简要概述/天冬氨酸
天冬氨酸天门冬氨酸化学名称为L-（+）-氨基丁二酸，分子式为C4H7NO4分子量为133.10，本品为白色结晶或白色结晶性粉末；味微酸；在热水中溶解，在水中微溶,在乙醇中不溶，在稀盐酸及溶液中易溶。L-天门冬氨酸为酸性氨基酸之一，属非必需氨基酸，在体内由谷氨酸转氨给草酰乙酸而得，分解则通过脱氨基生成草酰乙酸或经天冬氨酸酶的作用脱氨生成丁烯二酸CTA循环。它是生物体内赖氨酸、苏氨酸、、等氨基酸及嘌呤、嘧啶碱基的合成前体。它可作为K+、Mg+离子的载体向心肌输送电解质，从而改善心肌收缩功能，同时降低氧消耗，在冠状动脉循环障碍缺氧时，对心肌有保护作用。它参与循环，促进氧和二氧化碳生成，降低血液中氮和的量，增强肝脏功能，消除疲劳。
基本性质/天冬氨酸
天冬氨酸作为一类化学物质，天冬氨酸的通式决定了它们具有一些共有的基本性质。首先，天冬氨酸是小分子物质，量没有超过1000。另外，天冬氨酸熔点在230℃以上，没有确切的熔点，熔融时分解并放出CO2；都能溶于强酸和强碱溶液中；天冬氨酸均溶于水，难溶于和。能与酸结合成盐，也能与碱结合成盐。从天冬氨酸的结构可以看出，由于天冬氨酸的分子中有不对称的碳原子，所以具有旋光性。同时由于空间的排列位置不同，组成蛋白质的天冬氨酸，属L型。密度1.3g/cm3
沸点813.2℃&at&760&mmHg
闪点445.6℃
蒸气压1.61E-26mmHg&at&25℃
生物合成作用/天冬氨酸
天冬氨酸对于，天冬氨酸是非必需的，因其可由转氨基作用从制造。对于植物和，天冬氨酸是数种氨基酸的原料，包括4种必不可少的：、、、。从天冬氨酸到那些氨基酸的转化由天冬氨酸转换为其“”开始。天冬酰胺是来自天冬氨酸经转氨基作用产生的： HO2CCH(NH2)CH2CO2H+GC(O)NH2HO2CCH(NH2)CH2CONH2+GC(O)OH(GC(O)NH2和GC(O)OH分别指谷氨酰胺和谷氨酸)
实际用途/天冬氨酸
氨基酸输液、钾、钙等无机离子补充剂、疲劳恢复剂、氨解毒剂、诊断药；治疗慢性肝炎、心肌代谢障碍、低钾、或缺血性；新型甜味剂天冬甜素的原料；营养增补剂，添加于各种清凉饮料。
相关专利/天冬氨酸
天冬氨酸天冬氨酸特异性抑制剂及其用途：本发明提供了可用作抑制剂的新化合物及其可药用衍生物。这些化合物具有通式I的结构：其中R1、R2和R3如文中所定义，环A含有0-2个双键，各X彼此独立地选自氮或碳，环A中的X至少有一个是氮，环A选择性地按照文中的描述被取代，并且可与含有0-3个杂原子的饱和或不饱和的5至7元环稠合，条件是当X3是碳时，X3上的取代基通过除氮以外的原子连接。1.式(I)化合物：其中R1是氢、CN、CHN2、R或-CH2Y； R是脂肪族基团、取代的脂肪族基团、芳基、取代的芳基、、取代的芳烷基、非芳香族杂环基团或取代的非芳香族杂环基团； Y是电负性离去基或-OR、-SR、-OC-O(R)或-OPO(R8)(R9)； R8和R9彼此独立地选自R或OR； R2是CO2H、CH2CO2H或其酯、酰胺或它们的等配物； R3是氢或C-6支链或直链的烷基；环A含有0-2个双键，并且选择性地与含有0-3个杂原子的饱和或不饱和的5-7元环稠合；环A中的X1和X3彼此独立地选自氮或碳，X2选自价键、氧、硫、氮或碳，其中具有适宜化合价的任何X均可以带有取代基；环A、包括稠合的环(如果存在的话)中具有适宜化合价的各碳可以彼此独立地被氢、卤素、R、OR、SR、OH、NO2、CN、NH2、NHR、N(R)2、 NHCOR、NHCONHR、NHCON(R)2、NRCOR、NHCO2R、CO2R、CO2H、COR、CONHR、 CON(R)2、S(O)2R、SONH2、S(O)R、SO2NHR、NHS(O)2R、＝O、＝S、＝NNHR、＝NNR2、＝N-天冬氨酸氨基转移酶线粒体同工酶m型测定方法：本发明涉及天冬氨酸基转移酶线粒体同工酶m型、(ASTm)测定方法。该方法采用免疫抑制法通过羊抗人ASTs抗体与血清中ASTs特异性结合，抑制ASTs为无活性，血清中剩余的是ASTm，再采用酶动力学方法测定ASTm型活性(U/L)，诊断和疾病中细胞坏死量多少，作为判断和预测预后的评价指标。1、天冬氨酸基转移酶线粒体同工酶m型测定方法，其特征在于该方法为免疫抑制法，通过采用羊抗人ASTs抗体与血清中ASTs特异性结合，抑制ASTs为无活性，然后采用酶动力学方法测定血清中剩余的ASTm活性。天冬氨酸特异性半胱氨酸蛋白酶活化的前体药物治疗：本发明提供了药物定位送递的新方法，所述方法是通过给予靶向目的细胞类型的天冬氨酸特异性半胱氨酸蛋白酶偶联物，并额外给予一种前体药物，所述前体药物在天冬氨酸特异性半胱氨酸蛋白酶的存在下可在局部转变为活性药物。本发明进一步提供新的靶向药物(其包含天冬氨酸特异性半胱氨酸蛋白酶)和前体药物，所述前体药物包含天冬氨酸特异性半胱氨酸蛋白酶可裂解的前体药物组分。本发明也提供包含本发明天冬氨酸特异性半胱氨酸蛋白酶偶联物和前体药物的药物组合物以及治疗方法。1、一种将活性药物送递到目的细胞类型的方法，其包含以下步骤： a)给予有效剂量的靶向细胞类型的偶联物，该偶联物包含一种天冬氨酸特异性半胱氨酸蛋白酶，该酶可将天冬氨酸特异性半胱氨酸蛋白酶可转变的前体药物转变为活性药物，并 b)给予一种可为天冬氨酸特异性半胱氨酸蛋白酶所转变的前体药物。天冬氨酸酯的制备方法：本发明涉及新的天冬氨酸酯、它们的制备方法，以及它们的用途：在双组份聚氨酯涂料组合物中作为聚异氰酸酯的反应性成分，以及作为制备聚氨酯预聚物的反应性成分。所述天冬氨酸酯如下制备：首先将二胺或多胺与不饱和酯反应，接着将所得产物与酮反应。1.具有下式的天冬氨酸酯：其中 X代表m价的有机残基，其可通过从含有伯氨基且数均分子量为60-6000 的二胺或多胺上移去一个或多个伯氨基而得到，有机残基还含有或与异氰酸酯基团反应或在最高100℃的温度下对异氰酸酯基团惰性的官能团， R5和R6可相同或不同，代表氢或在100℃或更低的温度下对异氰酸酯基团惰性的有机基团， R3和R4可相同或不同，代表在100℃或更低的温度下对异氰酸酯基团惰性的有机基团， R1和R2可相同或不同，代表选自下列基团的部分：i)C1-C8烷基，ii)可被最多3个含有1-3个碳原子的烷基取代的C6-C10芳基，iii)可被最多3个含有1-3 个碳原子的烷基取代的C6-C12环烷基，和iv)与被0-3个含有1-3个碳原子的烷基取代的所述环烷基一起形成六元环烷基， a和b代表1-5的整数，条件是a和b的和为2-6。
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贡献光荣榜《酶的变构调节》_精选优秀范文十篇
酶的变构调节
酶的变构调节
范文一：酶活性的调节一、糖酵解的调节关键酶：己糖激酶、6-磷酸果糖激酶-1、丙酮酸激酶调节方式：变构调节、共价修饰调节（—）6-磷酸果糖激酶-1对调节糖酵解途径的流量最重要2,6-双磷酸果糖AMP、ADPATP（高浓度）、柠檬酸6-
(+)6-6-磷酸果糖注意：1、ATP在此酶有两个结合部位:1) 活性中心底物结合部位（低浓度时）
2）活性中心外别构调节部位（高浓度时）2、1,6-双磷酸果糖是反应的产物,起正反馈作用3、2,6-双磷酸果糖是最强的变构激活剂2,6-双磷酸果糖的生成6-磷酸果糖
TP-22,6-PFK-2和FBP-2为双功能酶Pi
磷蛋白磷酸酶6-磷酸果糖激酶-2
果糖双磷酸酶- 2(激酶活性ATP
ADP2,6-双磷酸果糖激酶-1的活性调节（见教材P92）（二）丙酮酸激酶是糖酵解的第二个重要的调节点（三）己糖激酶受到反馈抑制调节二、糖的有氧氧化调节别构调节丙酮酸脱氢酶复合体的调节共价修饰调节丙酮酸脱氢酶复合体的调节（见教材P101）三羧酸循环的调节（见教材P101）1、ATP/ADP(AMP)
2、NADH/NAD+
3、产物反馈抑制4、竞争性抑制
5、Ca2+的激活作用
6、氧化磷酸化三羧酸循环中三个不可逆反应：柠檬酸合酶，异柠檬酸脱氢酶和α-同戊二酸脱氢酶催化的反应。异柠檬酸脱氢酶和α-同戊二酸脱氢酶才是三羧酸循环的调节点有氧氧化的调节特点1、 有氧氧化的调节通过对其关键酶的调节实现
2、ATP/ADP(AMP)比值全程调节，该比值升高，所有关键酶均被抑制
3、氧化磷酸化速率 影响三羧酸循环，前者速率降低，则后者速率也减慢4、三羧酸循环与糖酵解途径相互协调，三羧酸循环需要多少乙酰辅酶A，则糖酵解途径相应产生多少丙酮酸以生成乙酰辅酶A二、糖原合成与分解的调节（见教材P108）调节点：糖原合酶（糖原合成）、糖原磷酸化酶（糖原分解）调节方式：共价修饰调节、别构调节总之，磷酸化酶和糖原合酶的活性受磷酸化和去磷酸化的共价修饰。磷酸化酶磷酸化形式是有活性的，而糖原合酶磷酸化后活性降低。三、糖异生的调节（见教材P110）机体对糖酵解途径和糖异生途径的调节主要在两个底物循环之间进行：
6-磷酸果糖 双磷酸果糖（PFK-2 ,FBP-2）、磷酸烯醇式丙酮酸（磷酸烯醇式丙酮酸羧激酶）血糖水平的调节（—）胰岛素1、 促进肌肉、脂肪组织细胞摄取葡萄糖2、 增强磷酸二酯酶活性，促进糖原合成、抑制糖原分解3、 激活丙酮酸脱氢酶系，加速糖分解代谢4、 阻遏磷酸烯醇式丙酮酸羧激酶表达，抑制肝内糖异生5、 减少脂肪动员，加速葡萄糖的作用。作用结果：血糖降低（二）胰高血糖素1、 增强腺苷酸环化酶活性，抑制糖原合成；促进糖原分解2、 抑制PFK-2 、激活，从而抑制糖酵解，加速糖异生3、 诱导磷酸烯醇式丙酮酸羧激酶表达，加速糖异生4、 增加脂肪动员，从而减少葡萄糖的利用5、 作用结果：血糖升高附：受体-G蛋白-途径:
胰高血糖素
胰岛素腺苷酸环化酶 磷酸二酯酶（无活性）
（无活性）
（活性）ATP 5’-AMPA激酶A 激酶（PKA）（无活性 ）
( 活性)胰高血糖素分泌增加，作用于细胞膜表面受体，激活腺苷酸环化酶，促进cAMP合成，激活依赖cAMP的蛋白激酶PKA，PKA可通过对底物蛋白的磷酸化而发挥其生物学效应。（详见生理学教材P19）胰岛素分泌增加，增强磷酸二酯酶活性，cAMP促使转化成5’-AMP，从而降低cAMP的含量，PKA活性降低。原文地址：
范文二：3基质金属蛋白酶的结构及其调节机制·20·国外医学肿瘤学分册　2001年2月　第28卷　第1期基质金属蛋白酶的结构及其调节机制陈华江综述　王杰军审校(第二军医大学附属长征医院肿瘤科,上海　200003)摘要:基质金属蛋白酶(MMP)家族是细胞外基质降解过程中的重要酶类,在多种病理过程尤其是肿瘤侵袭和转移中具有重要意义。本文就其基本结构和对肿瘤转移与侵袭的调节机制作一综述。关键词;基质金属蛋白酶;结构;调节机制中图分类号:R73-37　　　文献标识码:A　　　文章编号:01)-01-0020-04基质金属蛋白酶(matrixmetalloproteinases,MMP)是自然界进化中高度保守的一类酶,广泛分布于植物、脊椎动物、无脊椎动物中,是细胞外基质降解过程中必不可少的酶,几乎能降解细胞外基质的所有成分(见表1)。在正常稳定状态组织中MMP表达量极少,而在炎性细胞因子、激素、生长因子刺激下和细胞转化过程其表达量上升。此过程涉及人体多种生理及病理过程,如炎症、胚胎发生、血管形成、肿瘤侵袭转移等。1　MMP的结构基质金属蛋白酶家族属于锌肽酶超家族,有下列基本结构。酶分型胶原酶间质胶原酶　多形核胶原酶　胶原酶3明胶酶明胶酶A　明胶酶B间质溶素　间质溶素1间质溶素2膜型基质金属蛋白酶Ⅰ膜型基质金属蛋白酶　Ⅱ膜型基质金属蛋白酶　Ⅲ膜型基质金属蛋白酶　Ⅳ膜型基质金属蛋白酶其他基质溶素　间质溶素3金属弹力蛋白酶　釉质溶解素　-1MMP编号18/19[1]1.1　信号肽与前肽区人类MMP中除MMP14外均有一个信号肽序列,信号肽的作用是引导翻译后的产物至胞浆内质网。前肽区的裂解对于MMP的激活至关重要。前肽区内含有保守的Pro-Arg-Cys-Gly-Val/Asn-Pro-Asp(PRCGV/NPD),其中保守的半胱氨酸残基在大多数MMP酶原活化中有重要作用。MT-MMP在前肽区与催化区之间有11个氨基酸的插入区,间质溶素3(MMP-11)在同样的位点有相似的插入,插入序列中的RXKR序列(MT-MMP4为RRRR序列)与MT-MMP、MMP-11的特殊激活过程有关。表1　基质金属蛋白酶家族分子量(kD)　　　　　主要底物54.0/42.653.4/42.253.8/42.273.9/62.178.4/66.654.0/42.854.2/43.065.9/53.975.8/65.269.5/55.7?/53.729.7/19.154.6/44.354.0/42.854.4/42.657.4/46.5胶原Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅶ、Ⅹ、明胶、entactin,aggrecan胶原Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、aggrecan胶原Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ明胶,胶原Ⅰ、Ⅳ、Ⅴ、Ⅶ、Ⅹ、Ⅺ,弹性蛋白,aggrecan,纤维连接蛋白,层粘连蛋白,Tenascin,B-淀粉样蛋白前体明胶、胶原Ⅳ、Ⅴ、Ⅺ,aggrecan,弹性蛋白,entactin,玻璃粘连蛋白aggrecan,明胶,纤维连接蛋白,胶原Ⅲ、Ⅳ、Ⅺ,玻璃粘连蛋白,层粘连蛋白,Tenascinaggrecan,纤维连接蛋白,胶原Ⅳ胶原Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ,纤维连接蛋白,层粘连蛋白-1,硫酸皮肤素蛋白多糖,玻璃粘连蛋白未知激活proMMP-2未知aggrecan,纤维连接蛋白,层粘连蛋白,明胶,胶原Ⅳ,entactin,玻璃粘连蛋白纤维连接蛋白,层粘连蛋白,胶原Ⅳ,Tenascin,玻璃粘连蛋白Elastin未知未知作者简介:陈华江(1971-),男,上海人,助教,在读博士生,研究方国外医学肿瘤学分册　2001年2月　第28卷　第1期·21·210bp基因序列中含AP-1位点和PEA-3位点,c-fos反义RNA能抑制胶原酶和(或)间质溶素的基因表达。PEA-3活化可能对AP-1激活途径有辅助作用[5]。Bond等[6]发现NF-JB活化纤维母细胞与上调MMP-1、MMP-3有重要关系。Ricca等研究发现bcl-2过表达能上调NF-JB活性,进而诱导人MCF7(ADR)乳腺癌细胞MMP-9转录增强。不同类型的细胞及不同类型的MMP所涉及的机制可能也不尽相同。Mengshol等研究发现转录因子IL-1诱导软骨细胞产生MMP-13必须有p38、JNK和NF-JB的活化;而诱导软骨细胞表达MMP-1则与p38活化有关,而与JNK和NF-JB无关。研究还发现了一些因素能在基因水平抑制MMP表达:糖皮质激素和转化生长因子(TGF-B)均能在转录水平阻断MMP基因表达。研究提示糖皮质激素通过与AP-1位点结合抑制胶原酶基因的表达。另有报道TGF-B可作用于鼠间质溶素transin启动子上游序列(TIE)发挥抑制作用。2.2　酶原活化机制酶原的活化过程是MMP发挥作用的重要环节。酶原的活化过程目前存在3个不同的机制:逐步激活机制、细胞表面激活机制和细胞内激活机制。2.2.1　酶原逐步激活机制　绝大多数MMPmRNA经翻译、修饰后以酶原形式(proMMP)分泌入细胞外基质中,必须经水解去除前肽区才能被活化。已证实多种蛋白酶和非蛋白酶水解剂如纤溶酶、SH反应剂(碘乙酸、4-氨基苯丙汞乙酸、HOCL、氧化谷胱甘肽)、变性剂(脲、SDS、NaSCN)以及热处理均具有水解MMP前肽的作用。研究认为前肽区中PRCGV/NPD保守序列中Cys的SH基与活性中心催化性Zn离子的结合是维持酶原稳定的关键。酶原逐步激活过程中关键步骤是通过多种方式分离Zn2+-Cys连接,从而使水分子与Zn2+离子能相互反应。其后的很多研究进一步证实这一假设。研究表明,proMMP3晶体结构形成3个A-螺旋折叠单位和一个延伸的含PRCGV/NPDG基序的肽链区,此区通过形成数个类B-结构氢键覆盖于酶催化区活性中心之上,半胱氨酸残基提供了催化区ZnZn2+2+[9]2+[8][7]1.2　催化区催化区有两个Zn2+离子结合区和至少一个Ca2+离子结合区。两个Zn2+离子结合区中,一个为催化性Zn2+离子,位于活性中心内,涉及MMP的催化过程,另一个为结构性Zn2+离子。MMP中多种MMP如MMP-1、MMP-3、MMP-7、MMP-8的晶体结构已经阐明。催化区中保守的HE-X-GH-X-X-HS-X-M序列中存在3个催化性Zn离子的组氨酸配基(其中的斜体字H代表)。它们与催化性Zn2+离子相连,不仅与MMP活化过程密切相关,而且在催化性Zn2+离子催化活性研究中,对于催化性Zn离子的精确定位必不可少。在催化区内,明胶酶A、明胶酶B有一个175残基的插入序列。这一插入序列是3个重复的类纤维连接蛋白结合区,研究认为其有助于明胶酶与底物相结合。1.3　铰链区与类血红素结合蛋白区铰链区位于催化区与类血红素结合蛋白区之间,以一个二硫键与类血红素结合蛋白区末端氨基酸残基相连。如间质胶原酶为Cys259和Cys466之间形成二硫键,可能与MMP激活过程中的分子折叠有关。类血红素结合蛋白区中含4个重复序列,与血红素结合蛋白及玻璃粘连蛋白有较弱的同源性。基质溶素和巨噬细胞弹力蛋白酶结构上缺乏类血红素结合蛋白区。此区的作用认为与大多数MMP底物特异性有关,同时在MMP与组织金属蛋白酶抑制物(TIMP)结合中有重要作用。如实验表明切除C-末端的明胶酶A酶原(proMMP2)不能结合TIMP-2。1.4　跨膜区此区存在于MT-MMP中,有将MT-MMP固定于细胞膜上的作用。2　MMP的调节机制MMP的表达调节大致分为:?基因水平调节;?酶原活化调节;>>活化后调节。大多数MMP必须经活化后才能发挥降解细胞外基质的作用。这三个环节的相互作用对维持人体MMP的稳态具有重要意义。2.1　基因水平的调节多种细胞因子、细胞外基质成分、致癌物、原癌基因产物均能诱导多种细胞表达MMP。MMP活化的信号传导机制尚有待进一步研究。研究表明MAPK传导途径与MMP的表达相关。Kurata研究发现转化活性形式MEK1的v-src转化细胞能极大增加MMP-2的分泌和活化,相反PD98059(一种MEK1特异性抑制物)能极大地抑制MMP-2的分泌和活化;wortmannin(一种PI3激酶抑制物)则不影响MMP-2的分泌和活化。研究表明转录因子AP-1和NF-JB与MMP活化密切相关。MMP-1、[4]2+[2,3]2+离子第4个配体。因此-Cys连接断裂是基质金属蛋白酶前体激活的关键。然后,活化的基质金属蛋白酶前体一般在已活化的MMP作用下进一步完全水解激活[1]。在第二步骤中MMP只有在被激活物(proMMP)的前肽被部分水解掉之后才能参与最后的水解激活过程。然而,另有研究表明,在proMMP3中将Tyr或Leu诱变为Ala可以导致proMMP3的自发激活,而不涉及Zn-Cys连接断裂。由此可见虽然Zn-Cys连接断裂对于MMP酶原逐步激2+2+·22·2.2.2　细胞表面激活机制　膜型基质金属蛋白酶通常通过其C-末端的跨膜区定位于细胞膜上。研究表明MT1-MMP、MT2-MMP或MT3-MMP均能使proMMP-2转化为活性MMP-2。其中MT1-MMP在细胞表[10]面激活proMMP-2的机制研究较多。Strongin等从伴刀豆球蛋白处理后的HT-1080细胞膜上分离得到一种化合物与proMMP-2的C-末端区相互作用,经证实为MT1-MMP-T1MP2复合物,认为TIMP2可以C-末端与proMMP-2结合,TIMP2-MMP-2复合物进一步与细胞膜上的受体(即MT1-MMP)结合形成MT1-MMP-TIM-P2-proMMP-2三聚体进而激活proMMP-2。还观察到加入少量的外源性TIMP-2可以一种剂量依赖的方式增强proMMP-2的激活,而过量的TIMP-2反而抑制ProMM-P-2活化。进一步研究发现抗TIMP-2特异性多克隆抗体[11]能抑制ProMMP-2激活。Maquoi等进一步证实转染MT1-MMPcDNA的HT1080和A2058细胞能结合I标记的重组TIMP-2(125I-rTIMP-2),并进而激活proMMP-2同时MT1-MMP转化为无活性的43kD形式。同时发现结合在细胞表面的125I-rTIMP-2能迅速入胞并在细胞器内降解。Itoh等研究认为TIMP-2可以通过两种方式与细胞膜结合:一种是对MMP肽基氧肟酸抑制剂(HXM)竞争性抑制敏感的方式,占细胞膜TIMP-2总量的40%～50%,与MT1-MMP结合涉及proMMP-2细胞表面激活;另一种是对HXM竞争性抑制不敏感的方式,能够抑制65kDMMP-2。研究认为这种proMMP-2的细胞表面激活方式在肿瘤转移的局部细胞外基质降解过程中有重要意义,其确切机制还有待进一步研究。2.2.3　细胞内激活机制　MT-MMP、proMMP-11能在细胞内活化以活性形式表达或分泌。研究发现MT-MMP、proMMP-11在前肽区与催化区之间有11个氨基酸的插入序列,其中含特殊的RXKR序列(MT-MMP4为RRRR序列)。这一序列能被一种丝氨酸蛋白酶furin识别。Sato等Arg-Tyr113111[13][12]125国外医学肿瘤学分册　2001年2月　第28卷　第1期家族有4种即TIMP-1、TIMP-2、TIMP-3、TIMP-4。最初是从兔骨中TIMP-1是一种28.5kD的糖蛋白。分离出来。TIMP2是21kD的非糖基化蛋白,含192个氨基酸残基。TIMP-3也是21kD非糖基化蛋白,首先从鸡胚纤维母细胞中发现,最初命名为CHIMP-3。后经cD-NA文库筛选,从人基因中获得一条21kD同系物——TIMP-3。TIMP-4分子量为24kD,是从成人心脏cDNA文库中筛选到一种新型TIMP[15]。TIMP主要从两个方面抑制MMP的激活,?在酶原活化阶段:如TIMP-2与proMMP-2,TIMP-1与proMMP-9可形成稳定的复合体并阻碍proMMP-1的酶原自我激活;?在活化的MMP阶段:如TIMP-1和TIMP-2可直接与活化的MMP形成紧密的1÷1复合体,进而抑制其活性。研究发现TIMP抑制MMP功能主要在N-末端。TIMP-1、TIMP-2经胰酶水解作用后产生的N-末端126个左右的氨基酸残基片段(分子量约13.5kD)仍保留有效的抑制效应。对TIMP-1氨基酸残基化学修饰的结果发现,组氨酸对于TIMP抑制活性是必不可少的[16]。然而研究表明,TIMP对MMP的作用并不局限于抑制,主要表现在:?TIMP-2在细胞表面激活proMMP-2的作用;?TIMP对MMP降解有抑制作用,如人间质性胶原酶(MMP-1)可通过自溶降解为40kD的N-端活性片段和27kD的C端非活性片段,40kD的片段丧失底物特异性,TIMP可抑制此自溶过程;>>TIMP-MMP复合物不仅可以进一步抑制MMP,也能在一定条件下再激活。综上所述,MMP家族种类众多,其结构中的特异之处常常与特异的活化及作用机制相关。MMP在体内的调节处于一种微妙的平衡状态,其激活和抑制机制不是孤立的而是彼此联系的。进一步深入了解MMP的结构及其调节机制,有助于开发新的抗转移药物。参考文献[1]　KleinerDE,Stetler-stevensonWG.Matrixmetalloproteinasesandmetastasis[J].CancerChemotherPharmacol,1999,43(Suppl):s42-51.[2]　BodeW,Fernandez-CatalanC,TschescheH,etal.InsightsintoMMP-TIMPinteractions[J].CellMolLifeSci,):639-652.[3]　MassovaI,KotraLP,FridmanR,etal.Matrixmetalloproteinases:structures,evolution,anddiversification[J].FASEBJ,):.[4]　KurataH,ThantAA,MatsuoS,etal.ConstitutiveactivationofMAPkinasekinase(MEK1)iscriticalandsufficientfortheactivationofMMP-2[J].ExpCellRes,):180-188.[5]　KerrLD,HoltJT,MatrisianLM,etal.Growthfactorsregulatetransingeneexpressionbyc-fos-dependentandc-fos-independent[,研究认为furin可在MT1-MMP前肽区112112之间裂解前肽,其后MT1-MMP经Tyr-ALa之间裂解成为活性蛋白酶,后一过程可能类似于其他的MMP自我裂解过程。鉴于MT-MMP家族在结构上的相似性可以推测其他MT-MMP也有相类似的细胞内激活机制。pro-MMP11的这一序列为RQKR97。研究表明furin也能识别RQKR97序列,在Arg97-phe98位点有效裂解proMMP-11,产生以phe98为N-末端的45kD的活性MMP-11[14]。2.3　TIMP对MMP的调节作用国外医学肿瘤学分册　2001年2月　第28卷　第1期[6]　BondM,BakerAH,NewbyAC.NuclearfactorkappaBactivityises-sentialformatrixmetalloproteinase-1and-3upregulationinrabbitder-malfibroblasts[J].BiochemBiophysResCommun,):561-567.[7]　RiccaA,BiroccioA,DelBufaloD,etal.Bcl-2over-expressionen-hancesNF-kappaBactivityandinducesmmp-9transcriptioninhumanMCF7(ADR)breast-cancercells[J].IntJCancer,):188-196.[8]　MengsholJA,VincentiMP,CoonCI,etal.Interleukin-1inductionofcollagenase3(matrixmetalloproteinase13)geneexpressioninchondro-cytesrequiresp38,c-JunN-terminalkinase,andnuclearfactorkap-paB:differentialregulationofcollagenase1andcollagenase3[J].ArthritisRheum,):801-811.[9]　VanWartHE,BirkedalHansenH.Thecysteineswitch:aprincipleofregulationofmetalloproteinaseactivitywithpotentialapplicabilitytotheentirematrixmetalloproteinasegenefamily[J].ProcNatlAcadSciUSA,):.[10]　StronginAY,CollierI,BannikovG,etal.Mechanismofcellsurfaceactivationof72-kDatypeIVcollagenase.Isolationoftheactivatedformofthemembranemetalloprotease[J].JBiolChem,):.[11]　MaquoiE,FrankenneF,BaramovaE,etal.Membranetype1ma-·23·trixmetalloproteinase-associateddegradationoftissueinhibitorofmetalloproteinase2inhumantumorcelllines[J].JBiolChem,):.[12]　ItohY,ItoA,IwataK,etal.Plasmamembrane-boundtissuein-hibitorofmetalloproteinases(TIMP-2)specificallyinhibitsmatrixmetalloproteinase2(gelatinaseA)activatedonthecellsurface[J].JBiolChem,):.[13]　SatoH,KinoshitaT,TakinoT,etal.Activationofarecombinantmembranetype1-matrixmetalloproteinase(MT1-MMP)byfurinanditsinteractionwithtissueinhibitorofmetalloproteinases(TIMP)-2[J].FEBSLett,):101-104.[14]　PeiD,WeissSJ.Transmembrane-deletionmutantsofthemembrane-typematrixmetalloproteinase-1processprogelatinaseAandexpressintrinsicmatrix-degradingactivity[J].Nature,8):244-247.[15]　BrewK,DinakarpandianD,NagaseH.Tissueinhibitorsofmetallo-proteinases:evolution,structureandfunction[J].BiochimBiophysActa,-2):267-283.[16]　BodeW,FernandezCatalanC,GramsF,etal.InsightsintoMMP-TIMPinteractions[J].AnnNYAcadSci,-91.(收稿日期:　修回日期:)基质金属蛋白酶及其抑制物与肿瘤侵袭转移的关系陈华江综述　王杰军审校(第二军医大学附属长征医院肿瘤科,上海　200003)摘要:基质金属蛋白酶(MMP)家族是降解细胞外基质的重要酶类。组织金属蛋白酶抑制物(TIMP)是MMP的天然抑制物。在细胞外基质中MMP和TIMP的失衡已证实与多种病理状态,尤其是与肿瘤的侵袭与转移密切相关。抑制MMP活性是抗肿瘤转移的一个新的靶点。关键词:MMP;TIMP;肿瘤转移中图分类号:R73-37　　　文献标识码:A　　　文章编号:01)-01-0023-04肿瘤侵袭和转移过程是瘤细胞从原发瘤脱离后向周围和(或)远处组织侵袭和转移的过程,涉及瘤细胞穿过细胞外基质(extracelluarmatrix,ECM)屏障、血管壁的基底膜及穿出血管壁进入宿主微环境的过程。大量实验证明,瘤细胞侵袭转移能力与其诱导产生蛋白酶降解基底膜的能力密切相关。基质金属蛋白酶(MMP)ECM、是其中最为重要的一组蛋白酶,在肿瘤的侵袭和转移中有着重要的作用。组织金属蛋白酶抑制物(TIMP)是MMP的天然抑制剂,TIMP与MMP之间平衡关系在调节ECM的稳态中有重要作用。1　MMP及TIMP在人类肿瘤组织中的表达作者简介:陈华江(1971-),男,上海人,助教,在读博士生,研究方有多种研究MMP、TIMP表达及活性的方法。常用的技术手段有:免疫组化、原位杂交、酶联免疫吸收检测、胶原底物降解检测、Westernblot以及Northernblot。另外如酶谱分析法(zymography)是一种利用聚丙烯酰胺凝胶电泳检测酶活性的方法,可区分酶原和活化酶,常用于MMP-2及MMP-9的检测研究。对人体不同部位、不同组织所进行的研究显示MMP表达类型和组织类型之间并无特定的紧密联系,如间质胶原酶(MMP-1)可在结肠癌、肺癌、乳腺癌及头颈部鳞癌组织中表达;明胶酶(MMP-2、MMP-9)可在皮肤、甲状腺、前列腺、结肠、肺等肿瘤组织中表达;膜型基质金属蛋白酶(MT1-MMP)可在肺、胃、结肠、乳腺肿瘤,如阅读详情：
范文三：酶活性调节酶活性的调节１、酶原的激活有些酶在细胞内合成或初分泌时只是酶的无活性前体，必须在一定条件下，这些酶的前体水解一个或几个特定的肽键，致使构象发生改变，表现出酶的活性。酶原的激活实际上是酶的活性中心形成或暴露的过程。生理意义是避免细胞产生的蛋白酶对细胞进行自身消化，并使酶在特定的部位环境中发挥作用，保证体内代谢正常进行。
２、变构酶体内一些代谢物可以与某些酶分子活性中心外的某一部位可逆地结合，使酶发生变构并改变其催化活性，有变构激活与变构抑制。３、酶的共价修饰调节的共价结合，从而改变酶的活性，这一过程称为酶的共价修饰。在共价修饰过程中，酶发生无活性与有活性两种形式的互变。酶的共价修饰包括磷酸化与脱磷酸化、乙酰化与脱乙酰化、甲基化与脱甲基化、腺苷化与脱腺苷化等，其中以磷酸化修饰最为常见。阅读详情：
范文四：酶的作用机制和酶的调节酶的作用机制和酶的调节填空题1．与酶催化的高效率有关的因素有
、 等。2．变构酶的特点是：（1）
，它不符合一般的
，当以V对[S]作图时，它表现出
型曲线，而非
曲线。3．酶的活性中心包括
两个功能部位，其中
直接与底物结合，决定酶的专一性，
是发生化学变化的部位，决定催化反应的性质。三、选择题1．酶的活性中心是指：A．酶分子上含有必需基团的肽段
B．酶分子与底物结合的部位C．酶分子与辅酶结合的部位
D．酶分子发挥催化作用的关键性结构区E．酶分子有丝氨酸残基、二硫键存在的区域2．酶催化作用对能量的影响在于：A．增加产物能量水平
B．降低活化能
C．降低反应物能量水平D．降低反应的自由能
E．增加活化能6. 酶的活化和去活化循环中，酶的磷酸化和去磷酸化位点通常在酶的哪一种氨基酸残基上？A.天冬氨酸B.脯氨酸C.赖氨酸D.丝氨酸是非判断题（ ）1．某些调节酶的V-[S]的S形曲线表明，酶与少量底物的结合增加了酶对后续底物分子的亲和力。（ ）2．诱导酶是指当细胞加入特定诱导物后，诱导产生的酶，这种诱导物往往是该酶的产物。（ ）3．酶反应的最适pH值只取决于酶蛋白本身的结构。五、问答题1、新掰下的玉米的甜味是由于玉米粒中的糖浓度高。可是掰下的玉米贮存几天后就不那么甜了，因为50％糖已经转化为淀粉了。如果将新鲜玉米去掉外皮后浸入沸水几分钟，然后于冷水中冷却，储存在冰箱中可保持其甜味。这是什么道理？2、何谓共价调节酶？举例说明其如何通过自身活性的变化实现对代谢的调节。3、酶原及酶原激活的生物学意义是什么？7、何谓同工酶？举例说明其分子结构的特征及研究意义？阅读详情：
范文五：第10章酶的作用机制和酶的调节第10章
酶的作用机制和酶的调节教学目的：掌握酶的活性部位结构与功能、酶活性的别构调节、酶原激活，了解酶高效性原因教学重点：酶活性部位的结构与功能及酶的活性的别构调节教学难点：酶活性的别构调节教学方法：多媒体教学内容：一、酶的活性部位及确定方法（一）酶活性部位概念及特点1、酶的活性中心(活性部位):指酶分子中的表面有一个必需基团比较集中、并构成一定空间结构的微小区域。酶活性中心的基团,按其功能可分为结合基团和催化基团。
活性中心的基团都是维持酶活性的必需基团，2、酶活性部位的共同点：（1）酶活性部位仅占酶体积的很小一部分，通常只占整个酶分子体积的1~2%，酶分子是大分子物质，由很多氨基酸构成，而活性部位仅由几个氨基酸残基组成 催化部位一般由2~3个氨基酸残基组成。结合部位氨基酸残基数目，不同的酶有所不同。可能是一个，也可能是多个。（2）酶的活性部位具有三维结构，构成酶活性中心的基团，可位于同一条肽链上，也可位于不同的肽链上，在一级结构上可能相距甚远，但在空间结构上位置必须相互靠近；酶的空间结构受物理或化学因素影响时，酶的活性部位可能会遭破坏，酶会失活。（3）活性中心的结合基团与底物专一性结合，这需要活性部位的基团精确排列。活性部位具有一定的柔韧性,活性部位的结构并不是与底物的结构正好互补。在酶与底物结合过程中，酶活性中心的构象在底物的诱导下可发生形变，然后嵌合互补形成中间产物，而底物在酶活性中心的诱导下也可发生形变，变的易与酶结合，有时是两者的构象同时发生变化后才互补契合（诱导契合学说）。（4）酶活性部位位于酶分子表面的一个裂缝内，底物分子或底物分子的一部分结合到裂缝中，裂缝内的非极性基团较多，形成一个疏水环境，提高与底物的结合能力，也有极性的氨基酸残基，以便与底物结合并催化底物发生反应。（5）底物通过较弱的次级键与酶结合。组成酶活性中心的氨基酸残基，常见的有：组氨酸、赖氨酸、天冬氨酸、谷氨酸、丝氨酸、半胱氨酸和酪氨酸3、研究酶活性部位的方法（1）共价修饰（2）亲和标记法（3）切除法（4）X射线晶体结构分析法二、酶促反应机制（一）基元催化的分子机制：酶的催化作用包括若干基元催化。1、酸碱催化2、共价催化3、金属离子催化（二）酶具有高催化能力的原因1、底物与酶的邻近效应与定向效应2 、底物分子中的敏感键 发生“张力”与“形变”3、电荷极化和多元催化4、
酶活性部位微环境的影响二、酶活性的别构调节（一）酶的别构效应别构调节酶又叫配体调节酶或变构酶,别构酶的活性部位与调节部位。别构剂（或效应物），凡能使酶分子发生别构效应的物质叫别构物或效应物；因别构效应导致酶活性增加的物质叫正效应物或别构激活剂，因别构效应导致酶活性降低的物质叫负效应物或别构抑制剂。别构物可以是代谢的中间产物或终产物或底物或其它物质。如果别构物是底物，这种别构调节叫同促别构效应；这种酶分子上有两个以上底物结合部位，当一个底物与酶的一个亚基结合后，可以改变另一底物分子与酶的另一亚基结合，如果一个亚基的活性部位与底物结合后，增加了其余亚基上空活性部位与另一底物结合，这种调节叫正同促效应（或正协同同促作用），这种酶叫正同促别构酶（或正协同同促酶），如果降低了其余亚基上空活性部位与另一底物结合，叫负同促效应（负协同同促作用），这种酶叫负同促效应酶（或负协同同促酶）。如果别构物不是底物，这种调节属于异促别构效应。这种酶的活性部位可与底物结合，调节部位与效应物结合，这种酶叫异促效应酶。如天冬氨酸转氨甲酰酶的底物——天冬氨酸，效应物是CTP和ATP，即效应物不是底物。很多别构酶既具有同促效应又具有异促效应。既受底物分子的调节，也受底物分子以外的其它代谢分子调节。(二) 别构酶的特点1、已知的别构酶都是寡聚酶2、别构酶的动力学，是“S”形曲线，“S”曲线的特点：在某一底物浓度范围内，只要[S]有较小的改变就能引起酶促反应速度较大的改变。对于负协同酶，v对[S]作图，类似于米氏双曲线，但又不完全相同，我们叫“表观双曲线”，3、对于异促别构酶，调节物对别构酶的底物饱和曲线影响比较复杂，可将异促效应酶和异促效应物分为K系统和V系统寻找共性K系统的效应物叫K型效应物，凡是改变底物的K0.5而不改变反应的Vmax的效应物叫K型效应物；异促激活剂的K0.5变小，异促抑制剂的K0.5变大。V系统的V型型效应物，凡是改变Vmax而不改变K0.5的效应物为V型效应物，异促激活剂的Vmax变大，异促抑制剂的Vmax变小。目前常用齐变模型和序变模型解释别构酶的调节机制。1、齐变模型（协同模型、对称模型或WMC模型）：2、序变模型（或渐变模型或KNF模型）三、别构酶举例——天冬氨酸转氨甲酰酶(ATCase)1、ATCase的结构2、催化特点：四、酶的共价修饰调节（一）酶的可逆共价修饰调节（化学修饰调节）1、概念：通过其它酶对酶分子中的某些基团进行化学修饰，使酶处于活性和无活性的互变状态，达到调节酶活性的目的。2、特点：（1）被修饰的酶有活化型和非活化型两种，在特定酶催化下可互变。（2）在特定酶催化下，被修饰酶可逆地与某一化学基团结合，改变酶分子构象，影响酶活性，不涉及共价键变化（3）磷酸化的化学修饰要消耗能量，一个亚基进行磷酸化要消耗一个ATP。（4）化学修饰具有放大作用。（5）共价修饰常见的几种形式o 磷酸化与脱磷酸化o 甲基化与脱甲基化o 腺苷化与脱腺苷化o -SH与-S-S-的互变（二）酶原的激活——不可逆共价调节无活性的酶是有活性酶的前体称为酶原。酶原转变成有活性的酶的过程称为酶原的激活。这个过程实质上是酶活性中心的形成和暴露的过程。1、胰凝乳蛋白酶的活化胰凝乳蛋白酶在胰脏中合成，以酶原的形式分泌到十二指肠中，在这里被激活。 该酶原是含245个氨基酸残基的一条肽链组成，由5个二硫键维系立体结构。 当此酶原受到胰蛋白酶作用后，在Arg15与Ile16间的肽键切断，产生具有很高催化活性的π-胰凝乳蛋白酶，但不稳定。此π-胰凝乳蛋白酶再作用于其它π-胰凝乳蛋白酶，使其失去2个二肽（Ser14-Arg15和Thr147-Asn148),形成稳定的α -胰凝乳蛋白酶， α -胰凝乳蛋白酶由3条肽链（A、B、C）组成，在A与B、B与C肽链之间有二硫键相连。 α -胰凝乳蛋白酶只有π-胰凝乳蛋白酶活性的40%，但它能稳定存在。2、胃蛋白酶的激活胃蛋白酶原是胃壁细胞分泌的，在胃腔中被激活。胃蛋白酶原由392个氨基酸残基组成。胃蛋白酶原的激活过程是：在胃酸（HCI)或本身作用下，从N-末端水解下44个氨基酸残基——碱性的前体多肽片段，变成高度酸性的有活性的胃蛋白酶。在pH高（中性）时，切下的碱性前体多肽片段中的6个Lys和Arg的侧链与胃蛋白酶的Glu和Asp侧链的羧基形成盐键，这时胃蛋白酶原无活性，在pH1~2时，羧基质子化，碱性前体多肽片段不能与胃蛋白酶Glu和Asp的羧基结合，而从胃蛋白酶上解离下来，酶原构象变化，形成和暴露出酶的活性中心，将前体水解，酶原表现出活性的酶。3、胰蛋白酶原的激活胰蛋白酶原是在胰脏中合成的，在肠腔中在有Ca2+的环境中由肠激酶或胰蛋白酶激活。胰蛋白酶的激活过程是：肠激酶或胰蛋白酶在Lys6-Ile7切断肽键，即从N-末端切下一个6肽，导致酶的构象发生变化，使组氨酸、丝氨酸的氨基酸的残基互相靠近，构成活性中心。完成酶原激活。胰蛋白酶在胰脏分泌蛋白酶原激活过程中具有重要作用。五、 同工酶(isoenzyme)1、概念：能催化相同的化学反应，但在蛋白质分子结构、理化性质和免疫性能等方面都存在明显差异的一组酶。如：乳酸脱H酶是由四个亚基组成的寡聚酶，亚基分为两种，H型（心肌型）、M型（骨骼肌型），后来在鼠、兔和动物睾丸及精子中发现了乳酸脱H酶的另一种同工酶，即LDH—X，也是四聚体，构成LDH-X的亚基称为C亚基。2、生物学功能本章作业：P195第1、2、3题阅读详情：
范文六：10第十章酶的作用机制和酶的调节中国海洋大学海洋生命学院
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2008年修订第十章
酶的作用机制和酶的调节目的和要求：理解、掌握酶活性部位的相关概念和特点；掌握酶催化高效性的相关机理；了解几种酶的催化机制，理解结构和功能的适应性；了解酶活性的调节方式，掌握酶活性的别构调节、可逆共价调节和酶原激活调节方式及生物代谢中的作用。一、酶的活性部位㈠ 酶的活性部位的特点1、概念：三维结构上比较接近的少数特异的氨基酸残基参与底物的结合与催化作用，这一与酶活力直接相关的区域称酶的活性部位。结合部位：专一性催化部位：催化能力，对需要辅酶的酶分子，辅酶或其一部分就是活性中心的组成部分；组成酶活性部位的氨基酸数目对不同酶而言存在差异，占整个酶氨基酸残基小部分酶活性部位的基团：亲核性基团，丝氨酸的羟基，半胱氨酸的巯基和组氨酸的咪唑基。酸碱性基团：天冬氨酸和谷氨酸的羧基，赖氨酸的氨基，酪氨酸的酚羟基，组氨酸的咪唑基和半胱氨酸的巯基等。2、特点⑴ 活性部位在酶分子的总体中只占相当小的部分（～2%⑵ 酶的活性部位是一个三维实体⑶ ⑷ ⑸ 底物通过次级键结合到酶上⑹ 酶活性部位具有柔性㈡ 研究酶活性部位的方法1、酶分子基团的侧链化学修饰⑴ 剂的修饰作用。⑵ 特异性共价修饰：分离标记肽段，可判断活性部位的氨基酸残基，如二异丙基氟磷酸（DFP）专一性与胰凝乳蛋白酶活性部位丝氨酸残基的羟基结合。⑶ 亲和标记：利用底物类似物和酶活性部位的特殊亲和力将酶加以修饰标记来研究酶活性部位的方法。修饰剂的特点：①结构与底物类似，能专一性引入到酶活性部位；②具活泼化学基团，能与活性部位某一氨基酸共价结合，相应的试剂称“活性部位指示剂”。胰凝乳蛋白酶和胰蛋白酶，TPE是酶的底物，TPCK是酶的亲和试剂，当酶与TPCK温浴后，酶活性丧失，这种结合具有空间结构的需求，同时也阻止其他试剂如DFP结合。对酶活性中心的组氨酸咪唑环进行修饰。⑷ 自杀性底物标记：底物与酶结合并被催化所生成的产物可以与活性部位的基团专一性结合从而抑制酶的催化活性。2、动力学参数测定法：通过动力学方法求得相关参数，作出相应判断。3、X-射线晶体衍射法：如溶菌酶和胰蛋白酶活性中心的测定中国海洋大学海洋生命学院
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2008年修订4、定点诱变法：改变编码蛋白质的DNA基因，研究酶活性部位的必需氨基酸。如胰蛋白酶定点突变，Asp102诱变为 Asn102，Kcat降低5000倍。二、酶催化反应的独特性质1、酶反应分为两大类，电子转移；电子、质子或其他基团转移2、催化过程中以活性部位氨基酸侧链上的功能基团和辅酶为媒介3、酶催化反应的最适pH和温度范围窄4、酶分子结构和活性部位特点利于催化反应：① 酶分子特定的三维结构维持酶活性部位的构象；活性部位多位于酶分子的狭缝处，利于底物结合和酶构象的改变；② 活性中心存在结合部位，使底物以固有的方式结合在活性部位，多底物反应存在多个底物结合位点，保证反应有序进行；③ 活性部位存在一个以上的催化基团，所以能进行协同催化；④ 底物结合后，活性部位能诱导底物键能的变化，利于过渡态复合物的形成三、影响催化效率的有关因素㈠ 底物和酶的邻近效应与定向效应108倍。 ㈡ 底物的形变和诱导契合㈢ 酸碱催化酶活性中心提供H+或提供H+以为反应提供质子或接受质子从而加速反应的速度。影响酸碱催化的反应速率的因素有两个：1、酸或碱的强度；2、质子传递速率。在中性条件下，His咪唑基有一半以酸性形式存在，另一半以碱性形式存在；既可以作质子供体又可以作质子受体。而且给出质子接受质子的速度快。㈣ 共价催化酶活性中心亲电基团或亲核基团参与底物敏感键断裂的机制称共价催化，亲电基团—— Mg2+、 Mn2+ （有空轨道）；亲核基团—— OH 、SH、咪唑基、某些辅酶（有孤对电子）。底物与酶形成一个反应活性很高的共价中间物。提高反应速度的原因：酶蛋白分子上亲核基团攻击含有酰基的分子形成酰基衍生物降低活化能；酰基从亲核基团再转移到最终的酰基受体。㈤ 金属离子催化1、需要金属的酶分类：2、催化机制中国海洋大学海洋生命学院
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2008年修订 ⑴ 通过结合底物为反应定向⑵ 通过可逆改变金属离子的氧化态调节氧化还原反应⑶ 通过静电稳定或屏蔽负电荷。㈥ 多元催化和协同效应几个基元反应配合在一起共同起作用。如胰蛋白 酶、核糖酸酶等。㈦ 活性部位的微环境的影响非极性环境，底物分子敏感键和酶催化基团间有很大的作用力，有助于加速酶反应。水是极性分子减弱极性基团间的作用力，水同离子间相互作用形成水化层。有机介质中的酶促反应传统观点：酶是水溶性生物大分子，只能在水介质中进行催化反应，有机介质会使酶变性，其实在细胞中，许多生物膜上的酶就是在低极性的微环境中发挥催化功能的。优点：① 利于疏水性底物的反应；② 可提高酶的热稳定性，提高催化温度；③ 能催化在水中不能进行的反应；④ 可改变反应平衡移动方向；⑤ 可控制底物专一性；⑥防止由水引起的副反应；⑦可扩大pH值的适应性等等。四、催化反应机制的实例㈠ 溶菌酶生物及各种动植物组织及分泌液中。年1965年Davids Phillipis用X-衍射法测定了该酶的结构。1、酶、底物与二者复合物的结构相对分子量14.6×103，129四对二硫键；空间结构上酶分子呈椭圆形，α螺旋占25%，大小可容纳六个单糖分子，分子内部几乎全部为疏水性的；Glu35和Asp52，位于裂缝的两侧不同的微环境中，Glu处于非极性区，以质子化形式存在，pH5.0极性区，以离子状态存在。2、酶的催化活性底物：N-乙酰氨基葡糖N-乙酰氨基葡糖乳酸的共聚物或几丁质催化机理：底物长度要求六个糖残基以上，与酶活性部位相适应；酶活性中心的Glu和Asp参与水解作用，将第四和第五残基间的糖苷键水解，水分子羟基结合C1，具体机理为：① 底物进入活性中心，酶活性中心空间效应和Asp的作用下，诱导并使第四（D）残基由椅式变为半椅式，形成过渡态构象② Glu35的羧基提供一个H+，进行酸催化，使得四五残基间1-4糖苷键簖裂D残基C1与氧原子分开，并形成正碳离子过渡态③ D残基正碳离子过渡态与溶剂中OH-结合。3. 催化的特点经测定发现酶与底物构象都发生变化；诱导契合的证据表示了靠近及定向；Asp与Glu的协同作用表现为酸碱催化；Glu提供质子，Asp是稳定的因素；底物变形作用由椅式到船式。中国海洋大学海洋生命学院
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2008年修订 ㈡ 胰核糖核酸酶A1、作用：专一性水解嘧啶核苷酸的磷酸二酯键，生成嘧啶核苷酸或以3-嘧啶核苷酸结尾的寡聚核苷酸。2、结构Moore和Stein 测定该酶一级结构，124氨基酸残基组成，含4对二硫键，Richards 和Wyckoff对其三维结构进行分析。分子表面有一裂缝，His12、His119、Lys41为其酶活性基团，RNA分子进入后，能与活性中心结合部位基团间结合，嘌呤核苷酸结合后，His12和核糖C-2’-OH之间距离增加了0.15nm，无催化活性。3、催化机理特定核酸分子进入活性部位后，通过与结合部位结合和酶构象变化，使酶催化部位与底物部位靠近。 ①
His12作为碱，与核糖C -2’-OH的质子结合，促使C -2’-O2-与磷酸环化，His119作为酸，提供质子，使3-5磷酸二酯键断裂，生成C-5’-OH② His12作为酸， His119作为碱（先与H2O结合），使磷酸水解断开③ Lys41正电荷对磷酸环化和开环过程中过渡态五磷酸的瞬时形成有关。㈢
丝氨酸蛋白酶酶、枯草杆菌蛋白酶、纤溶酶、组织纤溶酶原激活剂等1、消化作用的丝氨酸 蛋白酶胰蛋白酶、胰凝乳蛋白酶、弹性蛋白酶⑴ ⑵ 和在无底物时，His57His57接受羟基质子，Asp102的COO-能稳定过渡态中Asp102定向His57并保证从Ser195接受一个质子。咪唑基成为SerAsp⑶ 结合部位专一性差别的原因① 胰蛋白酶：底部有天冬氨酸，非极性口袋可以深入带电荷的赖氨酸和精氨酸有静电② 胰凝乳蛋白酶：非极性口袋提供芳香族大的非极性的脂肪酸③ 弹性蛋白酶：较浅的口袋有两个较大的缬氨酸苏氨酸挡住，只能让丙氨酸等小分子进入。2、丝氨酸蛋白酶的的催化机制⑴ 第一阶段--水解反应的酰化阶段：Ser-OH攻击酰胺键，敏感键断裂，胺氮获得咪唑基氢，羧化部分连到丝氨酸羟基上，胺端释放⑵ 第二阶段--水解反应的脱酰基阶段：His吸收H2O攻击Ser的羧化部分，酯键断裂释放底物，酶恢复自由状态。3、丝氨酸蛋白酶的趋异进化和趋同进化⑴ 通过基因突变，从同一个祖先取得不同的专一性，称为趋异进化，如丝氨酸蛋白酶的不同的专一性。 ⑵ 趋同进化，如丝氨酸蛋白酶、枯草杆菌蛋白酶一级结构很不相同，其在进化过程中是独立发生的，其三维结构相差较大，但活性中心相似，具有相同的催化三联体结构，称丝氨酸蛋白酶异源的“趋同中国海洋大学海洋生命学院
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2008年修订 进化”。⑶ 蛋白水解酶催化类型：丝氨酸蛋白酶、锌蛋白酶、巯基蛋白酶和天冬氨酸蛋白酶。㈣ 天冬氨酸蛋白酶1、性质：蛋白水解酶，如，胃蛋白酶、凝乳酶、组织蛋白酶D、HIV-1蛋白酶等，酸性条件下呈现活性，活性部位有两个Asp，催化疏水氨基酸间肽键的断裂。2、结构：323-340个氨基酸残基，含两个相同结构域，折叠形成一个较深的裂缝，即酶的活性中心。3、催化机理：酸碱催化机制，两个Asp的羧基，一个为酸基团，一个为碱基团。晶体结构分析表明：活性部位结构高度对称，两个天冬氨 酸表现为“催化二联体”，即质子在自由酶或酶-底物复合物中可以被交替共价结合到任何一个天冬氨酸侧链羧基上，进行酸碱催化反应。五、酶活性的调节控制酶分子中存在着一些可以与其他分子发生某种程度结合的部位，从而引起酶分子空间构象的变化，对酶起激活或抑制作用，称为酶的调控部位。酶活性调控方式：调节酶浓度；通过激素调节酶活性；反馈抑制调节酶活性；抑制剂和激活剂对酶活性的调节；别构调节；可逆共价调节；酶原激活；同工酶调节。㈠ 别构调控性的状态。别构酶：具有别构调节效应的酶别构酶往往是代谢途径的调节酶1、天冬氨酸转氨甲酰酶(ATCase)⑴ 嘧啶途径的终产物CTP反馈抑制底物天冬氨酸与氨甲酰磷酸对ATCase促进作用；非底物CTP对ATCase抑制作用，ATP对该酶促进作用⑵ 结构① 大亚基叫催化亚基，有催化活性不与ATP和CTP结合② 小亚基叫调节亚基，无催化活性，能与ATP和CTP结合③ 调节亚基二聚体位于赤道上；催化亚基三聚体位于赤道面上或下，中间有很大的空洞④ 具有两个催化中心，3个调节中心。⑶ 别构调节与四级结构变化别构激活剂使所有亚基向R型转变，而别构抑制剂使它向T型转化；在结构的转变中催化链被拉的彼此靠近，形成优化的活性部位。PALA的结合导致每一条催化链的三级结构的重要变化，酶由T型变为R型，底物类似物结合到一个三聚体的活性部位就能改变另外三聚体的结构。底物的协同作用和CTP的反馈抑制作用是通过长距离而传递的。2、别构酶的性质中国海洋大学海洋生命学院
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2008年修订 ⑴ 别构酶一般是寡聚酶，通过次级键由多亚基构成；调节部位与活性部位通过构象变化产生协同效应。 ⑵ 别构酶的动力学：[S]对V的动力学曲线是S型曲线或表观S型曲线，二者不符合米氏方程。协同指数（CI）：酶分子中的结合位点被饱和90%和饱和10%时底物浓度的比值。也常用H系数来判断。底物是别构调节物时：S曲线：正协同＜81(开关)—V↑随［S］↑而加快；双曲线：负协同＞81—V↑随［S］↑而减慢。别构物参与调节时：1. 整体上产生激活、抑制现象；2.改变了调节的敏感区位置。在很小的浓度（底物、调节物）范围内严格控制酶活力，因此是生物代谢中许多关键反应的酶。⑶ K型效应物和V型效应物K型效应物：改变K0.5 不改变Vmax的效应物；V型效应物：改变Vmax不改变K0.5的效应物⑷ 别构酶的脱敏作用：经加热或用化学试剂等处理， 可引起别构酶解离，失去调节活性，脱敏后酶表现为米氏动力学双曲线。3、别构模型⑴ 协同模型、对称模型或齐变模型① 别构酶的各个亚基地位相等有一个对称轴② 每个亚基对一种配基只有一个结合位点③ TR杂合状态④ 构象转变时分子对称性不变。⑵ 序变模型① 只有当底物与别构酶结合后才诱导R②③㈡ 酶原激活经专一性水解后可变成活性蛋白质，如活性蛋白质是酶，这个前体称酶原。酶原经加工转变为有活性酶的过程称酶原激活，酶活性调节的方式。消化道的消化酶、血液凝固酶、某些激素，胰岛素、某些结构蛋白，胶原、与特定发育相关的酶，前胶原酶 消化道系统蛋白酶原的激活1、胰凝乳蛋白酶原的激活2、胰蛋白酶原的激活：胰蛋白酶原进入小肠后，在Ca2+作用下被酶激活，构象变化成活性形式。 ㈢ 可逆的共价修饰共价调节酶：通过其它酶对其多肽链上某些基团进行可逆的共价修饰，使处于活性与非活性的互变状态，来调节酶活性。1、蛋白质的磷酸化蛋白质磷酸化：蛋白激酶催化的把ATP或GTPγ位磷酸基转移到底物蛋白质氨基酸残基上的过程； 蛋白质脱磷酸化：蛋白磷酸酶催化，使蛋白质氨基酸残基上的磷酸基团水解，该过程为蛋白质脱磷酸化。蛋白质的磷酸化与脱磷酸化是生物体内的一个普遍的调控方式。中国海洋大学海洋生命学院
生物化学讲义
2008年修订 磷酸化的基团：Thr、Ser、Tyr、Asp、Glu等“P-O”键连接；Lys、Arg、His等“P-N”键连接。2、蛋白激酶蛋白激酶家族有200多种蛋白激酶；其催化亚基或催化部位有很大的相似性。根据底物来分：Ser/Thr型; Tyr型信使依赖性蛋白激酶： cAMP依赖性蛋白激酶； Ca+cGMP依赖性蛋白激酶；Ca2+依赖性蛋白激酶；激素或生长因子依赖性蛋白激酶。非信使依赖性蛋白激酶：糖原合成酶、组蛋白激酶、酪蛋白激酶。几种重要的蛋白激酶⑴ 蛋白激酶A（PKA）或 cAMP依赖性蛋白激酶⑵ 蛋白激酶C（PKC）⑶ 磷酸化酶激酶（PhK）⑷ 蛋白酪氨酸激酶（PTK）㈣ 同工酶概念：催化相同的化学反应，但其分子结构、理化性质和免疫性能等方面都存在明显差异的一组酶。）骨骼肌型（M），全酶四个亚基五种类型：LDH1心肌占优势；LDH5骨骼肌占优势同工酶研究的理论和实践意义① ② ③ Thr,Met,Lys前体是Asp，天冬氨酸激种产物过量影响其它两种产物的生成④ 同功酶与癌基因的表达：同工酶是研究基因表达的良好指标，临床上癌变组织往往有特殊同工酶释放或正常功能同工酶的消失阅读详情：
范文七：端粒酶调节的基本机制海外文摘端粒酶调节的基本机制刘佳，汉丽梅*，于天明（沈阳农业大学，辽宁沈阳110866）目前，我们能够确定，端粒酶调节与人类疾病密切相关。端粒酶调节的分子基础高度复杂，受多种因素影响。首先，端粒酶催化亚基（TERT）在端粒酶调节中起着主要作用，同时端粒酶RNA（TR）也发挥一定作用。其次，基因量的变化、端粒酶中心亚基的类型也都制约着端粒酶调节。最后，端粒酶定位、延伸端粒功能及染色体末端酶类都影响着端粒酶调节。本文概述了近些年研究了解的端粒酶调节的基本机制。1前言端粒是真核生物染色体末端的一种特殊结构，是由端粒结合蛋白和一段重复序列G的端粒DNA组成的一个高度精密的复合体。端粒长度受多种因素影响缩短或延伸。端粒功能失调会引起细胞周期停滞、基因组不稳定、细胞衰老与凋亡。此外，端粒缺失能够通过限制正常体细胞的潜在增值能力来抑制肿瘤。端粒酶，一种核糖核蛋白逆转录酶，由端粒酶RNA（telomeraseRNA，TR）和端粒酶逆转录酶（TERT）组成。它以自身RNA为模板，在反转录DNA聚合酶的作用下合成端粒重复序列，并将此重复序列加到染色体末端，对端粒长度平衡的调节起关键作用。潜在增值能力强组织中，端粒酶复性和人类癌症的相关性可达99%。端粒酶活性不足会引起先天性角化不良、再生障碍性贫血及原发性肺纤维化。端粒酶调节的分子基础受多种因素影响。下面我们将概述近期研究了解的端粒酶调节机制。录。端粒酶活性还受癌基因与肿瘤抑制因子的调控，癌细胞c-myc表达上升引起端粒酶活性上升。Wt1失活与肿瘤形成过程中端粒酶活化有关。还有些因素能抑制人TERT表达，包括MZF-2、锌转录因子和参与细胞周期转录调节的E2F家族成员。最后，P53可以参与人TERT表达的负调控。人TERT沉默受表观遗传控制。TERT启动子位于高度凝聚染色质区域，与组蛋白相关。组蛋白和CpG甲基化在人TERT调节中受到影响。此外，人TERT启动子的激活与染色质外环境有关。3TERT的翻译后调节2TERT的转录调节在多细胞生物体中，TERT基因表达与端粒酶活性相联系。除了增生性细胞和再生性组织，人TERT只在早期发育中表达，而在大多数正常体细胞内不表达。这都证明TERT启动子是酶调节的主要靶位点。TERT表达受转录因子结合位点影响。转录因子sp1与TATA结合蛋白相互作用调控TERT转[收稿日期][通讯作者]汉丽梅（1968-），女，汉族，副教授，博士，从事生物化学与分子生物学及生物信息学教学与研究TERTmRNA水平不是总与端粒酶活性有关，这说明端粒酶的翻译后调节。大多数研究表明，端粒酶活性受磷酸化作用调节。人TERT甲基化引起端粒酶活性升高，这是由于人TERT由细胞质移入到了细胞核。蛋白泛素化可能也影响端粒酶活性。MKRN1泛素蛋白连接酶与人TERT有关。MKRN1过表达导致TERT降解，引起端粒酶活性下降和端粒缩短，这说明端粒酶活性受TERT稳定性影响。近期研究发现，CHIP作为E3泛素连接酶的一种辅助因子可能通过控制胞内物质运输和人TERT稳定性来调节细胞周期中端粒酶活性。端粒酶的亚核定位在细胞周期是动态受控的，并且与酶调控有关。研究证明，活性端粒酶转移至染色体末端，首先需要由端粒酶特异性cajal受体蛋白（TCAB1）介导的TR通道。核仁中酶的隔离作用能够负调控端粒酶活性，引起DNA损伤，使人TERT短时间内从核质移入核仁。我们推测这种重定位能降低DNA损伤位点端粒再生的能力。PinX1在体外直接与人TERT和TR结合抑制端粒酶活性。4TR的转录及转录后调节尽管许多肿瘤病人TERT的缺乏能引起端粒酶失活，但是TR充足却能缓解端粒酶失活。Sp1和HIF-1能激活人TR，Sp3能抑制人TR。此海外文摘外，人TR转录易受表观遗传控制，H3和H4乙酰化作用的降低可以抑制人TR表达。最后，人TR上至少6个位点易受甲基化引起的转录后调节。人TR改变是否调节端粒酶活性仍是一个未决问题。Cajal受体参与的人TR的运输。因此，人TR的转录后调节与辅助因子在体外可能调节端粒酶持续合成能力。端粒酶复制持续合成能力（RAP）受很多因素影响，如TERT的TEN1区促进RAP；P82能刺激四膜虫属端粒酶催化核心的RAP；人端粒酶的RAP在体外受TPP1影响而升高；此外，端粒长度和RAP关系密切，端粒酶优先延长较短的端粒，而较短的端粒端粒酶的RAP强。端粒酶持续合成能力的调节在建立端粒长度平衡上起直接性作用。同时，端粒酶建立或维护的端粒长度平衡可以改变其RAP。当端粒酶维护端粒长度平衡时，RAP得到强烈的刺激，只有单一的端粒酶与其相应的端粒作用。发芽酵母菌体内，端粒酶持续合成能力受到Pif1解链酶负调控。5基因量、选择性TERT及TR亚型研究大多数有机体发现，TERT和TR作为单拷贝基因存在，它们的无效突变最终导致死亡。事实上，一系列发展的干细胞疾病与端粒酶亚基中心的半合子状态有关。编码TERT和TR染色体位点的放大与肿瘤的形成有关。因此，基因量在端粒酶调节中起了决定性的作用。TERT选择性剪辑在多细胞整合生物中广泛存在。人TERT有不同的剪辑变种，能引起内部缺失和蛋白销蚀。一些剪辑变体与端粒酶活性改变有关。TERTα编码一个183bp缺失的无意义突变，其表达引起端粒酶活性降低。端粒酶亚基的不同亚型也是基因复制的结果。拟南芥属也发现选择性端粒酶亚基。拟南芥属编码两种不同的模板RNA，TER1和TER2。这两种RNA链由单一的TERT亚基组成形成选择性端粒酶发挥作用。TER1是典型的端粒酶模板，对端粒维持起到关键作用。TER2则是酶活性新的负调控因子。8TERRA的端粒酶调节端粒都是异染色质的，其转录产物（称为端粒复制封闭RNA，TERRA）是一个长的非编码RNA，能被RNA聚合酶Ⅱ从亚端粒和端粒之间转录出来。与很多真核生物不同，拟南芥属转录端粒序列，既生成TERRA，也生成TERRA的反义转录产物ARRET。哺乳动物的TERRA大小在200nt到9000nt之间不等，酵母的TERRA大小在200nt到380nt左右。TERRA分子都有7-甲基鸟苷的帽子结构，其中部分还有3'poly（A）尾。TERRA具有不同的功能：TERRA能与RNA结合蛋白相互作用；TERRA能增强染色体末端异染色质的性质；TERRA能与独立于TR的TERT相互作用；由于与TR模板结构域互补，TERRA有负调控端粒酶的可能性，而正是这种对端粒酶的正向负调控可能作为一种精确的反馈机制来促进端粒长度的调控。6端粒酶补充端粒的调节活性端粒酶核糖核蛋白颗粒一旦形成便会参与染色体末端端粒复制。我们简单的认为端粒酶核糖核蛋白复合体与端粒加帽蛋白的结合影响端粒酶补充端粒的募集反应。非催化性端粒酶成分Est1将核糖核蛋白与端粒联系起来，这种相互作用在细胞周期被调控，在S期达到顶峰。与端粒酶延长端粒的募集作用联系起来，Est1体外影响端粒酶与DNA引物的相互作用而刺激延伸。在端粒酶的募集作用中，Ku异源二聚体也发挥了作用。发芽酵母菌中，Ku异源二聚体直接与Tlc1环相互作用。缺少Ku异源二聚体的细胞表现Tlc1核定位缺陷，端粒缩短并含有较长的G突出端。最新发现，Ku在端粒复制的G1期促进端粒酶复位，在S期促进端粒合成。端粒酶募集反应的机制尚不是很清楚，但端粒酶与人细胞端粒加帽蛋白的组成有关。此外，TPP1蛋白与TERT的TEB区结合影响端粒酶募集反应。9结论尽管端粒酶调节的前期研究集中于中心亚基的转录调控，但是近期研究显示端粒酶核糖核蛋白易受高度复杂的调节途径影响，如改变亚基的丰度、胞内运输、与染色体末端相互作用及在染色体末端的活性均可改变端粒酶核糖核蛋白。总之，端粒酶在保护基因组中起到关键作用是毋庸置疑的。译自：Cifuentes-RojasC,ShippenDE.Telomeraseregulation[J].MutatRes.2011Oct18.7染色体末端端粒酶持续合成能力的调控端粒复制有两种模式：分别为多次端粒复制的连续性反应和一两次复制的非连续性反应。从非连续到连续合成端粒，这种惊人的转变需要阅读详情：
范文八：平滑肌肌球蛋白轻链激酶及ATP结合位点突变体对ATP酶活性的调节作用摘要目的：探寻MLCK的非激酶活性区域对MLCK活性的影响，进一步阐明MLCK的非激酶活性在调节平滑肌收缩过程中的分子机制。方法：利用编码MLCK全长的pColdⅠ表达载体对其ATP结合位点进行定点突变，获得无激酶活性的MLCK突变体；应用Ghrcerol-PAGE鉴定肌球蛋白磷酸化水平；应用孔雀绿方法检测重组MLCK对肌球蛋白ATP酶活性的影响。结果：MLCK／△ATP(突变型)失去磷酸化肌球蛋白轻链的激酶活性；重组MLCK(野生型)和MLCK／△ATP(突变型)均可以在非钙条件下激活非磷酸化肌球蛋白Mg2+－ATP酶活性，抑制磷酸化肌球蛋白的Mg2+－ATP酶活性，而且激活与抑制作用均随着MLCK浓度的增加而增大，但二者对肌球蛋白的ATP酶活性的作用没有显著差异(P＞0.05)。结论：平滑肌肌球蛋白轻链激酶及ATP结合位点突变体具有激活非磷酸化肌球蛋白ATP酶活性的作用。关键词：平滑肌收缩；肌球蛋白轻链激酶(MLCK)；肌球蛋白；肌球蛋白Mg2+－ATP酶活性中图分类号：Q71　文章标识码：A　文章编号：(34－04阅读详情：
范文九：恒功率恒压泵变量机构的调节原理2002年第6期液压与气动5恒功率恒压泵变量机构的调节原理莫　波1,雷　明1,曹　泛2APrincipletoAdjusttheVolumeControlofConstantPowerandConstantPressurePumpMoBo1,LeiMing1,CaoFan2(11北京理工大学机电工程学院,北京　100081　电话:(010)北京理工大学自动控制系,北京　100081)摘　要:该文以A10VO452DFLR恒功率恒压伺服变量泵为研究对象,说明了其内部伺服变量机构的结构和工作原理,探讨了其作为泵源时压力2流量输出传递函数。关键词:恒功率恒压泵;变量机构;调节中图分类号:TH137151　文献标识码:B　文章编号:02)恒功率恒压泵具有体积小,重量轻,节能的特点,其内部的变量机构可根据泵外部负载的变化而调节流量输出,以达到节能效果。作为新型的液压源,恒功率恒压泵具有很好的应用前景。但正如任何事物都有两面性一样,恒功率恒压泵由于其内部采用较复杂的变量机构,将使泵输出的动特性有所下降(特别在恒功率段);另外,在恒功率恒压泵做液压源,多个执行器同时工作时,将会互相产生耦合现象[2]。因此,为了很好地选用恒功率恒压泵,探讨其内部伺服机构的工作原理及对外部的影响是十分必要的。1　恒功率恒压泵的组成恒功率恒压泵按伺服类型分为电子伺服和机械伺服两类,它们都是按三通阀控差动缸的原理而工作的。本文研究的A10VO452DFLR恒功率恒压伺服变量泵为德国Hydrauma公司产品,它的基本结构为柱塞泵,可通过调节其斜盘的角度来改变输出流量,其内部全部采用机械伺服变量机构,因而具有稳定性好,可靠性高的优点。图1为A10VO452DFLR伺服变量机构原理图,它内部的变量机构主要由定量控制阀、恒功率控制阀、恒压控制阀、差动缸等部分组成。　　图2为其典型特性曲线。从图2可以看出,根据输出压力的不同,A10VO452DFLR的工作区间可分为定量段、恒功率段、恒压段,这3段分别由内部各阀来控制的。2　A10VO452DFLR变量机构调节原理211　定量段(a～b)如图1所示,当负载压力pc低于恒功率阀VC开启压力时,VC处于关闭状态,无流量通过(即Qf=0),图1恒功率恒压泵的调节机图2　恒功率恒压泵典型特性曲线因此流量阀的阀芯两侧压力po=pc,流量阀VL处于右位,差动缸中的压力pd=0,此时差动机构推动泵的斜盘处于最大角度(角度极限可通过调节AD来获得),即变量机构处于排量最大位置。此时泵处于定量工作段。流量阀控制原理见图3所示。212　恒功率段(b～c～d)如图1所示,当负载压力升高到pc能克服恒功率阀VC的弹簧预紧力时,VC阀芯打开,由于有流量Qf通过,于是po收稿日期:),男,湖南省桃源人,副教授,博士,主　作者简介:莫波(1965—要从事控制元件与系统的教学和科研工作。6液压与气动2002年第6期泵的出口到执行器这一段的容腔体积,pS为执行器进口工作压力,q为执行器进口工作流量。本文把由泵和VS组成的部分称为泵源。VS容腔相当于电路中的电容,有低通特性,不可能脱离开此容腔来研究执行器的动特性。图3　定量及恒功率调节机构流量达到一定值),使由pc-po的压差决定的作用力大于VL的弹簧预紧力时,VL处于左位,有流量经VP和节流孔BO流向L,因此pD>0,此时泵变量机构进入恒功率段。由于pD的作用,当活塞作用力FD>Fd时,推动斜盘角θc变小,泵的排量也跟着减少;在这同时,通过变量缸的机械反馈,使VC的弹簧(一大一小)预压力等效地增大,从而在泵的斜盘与VC的先导阀之间形成了一个位移(角度)-力的负反馈,最终使θc稳定在某一个平衡角度上。由于弹簧力与位移成正比,所以b～c是直线;当工作到c点时小弹簧起作用,刚度增加,故变量泵在c～d线段工作。恒功率变量机构见图3所示。213　恒压段(d～e)如图1所示,当pc高于恒压阀VP的弹簧预紧力时,VP工作于左位,此时进入恒压段。恒压段的调节原理是由恒压阀VP直接控制差动缸的。由于VP先导级的弹簧刚度小及阀芯直径大,这样很小的负载压力pc变化可以获得很大的流量增量,其效果近似于恒压。恒压调节机构见图4所示。图5　泵源及负载VS的流量和压力的传递函数可直接由文献[3]给出:V(2)qc(s)=ps(s)+q(s)Kepc(s)=ps(s)+γL(s+Rf)q(s)πr2(3)式中　r———管道的半径LV———管道的长度Ke———综合特性模数Rf———阻力系数γ———液压油的比重把一阶模型式(1)代入到式(2)和式(3)中,可求得2=-KN2γps(s)1s+γ2s+1q(s)(4)其中:γL;1+σRfKM1+σRfKMγ2=σ(K)。1+σRfKM由于在实际情况下,γ1ν转折频率很大,此时可忽略γ1的影响,于是式(4)可简化成如下形式:2(5)H(s)==-KNγpc(s)2s+1图4　恒压调节机构3　泵源的输出模型变量泵的输出流量及压力的传递函数可简化为一阶模型[2]:()(1)=-KMpc(s)TS1s+1其中:KM为变量泵的输出增益;TS1为滞后时间常数;TS2为超前时间常数。另外,变量泵的外负载如图5所示,其中VS表示由上式可见,流量输出要超前压力建立,同时也表明,泵的输出压力是由流量建立起来的。式(5)的试验验证见文献[2]。参考文献:[1]H1E1梅里特.液压控制系统[M]1北京:科学出版社,19761[2]莫波.变量泵源阀控系统若干理论与应用技术的研究[D].北京:北京理工大学博士论文,19961[3]苏尔皇.液压流体力学[M]1北京:国防工业出版社,19791阅读详情：
范文十：端粒酶的功能、结构与调控的研究进展端粒酶的功能、结构与调控的研究进展摘要：端粒酶是真核生物细胞内的一种核蛋白酶，用它自身携带的RNA作模板进行反转录，不断合成新的DNA序列添加到染色体末端，从而弥补细胞分裂时丢失的端粒。近年来研究表明，端粒酶在保持端粒稳定、基因组完整、细胞长期的活性和潜在的继续增殖能力等方面具有重要作用。如果能明确端粒酶功能、结构及调控方式，将会进一步推动抗衰老及肿瘤的研究。关键词：端粒酶；基因表达；活性调控细胞衰老是细胞生命活动的必然规律，是生物体内细胞增殖能力和生理功能逐渐下降的变化过程。另外，体外培养的正常细胞最多只能传40～50代，传至50代以后就会产生突变。目前，学者们认为端粒的长度、结构与细胞衰老密切相关。另外，也有研究表明，衰老可能和端粒的功能失调有关。端粒长度、结构及功能依赖端粒酶活性的调节。研究端粒酶的功能、组合成分、活性调控以及相关基因的表达等对于揭示细胞衰老的机制具有重要价值。 1端粒酶的主要功能端粒酶是1985年Blackburn和Greider[1]在四膜虫细胞核提取物中首先发现并纯化的，随后被证实也存在于尖毛虫、游仆虫和人宫颈癌细胞株Hela等细胞中。端粒酶是一种核蛋白逆转录酶，其主要功能是以自身的RNA为模板，以端粒酶逆转录酶为催化亚基，以端粒酶相关蛋白为调节亚基，以端粒3′末端为引物，合成端粒重复序列，补充在细胞分裂增殖时丢失的端粒。生殖细胞、干细胞等胚性细胞和肿瘤细胞内可检测出端粒酶活性，表现为永生细胞；而在没有端粒酶活性的细胞中，随着细胞分裂的进行，细胞进入危机期，此时大多数细胞就会死亡。但其中有极少数细胞其端粒酶活性会因某些原因被激活，从而使端粒不断维持在一定的长度而不再缩短，因而稳定了染色体，细胞便逃过死亡成为无限增殖的细胞。相反， 原核生物的环状染色体不存在真核细胞的端粒缩短机制，但是也会衰老，可能是不同细胞类型差异造成的。尽管如此，大多数事实证明，端粒酶与细胞寿命直接相关，且端粒酶的激活和表达程度与肿瘤的发生、发展也有十分密切的关系。端粒酶的另一功能是能修复断裂的染色体末端。当断裂的染色体末端有富含G、T的DNA存在时，即使没有完整的端粒重复序列存在，它也能被端粒酶作为引物DNA并为之延伸端粒序列，从而避免外切酶对染色体DNA更多的切割，维护基因组遗传的稳定性。端粒延长的旁路途的发现提示了端粒酶可能与减数分裂的同源重组和DNA修复之间存在某种关系。此外，端粒酶还具有在端粒合成中去除错配碱基的纠错作用，它不仅可以除去错配碱基，还可除去延伸超过模板范围的碱基。随着研究的深入，还发现端粒酶在促进细胞存活、染色体分离及提高细胞对毒性因子耐受性等方面具有重要作用。2端粒酶的核心成分端粒酶是一种特殊的DNA聚合酶，一般认为，它的核心成分是端粒酶RNA(TER)和端粒酶反转录酶(TERT)，即端粒酶有活性的最小组成单位。2.1端粒酶RNA目前，国外已经克隆了许多生物的端粒酶RNA(TR)基因，包括四膜虫、纤毛虫、鼠、啤酒酵母和人等。其中，人类端粒酶RNA模板序列为CUAACCCUAAC，由450个核苷酸组成[2]。端粒酶RNA亚基是合成端粒DNA的模板,对于端粒酶的结构和催化活性都十分重要。端粒酶RNA基因缺失的小鼠，自身细胞丧失端粒酶活性，而在快速增殖的器官中，细胞也会快速凋亡[3]。另外，端粒酶RNA还可作为肿瘤的特异治疗靶点。目前，用能抑制基因表达的反义核苷酸anti-hTR转染癌细胞，可抑制端粒酶的活性，促进细胞凋亡。端粒酶RNA存在于各种细胞中且含量基本恒定，在多种肿瘤细胞中，测得的端粒酶hTR与端粒酶活性无平行关系。然而，端粒酶hTR基因表达的检测也可能有一定价值。脊椎动物的端粒酶RNA模板二级结构3′末端包含一个小核仁核蛋白区域，它是端粒酶相关蛋白结合域。人类的端粒酶3′端具有box H/AAC snoRNA所特有的“发夹-铰链-发夹-尾”的二级结构，并结合了4个snoRNP复合体核心蛋白。端粒酶的box H/ACA结构域可能指导端粒酶RNA前体的3′端加工，保证成熟RNA的稳定性，而且能与端粒酶逆转录酶结合从而行使端粒酶的功能。2.2端粒酶反转录酶端粒酶反转录酶仅在端粒酶阳性细胞中正常表达，其它组织细胞不表达或活性较低。迄今，鼠、酵母、游仆虫、纤毛虫、鞭毛虫及人等上百种生物的TERT基因已经被克隆出来。TERT基因由三个结构域组成：N端、中心结构域和C端。N端与端粒酶活性、RNA结合以及蛋白的聚集和端粒延伸有关。中心结构域含有端粒酶特有的一些基序，保守性较高，相反，C端保守性较低。TERT基因的表达与端粒酶活性存在平行关系。HTERT基因转入人成纤维细胞和视网膜 色素细胞，得永生化的细胞[8]。将外源基因转入真核细胞的方法有多种，逆转录病毒载体是目前最有效的方法。但是，当端粒酶延长端粒以后，切除hTERT基因，细胞的寿命反而会更长[10]。虽然如此，TERT基因的表达仍然被广泛认为是激活端粒酶活性的限速步骤。 3端粒酶活性的调控端粒酶活性的调控机制是非常复杂和相当严密的，端粒酶活性受到端粒结合蛋白、基因表达和细胞周期等多方面的调控。3.1端粒结合蛋白的调控端粒重复结合因子1(TRF1)与相关因子TN2发挥协同作用，与端粒酶催化亚基直接结合并导致其失活[11]，是端粒酶活性的负向调控因子。端粒相关蛋白tankyrase以同源二聚体的形式与TRF1结合，共同发挥抑制TRF1的作用，是端粒酶活性的正向调控因子[12]。3.2基因表达的调控众多癌基因和抑癌基因、凋亡相关基因均参与了端粒酶活性的调控过程。Bcl-2能够正向调控端粒酶活性，用Bcl-2转染Hela细胞后，端粒酶活性增强5～10倍[14]。P53为一种抑癌基因，能控制细胞从GO与G1期进入S期，抑制hTERT转录，降低端粒酶活性，从而抑制细胞增殖，间接诱导肿瘤细胞凋亡。HPV病毒基因组中的癌基因E6，该基因的表达产物，在转录后水平调节MYC的表达，间接促进TERT基因的表达,提高端粒酶的活性。这些发现，较以前单独针对端粒酶TR与TERT基因进行抗衰老及治疗肿瘤的研究取得了更好的预期效果。3.3细胞周期的调控研究表明，细胞进入G0期，停止分裂，端粒酶活性下降。当受到其它因素刺激时，细胞再次进入细胞周期，端粒酶被激活。细胞进入G1/S期后端粒酶活性逐渐增高，于S期达到最高，进入G2/M期后细胞几乎丧失端粒酶活性[15]。人雌激素可以使细胞周期发生改变，使更多的细胞进入S期，提高端粒酶活性。4问题与展望端粒酶的研究是一项重要的生物学课题，它可能使延缓衰老、肿瘤的诊断治疗等未来研究出现新的突破。另外，端粒酶的激活可以促进肿瘤的形成，针对端粒酶进行抗衰老必须防止肿瘤的形成。然而，端粒酶的研究只是刚刚开始，还有许多问题亟待解决。整体来说，老化和癌症的发生机制是机体各器官、组织及外部环境相互作用的结果，端粒酶的研究作为其中一环并不能解决全部问题。因此，未来还需要对端粒酶的结构、功能及调控进行更深入的研究。 参考文献：[1]Greider C W,Blackburn E H.Identification of a specifictelomere terminal transferase acitvity in Tetrahy-mena extracts[J].Cell,5-413.[2]Feng J,Funk W D,Wang S S,et al.The RNA compontenttelomerase[J].Science,6-1241.[3]马永红,张玉静,叶志远,等.人端粒酶RNA基因的克隆与鉴定[J].生物技术,):5-7.[4]郑梅竹,时东方,潘风光,等.鸡端粒酶RNA基因的克隆[J].基因组学与应用生物学,):865-868.[5]Blasco M A,Greide.Telomere shortening and tlullorformation by mouse cells lackingtelomerase RNA[J].Cell,-34.[6]苑昕,张波,应建明,等.端粒酶基因在人肿瘤组织中的表达[J].病理学杂志,):16.[7]李贵新,张永庆,王会东,等.端粒酶基因hTR在大肠癌中的表达及其临床意义[J].潍坊医学院学报,):20-22.[8]Bodnar A G,Ouellette M,Frolkis M,et al.Extension oflifespan by introduction of telomerase into normalhuman cells[J].Science,9-352.[9]杨玉琮,李旭,陈葳.转移人端粒酶逆转录酶基因的实验研究[J].西安交通大学学报,):549-551.阅读详情：