催化核苷类药物合成的N-脱氧核糖转移酶的克隆表达文献综述
2020-05-26 20:24:19
1. 核苷类药物的酶合成法
目前,世界范围内广泛认识到2#8217;-脱氧核苷酸可以作为反义药物的原材料。天然的2' -脱氧核苷酸主要来自于DNA的水解。但是,这种方法中DNA原来的不确定性以及复杂的提纯工艺,限制了其发展。所以最终化学方法或者酶法就取代了DNA的水解作用来生产脱氧核苷酸。脱氧胸苷和脱氧脱氧尿苷能够通过化学方法很容易地合成,而且成本价格并不贵。然而,另外一些脱氧核苷,比如脱氧腺苷、脱氧胞苷和脱氧鸟苷就很难用同样的化学方法合成,所以必须用酶法合成。
目前主要有两类酶是通过生物转化的方式合成核苷类似物:N-脱氧核糖转移酶,核苷磷酸化酶。
(1)核苷磷酸化酶
核苷磷酸化酶(Nucleoside Phosphorylase, NPase)主要催化可逆的磷酸化反应,对胞内核苷有代谢作用,在核苷补救途径中提供核糖-1-磷酸或脱氧核糖-1-磷酸给碱基,然后释放出另一种碱基,如此便形成新的核苷酸。
现已发现核苷磷酸化酶主要有两类:嘌呤核苷磷酸化酶( Purine nucleoside phosphory -lase, PNPase, EC2.4.2.1)和嘧啶核苷磷酸化酶( Pyrimidine phosphorylase,PyPNase, EC2.4.2.2 );而后者又分为两类:胸苷磷酸化酶( Thymidine phosphorylase,TPase,EC2.4.2. 4)和尿苷磷酸化酶( Uridine phosphorylase, UPase, EC2.4.2.3 )。如果要由嘌呤核苷生成嘧啶核苷,那么嘌呤核苷磷酸化酶和嘧啶核苷磷酸化酶必须同时存在,共同作用才一能完成。
(2)N-脱氧核糖转移酶
N-脱氧核糖转移酶(EC2.4.2.6 ),也叫脱氧糖基转移酶,催化脱氧核糖从嘌呤(或嘧啶)脱氧核苷直接转移到嘌呤(或嘧啶)核苷。这类酶基本是在乳杆菌内存在。N-脱氧核糖转移酶可分为两种类型,类型I只能对嘌呤碱基与嘌呤核苷之间的转化有催化作用,类型II则没有这种专一性,它对嘌呤碱基或嘧啶碱基与嚓咤核苷或嘧啶核苷之间的转化都有一定的催化作用。这类酶对碱基和核糖结构没有严格的专一性,不仅能催化天然的核苷和2#8217;-脱氧核苷,对核苷衍生物如2', 3#8217;-脱氧核苷和2-卤代腺苷等也有催化活性;甚至很多经过修饰的碱基如咪唑、三唑都可以作为底物。
2. N-脱氧核糖转移酶性质
N-脱氧核糖转移酶分为I和II两种,嘌呤脱氧核糖转移酶(PTD)特异地催化嘌呤碱基间的2一脱氧核糖基转移为I型,而核苷脱氧核糖转移酶(NTD)有底物特异性能够以嘌呤或嘧啶作为供体或受体,被称为II型,N-脱氧核糖转移酶II比N-脱氧核搪转移酶I催化的底物谱更广。