醛糖还原酶基因AR的克隆
醛醣还原酶 -回复
醛醣还原酶-回复什么是醛糖还原酶?醛糖还原酶是一类重要的酶,它在生物体内起着重要的催化作用。
醛糖还原酶可以将有机化合物中的醛基还原成相应的醇基。
这个过程中,醛基获得了氢离子的捐赠,同时氧原子获得了一个氢离子。
醛糖还原酶的分类醛糖还原酶可分为两个主要的亚类,即醛糖还原酶A和醛糖还原酶B。
醛糖还原酶A主要催化糖类分子上的醛基还原,而醛糖还原酶B主要催化非糖类分子上的醛基还原。
醛糖还原酶的结构与功能醛糖还原酶的结构一般包括N末端的胺基酸残基、C末端的酮基修饰残基、中央的活性位点以及与底物结合的结构域。
在催化过程中,醛糖还原酶首先通过共价键和非共价键与底物结合,然后通过一系列氧化还原反应来完成底物的还原。
在这个过程中,醛糖还原酶起到了催化剂的作用,只有在其存在下,氧化还原反应才能够发生。
醛糖还原酶的机理醛糖还原酶催化过程中的关键是活性位点的催化作用。
活性位点是醛糖还原酶分子结构上的一个特殊的位置,它具有催化酶反应所必需的结构和能量信息。
在醛糖还原酶的催化过程中,活性位点的氨基酸残基会与底物发生反应,产生中间体,然后通过进一步的氧化还原反应,醛醣还原酶最终完成了底物的还原。
醛糖还原酶与生物体的关系醛糖还原酶在生物体内起着非常重要的催化作用。
例如,醛糖还原酶在糖代谢中起着重要的作用,它可以将多糖分解成小分子糖,并进一步催化糖的氧化反应。
此外,醛糖还原酶也在多种生物体的生长和发育过程中起着重要的调控作用,它可以影响细胞生长和分化,以及细胞的代谢途径选择。
醛糖还原酶的应用由于醛糖还原酶在生物体内的重要作用,科学家也开始研究利用醛糖还原酶的特性来进行生物学和药理学的研究,并期望将其应用于工业生产中。
目前,醛糖还原酶已经在某些工业生产过程中得到了应用,例如生物染色剂的生产、食品添加剂的生产等。
总结:醛糖还原酶是一类重要的酶,它在生物体内起着重要的催化作用。
醛糖还原酶可以催化有机化合物中的醛基还原成相应的醇基。
醛糖还原酶具有特定的结构和功能,它通过活性位点的催化作用来完成底物的还原。
醛醣还原酶-概述说明以及解释
醛醣还原酶-概述说明以及解释1.引言1.1 概述概述醛醣还原酶是一类在生物体内起到重要催化作用的酶。
它们能够促使醛醣(还原糖)被还原成对应的糖醇(醇)。
这一反应在生物体内广泛存在,参与了许多重要的生物代谢过程。
醛醣还原酶是一种具有高度专一性的酶类,它们能够选择性地与特定的醛醣底物发生反应。
这种专一性保证了醛醣还原酶能够在复杂的代谢网络中准确地催化目标底物的还原反应。
此外,醛醣还原酶还具有较高的效率和催化速度,使得它们成为细胞内醛醣代谢的重要调节因子。
醛醣还原酶在生物体内起到多种多样的作用。
首先,它们参与到葡萄糖代谢途径中,将葡萄糖醛醣还原为葡萄糖醇,从而促进能量的产生和生物体对葡萄糖的利用。
此外,醛醣还原酶还参与到其他糖类的代谢过程中,如果糖、吡哆糖等。
在这些代谢过程中,醛醣还原酶的作用是将相应的醛醣还原成醇,以满足生物体对能量和原料的需求。
除了参与到糖类的代谢中,醛醣还原酶还参与到一些生物体内的重要生理过程中。
例如,他们在胚胎发育和生长中发挥重要作用,帮助胚胎细胞进行正常的代谢和发育。
此外,醛醣还原酶还与抗氧化防御机制密切相关,在抵抗细胞内氧化应激和保护细胞膜结构方面发挥重要作用。
综上所述,醛醣还原酶作为一类重要的酶类,在生物体内发挥着广泛的功能。
它们具有高度专一性和高效催化能力,参与到生物体的能量代谢和生理过程中。
醛醣还原酶的研究不仅有助于深入了解生物体的代谢调控机制,还对于新药研发和生物技术的应用具有重要意义。
未来的研究方向将集中在进一步揭示醛醣还原酶的催化机制、调控机制及其与其他代谢途径的相互关系,以及利用醛醣还原酶开发新的治疗方法和生物工艺应用等方面。
1.2 文章结构本文主要通过介绍醛醣还原酶的定义、功能以及其在生物体中的作用,探讨醛醣还原酶对生物体生命活动的重要性,并展望未来的研究方向。
具体结构安排如下:第一部分为引言,包括三个小节。
首先是对整篇文章的概述,明确介绍醛醣还原酶的主题和重要性。
白内障晶状体中醛糖还原酶、多元醇脱氢酶、己糖激酶、过氧化氢酶
您好,白内障是眼内晶状体透明度降低的疾病,导致视力下降。
白内障的形成与多种因素有关,其中包括氧化应激、代谢紊乱和遗传因素等。
在白内障的发生和发展过程中,醛糖还原酶、多元醇脱氢酶、己糖激酶和过氧化氢酶等酶的活性改变可能起到关键作用。
1. 醛糖还原酶(AR) :
醛糖还原酶是参与多元醇途径的关键酶。
在正常情况下,这个途径主要负责生物体内葡萄糖的转化。
但在高血糖状态下,醛糖还原酶的活性增加,导致大量的葡萄糖转化为山梨醇,而不是葡萄糖。
山梨醇在细胞内积累会导致细胞渗透性改变,进而引起细胞损伤。
在白内障的发展中,这种细胞损伤可能导致晶状体的氧化应激和蛋白质变性。
2. 多元醇脱氢酶(ALDH) :
多元醇脱氢酶是多元醇途径的另一个关键酶。
与醛糖还原酶类似,多元醇脱氢酶的活性增加也会导致大量葡萄糖转化为山梨醇。
这种细胞内山梨醇的积累也可能导致细胞损伤和白内障的发展。
3. 己糖激酶(HK) :
己糖激酶是糖酵解途径的关键酶,负责将葡萄糖转化为葡萄糖-6-磷酸。
在白内障的发展中,己糖激酶的活性可能受到多种因素的影响,从而影响到晶状体的代谢和能量供应。
4. 过氧化氢酶(CAT) :
过氧化氢酶是细胞内清除过氧化氢的主要酶。
在白内障的发展中,过氧化氢的积累可能导致晶状体的氧化应激和蛋白质损伤。
过氧化氢酶的活性增加可能有助于减少这种氧化应激,从而延缓白内障的发展。
总之,醛糖还原酶、多元醇脱氢酶、己糖激酶和过氧化氢酶在白内障的发生和发展中都可能起到关键作用。
对这些酶的研究有助于我们更好地理解白内障的发病机制,并为白内障的治疗提供新的靶点。
醛糖还原酶抑制剂筛选模型建立及中药筛选应用
摘要醛糖还原酶(Aldose Reductase,AR,EC1.1.1.21)是聚醇代谢通路(Polyol Pathway)中的限速酶[1,2],在人体内许多组织中存在。
正常生理状况下,细胞很少会利用多醇途径来代谢葡萄糖,AR活性几乎无法在活体(in-vivo)状态测得,组织内山梨醇含量也能忽略不计[3]。
糖尿病(Diabetic Mellitus,DM)患者在体内长期高糖刺激下,AR活性增加,使细胞内山梨醇大量堆积,造成细胞内高渗状态[4],致糖尿病并发症(Diabetic Complications)的发生。
已经有大量实验或临床研究表明,ARIs可以有效地改变DM患者体内聚醇代谢异常,减少山梨醇和果糖的堆积,达到预防与治疗DC的目的[5]。
中医治疗DM及DC的临床应用有悠久的历史,主要以改善患者的生活质量,延长生命,阻止或减少DC的发生和发展为特色。
治疗DC的药物多具活血化瘀,增强机体免疫力等特点。
近来的研究也表明,从丹参、黄芩等药物中分离得到了具有抑制AR作用的成分[6,7]。
本课题以中医药理论为指导,结合并运用现代中药新药研究手段,建立了成本低,适合大规模筛选应用的醛糖还原酶抑制剂(Aldose Reductase Inhibitors, ARIs)筛选模型。
从成本和方便易得考虑,选择从SD大鼠晶状体中提取AR,以DL-甘油醛为底物、NADPH(还原型辅酶II)为辅酶,同时利用NADPH在一定条件下具有强荧光,及在340nm处有光吸收的特性,分别采用荧光和分光法建立了ARIs高通量筛选模型,对两种检测方法进行了比较,采用测定NADPH 荧光的方法建立起了高通量筛选体系,并对大量中药提取物进行了初步筛选,对阳性样品ZY0095的有效部位进行了跟踪。
其中乙酸乙酯萃取部分过D101大孔树脂再以50%乙醇洗脱部分(ZY0095WSE)对AR的抑制率为96.5%,又进一步对ZY0095WSE的主要活性成分进行了初步鉴定,发现抑制AR的活性成分主要为黄酮、皂苷类成分。
2022醛糖还原酶和酶抑制剂在炎症与癌症中的作用研究进展(全文)
2022醛糖还原酶和酶抑制剂在炎症与癌症中的作用研究进展(全文)醛糖还原酶(AR)是醛酮还原酶超家族的一种酶,在葡萄糖代谢的多元醇途径中催化葡萄糖转化为山梨醇。
近年研究发现,AR可能与某些炎症、病毒感染、脓毒血症和败血症,特别是癌症发生相关。
如果人为的对AR活性进行干预,有可能对于上述病情的改善具有一定的临床意义。
因此,醛糖还原酶抑制剂(ARIs)已经受到了全世界的广泛关注[1]。
ARIs通过多元醇途径降低山梨醇通量可能成为治疗上述疾病的一个新目标。
本文简要概述了醛糖还原酶在炎症、病毒感染和癌症中的作用研究进展,以及它们在治疗和处理炎症和感染方面的潜在用途。
1炎症和感染尽管最初研究AR在糖尿病并发症发病机制中的作用,但它在几种炎症条件下的作用也引起了关注[2]。
其中之一是败血症,这是一种致命的炎症反应综合征,当宿主对微生物或微生物产品的最初反应被不可控制地放大时,就会出现这种症状。
研究表明,抑制AR可以减弱脓毒症期间参与细胞因子和趋化因子产生的炎症信号。
此夕卜,抑制AR已被证明可以减少与组织中炎症介质相关的细胞毒性作用,以及它们增加毒性的旁分泌和内分泌作用[3]。
由脂质过氧化氧化应激产生的/基通过AR催化转化为谷胱甘肽(GS)加合物。
这些加合物,包括GS-HNE(氧化脂质),通过激活PLC(磷脂酶C)/PKC(蛋白酶C)/NF-k B来传播炎症信号,研究结果表明,通过抑制AR,可以有效地预防或明显改善不受控制的炎症的有害作用,无论是通过药理学AR抑制剂还是通过基因消融AR通过小干扰RNH siRNA)[4]。
以前的研究表明,用AR抑制剂治疗LPS(酯多糖)刺激的巨噬细胞阻止了NF-k B和其他促炎症标志物如一氧化氮(NO),前列腺素2 (PGE2)和环氧化酶-2(COX-2)的激活[5]。
观察LPS诱导的小鼠腹膜巨噬细胞的研究显示,用三种不同的ARI处理显著降低(80-90%)的肿瘤坏死因子-a(TNF-a),干扰素-y(IFN-y),白介素-邛(IL-1P)和单核细胞趋化蛋白-1(MCP-1)的水平。
TGF-β1诱导醛糖还原酶(AR)高表达的信号通路机制研究的开题报告
TGF-β1诱导醛糖还原酶(AR)高表达的信号通路机制研究的开题报告题目:TGF-β1诱导醛糖还原酶(AR)高表达的信号通路机制研究研究背景和意义:醛糖还原酶(AR)是一种广泛存在于多种细胞和组织中的酶,能够催化还原醛糖,使其转化为对应的糖醇。
AR与多种疾病的发生有关,如糖尿病、前列腺增生和神经系统疾病等。
TGF-β1是一种多功能的生长因子,广泛参与细胞增殖、分化、基质的合成和分解等过程。
近期的研究表明,TGF-β1可以通过多种信号通路调节细胞的生长和分化,其中包括调节AR的表达。
因此,研究TGF-β1诱导AR高表达的信号通路机制,对于深入了解AR的功能以及相关疾病的发生机制具有重要的意义。
研究目的和研究内容:本研究旨在探讨TGF-β1诱导AR高表达的信号通路机制。
具体的研究内容包括以下几个方面:1. 采用Western blotting和实时荧光定量PCR等技术,检测TGF-β1对AR的表达变化。
2. 采用生化方法和细胞学技术,研究TGF-β1通过哪些信号通路调节AR的表达,包括Smad信号通路、MAPK信号通路和PI3K/Akt信号通路等。
3. 通过启动子分析和荧光素酶报告基因分析等方法,探究TGF-β1调节AR的表达是否依赖于转录因子的参与。
研究方法和步骤:1. 细胞培养和处理:选择人类前列腺癌细胞株LNCaP细胞作为模型,进行TGF-β1处理,并采用Western blotting和实时荧光定量PCR技术,检测AR的表达变化。
2. 蛋白质提取和Western blotting检测:采用蛋白质提取液提取蛋白质,Western blotting检测AR、Smad、MAPK和Akt等信号通路相关蛋白的表达变化。
3. 荧光素酶报告基因分析:利用启动子分析和荧光素酶报告基因分析,探究TGF-β1调节AR的表达是否依赖于转录因子的参与。
预期结果和意义:通过本研究,我们期望能够揭示TGF-β1调节AR表达的信号通路机制,从而深入了解AR的功能以及相关疾病的发生机制,为临床治疗相关疾病提供新的思路和靶点。
醛糖还原酶与糖尿病慢性病变
醛糖还原酶与糖尿病慢性病变关键词醛糖还原酶抑制剂并发症糖尿病醛糖还原酶存在于人体神经、红细胞、晶状体、视网膜等组织器官中,在多元醇通路中催化血液中的葡萄糖生成山梨醇。
醛糖还原酶是多元醇通路的关键限速酶。
当血糖浓度维持在正常生理水平时,它并不激活,它对葡萄糖的亲和力较低,此时葡萄糖很少转化为山梨醇。
在高血糖状况下,如糖尿病,磷酸己糖激酶被饱和,这时醛糖还原酶激活,促使体内的葡萄糖转化為山梨醇。
然而,山梨醇脱氢酶的活力并未相应地成比例增加,山梨醇转化为果糖的效率没有提高。
醛糖还原酶(AR)的性质AR(EC1,1,1,21)属于NADPH依赖性醛-酮还原酶族,在体内呈单体存在,特异性较差,可催化多种醛(包括醛形式的葡萄糖)还原为相应的醇。
AR在体内分布很广,主要分布于神经、肾脏、脑、肌肉、精囊、胎盘等。
不同种属、不同组织的AR在分子构成、免疫原性及生化、理化性质上稍有差异,其分子量在30000~42000,等电点在4.85~5.75。
红细胞AR的分离纯化及其活性测定红细胞和糖尿病慢性并发症(DCC)与组织神经、肾脏、视网膜、晶体等一样,其细胞内葡萄糖水平不受胰岛素调控,因而高血糖时,红细胞多元醇通路被激活。
红细胞多元醇代谢与DCC易发组织的相似性,加之方便易得,使之成为研究AR与DCC关系的重要材料。
20世纪60年代以来,人们已能从多种组织中分离出AR, 然而红细胞AR的分离纯化自20世纪80年代以后才始见报道,这不仅因为红细胞的AR含量很少,而且由于Hb的干扰,使得常规分光光度计法无法测出AR的活性。
20世纪80年代以来,蛋白质层析技术的问世,使红细胞AR的分离纯化与活性测定成为可能。
人红细胞AR的分子量为32500,等电点为5.47,最适pH为6.2,可利用NADPH和NADH为辅酶,其Km值分别为0.0015和0.62,其最适底物按1/Km依次排列为DL-甘油醛、D-木糖、D-半乳糖和D-葡萄糖,硫酸盐可激活AR,微摩尔水平的AR 抑制剂(ARIs)可明显抑制它的活性。
醛糖还原酶5’端(AC)n二核苷酸重复序列多态性与2型糖尿病合并冠心病的相关性
醛糖还原酶5’端(AC)n二核苷酸重复序列多态性与2型糖尿病合并冠心病的相关性目的本研究旨在调查山东地区汉族人群醛糖还原酶(AR)5’端(AC)n 二核苷酸重复序列多态性,探讨AR5’端(AC)n重复序列多态性与2型糖尿病(DM)、2型糖尿病合并冠心病(CHD)之间的关系。
方法随机选取新诊断2型糖尿病患者74例,2型糖尿病合并冠心病者68例,正常对照组116例。
应用聚合酶链式反应(PCR)、琼脂糖凝胶电泳技术、聚丙烯酰胺凝胶电泳技术及DNA测序检测AR等位基因,比较各组等位基因分布频率。
结果3组均发现7种等位基因(Z-6~Z+6),各组间等位基因分布频率差异无统计学意义。
结论AR 基因5’端(AC)n二核苷酸重复序列多态性等位基因不是糖尿病、糖尿病合并冠心病发病的独立危险因素。
[Abstract] Objective To investigate AR 5’end (AC)n polymorphism in Han Nationality population in Shandong district,and discuss its relationship between type 2 diabetes(T2DM),type 2 diabetes with coronary heart disease(CHD). Methods 74 patients with newly diagnosed type 2 diabetes mellitus,type 2 diabetes mellitus with coronary heart disease in 68 cases,116 cases of normal control group were randomly selected. Polymerase chain reaction (PCR),agarose gel electrophoresis,polyacrylamide gel electrophoresis and DNA sequencing were used to detect AR alleles,allele frequency distribution in each group were compared. Results Three groups were found seven alleles (Z-6~Z+6),there were no obvious difference of allele frequency distribution between groups. Conclusion AR 5’end (AC)n polymorphisms may not the independent risk factors for diabetes mellitus,and diabetes combined with coronary heart disease.[Key words] Type 2 diabetes;Aldose reductase;Genes;Polymorphism;Coronary heart disease糖尿病是世界发病率最高慢性病之一。
一种抗醛糖还原酶蛋白单克隆抗体的制备与鉴定方法[发明专利]
专利名称:一种抗醛糖还原酶蛋白单克隆抗体的制备与鉴定方法
专利类型:发明专利
发明人:谢维,马达,金俊飞,张建琼
申请号:CN200510039063.9
申请日:20050426
公开号:CN1693461A
公开日:
20051109
专利内容由知识产权出版社提供
摘要:抗醛糖还原酶蛋白“AR”单克隆抗体的制备与鉴定方法产生的抗AR单克隆抗体分别高度特异抗AR抗原的不同区段;产生的抗AR单克隆抗体可以作为一种新的肝癌早期诊断辅助试剂:联合应用抗AR单克隆抗体和抗醛糖还原酶相似蛋白“ARL-1”单克隆抗体,可能找到一个新的、特异性高的肝癌早期诊断指标,将有助于肝癌的早期诊断,从而提高肝癌的生存率,改善其预后。
经鉴定,由纯化ARB3、AR7B3G4、ARF10细胞株的培养上清而得到的三株抗AR单克隆抗体,Ig亚类均为
IgG1,轻链属于κ型;均抗GST-AR,并与胎盘组织中的AR蛋白反应,且分别识别AR第1~79氨基酸、第111~142氨基酸、第143~316氨基酸位置,而与GST-ARL、GST、表达菌液蛋白无交叉反应。
申请人:东南大学
地址:210096 江苏省南京市四牌楼2号
国籍:CN
代理机构:南京经纬专利商标代理有限公司
代理人:叶连生
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抗醛糖还原酶相似蛋白多克隆抗体的制备方法[发明专利]
专利名称:抗醛糖还原酶相似蛋白多克隆抗体的制备方法专利类型:发明专利
发明人:金俊飞,谢维
申请号:CN02138415.0
申请日:20021011
公开号:CN1403482A
公开日:
20030319
专利内容由知识产权出版社提供
摘要:抗醛糖述原酶相似蛋白多克隆抗体的制备方法,是一种多克隆抗体的制备方法,属于生物工程开发新型肝癌诊断、治疗试剂的技术领域。
采用基因重组的方法表达、纯化两种ARL-1的重组蛋白:ARL-(His)、ARL-GST,将ARL-(His)免疫家兔制备抗血清,采用亲和层析的方法,以ARL -GST为配基,从血清中纯化出抗ARL-1的多克隆抗体。
其制备的工艺为:a)ARL-1重组质粒构建;b)两种ARL-1重组蛋白[ARL-(His)、ARL-GST]的表达、纯化;c)抗ARL-1抗血清的制备;
d)抗ARL-1多克隆抗体的纯化。
该抗体可以应用于肝癌的早期诊断从而提高肝癌的早期诊断水平,为肝癌的早期治疗创造条件;同时还作为一种新型、高特异性的载体,为肝癌的导向治疗提供工具。
申请人:东南大学
地址:210096 江苏省南京市四牌楼二号
国籍:CN
代理机构:南京经纬专利代理有限责任公司
代理人:沈廉
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2022醛糖还原酶生理作用的研究进展(全文)
2022醛糖还原酶生理作用的研究进展(全文)基于序列同一性,将多酮还原酶(AKR )分为不同的家族,从AKR1 到AKR15 ,每个家族包含多个亚家族。
由于AKR1家族的创始成员醛糖还原酶(AKR1B1 )在糖尿病并发症发展中的潜在作用,因此AKR1B是研究最多的亚家族。
醛糖还原酶(AR )是多元醇途径中的第一个酶,利用烟酰胺腺0票吟二核昔磷酸(NADPH )作为辅助因子将葡萄糖转化为山梨醇。
AR对葡萄糖、半乳糖和各种化合物具有不同的动力学性质。
反应产生的山梨醇通过山梨醇脱氢酶(SDH )转化为果糖。
这些酶构成〃多元醇途径〃,一种葡萄糖代谢的替代途径,与糖酵解平行起作用。
1.对醛糖还原酶生理作用研究的背景和意义些研究已经证明高血糖在糖尿病微血管并发症如视网膜病变,肾病,神经病变和认知障碍的发病机制中的作用[1-2]。
此夕卜,糖尿病微血管病变的发生率和严重程度也受个体基因型的调节[3-4]。
尽管高血糖如何导致组织损伤的分子基础尚不清楚,但由于山梨醇和晚期糖基化终产物(AGE)积累的影响,这种机制与所谓的〃氧化应激〃有关。
作为高血糖条件下推定的渗透调节剂,AR—直作为预防和控制糖尿病并发症的关键目标进行研究,认为抑制AR可以作为预防或延迟糖尿病并发症的有效策略[5]。
虽然山梨醇被怀疑是糖尿病并发症的罪魁祸首,但山梨醇在这一过程中的作用仍然存在争议[6-8]。
进入细胞的葡萄糖通过AR部分代谢为山梨醇。
AR对葡萄糖的亲和力非常低,在正常生理条件下,只有不到3%的葡萄糖通过该途径被代谢。
然而,在慢性高血糖的条件下,葡萄糖转化为山梨醇更为显著,导致山梨醇在细胞内的积累,其可以增加细胞渗透压,并随之消耗细胞内肌醇。
这些变化反过来可能会降低钠钾ATP酶:Na-k-ATP 酶)的活性,并可能改变细胞内的氧化还原电位。
高血糖也可能通过竞争性干扰肌醇通过钠-肌醇协同转运蛋白从细胞外液摄取肌醇而直接导致细胞肌醇水平的下降[7-8]。
醛醣还原酶 -回复
醛醣还原酶-回复醛糖还原酶是一种重要的酶类,它在生物体内起着关键的催化作用。
本文将一步一步回答关于醛糖还原酶的一些问题,帮助读者更好地理解这个主题。
第一步:概述醛糖还原酶醛糖还原酶属于氧化还原酶家族,其主要功能是催化醛糖化合物与还原剂之间的氧化还原反应。
这些化合物包括葡萄糖、果糖和其他一些和葡萄糖结构相似的分子。
醛糖还原酶以其优异的催化特性在许多生物过程中扮演了至关重要的角色,例如糖代谢和糖酵解。
第二步:醛糖还原酶的结构和功能醛糖还原酶在不同生物体中存在着多种异构体,这些异构体具有不同的催化特性和底物特异性。
这些异构体通常是由基因多样性所决定的。
醛糖还原酶的结构主要由蛋白质组成,通常为单个多肽链或由多个亚基组装而成。
醛糖还原酶的功能是催化醛糖化合物的还原反应。
在这种反应中,醛基在醛糖还原酶的作用下被还原为相应的醇。
此过程中,醛糖本身被氧化为酮糖。
这个催化过程既可以是可逆的,也可以是不可逆的,取决于具体的酶和底物。
醛糖还原酶的催化作用是通过酶与底物的特异性结合和相应的催化机制来实现的。
第三步:醛糖还原酶的催化机制醛糖还原酶通常通过氧化还原反应来实现底物的还原。
具体来说,醛基在活性位点上发生氧化反应,同时酶的辅助因子被还原。
醛糖还原酶的催化机制涉及多个步骤,包括底物结合、催化反应、产物释放和辅助因子再生。
催化反应的具体机制因酶的类型而有所不同。
有些醛糖还原酶利用NADH 或NADPH作为辅助因子,将其氧化为NAD+或NADP+。
其它一些醛糖还原酶则利用辅基FAD催化反应。
不同类型的催化反应可能涉及不同的催化因子和反应机制。
第四步:醛糖还原酶的生理功能醛糖还原酶在生物体内发挥着广泛的生理功能。
在糖代谢途径中,醛糖还原酶催化葡萄糖变为葡萄糖酸,进而参与葡萄糖酸途径和糖酵解。
这些代谢途径是维持生物体能量平衡的重要组成部分。
此外,醛糖还原酶在生物体的抗氧化防御系统中也起着重要的作用。
它能够通过将氧化剂还原为还原剂来保护细胞免受氧化应激的损害。
R型醛酮还原酶的克隆、鉴定及其催化制备(R)-CHBE的研究的开题报告
R型醛酮还原酶的克隆、鉴定及其催化制备(R)-CHBE的研究的开题报告题目:R型醛酮还原酶的克隆、鉴定及其催化制备(R)-CHBE的研究一、研究背景和意义醛酮还原酶(aldehyde-ketone reductase,AKR)是一类广泛存在于生物体内的酶,具有很高的催化活性和选择性。
近年来,其在不对称合成领域得到了广泛的应用,被用于制备消费品、药物、精细化学品等。
其中,R型醛酮还原酶是高效的还原催化剂,能够催化烯醇醛、酮和芳香酮等化合物的还原反应。
因此,R型醛酮还原酶具有巨大的应用前景,但目前在其克隆、鉴定及其催化制备(R)-CHBE等方面的研究还处于起步阶段。
二、研究目的和内容本研究旨在通过对R型醛酮还原酶的克隆、鉴定及其催化制备(R)-CHBE的研究,探究其在不对称合成领域的应用价值。
具体研究内容包括:1. 采用PCR技术从大肠杆菌中克隆R型醛酮还原酶基因。
2. 对克隆得到的R型醛酮还原酶进行鉴定,并利用生物学与生物信息学的方法对其进行分析。
3. 对R型醛酮还原酶的催化性质进行研究,重点关注其对(R)-CHBE 的催化作用。
4. 探究R型醛酮还原酶在不对称合成领域的应用价值,为其企业化生产提供理论与实践依据。
三、研究方法和技术路线1. 基因克隆实验:采用PCR技术从大肠杆菌中克隆R型醛酮还原酶基因。
2. 鉴定与分析:对克隆得到的R型醛酮还原酶进行鉴定,并利用生物学与生物信息学的方法进行分析,探究其结构特点、活性、产物选择性等性质。
3. 催化性质研究:对R型醛酮还原酶的催化性质进行研究,通过对反应条件的调节、加入不同的辅助剂等方式,探究其在反应中的催化作用,并深入研究其对(R)-CHBE的催化选择性。
4. 应用价值探究:探究R型醛酮还原酶在不对称合成领域的应用价值,为其企业化生产提供理论与实践依据。
四、论文结构与安排1. 绪论1.1 研究背景与意义1.2 研究目的与内容1.3 研究方法与技术路线1.4 论文结构与安排2. R型醛酮还原酶的基本概念与特点2.1 醛酮还原酶的分类2.2 R型醛酮还原酶的特点3. 基因克隆与鉴定3.1 PCR技术的介绍3.2 基因克隆实验3.3 鉴定与分析4. 催化性质研究4.1 催化理论与机理4.2 反应条件的优化与催化活性研究4.3 催化选择性研究5. 应用价值探究5.1 R型醛酮还原酶在不对称合成领域的应用价值5.2 实践与推广6. 结论与展望7. 参考文献五、预期结果通过本研究,预期能够克隆出R型醛酮还原酶基因,并对其进行结构特点、活性、产物选择性等性质进行深入研究,进一步揭示其催化机理与催化选择性规律。
糖尿病并发症相关基因醛糖还原酶酵母细胞模型的建立
糖尿病并发症相关基因醛糖还原酶酵母细胞模型的建立刘静;叶玲;刘建伟【期刊名称】《中国老年学杂志》【年(卷),期】2005(25)11【摘要】目的构建由绿色荧光蛋白(GFP)标记的糖尿病慢性并发症相关基因醛糖还原酶(AR)表达载体,并在酵母细胞中表达,建立AR抑制剂筛选模型.方法构建AR与GFP的嵌合基因,将此AR::GFP嵌合基因克隆到酵母表达载体pYEX-BX中,再将重组载体pYEX-BX-AR::GFP转化至酵母宿主菌INVSC1,在SC-UD选择性培养基中表达AR::GFP.结果 PCR扩增出约1 106 bp大小片段,为AR基因片段;RT-PCR在酵母细胞中检测到AR mRNA的表达;经CuSO4诱导后可见AR::GFP融合蛋白的绿色荧光;诱导剂CuSO4终浓度在100~200 μmol/L范围内相对荧光强度较高,细胞密度适中;培养基SC-UD的pH值为6左右最适合细胞生长和荧光表达.结论AR::GFP在酿酒酵母中成功地表达,酵母细胞是研究目的基因功能与表达的良好模式菌.【总页数】3页(P1367-1369)【作者】刘静;叶玲;刘建伟【作者单位】解放军总医院老年医学研究所,北京,100853;解放军总医院老年医学研究所,北京,100853;解放军总医院老年医学研究所,北京,100853【正文语种】中文【中图分类】R587.1【相关文献】1.醛糖还原酶抑制剂在糖尿病并发症治疗研究中的应用 [J], 孟凡丽2.醛糖还原酶与糖尿病慢性并发症病变关系的研究进展 [J], 番寿蕊;杨红英3.1型糖尿病大鼠模型的建立及糖尿病并发症相关指标的测定 [J], 徐华;何毅;张鸣号;李桂忠;曹军4.Ⅱ型糖尿病大鼠模型的建立及糖尿病并发症相关指标测定 [J], 孙桂菊;王少康;张小强;张勇;张林;孙子林5.醛糖还原酶与糖尿病慢性并发症的研究进展 [J], 高文永因版权原因,仅展示原文概要,查看原文内容请购买。
醛糖还原酶的分离纯化和性质分析
醛糖还原酶的分离纯化和性质分析
刘长山;陈惠黎
【期刊名称】《上海医科大学学报》
【年(卷),期】1996(023)006
【摘要】利用离心,盐析及DEAE-纤维素,羟基磷灰石,葡聚糖-G100
多步层析法将牛睾丸AR分离纯化,醛糖还原酶(aldosereducase,AR),并利用体外酶动力学方法测定其底物特异性,为寻长有效的醛糖还原酶抑制剂提供线索,结果;纯化的酶经SDS-PAGE电泳鉴定示一单一蛋白条带,牛睾丸AR,Mr约为(40000±1000)u,AR底物特异性,按1/Km大小依次排列为:P-硝基苯醛;DL-甘油醛,D
【总页数】4页(P427-430)
【作者】刘长山;陈惠黎
【作者单位】上海医科大学华山医院内分泌科;上海医科大学华山医院内分泌科【正文语种】中文
【中图分类】Q550.3
【相关文献】
1.尼罗罗非鱼肝脏N-乙酰-β-D-氨基葡萄糖苷酶的分离纯化及酶学性质分析 [J],
陈晓佳;孙林浩;袁阳;黄小红;张伟妮
2.洋甘菊多糖的分离纯化、性质结构及抗氧化活性分析 [J], 陆娟;谢东雪;贺柳洋;
王月;郑志艳
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5.鼠醛糖还原酶的分离纯化和性质分析 [J], 王家富;董砚虎;刘长山
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糖尿病致病基因醛糖还原酶基因及其抑制剂筛选模型的构建及功能研究
糖尿病致病基因醛糖还原酶基因及其抑制剂筛选模型的构建及功能研究杜明梅;刘静;翟冰;刘建伟;杨华;张志华;易红;叶玲【期刊名称】《中国药理学通报》【年(卷),期】2009(25)4【摘要】目的基因工程方法建立人醛糖还原酶基因(AR)的蛋白分子模型,并将该模型应用于中草药AR抑制剂的初步筛选.方法将含基因AR及融合基因AR::FP的重组质粒pcDNA3.1/myc-His-AR及pcDNA3.1/myc-His-AG瞬时转染HEK293细胞,分别命名为HAR、HAG细胞株.通过荧光显微镜观察AR::FP的绿色荧光直接判断转染效果及估计基因AR的表达;Western blot、紫外分光光度法检测AR蛋白表达及AR酶活性.应用此HAR模型对黄芩苷等5种中草药进行初步筛选,并与经典AR抑制剂Sorbinil、Zopolrestat的抑制效果比较.结果 GFP绿色荧光表达丰富,表明质粒转染效率较高;Western blot和紫外分光光度法显示:转染后HEK293细胞中AR蛋白表达量高,AR酶活性强(空白对照的2.5倍).AR抑制剂筛选实验揭示,黄芩苷、虎杖苷、蕨麻多糖JM等中草药表现出与Sorbinil相近的AR 抑制活性.结果 AR的蛋白分子模型成功建立,此模型可得到较大量高活性AR酶蛋白,并可应用于AR抑制剂的初步稳定筛选;黄芩苷、虎杖苷、蕨麻多糖JM等中草药显示出潜在的AR抑制活性.【总页数】4页(P552-555)【作者】杜明梅;刘静;翟冰;刘建伟;杨华;张志华;易红;叶玲【作者单位】中国人民解放军总医院,老年医学研究所,北京,100853;中国人民解放军总医院,感染管理与疾病控制科,北京,100853;中国人民解放军总医院,老年医学研究所,北京,100853;中国人民解放军总医院,老年医学研究所,北京,100853;中国人民解放军总医院,老年医学研究所,北京,100853;中国中医研究院中药研究所,北京,100700;中国人民解放军总医院,老年医学研究所,北京,100853;中国中医研究院中药研究所,北京,100700;中国人民解放军总医院,老年医学研究所,北京,100853【正文语种】中文【中图分类】R282.71;R284.1;R329.2;R345.42;R394-33;R394.2【相关文献】1.醛糖还原酶基因5'端两种基因多态性与糖尿病视网膜病变的相关性研究 [J], 程硕;刘长山;王秀军;李艳;孙丽萍2.武汉大学口腔医院选派出国博士后在唇腭裂致病基因功能性研究取得新进展揭示唇腭裂基因突变致病分子机制 [J],3.武汉大学口腔医院选派出国博士后在唇腭裂致病基因功能性研究取得新进展揭示唇腭裂基因突变致病分子机制 [J],4.糖尿病周围神经病变与内皮型一氧化氮含酶基因、终末糖化产物受体基因、对氧磷酶基因及醛糖还原酶基因多态性的关联研究 [J], 任滕;项坤三;刘丽梅5.2型糖尿病患者醛糖还原酶基因5′调控区的多态性与功能 [J], 李清解;谢平;谷亚鹏;黄建军;曾卫民;宋惠萍因版权原因,仅展示原文概要,查看原文内容请购买。
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醛糖还原酶基因AR的克隆
一、醛糖还原酶DNA模板的构建
抽取人体血液,经过亲和色谱法提取mRNA,该过程可用商业化的试剂盒分离系统,得到高纯度mRNA。
再用RT-PCR法,逆转录出c-DNA,再合成AR基因。
二、引物设计
登陆NCBI网站,进入“核酸”中,输入醛糖还原酶的登陆码:U37100,找到该序列:
1 CAAAAACAGC AACAGAAAGC AGGACGTGAG ACTTCTACCT GCTCACTCAG AATCATTTCT 61 GCACCAACCA TGGCCACGTT TGTGGAGCTC AGTACCAAAG CCAAGATGCC CATTGTGGGC 121 CTGGGCACTT GGAAGTCTCC TCTCGGCAAA GTGAAAGAAG CAGTGAAGGT GGCCATTGAT 181 GCAGGATATC GGCACATTGA CTGTGCCTAT GTCTATCAGA ATGAACATGA AGTGGGGGAA 241 GCCATCCAAG AGAAGATCCA AGAGAAGGCT GTGAAGCGGG AGGACCTGTT CATCGTCAGC 301 AAGTTGTGGC CCACTTTCTT TGAGAGACCC CTTGTGAGGA AAGCCTTTGA GAAGACCCTC 361 AAGGACCTGA AGCTGAGCTA TCTGGACGTC TATCTTATTC ACTGGCCACA GGGATTCAAG 421 TCTGGGGATG ACCTTTTCCC CAAAGATGAT AAAGGTAATG CCATCGGTGG AAAAGCAACG 481 TTCTTGGATG CCTGGGAGGC CATGGAGGAG CTGGTGGATG AGGGGCTGGT GAAAGCCCTT 541 GGGGTCTCCA ATTTCAGCCA CTTCCAGATC GAGAAGCTCT TGAACAAACC TGGACTGAAA 601 TATAAACCAG TGACTAACCA GGTTGAGTGT CACCCATACC TCACGCAGGA GAAACTGATC 661 CAGTACTGCC ACTCCAAGGG CATCACCGTT ACGGCCTACA GCCCCCTGGG CTCTCCGGAT 721 AGACCTTGGG CCAAGCCAGA AGACCCTTCC CTGCTGGAGG ATCCCAAGAT TAAGGAGATT 781 GCTGCAAAGC ACAAAAAAAC CGCAGCCCAG GTTCTGATCC GTTTCCATAT CCAGAGGAAT 841 GTGATTGTCA TCCCCAAGTC TGTGACACCA GCACGCATTG TTGAGAACAT TCAGGTCTTT 901 GACTTTAAAT TGAGTGATGA GGAGATGGCA ACCATACTCA GCTTCAACAG AAACTGGAGG 961 GCCTGTAACG TGTTGCAATC CTCTCATTTG GAAGACTATC CCTTCGATGC AGAATATTGA 1021 GGTTGAATCT CCTGGTGAGA TTATACAGGA GATTCTCTTT CTTCGCTGAA GTGTGACTAC 1081 CTCCACTCAT GTCCCATTTT AGCCAAGCTT ATTTAAGATC ACAGTGAACT TAGTCCTGTT 1141 ATAGACGAGA ATCGAGGTGC TGTTTTAGAC ATTTATTTCT GTATGTTCAA CTAGGATCAG 1201 AATATCACAG AAAAGCATGG CTTGAATAAG GAAATGACAA TTTTTTCCAC TTATCTGATC 1261 AGAACAAATG TTTATTAAGC ATCAGAAACT CTGCCAACAC TGAGGATGTA AAGATCAATA
1321 AAAAAAATAA TAATCAT
该段序列在70---1020bp可以合成蛋白质
1、将上述数据导入到软件中(Primer Premier)
2、根据起始密码子(AUG)和终止密码子(UAG、UGA、UAA),点击“Find”分别找出各位置:
ATG:70、106、502、925
TAG:1115
TGA:1018
TAA:1114
选择起始密码为502,终止密码为1018.输入软件300bp到900bp
选择如下片段
5` TCGGCAAAGTGAAAGAAG 3`
3` CTGATAGGGAAGCTACGT 5`
根据所选序列(143—1011)选择酶切位点
在143—1011序列含有的酶切位点有
在目的序列外的限制性内切酶有
选择EcoR Ⅰ和XbaⅠ作为双酶切限制性内切酶,
EcoRI G^AATTC
XbaI T^CTAGA
则上游引物序列:5` A TAT G^AATTC GAT---TCGGCAAAGTGAAAGAAG 3`
下游引物序列:5` TGC T^CTAGA T---TGCATCGAAGGGATAGTC 3`
三、PCR扩增
1、为了减少非靶序列的扩增,采用嵌套结构:即利用第一轮PCR扩增产物作为第二轮PCR 扩增的起始材料。
2、反应的dNTP的浓度要一致。
3、反应的条件有:模板、引物、原料(dNTP)、耐热的DNA聚合酶(Taq酶)、Mg离子浓度、反应缓冲液(BSA)、PCR促进剂等。
4、用琼脂糖凝胶电泳提纯扩增的DNA,在紫外灯下用刀片将目的区段切下来,放入DNA 提取试剂盒中提纯。
变性:温度为94摄氏度,时间为30秒
退火:温度为52.9摄氏度
延伸:温度为72摄氏度,时间为30秒
循环次数:30次
四、载体的选择
选择Pcmv-n-His质粒
pCMV-N-His是碧云天自行研发的用于在哺乳动物细胞中表达N端和His tag (His标签)融合的目的蛋白的表达质粒。
含有CMV启动子可以高效启动目的蛋白在细胞中的表达;在多克隆位点的5’端含有一个可以编码His标签的序列,因此可以表达出含有His标签的融合蛋白,可以方便地使用抗His的抗体来识别目的蛋白,有利于目的蛋白检测和分离纯化。
质粒为卡那霉素抗性。
转染细胞后,可使用G418筛选稳定表达目的蛋白的细胞株。
pCMV-N-His质粒中对于插入片断进行测序时,推荐使用的正向测序引物T3和反向测序引物T7的序列如下:
T3 primer(620–639): 5′AATTAACCCTCACTAAAGGG 3′
T7 primer(815-836): 5′GTAA TACGACTCACTATAGGGC 3′
五、重组质粒的构建
1、用限制性内切酶EcoR1、Xbal酶切Pcmv-n-His和AR基因。
12 h后于75℃高温10 min 灭活两种酶。
(反应条件由提供内切酶的公司提供)
2、用琼脂糖凝胶电泳法纯化酶切后的AR基因片段和Pcmv-n-His载体,再用DNA回收试剂盒回收。
3、酶切后的AR基因及载体DNA浓度用分光光度法260nm测定,目的基因/载体基因为 6/1或更高,加T4 DNA连接酶,于16℃连接过夜,构建成重组质粒。
4、转染时的细胞密度对转染效率影响非常显著。
阳离子脂质体具有微量的细胞毒性而往往需要更高的铺板密度或者更多的悬浮细胞数,有的要求细胞90%汇片;而有些多胺或者非脂质体的配方则要求在40%—80%之间,总之是尽量在细胞最适的生理状态下转染,以求最佳的转染效果
六、质粒的表达及检测
在小鼠肝脏细胞组织培养中计入抗His的抗体,如果重组质粒能够表达,则利用该抗体可以筛选出目标蛋白,从而可以判断目的片段是否表达。