在鹰嘴豆的果实组织中光合~(14)CO_2固定产物与有关酶的活性

尽管许多豆科植物,包括鹰嘴豆的果实组织进行光合CO_2的同化是众所周知的,但是,对于在这些组织中CO_2固定的途径,特别是对磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶(EC4、1、1、31)的作用还不够清楚。我们己从鹰嘴豆(Cicer arictinum L)的荚果壳、种皮(果实组织)及其苞叶中测定到一些卡尔文循珠和C_4代谢的主要酶的活性,光照和黑暗中~(14)CO_2固定速率和光合CO_2固定的最初产物。对1,5——二磷酸核酮糖羧化酶(EC4、1、1、39)和其它卡尔文循环的酶,即NADP~+——甘油醛—3—磷酸脱氢酶(EC1、2、1、13),NAD~+——甘油醛—3—磷酸脱氢酶(EC1、2、1、12)和5——磷酸核酮糖激酶(EC2、7、1、19)的活性和磷酸烯醇式丙酮羧化酶以及其他C_4代谢的酶,也就是说,对NADP~+—苹果酸脱氢酶(EC_1、1、1、82)、NAD~+—苹果酸脱氢酶(EC1、1、1、37)NADP~+—苹果酸酶(EC1、1、1、40)、NAD~+—苹果酸酶(EC1、1、1、39)、谷氨酸草酰乙酸转氨酶(EC2、6、1、2)和谷氨酸丙酮酸转氨酶(EC2、6、1、2)的活性进行了比较。一般说来,磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶和其他C_4代谢的酶,在荚果壳和种皮中的含量比在叶片中的含量为高。荚果壳和种皮在光照和黑暗中~(14)CO_2固定的速率高于叶子。说明在果实组织短期的~(140CO_2同化,象主要标记产物一样产生苹果酸,标记的3—磷酸甘油酸却较少,而在叶片中主要产物合成为3—磷酸甘油酸。显然,鹰嘴豆在果实组织中是利用磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶再固定呼吸放出的CO_2。     

水稻白绿苗可转化性与核酮糖1,5-二磷酸羧化酶/加氧酶小亚基的关系

水稻白绿苗为自发突变产生的非致死叶绿素缺失突变体,遗传上已知为核基因突变类型.其特点是在正常的生长条件下,能够由白苗期通过半白苗(白绿相间苗)向绿苗转变而成活,具有可转化性。这与致死的白化苗(如花药培养产生)不同。已知花培白化苗的形成是由叶绿体基因组的缺失所致,其核酮糖1,5-二磷酸(RuBP)羧化酶/加氧酶的合成能力丧     

两种纯度PEP羧化酶的一些特性的比较研究

本文对从玉米叶片提取的两种纯度(纯化和部分纯化)的PEP羧化酶在相对活性、km值、对G6P的敏感性和水分胁迫时酶活性的变化趋势等四个方面进行了比较研究,结果表明在以上四个方面用两个纯度PEP羧化酶所得结果几乎没有差异,因此可以认为在进行以上四方面研究时可以利用部分纯酶代替纯酶以简化程序和节省时间。同时本文对用粗酶代替纯酶用以测定酶活性的可能性进行了讨论。     

大豆1,5-二磷酸核酮糖羧化酶小亚基基因的转录表达分析

1，5－二磷酸核酮糖羧化酶小亚基基因rbcS在植物基因组中呈多基因家庭存在。大豆中分离的3个全长的rbcS cDNA在核苷酸和氨基酸序列上具有极高的相似性。Southern杂交分析表明1，5－二磷酸核酮糖羧化酶小亚基（EC4.1.1.39)在大豆中由4－8个成员的基因家庭编码。Northen分析表明rbcS的表达具有明显的器官特异性。在叶片中表达量极高而在根中检测不到。rbcS基因对许多外界因子如水杨酸、盐肋迫和干旱处理具有明显的应答反应。但不同浓度的水杨酸和NaCl对rbcS基因的转录有不同程度的诱导。rbcS基因表达量分别在2.0mmol/L的水杨酸和0.4％ NaCl处理24h时最高，为相应对照的2.5-3.0倍。rbcS的转录具有明显的昼夜节律变化，而且这种节律受低温和光照的影响。     

不同物种间乙酰辅酶A羧化酶的差异性和相似性

采用生物信息学方法对GenBank, SwissProt中的拟南芥、大豆、甘蓝型油菜、小麦等物种的乙酰辅酶A羧化酶核苷酸和氨基酸序列进行了比对分析,进而对其组成成分、理化性质、疏水性/亲水性、跨膜结构域、蛋白质二级结构、功能结构域、三级结构数进行了预测和分析.结果表明： ACC基因具有完整的开放阅读框,长约50683 bp,编码氨基酸相对分子质量为93.41 kD,理论等电点为7.27,是亲水性不稳定蛋白,二级结构均以α-螺旋和不规则卷曲为主要构件.通过进化树分析可分别将8种生物分为2组： A支包括小麦等7个物种,B支仅含甘蓝型油菜.     

水龙骨科附生蕨类Rubisco大亚基的适应性进化:正向选择位点的鉴定

 核酮糖-1,5-二磷酸羧化酶/加氧酶（Rubisco,EC 4.1.1.39）在植物光合作用中起重要作用,既负责碳同化又引发光呼吸。催化固定CO₂的活性位点位于Rubisco大亚基,由叶绿体rbc L基因编码。水龙骨科是现存蕨类中最为衍生的类群,多为附生植物。为验证蕨类植物在白垩纪适应被子植物兴起而发生分化的观点,本研究以水龙骨科附生蕨类为对象,利用位点间可变ω（非同义替换率d_N和同义替换率d_S的比值）模型对其rbc L基因的适应性进化进行分析。通过比较模型M1a/M2a 和模型M7/M8,在氨基酸水平上,共鉴定出7个正向选择位点：133L,251M,262A,265V,282Y,326I和362I。其中位点262A,265V,282Y及326I对维持Rubisco功能的重要性也得到已发表实验数据的支持。这些结果一方面显示了基于ω比值检验DNA编码序列分子适应的有效性,另一方面也提示水龙骨类可借助rbcL等功能基因的适应性进化,应对白垩纪被子植物引发的陆地生态系统改变。     

缬氨酸对必特螺旋霉素生物合成的影响

在必特螺旋霉素基因工程链霉菌WSJ-1-195发酵生产必特螺旋霉素的摇瓶实验中,发酵36 h时向合成培养基中添加0.5 g/L的缬氨酸对必特螺旋霉素效价和组分的影响最为显著.实验结果表明:添加缬氨酸后,菌体在发酵48～60 h糖耗加快,达到1 g/(L·h),发酵液中丙酸和丁酸浓度先增后降,而发酵液中丙酮酸在胞内积累,丙酮酸羧化酶活性在48 h和60 h时分别增加20%和95%.由于糖耗加快,更多碳流可以通过甲基丙二酰CoA转羧基酶途径(MCT途径)将缬氨酸分解生成的丙酰CoA和丁酰CoA转化为内酯环合成所需要的直接三碳前体,最终效价比对照高出45.3%.添加缬氨酸后,由于大环合成增多,侧链前体的供应无法满足内酯环增加的需求,导致酰化组分含量总体下降,其中总异戊酰组分降低23%,乙酰螺旋霉素Ⅲ降低30.8%,丙酰螺旋霉素Ⅱ降低33%,丙酰螺旋霉素Ⅲ降低48.8%.同时缬氨酸代谢生成的丁酸也有可能会影响异戊酰基转移酶的活性.     

重排NAD+合成途径提高磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶活性

为提高磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶的催化活性,构建了两个载体分别表达:(1)磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶(PEPC);(2)与NAD+合成相关的关键酶,包括烟酸转磷酸核糖激酶(pnc B)、烟酸单核苷酸腺苷酰转移酶(nad D)和NAD+合成酶(nad E)。将这两个载体共转化大肠杆菌,获得重组菌E.coli(p ET-pepcp UC-pnc B-nad D-nad E)。聚丙烯酰胺凝胶电泳显示这些酶均实现了高表达。摇瓶发酵显示,与单独过表达PEPC的重组菌相比,双质粒工程菌的PEPC酶活提高了4.36倍;与野生型大肠杆菌相比,双质粒工程菌的琥珀酸产量提高了4.23倍,达到0.9 g/L,富马酸产量提高了5.23倍,达到5.4 mg/L。上述结果表明加强NAD+合成途径提高了PEPC活性,并增加了还原三羧酸循环的代谢流量。     

植物磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶的研究进展

磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶(Phosphoenolpyruvate carboxylase,PEPC,EC 4.1.1.31)是广泛存在的一种细胞质酶,催化磷酸烯醇式丙酮酸和HCO_3~-生成草酰乙酸.PEPC作用的产物在植物的生长发育过程和植物应对环境胁迫反应中起到调控的作用,因而被广泛关注.介绍了植物PEPC的种类、结构特征、不同物种中PEPC基因的克隆与分离、在植物逆境反应中的应用、植物PEPC的活性调节,为深入研究PEPC基因提供理论依据.