综述：支链多胺：进化适应与生物技术潜力

《Amino Acids》：Branched-chain polyamines: evolutionary adaptation and biotechnological potential

　　

摘要

支链多胺（BCPAs），以N?-双(氨丙基)亚精胺为例，是一类独特的多阳离子，主要存在于嗜热细菌和广古菌中。它们所特有的氨丙基转移酶BpsA（EC 2.5.1.128）通过一系列依赖脱羧后的-腺苷甲硫氨酸的反应，将亚精胺转化为具有支链结构的化合物。越来越多的证据表明，BCPAs与核酸的结合亲和力远远高于亚精胺等线性多胺，而且它们还能独特地引发DNA的强烈压缩，并伴随B→A→C的结构转变。这些相互作用显著提升了DNA对热损伤、化学损伤以及物理损伤的抵抗力。在Thermococcus kodakarensis中的遗传学和生理学分析进一步显示，若失去BCPA的生物合成能力，微生物在极高温度下的生长就会受到阻碍，与温度和膜相关的应激反应也会被打破，同时转录和翻译调控也会发生改变；有趣的是，线性四胺热斯珀明可以在其中一些功能上部分替代BCPA。除了在细胞生理学中的作用外，固定化的BCPAs还能用于高效捕获核酸，从而从极低浓度的溶液中直接进行PCR检测和等温DNA扩增，这体现了它们在分子诊断和环境DNA分析中的应用潜力。本综述总结了目前关于BCPAs的分布、生物合成、结构与功能关系、在细胞中的作用以及新兴生物技术应用方面的知识，同时指出了该领域尚待解决的关键问题。