SAM合成酶基因的研究进展与应用现状

鞠妍 侯和胜

摘要：综述了S-腺苷甲硫氨酸合成酶的结构、性质，在临床应用中的作用以及应用前景等，以期为今后SAMS基因的研究提供重要信息和有价值的参考。

关键词：SAM合成酶；结构；应用

中图分类号： Q933 文献标识码：ADOI编码：10.3969/j.issn.1006－6500.2012.06.007

1S-腺苷甲硫氨酸合成酶基因结构以及性质

2 SAM合成酶基因的的研究现状

从1962年人们发现这种酶开始，人们就开始对SAM合成酶进行了不断地研究。1994年，Boerjan 等发表SAMS催化L-甲硫氨酸和ATP合成SAM。之后，很多物种的SAMS被克隆了，例如拟南芥、番茄、水稻等。并对SAMS基因响应植物逆境胁迫应答做出了分析，更通过DNAman、MEGA4、Primer5和一些在线的生物分析软件对获得的序列进行了大量的生物信息学分析。

分析结果显示，不同物种的SAM合成酶基因（已知的），其蛋白中不存在信号肽序列，SAMS在细胞质基质中反应不进行蛋白质转运；其序列中不存在跨膜结构。SAM结构域分析发现其编码蛋白具有N 端结构域、中间结构域和C 端结构域。研究还发现，该基因在生物的多个组织均有表达。将已经克隆得到的SAMS基因序列进行比对，发现不同物种其相似度很高，由此我们可以推断SAMS基因的保守性较高。

许多研究表明，SAM在多胺和乙烯合成途径中具有重要作用，它是蛋白质、核酸、多糖转甲基中重要的甲基供体。在精胺、亚精胺和ACC合成中SAM发生降解，反之，其又能分解得到甲硫氨酸，从而参与到SAM的合成。在多胺合成途径中，植物在受到胁迫时，SAM增加，这是由于胁迫诱导致使SAM合成酶转录物的积累。在受到胁迫的情况下，SAM能够维持植物适应稳定状态的平衡。

3SAM的临床应用[5]

3.1 治疗肝胆方面的疾病[10]

临床上SAM能维持肝脏的正常功能，SAM可以使具有肝病的病人恢复一些重要物质的合成，SAM对肝损伤（肝硬化或一些肝功能紊乱）有一定的疗效。

在较早之前，已有研究表明在化学作用下诱使肝癌时，SAMS在这之间相继产生了连续的变化。引起这一改变最可能的是由low-Km的缺失，取而代之的是中间Km值的酶。在pH值为5时酶沉积，肿瘤同工酶的改变是最好的证明。在正常的肝组织中，沉积的酶中只检测到一小部分low-Km酶。在肿瘤诱导的肝癌中出现，中间Km值的酶是唯一检测的到的酶，在低分化的PHC中，其活性大大地提高了。因此，肿瘤酶动力学性质的改变是与恶性进化相关联的。

3.2 治疗抑郁症

3.3 治疗关节炎

SAM还具有治疗关节炎等软组织疾病，且疗效显著，几乎无副作用。临床研究表明，病人的病症在用药2星期后就得到改善。

4小结

目前，我国的肝病患者和抑郁症患者越来越多，SAM在我国有广阔的市场。所以，在临床应用中，对于SAM的需求则显得非常迫切，但SAM的价格昂贵无法被普通人接受，这使得开发高产廉价的SAM显得尤为重要。而合成SAM共有3种方法：化学合成法、发酵法和生物工程法。（1）化学合成法，产率较低，实际生产中较少用到该方法；（2）发酵法，成本低，易于扩大培养，曾有研究表明发酵法生产SAM的产率大约为15%~30%；（3）生物工程法，该方法产量明显高于前2种方法，而且分离和提纯都比较容易，杂质也很少。但是关键就是SAM合成酶的获得，虽然研究表明几乎所有生物中都含有SAM合成酶，但是含量少、活性低，所以该方法受到了SAM合成酶的限制。

Markham[6]等构建了大肠杆菌重组菌，重组菌所表达的SAM合成酶是野生的大肠杆菌的80多倍，酶的比活力为2.2 U·mg-1。Park[4]等构建了重组质粒pUC18/SAM2，转化大肠杆菌，但未报道SAM合成酶的酶活力。Matos[6]等对不同种类SAM合成酶的活力进行了比较，结果显示，大肠杆菌比活力不高，但是L-甲硫氨酸Km最低，这有可能是酶法转化酶源的最佳选择。2000年，韦平和[7]等构建了重组菌SAM合成酶，对其进行了酶活测定，结果显示，重组菌的活力比宿主菌都有一定程度的提高。余志良[8]等用GAP启动子强化表达了酿酒酵母的SAM2基因，酶活提高了40倍,进一步的研究工作正在进行。

随着SAM在医学等领域作用的凸显，以及其在生物体内的重要作用的研究。近年来，对于SAM合成酶展开了大量的研究。这包括了对SAM合成酶的结构性质及酶活性的研究，因此，通过基因工程技术高表达 SAM 合成酶应该是切实可行的。相信在不久的将来，人们会对此有更深入的了解。

参考文献：

[1] Cantoni G L. S2adenosylmethionine :A new intermediate formed enzymatically from L2methionine and adenosine triphosphate[J]. J Biol Chem ,1953 ,204 :403-416.

[2] 景沛.S-腺苷甲硫氨酸[J].生命的化学，1995，1（2）：49.

[3] Takusagawa F S ,Markham G D. Crystal structure of S-adenosylmethionine synthetase[J]. J Bio Chem , 1996 ,271(5) :136-147.

[4] Park J，Tai J Z，Roessner C A，et al. Enzymatic synthesis of S-adenosyl-L-methionine on the preparative scale[J].Bioorg Med Chem,1996,4(12):2179.

[5] 杨静，王吴，韦平和．S-腺苷甲硫氨酸的临床及药理研究进展[J]．药学进展，2001，25(3)：164-167．

[6] Markham G D, Deparsis J ,Gatmaitan J . The sequence of met K ,the structural gene for S-adenosylmethionine synthetase in Es2cherichia coli [J].J Biol Chem ,1984,259(23):14505-14507.

[7] 韦平和,公剑,王旻.大肠杆菌S2腺苷甲硫氨酸合成酶基因的克隆与表达[J].中国药科大学学报,2000,31(6):470-473.

[8] 余志良,吴星佳,李东阳,等. 强化表达SAM 合成酶促进SAM 在毕赤酵母中积累[J]. 生物化学与生物物理学报，2003 ,35 (2) :127-132.

[9] 张建国，李新华，袁中一．腺苷甲硫氨酸合成酶的基因及结构研究进展[J]．工业微生物，2005，35(3)：39-44.

[10] 张蕙芸，李新民，吕卉．腺苷蛋氨酸治疗慢性肝炎及肝炎肝硬化的疗效[J]．中国临床药学杂志，2000，9(6)：335-338．