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结构生物化学/Shigeru Tsuiki

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Shigeru Tsuiki

Shigeru Tsuiki 是复杂碳水化合物和蛋白质磷酸酶研究领域的先驱之一。1951 年,他从日本东北大学医学院毕业后,开始了他在实验室的生化学家生涯。五年后,在获得博士学位后,他有机会访问阿拉巴马州伯明翰大学医学院的沃德·皮格曼博士,他从这里开始了自己的贡献。在他杰出的职业生涯中,他在生物化学研究领域取得了三项不同的突出贡献:利用十六烷基三甲基溴化铵从牛颌下腺中纯化粘蛋白的方法、鉴定四种不同哺乳动物唾液酸酶分子物种,以及建立哺乳动物蛋白磷酸酶的分子基础。

粘蛋白纯化

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在他访问美国化学家协会之一期间,他开发了一种令人印象深刻的粘蛋白纯化方法,该方法使用十六烷基三甲基溴化铵。这项进展极大地促进了粘蛋白肽结构的表征。在深入研究粘蛋白的唾液酸成分后,这使他研究了参与唾液酸的酶。他开始专注于两种关键酶:谷氨酰胺-果糖-6-磷酸酰胺转移酶和 UDP-N-乙酰氨基葡萄糖 (UDP-GlcNAc) 2-差向异构酶 UDP-GlcNAc 和 CMP-N-乙酰神经氨酸。在观察到这两种酶在大鼠肝脏发育过程中的不同行为后,他发现可以从大鼠肝脏中获得 UDP-GlcNAc 2-差向异构酶。

鉴定四种不同哺乳动物唾液酸酶分子物种

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当时,大多数科学家都知道从糖蛋白和糖脂中去除唾液酸残基是糖缀合物分解代谢的第一步。凭借他对生物化学的热情,他继续开发了四种类型的唾液酸酶,它们在酶学性质和细胞内定位方面有所不同:溶酶体、胞质和膜结合的唾液酸酶 I 和 II。他在大鼠身上进行了这项开发实验,结果表明大鼠的某些组织含有这四种类型。

  • 溶酶体唾液酸酶 - 具有狭窄的底物特异性。
  • 胞质唾液酸酶 - 水解糖蛋白和神经节苷脂。
  • 膜结合唾液酸酶 I:不常与其他底物水解。
  • 膜结合唾液酸酶 II:像胞质唾液酸酶一样,积极地水解糖蛋白和神经节苷脂。

建立哺乳动物蛋白磷酸酶的分子基础

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他最后的重大贡献是研究蛋白质磷酸酶。出于对生物化学研究的兴趣,他表明细胞糖原含量是由自身控制的,这使他转向了蛋白质磷酸酶。科学家们已经发现,负责糖原合成的酶是糖原合酶 (GS),负责糖原降解的酶是糖原磷酸化酶 (GP)。这两种酶的功能不同:GP 催化糖原的磷酸解,而 GS 催化葡萄糖从 UDP 到引物的转移。根据这些信息,Tsuiki 博士研究了大鼠肝脏 GS 磷酸酶的酶学性质。他提出了一种方法,使用柱层析从糖原中溶解大鼠肝脏 GS 磷酸酶。该方法让我们了解了 GS 磷酸酶的活性,方法是在没有 6-磷酸葡萄糖的情况下增加 GS。在成功完成这项实验后,Tsuiki 博士开始着手他的 GS 磷酸酶项目。他的策略是使用柱层析而不是大鼠肝脏提取物来纯化蛋白质磷酸酶。在 DE52 柱上的层析显示出 GS 和 GP 磷酸酶活性之间洗脱曲线的一个主要差异。它们显示了三个不同的峰 IA、IA 和 II,代表了三种不同的蛋白质。

参考文献

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Biochem,J. Biochem. "生物化学杂志。" 生物化学杂志。2011

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