的肌球蛋白头部S-1较长,在高温下分子量为165 ku的重酶解肌球蛋白HMM容易被再降解成小片段的135 ku HMM,呈现出冬季肌球蛋白的结构不稳定性。在不同温度下加热夏季和冬季肌球蛋白,其ATPase失活速度和酶解肌球蛋白生成S-1的产生量的减少速度呈现一致性,说明酶解生成的S-1只来源于有活性的肌球蛋白。同时,冬季肌球蛋白热变性温度较夏季肌球蛋白要低6 ℃,表明冬季肌球蛋白的不稳定性。