[发明专利]一种识别赖氨酸脱羧酶的129

说明书

本发明属于生化分析技术领域，具体涉及一种识别赖氨酸脱羧酶的¹²⁹Xe“r₂弛豫效率开关型”磁共振分子探针，包含的组分如下：葫芦[6]脲和赖氨酸。此分子探针原理如下：一种弱葫芦[6]脲结合力底物（赖氨酸）被赖氨酸脱羧酶转化为强葫芦[6]脲结合的产物（尸胺）。酶促反应前，由于葫芦[6]脲内¹²⁹Xe与溶解态¹²⁹Xe的化学交换，分子探针的弛豫效率较大。加入赖氨酸脱羧酶后，赖氨酸被赖氨酸脱羧酶逐渐转化为尸胺，葫芦[6]脲被尸胺占据。最终分子探针的弛豫效率几乎变为零。通过分子探针弛豫效率的开关实现对赖氨酸脱羧酶的识别。

技术领域

本发明涉及生化分析技术领域，具体涉及一种识别赖氨酸脱羧酶的¹²⁹Xe“r₂弛豫效率开关型”磁共振分子探针。

背景技术

赖氨酸脱羧酶能够催化L-赖氨酸脱羧生成尸胺(又名“1,5-戊二胺”)和二氧化碳，是生物尸胺合成途径中的关键酶。其脱羧产生的尸胺和氧自由基反应，帮助消除生物体内自由基对机体的损伤，从而保护微生物细胞免受氧的毒害。(Igarashi K,KashiwagiK.Modulation of cellular function by polyamines.Int J Biochem Cell Biol.2010,42(1):39-51.)。内源性的赖氨酸脱羧酶脱羧作用以及胞内高浓度戊二胺的积累可导致外膜渗透性降低，从而对某些抗生素，如氨基糖苷类和头孢霉素类抗生素具有抑制作用。(Manuel J,Zhanel GG,de KievitT.Cadaverine suppresses persistence tocarboxypenicillins in Pseudomonas aeruginosa PAO1. Antimicrob AgentsChemother.2010,54(12):5173-5179.)当微生物在pH 3.0～5.0的环境面临酸胁迫时，赖氨酸脱羧酶脱羧产生的尸胺被赖氨酸转运蛋白高效地转运到胞外环境，从而使细胞免受极端pH条件所造成的损伤，这对细胞面对酸胁迫时的正常生长具有重要作用。(Soksawatmaekhin W K A SK,Kashiwagi K,et al. Excretion and uptake ofcadaverine by CadB and its physiological functions in Escherichiacoli.Molecular Microbiology.2004,51(5):1401-1412.)

近年来赖氨酸脱羧酶的酶促反应的识别成为研究的热点。此前广泛应用的方法有微量检压法、分光光度法等。(寇凤雨.L-赖氨酸脱羧酶的酶学性质及其应用研究[D].华东理工大学,2016.)微量检压法，主要仪器采用华勃氏呼吸仪。该仪器的基本原理是：在一个定温定体积的密闭体系中检测气体变化，当有气体被吸收时，体系内的气压降低，当有气体生成时，体系的压力就会上升，压力的变化可以通过测压计读出。由此，根据压力变化计算出赖氨酸脱羧酶脱羧所产生的二氧化碳的量，从而实现赖氨酸脱羧酶的酶促反应的识别与监测。但是该方法操作复杂不易操作，需要精确控制。(Leclerc H.Automation ofmicrobiologic analysis: application to the measurement of bacterialdecarboxylases.Annales De Linstitut Pasteur De Lille.1966,17:21-32.)分光光度法测定的原理是根据赖氨酸脱羧酶脱羧生成的尸胺与2,4,6-三硝基苯磺酸反应生成的产物特异性的溶于甲苯，而赖氨酸和2,4,6-三硝基苯磺酸反应生成的产物不溶于甲苯，因此通过甲苯萃取戊二胺和 2,4,6-三硝基苯磺酸反应的产物，在340nm波长下测定度数，根据标准曲线，求出尸胺的浓度。该测定方法简单，测定结果准确，但需要使用具有毒性的有机溶剂甲苯。(Phan AP NTT,Lenhoff H M.Spectrophotometric Assay for lysinedecarboxylase.Analytical Biochemistry.1982,120(1):193-197.)

发明内容