催化核苷类药物合成的N-脱氧核糖转移酶的酶学性质研究开题报告
2020-05-28 07:03:46
1. 研究目的与意义(文献综述包含参考文献)
文 献 综 述
选题意义:综述了近几年酶法合成核苷类抗病毒药物的研究进展,主要包括核苷磷酸化酶、n-脱氧核糖转移酶的应用,以及应用一些酶进行糖或碱基的修饰等方面。核苷类似物是抗癌、抗病毒药物取之不竭的资源库,大量经过修饰的碱基和核苷都有可能成为有用的物质。由于酶法法合成核苷具有工艺简单,反应条件温和,成本低,收率高,且不易造成环境污染,应用酶法合成核苷将是大势所趋。而高效酶法合成更是至关重要。 核苷类家族不仅包含多种天然核苷,还包括碱基或糖基被修饰过的核苷类似物[1]。核苷类似物的化学结构与天然核苷有着不同程度的相似性,在细胞代谢中,可与正常核苷形成竞争关系,具有干扰核酸的合成及抑制相关聚合酶结合的作用,进而阻断肿瘤细胞和病毒的复制[2]。所以合成核苷类似物在抗肿瘤等多个方面具有重要的意义。目前,制备核苷类似物的方法主要有化学合成法和生物转化法。而由主要来源于大肠杆菌、莱氏乳细菌和瑞士乳杆菌[3]的n-脱氧核糖转移酶催化的反应能够高效地合成核苷类似物,在反应过程中无中间体的产生,且底物适用范围更广,酶法不仅避免了繁琐的保护和去保护等反应步骤、且反应条件温和、对环境友好、所得产物纯度高同时由于酶来自于生物体,可生物降解,对环境没有毒害作用,因此受到了人们的广泛关注。而为了充分利用n-脱氧核糖转移酶,我们必须充分地了解n-脱氧核糖转移酶的性质,只有在了解其性质以后才能针对它的性质进行改造从而达到更高的生物转化率和酶的利用率。
n-脱氧核糖转移酶性质的研究状况:n-脱氧核糖转移酶最先是由macnutt 在瑞士乳杆菌中发现的[4]。随后有研究者利用亲和层析的方法从瑞士乳杆菌中纯化得到含有两种不同活性的n-脱氧核糖转移酶[5]:i 型(pdt),只能催化两种嘌呤碱基之间的转换反应(pur #8596; pur);ii 型(ndt),不仅可以催化两种嘌呤之间的转换,还能够催化嘧啶与嘧啶、嘌呤与嘧啶之间的相互转换(pur #8596;pur,pur #8596; pyr,pyr #8596; pyr)[6,7]。n-脱氧核糖转移酶ii(ndt)的底物识别范围较广,能够用于合成多种有重要药用价值的核苷类似物[8,9],但其更倾向于催化以脱氧嘧啶核苷为底物的反应[10]。已有文献报道,ndt 基因的开放阅读框由474 个核苷酸组成,用于编码158 个氨基酸[11]。而我们在研究的过程中的任务是以实验室菌库为基础,致力于纯化获得n-脱氧核糖转移酶纯酶,进而研究它的酶学性质。所以需要通过从微生物(如:冷解糖芽孢杆菌cect4074)中提取出用于编码2'-脱氧核糖基转移酶(ndts)的ndt基因再通过pcr技术如以冷解糖芽孢杆菌cect4074的dna染色体作为模板扩增获得[12]。然后再针对环境对于酶活性的影响因素,分别设定不同的环境来探讨不同因素(如温度、ph等)对n-脱氧核糖转移酶的性质影响,从而可以找出最适合n-脱氧核糖转移酶的反应条件,可以促使其发挥最大的酶活性,能够更好地完成催化核苷类似物的合成。
2. 研究的基本内容、问题解决措施及方案
本课题以实验室菌库为基础,致力于纯化获得n-脱氧核糖转移酶纯酶,进而研究它的酶学性质。
需解决的问题:
1.n-脱氧核糖转移酶的ni柱纯化。
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