酶化学

酶在化学研究和化工领域扮演重要角色。一方面，科学家对酶进行模拟合成和修饰，另一方面，大量新型酶被发现。这些酶在生物催化和合成生物学等领域被广泛应用。哈佛大学的Emily P. Balskus认为：“我们正在进入发现酶的新时代。要增加生物催化及合成生物学涉及到的分子类型，需要不断发掘新的酶。”

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化学进展 (30)

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固定化多酶级联反应器

郭华, 张蕾, 董旭, 申刚义, 尹俊发

化学进展. 2020, 32(4): 392-405. https://doi.org/10.7536/PC190426 https://cstr.cn/32298.14.PC190426

摘要 (3052) PDF全文 (1601) HTML (508) 可视化收藏引用

郭华, 张蕾, 董旭, 申刚义, 尹俊发. 固定化多酶级联反应器[J]. 化学进展, 2020, 32(4): 392-405.

Hua Guo, Lei Zhang, Xu Dong, Gangyi Shen, Junfa Yin. Immobilized Multi-Enzyme Cascade Reactor[J]. Progress in Chemistry, 2020, 32(4): 392-405.

多酶级联反应在生命活动过程中发挥着重要作用。固定化多酶级联反应器是将不同功能的酶通过物理化学或生物手段固定于特定载体上,以之模拟生物体内多种酶协同作用方式促使底物发生降解和转化等反应的新型仿生催化技术。该技术具有固定化酶的稳定性、可重复利用以及酶级联的高效协同催化等优点,近年来在生物传感、模拟生物学以及生物转化等领域得到越来越多的关注。本文从多酶级联反应原理、反应器制备、级联反应的影响因素及应用等方面对近年来固定化多酶级联反应器的进展进行详细评述,并展望其发展前景。
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综述
人工金属酶分子设计新进展:肌红蛋白研究实例分析

林英武

化学进展. 2018, 30(10): 1464-1474. https://doi.org/10.7536/PC180528 https://cstr.cn/32298.14.PC180528

摘要 (1749) PDF全文 (1071) 可视化收藏引用

林英武. 人工金属酶分子设计新进展:肌红蛋白研究实例分析[J]. 化学进展, 2018, 30(10): 1464-1474.

Yingwu Lin. Rational Design of Artificial Metalloenzymes: Case Studies in Myoglobin[J]. Progress in Chemistry, 2018, 30(10): 1464-1474.

金属酶在生物体中发挥着多种至关重要的作用，而人工金属酶的分子设计能够调控和拓展天然金属酶的功能，甚至创造出功能更为优越的新型酶分子。肌红蛋白（Mb）是作为血红素蛋白或其他金属蛋白分子设计的理想蛋白模型。近些年，基于Mb蛋白骨架的人工金属酶的分子设计逐渐发展了多种研究策略，包括设计氢键网络、金属结合位点、分子内二硫键、利用蛋白翻译后修饰、引入非天然氨基酸和非天然辅基等。本文着重综述这些方面的最新研究进展，可以帮助我们深刻认识金属酶的结构与功能关系，同时掌握人工金属酶分子设计的思路与方法，从而有助于推动这一领域的快速发展。
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综述
硒蛋白R——一个独特的甲硫氨酸亚砜还原酶

师腾瑞, 杨玉洁, 刘琼, 李楠*

化学进展. https://doi.org/10.7536/PC180625 https://cstr.cn/32298.14.PC180625

摘要 (1446) PDF全文 (485) 可视化收藏引用

师腾瑞, 杨玉洁, 刘琼, 李楠*. 硒蛋白R——一个独特的甲硫氨酸亚砜还原酶[J]. 化学进展, 2018, 30(10): 1496-1502.

Tengrui Shi, Yujie Yang, Qiong Liu, Nan Li*. Selenoprotein R: A Unique Methionine Sulfoxide Reductase[J]. Progress in Chemistry, 2018, 30(10): 1496-1502.

硒蛋白是一类以硒代半胱氨酸为活性中心的蛋白质，利用硒氢基的强还原性，硒蛋白在生物体内发挥重要的抗氧化功能。目前发现，人类基因组中有25种硒蛋白的编码基因，其中硒蛋白R是唯一一个含有硒代半胱氨酸的甲硫氨酸亚砜还原酶，它位于细胞质及细胞核中，由于其空间结构和硒元素的强亲核性，硒蛋白R能特异性还原R型甲硫氨酸亚砜中被氧化的硫元素。硒蛋白R能够与肌动蛋白、瞬时电位通道蛋白及β-淀粉样蛋白等多种蛋白质相互作用，可能在中枢神经系统中具有重要的功能，并与神经退行性疾病的发生发展具有密切关系。
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综述
基于多肽自组装的人工金属酶

王继乾*, 闫宏宇, 李洁, 张丽艳, 赵玉荣, 徐海*

化学进展. 2018, 30(8): 1121-1132. https://doi.org/10.7536/PC180112 https://cstr.cn/32298.14.PC180112

摘要 (1810) PDF全文 (1125) 可视化收藏引用

王继乾*, 闫宏宇, 李洁, 张丽艳, 赵玉荣, 徐海*. 基于多肽自组装的人工金属酶[J]. 化学进展, 2018, 30(8): 1121-1132.

Jiqian Wang*, Hongyu Yan, Jie Li, Liyan Zhang, Yurong Zhao, Hai Xu*. Artificial Metalloenzymes Based on Peptide Self-Assembly[J]. Progress in Chemistry, 2018, 30(8): 1121-1132.

模拟酶，又称人工酶，是在分子水平上模拟天然酶活性部位的形状、大小及其微环境等结构特征的分子或分子聚集体。随着纳米科学和超分子技术的发展，构筑具有生物催化活性的超分子模拟酶已经成为科学研究和应用开发领域的热点。肽组装金属酶是以多肽分子为基本单元，在非共价作用力协同作用下形成的超分子组装体。相比其他功能性材料，肽人工金属酶的结构及生物化学性质更接近天然酶，其分子本身更利于修饰改造，且生物相容性和功能性较好，使其在模拟酶方面具有独特优势。本文总结了近年来通过多肽自组装构建人工金属酶的研究进展，重点综述了多肽组装模式、组装体微观结构、超分子结构、金属活性中心微环境以及pH值对模拟酶催化活性的影响。增加自组装微结构的稳定性、增加催化活性以及扩大由人工酶催化的反应类型是肽人工金属酶研究中的主要挑战。构筑更加稳定的肽自组装纳米结构及更加精确的活性中心以模拟天然酶的结构和活性中心是正确的策略。
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综述
氟代亚氨基糖的合成与糖苷酶抑制活性

李意羡, 贾月梅, 俞初一

化学进展. 2018, 30(5): 586-600. https://doi.org/10.7536/PC171248 https://cstr.cn/32298.14.PC171248

摘要 (921) PDF全文 (334) 可视化收藏引用

李意羡, 贾月梅, 俞初一. 氟代亚氨基糖的合成与糖苷酶抑制活性[J]. 化学进展, 2018, 30(5): 586-600.

Yixian Li, Yuemei Jia, Chuyi Yu. Synthesis and Glycosidase Inhibitory Activities of Fluorinated Iminosugars[J]. Progress in Chemistry, 2018, 30(5): 586-600.

亚氨基糖由于具有重要的糖苷酶抑制活性、抗病毒和抗肿瘤活性等已经在新药创制中显示出巨大的发展潜力。系统研究此类化合物的构效关系有望发现高活性和高选择性的先导化合物。氟代是考察构效关系的常用方法之一。本文总结了氟代亚氨基糖的合成方法与化合物的糖苷酶抑制活性。合成方法中氟的来源包括含氟砌块、氟代糖或氟代试剂，三种合成策略各有优缺点与适用范围。基于氟代亚氨基糖的糖苷酶抑制活性研究，本文初步归纳了一些有代表性的重要亚氨基糖的构效关系，明确了糖环完整性对化合物糖苷酶抑制活性的重要意义。在此基础上对亚氨基糖的侧链或并环环系修饰则可能分别影响抑制谱和糖苷酶抑制活性。氟代亚氨基糖的研究成果是对亚氨基糖化学的重要贡献，以氟代为工具，必将进一步完善与修正亚氨基糖的构效关系，为设计合成具有潜在药物活性的亚氨基糖类化合物提供依据，并极大促进相关的新药创制工作。
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综述与评论
唾液酸转移酶抑制剂的设计与发现

郭键, 贺耘, 叶新山

化学进展. 2016, 28(11): 1712-1720. https://doi.org/10.7536/PC160442 https://cstr.cn/32298.14.PC160442

摘要 (1617) PDF全文 (1852) 可视化收藏引用

郭键, 贺耘, 叶新山. 唾液酸转移酶抑制剂的设计与发现[J]. 化学进展, 2016, 28(11): 1712-1720.

Guo Jian, He Yun, Ye Xin-Shan. Design and Discovery of Sialyltransferase Inhibitors[J]. Progress in Chemistry, 2016, 28(11): 1712-1720.

Baidu(1) CSCD(1)

糖缀合物末端的唾液酸化修饰参与了很多重要的生理及病理过程，尤其是肿瘤细胞表面唾液酸过度表达，能够通过多种途径和机制促进肿瘤转移。唾液酸转移酶是人体内负责唾液酸化修饰的合成酶，良好的唾液酸转移酶抑制剂不仅能够充当糖生物学研究的探针分子，而且有望成为临床治疗中亟需的抑制肿瘤转移的药物。本文综述了近年来唾液酸转移酶抑制剂设计及发现的研究进展，重点介绍了不同类型抑制剂的设计思路及构效关系。此外，对该研究领域当前面临的一些挑战进行了探讨，并对其发展趋势进行了展望。
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综述与评论
基于碳纳米材料的无酶电化学传感器同时检测抗坏血酸、多巴胺和尿酸

邢立文, 马占芳

化学进展. 2016, 28(11): 1705-1711. https://doi.org/10.7536/PC160443 https://cstr.cn/32298.14.PC160443

摘要 (1632) PDF全文 (1461) 可视化收藏引用

邢立文, 马占芳. 基于碳纳米材料的无酶电化学传感器同时检测抗坏血酸、多巴胺和尿酸[J]. 化学进展, 2016, 28(11): 1705-1711.

Xing Liwen, Ma Zhanfang. Non-Enzymatic Electrochemical Sensors Based on Carbon Nanomaterials for Simultaneous Detection of Ascorbic Acid, Dopamine, and Uric Acid[J]. Progress in Chemistry, 2016, 28(11): 1705-1711.

Baidu(1) CSCD(1)

人体中抗坏血酸（AA）、多巴胺（DA）和尿酸（UA）的浓度失调可能导致一系列疾病，如癌症、老年痴呆症、高尿酸血症等，而且这三个物种通常共存于体液中，有接近的氧化还原电位，因此实现三者的同时检测，既具有一定的难度，又具有极其重要的现实意义。近年来用于同时检测AA、DA和UA的电化学传感器取得了令人瞩目的进展，其中碳材料因其成本低廉、导电性好、稳定性好、比表面积大等特点逐渐引起人们的广泛关注。本文综述了基于碳材料构筑的检测AA、DA和UA的无酶电化学传感器的研究进展，对此类电化学传感器的今后发展做了展望。
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综述与评论
基于肽组装凝胶的超分子模拟酶

赵亚男, 王梦凡, 齐崴, 苏荣欣, 何志敏

化学进展. 2016, 28(11): 1664-1671. https://doi.org/10.7536/PC160221 https://cstr.cn/32298.14.PC160221

摘要 (1179) PDF全文 (1762) 可视化收藏引用

赵亚男, 王梦凡, 齐崴, 苏荣欣, 何志敏. 基于肽组装凝胶的超分子模拟酶[J]. 化学进展, 2016, 28(11): 1664-1671.

Zhao Yanan, Wang Mengfan, Qi Wei, Su Rongxin, He Zhimin. Supramolecular Artificial Enzyme Based on Assembling Peptide Gel[J]. Progress in Chemistry, 2016, 28(11): 1664-1671.

Baidu(2)

模拟酶，或称人工酶，是一类利用有机化学方法合成的比天然酶简单的非蛋白质分子。随着纳米科学和超分子技术的发展，构筑具有生物催化功能的超分子模拟酶材料已经越来越成为科学研究和应用开发领域的热点。肽组装凝胶是以多肽为基本单元，在非共价力驱动下形成的一种新型超分子组装体，相比其他功能性材料，肽凝胶的结构及生物化学性质更接近天然酶，分子本身更利于修饰改造，且生物相容性好，这些特点令其在模拟酶方面具有独特优势。本文总结了近几年肽组装凝胶模拟酶在催化水解反应、Aldol反应和氧化还原反应中的最新研究进展，探讨了肽组装程度、微观结构、超分子结构、活性中心微环境以及pH对模拟酶活性的影响，介绍了肽凝胶模拟酶的应用领域，并对目前肽组装凝胶模拟酶研究中存在的问题与发展方向进行了分析和展望。
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综述与评论
酶的改造及其催化工程应用

冯旭东, 李春

化学进展. 2015, 27(11): 1649-1657. https://doi.org/10.7536/PC150419 https://cstr.cn/32298.14.PC150419

摘要 (2457) PDF全文 (4962) 可视化收藏引用

冯旭东, 李春. 酶的改造及其催化工程应用[J]. 化学进展, 2015, 27(11): 1649-1657.

Feng Xudong, Li Chun. The Improvement of Enzyme Properties and Its Catalytic Engineering Strategy[J]. Progress in Chemistry, 2015, 27(11): 1649-1657.

Baidu(4) CSCD(1)

酶作为生物催化剂在食品、饲料、化妆品以及医药等诸多领域逐渐发挥重要作用。但是,酶对外界环境如pH和温度等很敏感,而实际的反应条件和生物体的生理环境差异较大,因此酶在实际应用中不稳定、容易失活,催化效率下降。酶的这一特点大大限制了其工业化应用。目前,定向进化、糖基化以及化学修饰等方法被广泛用于酶分子的改造以提高其稳定性、催化效率以及扩大其底物范围。其中,定向进化通过模拟自然进化机制,在体外改造基因从而获得性能优化的酶突变体,已经成为了酶改造的重要技术。在酶的实际应用过程中,介质工程、固定化以及多酶催化体系构建等技术被广泛用于提高酶的催化效率。其中,多酶催化体系由于其底物通道效应可以显著提高级联酶反应的效率而备受关注。本文首先重点介绍了近年酶应用的现状,然后从酶定向进化、糖基化以及化学修饰的角度总结了酶改造的方法,最后从介质工程、酶固定化以及体外多酶催化体系等方面进一步总结了酶实际应用中的催化工程策略。
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综述与评论
非离子型表面活性剂对木质纤维素酶催化水解的影响及机理

周妍, 赵雪冰, 刘德华

化学进展. 2015, 27(11): 1555-1565. https://doi.org/10.7536/PC150511 https://cstr.cn/32298.14.PC150511

摘要 (1269) PDF全文 (1601) 可视化收藏引用

周妍, 赵雪冰, 刘德华. 非离子型表面活性剂对木质纤维素酶催化水解的影响及机理[J]. 化学进展, 2015, 27(11): 1555-1565.

Zhou Yan, Zhao Xuebing, Liu Dehua. Effects of Non-Ionic Surfactant on the Enzymatic Hydrolysis of Lignocellulose and Corresponding Mechanism[J]. Progress in Chemistry, 2015, 27(11): 1555-1565.

Baidu(7) CSCD(7)

木质纤维素的酶解糖化过程是纤维素生物质转化中的关键步骤,也是限制纤维素生物转化生产燃料和化学品的主要瓶颈。大量的研究表明,非离子型表面活性剂能够强化木质纤维素酶解过程,显著提高纤维素的酶催化水解效率。本文综述了非离子型表面活性剂对纯纤维素和木质纤维素底物酶解的影响,分析了底物结构特性、水解条件、纤维素酶组成等诸多因素与表面活性剂作用效果之间的关联,并从纤维素酶的吸附特性、纤维素酶组分间的协同作用等方面对非离子表面活性剂的作用机理进行了总结。结合已有的研究进展和存在的问题,提出了今后表面活性剂对于木质纤维素酶催化水解影响的研究重点方向,即系统分析底物结构、水解条件等因素对表面活性剂作用的宏观影响,以及分析这种作用的热力学和动力学特性,而微观上需要从原子和分子层面上解析表面活性剂与底物和纤维素酶之间的相互作用特性。
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综述与评论
碳纳米管固定化酶

万晓梅, 张川, 余定华, 黄和, 胡燚

化学进展. 2015, 27(9): 1251-1259. https://doi.org/10.7536/PC150212 https://cstr.cn/32298.14.PC150212

摘要 (1702) PDF全文 (1632) 可视化收藏引用

万晓梅, 张川, 余定华, 黄和, 胡燚. 碳纳米管固定化酶[J]. 化学进展, 2015, 27(9): 1251-1259.

Wan Xiaomei, Zhang Chuan, Yu Dinghua, Huang He, Hu Yi. Enzyme Immobilized on Carbon Nanotubes[J]. Progress in Chemistry, 2015, 27(9): 1251-1259.

Baidu(2) CSCD(1)

在固定化酶技术中,载体材料的选择至关重要,碳纳米管作为一种新型高效的酶固定化载体,具有较大的比表面积、有序的纳米孔道结构、良好的力学/电学/热学性能、突出的化学稳定性、生物相容性和可控的表面官能化修饰等优良特性,应用日益广泛。本文重点介绍了水解酶、氧化还原酶等具有重要工业应用价值的酶在碳纳米管上的固定化研究现状,探讨了载体的表面修饰和固定化方式对固定化酶的酶学性质的影响,并对碳纳米管固定化酶的发展前景进行了展望。
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综述与评论
基于蛋白质骨架的人工水解酶的理性设计

赵媛, 曾金, 林英武

化学进展. 2015, 27(8): 1102-1109. https://doi.org/10.7536/PC150232 https://cstr.cn/32298.14.PC150232

摘要 (1287) PDF全文 (1289) 可视化收藏引用

赵媛, 曾金, 林英武. 基于蛋白质骨架的人工水解酶的理性设计[J]. 化学进展, 2015, 27(8): 1102-1109.

Zhao Yuan, Zeng Jin, Lin Yingwu. Rational Design of Artificial Hydrolases in Protein Scaffolds[J]. Progress in Chemistry, 2015, 27(8): 1102-1109.

蛋白质是生命体的重要组成部分,其中生物酶在生命体系中发挥至关重要的作用。蛋白质分子设计是研究生物酶结构与功能关系的重要手段。本文综述了基于蛋白质骨架的人工水解酶的理性设计与功能研究进展,包括对天然蛋白的重新利用和重新改造,基于3-股螺旋、4-股螺旋或锌指蛋白的分子设计,以及血红蛋白(如细胞色素b₅和肌红蛋白突变体)水解酶催化活性的调控等,阐明了人工水解酶分子设计的基本思路与研究方法,为合理构建人工水解酶或其他生物酶提供了重要的信息。人工水解酶的理性设计进展,不但深化我们对天然酶结构-性质-反应-功能关系的认识,而且还提升我们创造具有优越功能的人工生物酶的能力。
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综述与评论
无酶葡萄糖传感器

方莉, 贺进禄

化学进展. 2015, 27(5): 585-593. https://doi.org/10.7536/PC141132 https://cstr.cn/32298.14.PC141132

摘要 (2234) PDF全文 (3497) 可视化收藏引用

方莉, 贺进禄. 无酶葡萄糖传感器[J]. 化学进展, 2015, 27(5): 585-593.

Fang Li, He Jinlu. Nonenzymatic Glucose Sensors[J]. Progress in Chemistry, 2015, 27(5): 585-593.

葡萄糖传感器在几十年的发展中取得了重大进展,经历了三代基于酶葡萄糖传感器之后,现已进入第四代无酶葡萄糖传感器的发展阶段.本文从基于酶和无酶两类介绍了不同葡萄糖传感器的测试原理,综述了近年来纳米材料在无酶电化学葡萄糖传感器方面应用的主要研究进展,对不同类别纳米材料的制备方法以及所构建传感器的灵敏度、选择性、检测范围和稳定性等进行了评述,分析了制约无酶葡萄糖传感器商业化应用的主要原因.其中,贵金属纳米材料主要讨论了铂、金和钯;过渡金属纳米材料主要讨论了镍、铜以及其氧化物;双金属纳米材料主要讨论了合金和复合物;碳纳米材料主要讨论了单壁(多壁)碳纳米管和石墨烯.此外,本文也对无酶葡萄糖传感器的发展方向和趋势进行了展望.
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综述与评论
腈水解酶在医药中间体生物催化研究中的最新进展

龚劲松, 李恒, 陆震鸣, 史劲松, 许正宏

化学进展. 2015, 27(4): 448-458. https://doi.org/10.7536/PC141113 https://cstr.cn/32298.14.PC141113

摘要 (2031) PDF全文 (3089) 可视化收藏引用

龚劲松, 李恒, 陆震鸣, 史劲松, 许正宏. 腈水解酶在医药中间体生物催化研究中的最新进展[J]. 化学进展, 2015, 27(4): 448-458.

Gong Jinsong, Li Heng, Lu Zhenming, Shi Jinsong, Xu Zhenghong. Recent Progress in the Application of Nitrilase in the Biocatalytic Synthesis of Pharmaceutical Intermediates[J]. Progress in Chemistry, 2015, 27(4): 448-458.

Baidu(10) CSCD(3)

腈水解酶是生物催化领域中的一种重要催化剂,可用于羧酸的生物合成,反应过程具有条件温和、催化效率高、选择性突出、工艺绿色环保等特点,在医药中间体的制备中具有重要应用,符合原子经济性和绿色化学的发展方向。相关酶种的挖掘及改造已逐步成为新的研究热点,许多腈水解酶催化剂已被开发应用于医药中间体的合成。随着现代分子生物学技术的进步以及生物催化进入第三次发展浪潮,利用基因工程手段构建的基因工程菌或纯化酶作为催化剂已变得较为普遍,提高催化剂的催化潜力、改善其催化特性以最大程度的体现腈水解酶合成反应的独特优势,将为腈水解酶应用于更多医药中间体的合成奠定基础。本文综述了用于医药中间体合成的腈水解酶的应用与发展现状,并探讨了该领域研究所面临的前所未有的机遇与挑战。
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综述与评论
纳米金生物共轭探针在酶活检测中的应用

田丹碧, 张卫, 汤燕, 江凌, 刘佳, 胡燚

化学进展. 2015, 27(2/3): 267-274. https://doi.org/10.7536/PC140938 https://cstr.cn/32298.14.PC140938

摘要 (1150) PDF全文 (1113) 可视化收藏引用

田丹碧, 张卫, 汤燕, 江凌, 刘佳, 胡燚. 纳米金生物共轭探针在酶活检测中的应用[J]. 化学进展, 2015, 27(2/3): 267-274.

Tian Danbi, Zhang Wei, Tang Yan, Jiang Ling, Liu Jia, Hu Yi. Bioconjugate Probe for Enzyme Activity Based on the Gold Nanoparticles[J]. Progress in Chemistry, 2015, 27(2/3): 267-274.

Baidu(5) CSCD(1)

基于纳米生物共轭的酶活探针由于纳米材料的独特光电及电化学性质,多年来已经进行了广泛的研究。本综述总结了纳米金生物共轭探针在检测酶活性方面的研究成果,依次讨论了比色法、荧光法以及其他的方法,对其独特的设计进行了解释并讨论了各方法的优缺点。最后,简要指出了其发展的方向以及成功应用于实际应用时所存在的障碍。
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综述与评论
单分子荧光技术在端粒和端粒酶研究中的应用

范霄, 李艳艳, 刘迎亚, 曹昌盛, 李海涛

化学进展. 2014, 26(12): 1987-1996. https://doi.org/10.7536/PC140619 https://cstr.cn/32298.14.PC140619

摘要 (1062) PDF全文 (1243) 可视化收藏引用

范霄, 李艳艳, 刘迎亚, 曹昌盛, 李海涛. 单分子荧光技术在端粒和端粒酶研究中的应用[J]. 化学进展, 2014, 26(12): 1987-1996.

Fan Xiao, Li Yanyan, Liu Yingya, Cao Changsheng, Li Haitao. Application of Single Molecule Fluorescence Techniques on Telomere and Telomerase[J]. Progress in Chemistry, 2014, 26(12): 1987-1996.

Baidu(4) CSCD(2)

端粒酶是一种逆转录酶,能够维持端粒的长度和活性,从而防止染色体末端降解或融合,维持染色体稳定.大多数正常体细胞中端粒酶活性被抑制,端粒长度随着细胞持续分裂逐渐缩短;而在大多数癌细胞中端粒酶都表现出活性,端粒的长度和结构得以维持,癌细胞永生化.由此可见端粒酶是一种重要的癌症标志物,可作为癌症诊断依据和治疗靶点.然而,端粒酶结构复杂且数量少,难以从微量全酶复合物中分离出足量端粒酶用于分析,这为传统方法研究端粒酶带来极大困难.随着单分子荧光技术的发展,荧光共振能量转移、荧光双色同步响应等技术已被应用于端粒酶的研究,打破了传统方法检测端粒酶的各种局限.本文主要综述了单分子荧光技术的发展,端粒、端粒酶与癌症及其研究进展,并对单分子荧光技术在端粒酶研究中的应用及其发展趋势进行了总结和展望.
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综述与评论
双链特异性核酸酶的生物学和医学应用

邱晓沛, 张洪, 蒋天伦, 罗阳

化学进展. 2014, 26(11): 1840-1848. https://doi.org/10.7536/PC140808 https://cstr.cn/32298.14.PC140808

摘要 (2057) PDF全文 (2969) 可视化收藏引用

邱晓沛, 张洪, 蒋天伦, 罗阳. 双链特异性核酸酶的生物学和医学应用[J]. 化学进展, 2014, 26(11): 1840-1848.

Qiu Xiaopei, Zhang Hong, Jiang Tianlun, Luo Yang. Biological and Medical Applications of Duplex-Specific Nuclease[J]. Progress in Chemistry, 2014, 26(11): 1840-1848.

Baidu(2) CSCD(1)

双链特异性核酸酶DSN是一种能高选择性地识别并酶切完全匹配的DNA双链或者DNA-RNA杂交双链中的DNA,而对单链DNA和RNA几乎没有作用的核酸酶.DSN酶的上述特点使其在生物和医学等领域广泛应用,主要包括全长cDNA文库的均一化、单核苷酸多态性(SNP)检测和高通量测序等.近年来,DSN酶在microRNAs(miRNAs)的检测领域得以长足发展和应用.miRNAs是一组内源性、非编码短序列RNAs,在生理和病理过程中具有重要作用,但由于其序列短、丰度低等特点, miRNAs的检测一直是临床难题.新近研究主要基于DSN酶信号放大的特点,相继建立了一系列生物传感技术,通过采用不同检测原理如比色法、荧光法、电化学法等实现痕量miRNAs检测.本文就DSN酶在miRNAs检测、SNP检测、全长cDNA文库均一化及高通量测序等方面的生物学应用进行了综述.
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综述与评论
转肽酶Sortase A在蛋白质修饰中的应用

谭祥龙, 许玲, 石景, 李宜明

化学进展. 2014, 26(10): 1741-1751. https://doi.org/10.7536/PC140442 https://cstr.cn/32298.14.PC140442

摘要 (3255) PDF全文 (4166) 可视化收藏引用

谭祥龙, 许玲, 石景, 李宜明. 转肽酶Sortase A在蛋白质修饰中的应用[J]. 化学进展, 2014, 26(10): 1741-1751.

Tan Xianglong, Xu Ling, Shi Jing, Li Yiming. Applications of Transpeptidase Sortase A for Protein Modifications[J]. Progress in Chemistry, 2014, 26(10): 1741-1751.

Baidu(3) CSCD(2)

近年来，发展蛋白质与多肽的化学选择性连接与修饰方法已成为化学生物学的研究热点。这类方法可以在很大程度上弥补基因工程技术无法制备翻译后修饰蛋白与人工改造蛋白的缺陷，得到目前无法通过生物表达的功能蛋白。20世纪90年代末，人们从金黄色葡萄球菌中分离得到转肽酶Sortase A，它能够选择性识别特异性多肽序列LPXTG，并在特定位点切断氨基酸的肽键进而将其与一个新的肽链连接。该特性使Sortase A有望成为一种高效、通用的蛋白质修饰的工具。与传统的化学合成相比，Sortase催化的化学半合成方法，可以较好的解决化学合成蛋白的尺寸问题。本文就近年来Sortase A在蛋白质修饰及合成中的研究进展进行简要综述。
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综述与评论
环肽类组蛋白去乙酰化酶抑制剂

李晓晖*, 黄美玲, 刘丽娜, 王燕云

化学进展. 2014, 26(09): 1527-1536. https://doi.org/10.7536/PC140313 https://cstr.cn/32298.14.PC140313

摘要 (822) PDF全文 (1482) 可视化收藏引用

李晓晖*, 黄美玲, 刘丽娜, 王燕云. 环肽类组蛋白去乙酰化酶抑制剂[J]. 化学进展, 2014, 26(09): 1527-1536.

Li Xiaohui*, Huang Meiling, Liu Lina, Wang Yanyun. Cyclopeptide Histone Deacetylase Inhibitors[J]. Progress in Chemistry, 2014, 26(09): 1527-1536.

Baidu(24)

组蛋白去乙酰化酶抑制剂是一类以组蛋白去乙酰化酶为靶点的新型靶向抗肿瘤药物，在抗增殖、促凋亡、促分化、阻滞细胞生长周期、抗血管生成等方面有很好的作用。组蛋白去乙酰化酶抑制剂以其独特的抗肿瘤作用机理，在研发肿瘤治疗药物中占有重要地位。在组蛋白去乙酰化酶抑制剂分类中，环肽类抑制剂结构最为复杂，对多种类型的实体瘤及血液学癌细胞均具有良好的对抗作用。本文针对天然和化学合成的环肽类组蛋白去乙酰化酶抑制剂中金属结合区、表面识别区以及连接区的结构特点进行了综述，并描述了各类抑制剂对酶的抑制活性和抗肿瘤增殖活性。对抑制剂不同结构区的修饰、改造可以使抑制剂对不同肿瘤细胞具有高效性和特异性作用，通过构效关系研究寻找具有高效低毒、靶向性环肽类抑制剂的结构规律，可为研究开发抗肿瘤药物提供帮助。
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综述与评论
脱氧核酶在重金属离子检测中的应用

李慧, 孔德明

化学进展. 2013, 25(12): 2119-2130. https://doi.org/10.7536/PC130542 https://cstr.cn/32298.14.PC130542

摘要 (1442) PDF全文 (1133) 可视化收藏引用

李慧, 孔德明. 脱氧核酶在重金属离子检测中的应用[J]. 化学进展, 2013, 25(12): 2119-2130.

Li Hui, Kong Deming. Applications of DNAzymes in the Detection of Heavy Metal Ions[J]. Progress in Chemistry, 2013, 25(12): 2119-2130.

CSCD(2)

脱氧核酶（DNAzyme）是通过体外筛选技术（systematic evolution of ligands by exponential enrichment，SELEX技术）得到的具有酶活性的单链DNA片段。与天然酶相比，脱氧核酶具有性质稳定、合成和修饰简单以及易于储存等优势。某些脱氧核酶对金属离子显示了高度的识别特异性，且酶活性与特定金属离子的浓度密切相关。这些特点使其在金属离子检测中的应用备受关注。本文对脱氧核酶在重金属离子传感器设计中的应用进行了总结和评述，重点讨论了荧光传感器和比色传感器的设计。
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综述与评论
双位点作用的乙酰胆碱酯酶抑制剂

郑伟, 谢琼, 陈良康, 陈建兴, 仇缀百

化学进展. 2013, 25(11): 1973-1980. https://doi.org/10.7536/PC130175 https://cstr.cn/32298.14.PC130175

摘要 (1364) PDF全文 (1306) 可视化收藏引用

郑伟, 谢琼, 陈良康, 陈建兴, 仇缀百. 双位点作用的乙酰胆碱酯酶抑制剂[J]. 化学进展, 2013, 25(11): 1973-1980.

Zheng Wei, Xie Qiong, Chen Liangkang, Chen Jianxing, Qiu Zhuibai. Dual Binding Site Acetylcholinesterase Inhibitors[J]. Progress in Chemistry, 2013, 25(11): 1973-1980.

Baidu(5) CSCD(1)

阿尔茨海默病(AD)是一种严重威胁老年人生命健康的疾病,在针对不同靶点的抗AD药物开发中,基于双位点作用的乙酰胆碱酯酶抑制剂的研究是当前热点领域。这类抑制剂不仅能提高患者脑内乙酰胆碱水平以改善其认知能力,同时可干扰Aβ的聚集,调控病理过程,从而发挥双重治疗AD的作用。本文综述了双位点作用的乙酰胆碱酯酶抑制剂的作用机理及近几年来已报道的先导化合物,同时结合本课题组开发的左旋美普他酚类双配基的研究结果,总结此类化合物的合理设计和构效关系,对双位点作用的乙酰胆碱酯酶抑制剂的药物开发中面临的一些挑战进行探讨,并对其发展趋势作了展望。
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癌症化学预防专辑
乳腺癌预防的三期临床试验：雌激素靶向药物,选择性雌激素受体调控剂和芳香酶抑制剂

Barbara K. Dunn

化学进展. 2013, 25(09): 1429-1449. https://doi.org/10.7536/PC130747 https://cstr.cn/32298.14.PC130747

摘要 (947) PDF全文 (797) HTML (2) 可视化收藏引用

Barbara K. Dunn. 乳腺癌预防的三期临床试验：雌激素靶向药物,选择性雌激素受体调控剂和芳香酶抑制剂[J]. 化学进展, 2013, 25(09): 1429-1449.

Barbara K. Dunn. Phase 3 Trials in Breast Cancer Prevention：Focus on Estrogen-Targeting Agents, Selective Estrogen Receptor Modulators and Aromatase Inhibitors[J]. Progress in Chemistry, 2013, 25(09): 1429-1449.

据估计,2008 年全世界有138 万新诊断的乳腺癌,占女性所有癌症的23%,是世界范围内女性中最常见的癌症。尽管早期诊断和治疗技术的进步已经降低了乳腺癌的发病率和死亡率,但乳腺癌仍然是女性中死亡率最高的癌症。因此,探索预防乳腺癌的途径和开发风险评估模型以确定最可能从预防性干预中受益的女性具有重要意义。大规模临床试验是评估乳腺癌预防药物功效的金标准,同时也是这些药物获得正式批准的基础。因此,本文重点讨论了已经进入三期临床试验或已获正式批准用于降低乳腺癌风险的药物,尤其是针对雌激素受体阳性乳腺癌的预防药物如选择性雌激素受体调控剂和芳香酶抑制剂等;此外也对乳腺癌风险评估模型进行了简单评述。
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综述与评论
金属酶中双氧活化的模型研究及应用

王志鹏, 张艳, 王晓青*

化学进展. 2013, 25(06): 915-926. https://doi.org/10.7536/PC121049 https://cstr.cn/32298.14.PC121049

摘要 (1216) PDF全文 (1260) 可视化收藏引用

王志鹏, 张艳, 王晓青*. 金属酶中双氧活化的模型研究及应用[J]. 化学进展, 2013, 25(06): 915-926.

Wang Zhipeng, Zhang Yan, Wang Xiaoqing*. Models in Metalloenzymes for Dioxygen Activation[J]. Progress in Chemistry, 2013, 25(06): 915-926.

Baidu(2) CSCD(1)

金属酶活化双氧的过程对生物体内新陈代谢、信号转导等一系列功能至关重要。生物体内实现双氧活化功能的金属酶主要有血红素酶和非血红素酶两类。对模型化合物催化双氧活化过程中间体的表征及催化反应产物的分析可以揭示金属酶的双氧活化机理;对模型化合物的反应活性与配体电子效应的研究将为配合物催化剂的配体设计提供指导。特别是血红素酶和非血红素酶可以实现对C-H键的选择性活化, 这是化学反应的难题之一。因此这些模型化合物可以被用做催化剂来解决药物发现、工业生产以及能源转化中的难题。本文介绍了血红素酶和单核非血红素酶模型化合物在机理研究上的近期进展, 分析了卟啉类似物、二组氨酸一羧酸面式结构酶模型化合物等模型的设计思想和高价金属氧合中间体的电子结构, 总结了配体电子效应和模型化合物催化活性之间的关系。最后, 提出了目前模型化合物在双氧活化研究中存在的一些不足, 并对其在基础研究及应用方面的发展进行了展望。
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综述与评论
固定化酶微反应器的制备及应用

申刚义, 于婉婷, 刘美蓉, 崔勋

化学进展. 2013, 25(07): 1198-1207. https://doi.org/10.7536/PC121161 https://cstr.cn/32298.14.PC121161

摘要 (1912) PDF全文 (1747) 可视化收藏引用

申刚义, 于婉婷, 刘美蓉, 崔勋. 固定化酶微反应器的制备及应用[J]. 化学进展, 2013, 25(07): 1198-1207.

Shen Gangyi, Yu Wanting, Liu Meirong, Cui Xun. Preparation and Application of Immobilized Enzyme Micro-Reactor[J]. Progress in Chemistry, 2013, 25(07): 1198-1207.

Baidu(10) CSCD(6)

固定化酶微反应器是将生物分子固定技术与生化微反应相结合制备的一种固定化催化装置。这种微型化的反应系统由于兼具固定化酶的特异性催化、可重复利用及微分析的低消耗、易分离等优点,在生命科学如蛋白质组学、酶抑制剂的筛选、生物催化等领域具有非常重要的作用。固定化酶微反应器的性能与其制作方法关系密切。本文着重从酶与固定化载体结合方式的角度,对近年来固定化酶微反应器的各种制备方法和应用进行了较为详细的评述。重点讨论了各种方法的优缺点和最新的发展情况,并对其发展前景进行了展望。
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新领域
生物无机化学范式的转变: 硅质海绵动物中二氧化硅的酶促缩聚反应

王晓红*, 甘露, Heinz C. Schröder, Werner E.G. Müller*

化学进展. 2013, 25(04): 435-445. https://doi.org/10.7536/PC120801 https://cstr.cn/32298.14.PC120801

摘要 (1644) PDF全文 (872) 可视化收藏引用

王晓红*, 甘露, Heinz C. Schröder, Werner E.G. Müller*. 生物无机化学范式的转变: 硅质海绵动物中二氧化硅的酶促缩聚反应[J]. 化学进展, 2013, 25(04): 435-445.

Wang Xiaohong*, Gan Lu, Heinz C. Schröder, Werner E.G. M黮ler*. Paradigm Shift in Bioinorganic Chemistry: Enzymatic Polycondensation Reaction of Silica in Siliceous Sponges[J]. Progress in Chemistry, 2013, 25(04): 435-445.

硅蛋白的发现导致了生物无机化学范式的转变,因为它是第一个可以催化无机单体合成无机聚合物分子的酶。分子生物学,生物化学和细胞生物学数据证实,两种硅质海绵动物,包括寻常海绵和六放海绵,它们的骨针都是由硅蛋白/酶催化合成的。这种酶不仅存在于硅质海绵骨针内部,而且也存在于硅质海绵骨针表面。在硅质海绵骨针生长过程中,它催化生物二氧化硅的合成而构建硅薄层,一层层的硅薄层逐步沉积从而形成硅质海绵骨针。寻常海绵动物Suberites domuncula体外实验获得的硅蛋白活性数据(催化生物二氧化硅的形成)反映了体内骨针生长所需的生物二氧化硅量。本文最后总结了在寻常海绵动物骨针生长和成熟过程中出现的生物熔合现象,即内部的硅薄层“烧结”在一起形成致密的硅棒。强壮的和坚硬的生物二氧化硅骨架的形成需要经历一个硬化过程,这个过程由海绵动物排水通道表面的细胞膜控制,排除生物二氧化硅缩聚反应过程中释放出的水分而使材料固化。
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金属与核酸
DNA拓扑异构酶抑制剂

杜可杰, 王忆, 梁捷雯, 计亮年, 巢晖*

化学进展. 2013, 25(04): 545-554. https://doi.org/10.7536/PC120820 https://cstr.cn/32298.14.PC120820

摘要 (4719) PDF全文 (1877) 可视化收藏引用

杜可杰, 王忆, 梁捷雯, 计亮年, 巢晖*. DNA拓扑异构酶抑制剂[J]. 化学进展, 2013, 25(04): 545-554.

Du Kejie, Wang Yi, Liang Jiewen, Ji Liangnian, Chao Hui*. DNA Topoisomerase Inhibitors[J]. Progress in Chemistry, 2013, 25(04): 545-554.

Baidu(5)

DNA拓扑异构酶是一种广泛存在于真核细胞和原核细胞中的重要生物酶,对DNA转录、复制、染色体分离及基因表达等过程中的DNA拓扑结构起着重要的调控作用。研究发现,与正常细胞不同,DNA拓扑异构酶在肿瘤细胞中表现出不受其他因素影响的高水平表达,而许多抗肿瘤药物的作用机制也与DNA拓扑异构酶密切相关,因此它作为抗肿瘤药物的重要靶点引起了研究者的广泛关注。本文对DNA拓扑异构酶的结构、分类及生物功能进行了简要的归纳,总结了近年来DNA拓扑异构酶抑制剂的研究进展,并重点对金属配合物作为DNA拓扑异构酶抑制剂的研究现状进行了详细的介绍。
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模拟酶
具有非共价相互作用的金属酶模拟物

王海波, 赵猛, 计亮年, 毛宗万*

化学进展. 2013, 25(04): 577-588. https://doi.org/10.7536/PC121054 https://cstr.cn/32298.14.PC121054

摘要 (1665) PDF全文 (1271) 可视化收藏引用

王海波, 赵猛, 计亮年, 毛宗万*. 具有非共价相互作用的金属酶模拟物[J]. 化学进展, 2013, 25(04): 577-588.

Wang Haibo, Zhao Meng, Ji Liangnian, Mao Zongwan*. Metalloenzyme Mimics with Non-Covalent Interactions[J]. Progress in Chemistry, 2013, 25(04): 577-588.

Baidu(3) CSCD(1)

金属酶催化的高效性和选择性来源于第一配位环境金属催化中心和第二配位环境非共价相互作用力的协同作用。针对金属催化中心构效关系的研究已有大量报道,相比之下,有关非共价相互作用的研究尚不够充分。金属酶的非共价作用力,包括氢键、静电相互作用、范德华力和疏水相互作用等产生于第二配位环境中的氨基酸残基。阐述第二配位环境中氨基酸残基作用的首要障碍来自于复杂并难以界定的分子内和分子间的相互作用网络。制备包含非共价相互作用的金属酶模拟物是攻克这一难题行之有效的方法,它不但有利于理解非共价相互作用和金属离子之间的协同作用,而且有助于发展可应用于工业、医药、生物技术等领域的仿生催化剂。本文按照非共价弱相互作用的类型,对近期报道的典型案例进行综述。文中阐述了基于简单多齿配体,如联吡啶、三联吡啶、环胺、卟啉等,和基于超分子配体,如功能化的环糊精和杯芳烃等的金属酶模型物。在讨论模型物之前,本文对天然金属酶中的非共价相互作用简略探讨。
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综述与评论
非核苷类HCV NS5B聚合酶抑制剂

伍道春, 何严萍^*

化学进展.

摘要 (2075) PDF全文 (1033) 可视化收藏引用

伍道春, 何严萍^*. 非核苷类HCV NS5B聚合酶抑制剂[J]. 化学进展, 2012, 24(11): 2255-2267.

Wu Daochun, He Yanping. HCV Non-Nucleoside NS5B Polymerase Inhibitors[J]. Progress in Chemistry, 2012, 24(11): 2255-2267.

全球约有1.7亿人感染丙型肝炎病毒(HCV),至今尚无有效的疫苗和治疗药物。目前干扰素-α和利巴韦林联用抗HCV 的标准治疗方案存在严重不良反应。近年来,新型抗HCV的研究主要集中于针对病毒感染的特异性靶点寻找新的抑制剂。NS5B聚合酶因其在HCV RNA基因组复制中的关键性作用,是目前抗HCV药物设计的重要靶点之一。NS5B聚合酶抑制剂可分为核苷类抑制剂(NIs)和非核苷类抑制剂(NNIs)。自从第一个NS5B NNIs苯并咪唑类化合物被报道以来,大量不同结合位点NS5B NNIs相继被报道,一些化合物在临床研究中表现出了可喜的疗效。本文综述了苯并噻二嗪类、苯并咪唑类、吲哚类、噻吩羧酸类、喹啉酮类、二氢吡喃类和二酮酸类等 NS5B NNIs的研究进展,旨在为该类抑制剂的开发研究提供参考。
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综述与评论
蛋氨酸亚砜还原酶及其在白内障发生发展中的作用

李轶, 李琳, 黄开勋^*

化学进展.

摘要 (1940) PDF全文 (963) 可视化收藏引用

李轶, 李琳, 黄开勋^*. 蛋氨酸亚砜还原酶及其在白内障发生发展中的作用[J]. 化学进展, 2012, 24(07): 1398-1404.

Li Yi, Li Lin, Huang Kaixun. Methionine Sulfoxide Reductase and Their Roles in Cataracts Formation and Development[J]. Progress in Chemistry, 2012, 24(07): 1398-1404.

蛋氨酸(Met)是生物体内很容易被氧化的氨基酸之一,氧化应激条件下,生成S型和R型蛋氨酸亚砜(MetO), 晶状体蛋白中MetO的增加与晶状体老化和白内障形成相关。生物体内存在着两种不同的蛋氨酸亚砜还原酶(Msr),即MsrA和B,分别能特异性地作用于自由或结合在蛋白质中的S-MetO和R-MetO,将MetO修复为Met,从而避免了蛋白质结构和功能的改变。在哺乳动物中,MsrA以单基因形式存在,而MsrB有3种异构体,分别为MsrB1,MsrB2和MsrB3,其中MsrB1是一个硒蛋白,又被称为硒蛋白R(SelR)。本文介绍了Msrs的基因表达、分布和亚细胞定位,比较了MsrA和MsrBs蛋白结构和催化机制的异同,讨论了晶状体蛋白Met残基的氧化与白内障形成和发展的关系。现有的这些研究结果表明Msrs作为一类特异性的抗氧化还原酶,通过对MetO的修复,在抑制晶状体的损伤方面发挥重要作用。此外,MsrB1作为一个硒蛋白受机体硒水平的调节,因此,通过补硒保持晶状体适当的硒浓度以维持MsrB1的活性,对白内障的形成和发展可能具有一定的预防作用。
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量子化学专辑
锌酶的计算模拟:挑战与最新进展

巫瑞波, 曹泽星^*, 张颖凯^*

化学进展. 2012, 24(06): 1175-1184.

摘要 (2281) PDF全文 (1358) 可视化收藏引用

巫瑞波, 曹泽星^*, 张颖凯^*. 锌酶的计算模拟:挑战与最新进展[J]. 化学进展, 2012, 24(06): 1175-1184.

Wu Ruibo, Cao Zexing, Zhang Yingkai. Computational Simulations of Zinc Enzyme: Challenges and Recent Advances[J]. Progress in Chemistry, 2012, 24(06): 1175-1184.

Baidu(1)

锌酶在人体中分布非常广泛,种类繁多,是当前最受关注的金属酶之一。由于在锌配位结构上的多样性以及Zn²⁺饱和的d轨道带来的“光谱寂静”性,导致许多实验研究手段受限。计算模拟在锌酶的研究中发挥着越来越重要的作用,已经成为不可或缺的研究工具。现代量子化学计算模拟方法,特别是被视为研究生物大分子体系非常有效的QM/MM组合方法,目前已经被广泛应用于探讨复杂多变的锌配位结构以及锌酶催化反应机理。通过在QM/MM水平下开展的分子动力学模拟,可以揭示锌酶体系中结构与功能间的相互关系。此外,分子力场方法在锌酶研究中同样发挥了不可替代的作用,由于传统力场普遍无法正确描述锌配位结构,因此,锌酶分子力场的开发具有迫切的现实意义。本文总结了近年来锌酶计算模拟领域的最新进展,提出了锌酶计算研究中还有待解决的一些问题。