S-腺苷高半胱氨酸核苷酶(SAHN)的基因功能分析

来源 :济南大学 | 被引量 : 3次 | 上传用户:jc622
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通用甲基供体SAM受甲基转移酶催化去甲基后,生成的通用产物是S-腺苷高半胱氨酸。真核生物通过S-腺苷高半胱氨酸水解酶(SAHH)水解S-腺苷高半胱氨酸一步反应生成高半胱氨酸,而在大多数的原核生物细胞内则不表达SAHH蛋白,SAH是通过SAHN和LuxS两步酶催化反应才生成高半胱氨酸。此外,甲基化修饰的通用甲基供体SAM在多胺合成酶、N-酰基高丝氨酸内酯合成酶的作用下除生成多胺及N-酰基高丝氨酸内酯外均生成甲基硫腺苷(MTA)。MTA在大部分病原微生物等原核细胞内被甲基硫腺苷/S-腺苷高半胱氨酸核苷酶(SAHN)裂解为腺嘌呤和5′-甲硫核糖(MTR),MTR随即被5′-甲硫核糖激酶磷酸化生成5′-甲硫核糖-1-磷酸(MTRP)。而在作为致病菌宿主的哺乳动物等真核生物细胞内,MTA则是由专一性5′-甲硫腺苷磷酸化酶催化一步反应生成MTRP和腺嘌呤。随后MTRP经多步反应生成甲硫氨酸(Met),Met在SAM合成酶的作用下又重新生成SAM,从而完成整个AMC甲基循环(Activated Methyl Cycle)。病原微生物和宿主细胞在S-腺苷高半胱氨酸代谢节点和AMC甲基循环中MTA节点的显著差异,使病原微生物催化MTA和SAH裂解的SAHN核苷酶成为抗感染药物的潜在靶点。本实验以大肠杆菌基因组DNA为模板,通过PCR扩增目的基因sahn,构建pET-28a-SAHN重组表达载体,转化宿主大肠杆菌BL21(DE3),经IPTG诱导表达获得SAHN蛋白,并利用Ni-NTA亲和层析对带有重组标签His-tag的SAHN蛋白进行纯化。之后利用Pall超滤管除盐浓缩,对其进行SDS-PAGE凝胶电泳、考马斯亮蓝法浓度测定,最终得到了比较纯的并且达到相当浓度量的sahn基因表达蛋白。同时本实验成功构建了重组LuxS蛋白工程菌,最终通过哈氏弧菌(V.harveyi)BB170发光菌株测得的重组luxS基因能够成功表达出有一定活性的LuxS蛋白。基于重组SAHN蛋白和LuxS蛋白的成功表达,下一步我们将建立基于甲基转移酶的酶偶联分析检测技术。MTA能被SAHN酶裂解为5′-甲硫核糖(Methylthioribose,MTR)和腺嘌呤(Adenine),腺嘌呤通过偶联的黄嘌呤氧化酶(XOD)催化生成在300nm具有光吸收的二羟腺嘌呤(ε300=15.2mM-1cm-1)。利用上述反应过程,本实验成功建立了基于黄嘌呤氧化酶的酶偶联分析检测技术,并进一步对SAHN的酶反应动力学参数Vmax和Km进行表征。得到37℃、pH7.0条件下,酶促反应Vmax和Km值分别为5.4885M·min-1和105.68M。最后,本实验利用成功建立的基于黄嘌呤氧化酶的酶偶联分析检测方法,对SAHN催化MTA反应的最适温度及pH值条件进行了探究。由实验结果可知:酶促反应的最适反应温度为37~42℃,在最适温度酶促反应最快,温度向两侧偏移反应变慢,高温使酶失活所以往高温移动曲线降到零,低温是趋近于零;酶促反应的最适pH为5.8~6.3,在最适pH酶促反应最快,pH向两侧偏移反应变慢,且偏酸性条件下酶促反应初始速率下降较缓慢,强酸强碱条件下使酶失活导致曲线降到零。上述酶偶联方法的建立及酶促反应最适温度、pH值的分析,为后续SAHN酶抑制物的筛选提供可能。从而为今后探究MTA/SAH核苷酶(SAHN)抑制剂、发展以SAHN为药物靶点的新型广谱杀菌剂奠定了良好的理论基础。
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