SAM合成酶基因的研究進(jìn)展與應(yīng)用現(xiàn)狀

鞠妍 侯和勝

摘要：綜述了S-腺苷甲硫氨酸合成酶的結(jié)構(gòu)、性質(zhì)，在臨床應(yīng)用中的作用以及應(yīng)用前景等，以期為今后SAMS基因的研究提供重要信息和有價(jià)值的參考。

關(guān)鍵詞：SAM合成酶；結(jié)構(gòu)；應(yīng)用

中圖分類號(hào)： Q933 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：ADOI編碼：10.3969/j.issn.1006－6500.2012.06.007

1S-腺苷甲硫氨酸合成酶基因結(jié)構(gòu)以及性質(zhì)

2 SAM合成酶基因的的研究現(xiàn)狀

從1962年人們發(fā)現(xiàn)這種酶開始，人們就開始對(duì)SAM合成酶進(jìn)行了不斷地研究。1994年，Boerjan 等發(fā)表SAMS催化L-甲硫氨酸和ATP合成SAM。之后，很多物種的SAMS被克隆了，例如擬南芥、番茄、水稻等。并對(duì)SAMS基因響應(yīng)植物逆境脅迫應(yīng)答做出了分析，更通過DNAman、MEGA4、Primer5和一些在線的生物分析軟件對(duì)獲得的序列進(jìn)行了大量的生物信息學(xué)分析。

分析結(jié)果顯示，不同物種的SAM合成酶基因（已知的），其蛋白中不存在信號(hào)肽序列，SAMS在細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中反應(yīng)不進(jìn)行蛋白質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)；其序列中不存在跨膜結(jié)構(gòu)。SAM結(jié)構(gòu)域分析發(fā)現(xiàn)其編碼蛋白具有N 端結(jié)構(gòu)域、中間結(jié)構(gòu)域和C 端結(jié)構(gòu)域。研究還發(fā)現(xiàn)，該基因在生物的多個(gè)組織均有表達(dá)。將已經(jīng)克隆得到的SAMS基因序列進(jìn)行比對(duì)，發(fā)現(xiàn)不同物種其相似度很高，由此我們可以推斷SAMS基因的保守性較高。

許多研究表明，SAM在多胺和乙烯合成途徑中具有重要作用，它是蛋白質(zhì)、核酸、多糖轉(zhuǎn)甲基中重要的甲基供體。在精胺、亞精胺和ACC合成中SAM發(fā)生降解，反之，其又能分解得到甲硫氨酸，從而參與到SAM的合成。在多胺合成途徑中，植物在受到脅迫時(shí)，SAM增加，這是由于脅迫誘導(dǎo)致使SAM合成酶轉(zhuǎn)錄物的積累。在受到脅迫的情況下，SAM能夠維持植物適應(yīng)穩(wěn)定狀態(tài)的平衡。

3SAM的臨床應(yīng)用[5]

3.1 治療肝膽方面的疾病[10]

臨床上SAM能維持肝臟的正常功能，SAM可以使具有肝病的病人恢復(fù)一些重要物質(zhì)的合成，SAM對(duì)肝損傷（肝硬化或一些肝功能紊亂）有一定的療效。

在較早之前，已有研究表明在化學(xué)作用下誘使肝癌時(shí)，SAMS在這之間相繼產(chǎn)生了連續(xù)的變化。引起這一改變最可能的是由low-Km的缺失，取而代之的是中間Km值的酶。在pH值為5時(shí)酶沉積，腫瘤同工酶的改變是最好的證明。在正常的肝組織中，沉積的酶中只檢測到一小部分low-Km酶。在腫瘤誘導(dǎo)的肝癌中出現(xiàn)，中間Km值的酶是唯一檢測的到的酶，在低分化的PHC中，其活性大大地提高了。因此，腫瘤酶動(dòng)力學(xué)性質(zhì)的改變是與惡性進(jìn)化相關(guān)聯(lián)的。

3.2 治療抑郁癥

3.3 治療關(guān)節(jié)炎

SAM還具有治療關(guān)節(jié)炎等軟組織疾病，且療效顯著，幾乎無副作用。臨床研究表明，病人的病癥在用藥2星期后就得到改善。

4小結(jié)

目前，我國的肝病患者和抑郁癥患者越來越多，SAM在我國有廣闊的市場。所以，在臨床應(yīng)用中，對(duì)于SAM的需求則顯得非常迫切，但SAM的價(jià)格昂貴無法被普通人接受，這使得開發(fā)高產(chǎn)廉價(jià)的SAM顯得尤為重要。而合成SAM共有3種方法：化學(xué)合成法、發(fā)酵法和生物工程法。（1）化學(xué)合成法，產(chǎn)率較低，實(shí)際生產(chǎn)中較少用到該方法；（2）發(fā)酵法，成本低，易于擴(kuò)大培養(yǎng)，曾有研究表明發(fā)酵法生產(chǎn)SAM的產(chǎn)率大約為15%~30%；（3）生物工程法，該方法產(chǎn)量明顯高于前2種方法，而且分離和提純都比較容易，雜質(zhì)也很少。但是關(guān)鍵就是SAM合成酶的獲得，雖然研究表明幾乎所有生物中都含有SAM合成酶，但是含量少、活性低，所以該方法受到了SAM合成酶的限制。

Markham[6]等構(gòu)建了大腸桿菌重組菌，重組菌所表達(dá)的SAM合成酶是野生的大腸桿菌的80多倍，酶的比活力為2.2 U·mg-1。Park[4]等構(gòu)建了重組質(zhì)粒pUC18/SAM2，轉(zhuǎn)化大腸桿菌，但未報(bào)道SAM合成酶的酶活力。Matos[6]等對(duì)不同種類SAM合成酶的活力進(jìn)行了比較，結(jié)果顯示，大腸桿菌比活力不高，但是L-甲硫氨酸Km最低，這有可能是酶法轉(zhuǎn)化酶源的最佳選擇。2000年，韋平和[7]等構(gòu)建了重組菌SAM合成酶，對(duì)其進(jìn)行了酶活測定，結(jié)果顯示，重組菌的活力比宿主菌都有一定程度的提高。余志良[8]等用GAP啟動(dòng)子強(qiáng)化表達(dá)了釀酒酵母的SAM2基因，酶活提高了40倍,進(jìn)一步的研究工作正在進(jìn)行。

隨著SAM在醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域作用的凸顯，以及其在生物體內(nèi)的重要作用的研究。近年來，對(duì)于SAM合成酶展開了大量的研究。這包括了對(duì)SAM合成酶的結(jié)構(gòu)性質(zhì)及酶活性的研究，因此，通過基因工程技術(shù)高表達(dá) SAM 合成酶應(yīng)該是切實(shí)可行的。相信在不久的將來，人們會(huì)對(duì)此有更深入的了解。

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