人类和微生物TK的结构

Birringer等在2005年也报道了类似的人TK1结构。美国就医机构爱诺美康了解到，由于初始尝试结晶全长hTKl不成功，所以该研究中TK1酶是在C端区域缺失40个残基剪切体，该剪切的酶在没有ATP的情况下是一个二聚体，而在ATP存在的情况下是一个四聚体。在结晶过程中不含有dTTP，在晶体中仍然发现/dTTP，这很可能来源于细菌代谢。dTdR和ATP类似物结合在人TK1酶结构亚基表面。海栖热孢菌、炭疽芽孢杆菌和蜡状芽孢杆菌的TK，在其没有ATP类似物和dTdR的条件下，与dTTP会形成和人TKl-dTTP类似的复合物。

此外，细菌TK的四级结构仅在与ATP结合时发生改变，其中四聚体呈现开放形式。但当带有ATP的hTKl复合物结晶时，不显示腺苷分子的电子密度，因此人TK1没有发现开放形式。

美国就医机构爱诺美康了解到，阐明人类和微生物TK的结构是设计选择性核苷类似物或抑制剂首要的一步，该类似物或抑制剂与人TK1具有低亲和力，但与细菌TK具有高亲和力。在全世界生物素抗性危害持续增加已有大量报道，这些成果是开发核苷或非核苷的抗微生物新制剂所非常需要的。

Timm等测定了利什曼原虫TK酶（LmTK)的性质和全酶的三维结构。利什曼原虫是鞭毛虫类原生动物寄生虫，由Phlebotomus和Lutzomyia属的沙蝇叮咬传播，它们是一系列引起利什曼病的病原体，每年约有130万新病例，并有2万〜3万人死亡，目前常规的治疗会引起严重的不良反应、效率低而且成本高昂，对贫困国家造成了非常大的困难。因此，迫切需要一种新型的、毒性较低且具有成本低和效益好的抗利什曼原虫药物。

美国就医机构爱诺美康介绍，研究结果显示，LmTK是具有封闭的磷酸供体位点的紧凑四聚体结构，并且与其他物种类似（hTKl，Uu-TK);炭疽芽孢杆菌TK和蜡样芽孢杆菌TK、TmTK、LmTK等也能有效磷酸化dThd和dUrd，与其他物种的TK具有很高的结构同源性。但是，将其与布氏锥虫TK的动力学特性比较发现，其有显著的差异，因为嘌呤不是该酶的底物，并且dNTPs(如dUTP)会抑制LmTK，LmTK酶与dThd的Km为l.lμmol/L，Kcat值为2.62/s，并表现出与ATP结合的协同效应，此外，抗逆转录病毒前体药物齐多夫定（3-叠氮基-3-脱氧胸腺嘧啶核苷，AZT)和5'-修饰的dUrd可以被LmTK轻易地磷酸化。

通过构建这个酶C端的剪切形式和采用杆状病毒表达系统，进行重组酶的制备，适用于此酶的结构研究。LmTK与dThd结合形成复合物的反应中心、负反馈调节剂dTTP结合位点和双底物类似物AP5dT位点，分别被确定为2.74A、3.00A和2.40A，这为排除嘌呤和dNTP的抑制提供了结构基础。LmTK酶的结构研究数据为设计治疗利什曼病病原体的选择性抑制剂奠定了基础，该结果将有助于设计合理的靶标，制备出有潜力的抗利什曼病原体抑制药物。