NAD合成酶的基因克隆及酶学性质研究文献综述
2020-05-24 12:17:05
文 献 综 述
1.1 引言
烟酰胺腺嘌呤二核苷酸[1]是参与生物体内的大多数氧化还原反应的重要辅酶,其在体内以两种形式存在:氧化态的NAD 和还原态的NADH。NAD 和NADH可发生可逆性的转变,因此,生物体内的NADH/NAD [2]比率反应了生物体内的氧化还原状态,对微生物的代谢网络有很重要的影响。微生物体内NAD 及NADH水平的改变会对微生物的代谢水平产生有显著作用。在微生物体内改变NAD 及NADH水平的方法有很多,NAD从头合成途径就是其中一条途径[3]。而NAD合成酶( nadE ; EC 6. 3. 1. 5 ) 广泛存在于生物界中。微生物对NAD合成酶的依赖性比人体更高,同时NAD 合成酶在微生物与人体之间有着很大的差异[4],如人体与结核分枝杆菌的NAD 合成酶在一级结构的相似度仅有23%[5]。
基因克隆即重组DNA技术,指在体外对DNA分子按照既定的目的和方案,采用酶学方法将不同来源的DNA分子在体外剪切和重新连接,组装成一个新的DNA分子。在此基础上,将这个DNA分子导入到一定的宿主细胞,使它能够在宿主细胞中扩增,形成大量的子代分子,此过程即称为基因克隆[6]。聚合酶链式反应是最常见的,用以在体外大量扩增DNA的一项技术[7]。
酶学性质包括最适作用温度及其热稳定性,最适pH及pH稳定性,不同金属离子对酶活力的影响,酶对辅酶的依赖性,酶的有机溶剂稳定性以及对底物的特异性[8]。其中酶活力的测定可使用紫外分光光度计法进行测定。
1.1.1 NAD合成酶的分类
20世纪50年代后期NAD合成酶活性首次见报道[9]。它催化NAD生物合成过程中最后一步反应:将NaAD转变为NAD[10]。根据NAD合成酶对氨来源的偏好性的不同可以将其分为2类:氨-依赖型NAD合成酶和谷氨酰胺-依赖型NAD 合成酶。前者只能完成直接以NH3作为氨源的反应NaAD NH3 ATP→NAD AMP PPi,它仅分布于原核生物;后者既可完成以NH3作为氨源的合成反应也可进行以谷氨酰胺作为氨源的反应,NaAD 谷氨酰胺 ATP→NAD 谷氨酸 AMP PPi[11],它分布于真核生物和部分原核生物[4]。
1.1.2 聚合酶链式反应简介
聚合酶链式反应是一种用于放大扩增特定的DNA片段的分子生物学技术,它可看作是生物体外的特殊DNA复制,PCR的最大特点,是能将微量的DNA大幅增加。聚合酶链式反应包含:1.一种热稳定DNA聚合酶催化模板依赖的DNA合成;2.一对引导DNA合成的寡核苷酸引物;3.脱氧核苷三磷酸(dNTP);4.二价阳离子;5.维持pH值的缓冲液;6.一价阳离子;7.模版DNA[7]。
1.1.3 聚合酶链式反应的设计