作为功能影像，PET可从多角度挖掘肿瘤的生物特征，能够更加准确地检测前列腺癌。反式-1-氨基-3- 18F-氟环丁烷-1-甲酸( 18F-fluciclovine)是一种非天然氨基酸类PET显像剂，近期已被美国食品与药物管理局(FDA)批准用于检测可疑复发性前列腺癌。该显像剂可反映前列腺癌中因氨基酸代谢上升导致的跨膜氨基酸转运系统的高表达。该文对 18F-fluciclovine PET显像对原发及复发性前列腺癌的诊断效能进行概述，包括综述已发表的和常规影像学检查以及其他分子显像剂的对比研究。另外，也详细描述了该方法的显像程序、图像解读，包括生理性和病理性摄取类型及诊断"陷阱"或误区。

目的:研制新型非天然氨基酸标记的HiD-Hin47融合载体蛋白。方法:选择融合蛋白氨基酸序列中合适位置的20个氨基酸位点，利用非天然氨基酸标记技术将原有氨基酸位置插入一种含叠氮基的非天然氨基酸N6-(2-叠氮乙氧羰基)-L-赖氨酸(NAEK)，对不同位点插入NAEK的融合蛋白进行表达和纯化，纯化后产物经SDS-PAGE分析，观察各位点融合蛋白产量，最终E677位点表达稳定性更高，均能达到野生型的70%，选择E677位点表达的融合蛋白与3型和6B型肺炎球菌多糖发生click反应完成偶联，所得结合物纯化后进行动物实验和免疫学检测，并与CRM197、破伤风类毒素(TT)、HiD以常规结合方式与3型和6B型肺炎球菌多糖结合产物进行对比。结果:以HiD-Hin47为载体蛋白的3型肺炎球菌多糖结合物的免疫原性稍优于与其余3组结合物，但差异无统计学意义；以HiD-Hin47为载体蛋白的6B型肺炎球菌多糖结合物的免疫原性显著优于以TT、HiD为载体的结合物，与以CRM197为载体结合物的免疫原性差异无统计学意义。结论:NAEK标记的HiD-Hin47具有作为肺炎球菌多糖蛋白结合疫苗载体蛋白的潜力，值得进行进一步研究。

植物环肽是一类主要由氨基酸肽键形成的环状含氮化合物,一般包含2～37个L-构型的编码或者非编码氨基酸结构单元,是具有重要研究价值的天然植物小分子代谢产物.科学研究表明,此类天然产物在各科植物中广泛分布,化学成分主要包括环二肽类、环四肽类、环五肽类、环六肽类、环七肽类、环八肽类、环九肽类、环十肽类等,其中环二肽类、环六肽类、环八肽类是其主要活性成分.据报道,植物环肽结构新奇、独特,具有抗肿瘤、抗菌、抗疟、抗炎、抗病毒等多种药理活性.该文对2006年以来植物环肽的研究成果进行了综述,以期为植物环肽及其在相关医药、卫生、农业等领域的进一步研究提供理论参考.

ω-转氨酶(ω-transaminase,ω-TA)作为一种天然的生物催化剂,在手性胺类化合物的合成中具有较好的应用前景.但ω-TA在催化非天然底物的反应过程中存在稳定性差、活性低的缺陷,大大限制了 ω-TA 的应用.为改善此缺陷,针对来源于土曲霉(Aspergillus terreus)的(R)-ω-TA(At TA),采用基于分子动力学模拟的计算机辅助设计与随机突变、组合突变相结合的策略进行酶的热稳定性改造,获得了热稳定性与活性同步提高的最佳突变酶At TA-E104D/A246V/R266Q(M3).与At TA野生酶(wild-type,WT)相比,M3 的半衰期t1/2(35℃)由 17.8 min提升至 102.7 min,提升了 4.8 倍,半失活温度T1050 比WT(38.1℃)提高 2.2℃.最佳突变酶M3 对丙酮酸和 1-(R)-苯乙胺的催化效率分别是野生酶的 1.59 倍和 1.56 倍.分子动力学模拟与分子对接结果表明,分子内氢键与疏水相互作用的增加所导致 α-螺旋的加固稳定是酶热稳定性提升的主要原因;底物分子与结合口袋氨基酸之间氢键相互作用的增加以及底物结合口袋体积的增大是导致 M3 催化效率提升的主要原因.底物谱测定结果表明,相较于 WT,M3 对 11 种芳香酮类化合物的催化性能均有所提升,进一步说明M3 对手性胺的合成具有更高的应用价值.

L-高苯丙氨酸(L-homophenylalanine,L-HPA)作为一种重要的非天然氨基酸,是合成治疗高血压的普利类药物等的关键中间体,具有广阔的市场前景.目前L-高苯丙氨酸的合成主要依赖于化学法,但化学合成L-高苯丙氨酸具有原料昂贵、步骤繁琐和污染严重等缺点,限制了广泛应用.因此,国内外研究者对L-高苯丙氨酸的酶法生产进行了深入的研究.本文就目前酶法合成L-高苯丙氨酸的工艺,包括脱氢酶法、转氨酶法、海因酶法和脱羧酶法的研究进展进行了综述,为酶法合成L-高苯丙氨酸提供一定的借鉴,为最终实现L-高苯丙氨酸的酶法工业化生产奠定基础.

黄酮碳苷是一类广泛参与植物防御反应且有着广泛药理活性的天然产物,同时也是霍山石斛中一类重要活性成分.黄烷酮合酶Ⅱ已被证实是植物黄酮碳苷合成途径的关键酶,其催化产物 2-羟基黄烷酮是多数已报道黄酮碳苷合成的前体化合物.该研究基于已报道的黄烷酮合酶Ⅱ氨基酸序列,从构建的霍山石斛基因组本地化数据库中筛选并验证出一个黄烷酮合酶Ⅱ(DhuFNSⅡ)基因,验证其功能发现该酶可体外催化柚皮素和乔松素分别生成芹菜素和白杨素.DhuFNSⅡ的开放阅读框(ORF)为 1 644 bp,编码547 个氨基酸,亚细胞定位显示该蛋白定位在内质网上.RT-qPCR结果表明DhuFNSⅡ在茎中的表达量最高,其次是叶、根.霍山石斛经 4 种生长过程中常遇的非生物胁迫处理后,各组织中DhuFNSⅡ等目标基因的表达量均发生显著上调,但在各处理组中的上调程度却各不相同,其中干旱和冷胁迫对基因表达量影响更为显著.通过对DhuFNSⅡ的鉴定与功能分析,将有助于解析霍山石斛品质代谢物黄酮碳苷形成的分子机制,并为其品质形成及科学栽培提供参考.

非天然氨基酸是一类不受遗传密码子约束的特殊氨基酸,它们具有独特的空间构型和化学性质,为多个领域提供了新的资源和机会.当前,非天然氨基酸可以通过化学合成和生物合成两种方式合成,其中相较于化学合成,生物合成具有更高的效率和立体选择性、更低的成本和污染,是一种有潜力的合成方式.本文综述了非天然氨基酸在蛋白质探针、酶工程、抗体药物偶联物、抗菌肽等方面的研究进展和应用案例,展示了非天然氨基酸如何突破天然氨基酸的限制,拓展蛋白质的结构和功能多样性.同时介绍了非天然氨基酸的生物合成策略,包括代谢工程中的静态调控和动态调控策略以及发酵优化策略.最后,展望了非天然氨基酸的生物合成和应用的未来发展趋势和挑战,为非天然氨基酸的合成和开发提供参考和启示.

赖氨酸酰化修饰在细胞中普遍存在,控制着蛋白质的多种功能;然而,在活细胞中进行特定位点酰化修饰的生物学功能研究还存在困难.近年来发展的遗传密码子拓展(genetic code expansion,GCE)技术通过正交的氨酰基-tRNA合成酶/tRNA能够在活细胞内定向插入与天然酰化修饰结构一致的非天然氨基酸(unnatural amino acids,UAAs),实现在精准引入酰化修饰的基础上研究目的蛋白的理化性质和生物学行为的改变.此外,GCE技术还能定点引入无法被去酰化酶识别的模拟酰化修饰的UAAs,从而提高目的蛋白赖氨酸酰化修饰产物的稳定性.在目的蛋白特定位点插入"光交联"型UAA则被用于阐明酰化修饰蛋白的互作蛋白质组.根据不同结构和功能的酰化修饰分类,分别阐述了GCE技术结合上述3类UAAs的新颖设计,及其在研究蛋白酰化修饰对目的蛋白的活性、稳定性、细胞定位、蛋白质-DNA相互作用和蛋白质-蛋白质相互作用等功能影响中的应用.最后,展望了GCE技术在蛋白质酰化修饰研究中的局限和应用前景.

目的 建立新型肝靶向干扰素(interferon-circumsporozoite protein,IFN-CSP)的质量标准.方法 采用细胞病变抑制法进行生物学活性测定;RP-HPLC法及非还原SDS-PAGE法进行纯度分析;BCA法、ELISA法、抗生素微生物学检定法、凝胶法分别测定蛋白质含量、宿主菌蛋白质残留量、氨苄青霉素残留量和细菌内毒素含量;紫外光谱法确定吸收峰位置;液质联用技术进行肽指纹图谱分析;Edman降解法检测N-端氨基酸序列.结果 IFN-CSP的生物学活性、纯度、蛋白质含量、宿主菌蛋白质残留量、氨苄青霉素残留量及细菌内毒素的检验结果均在质量标准控制范围内,符合《人用重组DNA制品质量控制技术指导原则》和2015年版《中国药典》 对重组干扰素 α2b质量标准的要求.紫外光谱检测吸收峰约在225 nm处,液质联用分析肽指纹图谱覆盖率达80％,N-端氨基酸序列结果显示其N端前15个氨基酸与天然蛋白质一致.结论 IFN-CSP符合基因工程药物质量标准的要求,为其进一步应用开发提供了依据.

无细胞合成生物学作为新兴的多学科交叉手段,已很好地应用于蛋白质工程领域.因为无细胞生物合成系统无需完整的活细胞,在体外就可激活转录和翻译机器,因此,可减少对细胞的依赖性,从而增加工程的自由度.无细胞系统的这些优点使它已经成为强大的蛋白质工程平台,用于膜蛋白和医药蛋白的合成、非天然氨基酸的嵌入以及高通量分析.无细胞蛋白质合成系统不仅在基础科学研究而且在工业化生产中拥有广阔的应用前景.本文中,笔者系统综述了无细胞蛋白质合成系统的研究及应用,并展望了该系统的研究前景.