化学模拟生物固氮——Ⅺ 固氮酶铁钼辅基模拟物的生物活性

据固氮酶厦门模型Ⅱ合成的固氮酶铁钼辅基模拟物与缺陷型棕色固氮菌uw-45提取液重组后,在完全的酶促反应条件下,具有明显的生物催化活性,其还原乙炔为乙烯的转化数通常在3—6(分~(-1))之间,相当于天然铁钼辅基活性的1—2％左右;还原分子氮为氨的转化数在1.5—3(分~(-1))左右,可用普通微量氨扩散法和Nessler比色法检出。重组模拟物的乙炔转化数与氮转化数之比值符合于棕色固氮菌活性固氮酶相应的转化数之比。经柠檬酸盐处理后,以氯为外配位基的模拟物的重组活性可显著提高。     

高等植物放氢的初步研究

高等植物放氢的初步研究张凤章林淑贞龙敏南许良树（厦门大学生物学系厦门３６１００５）自Ｓｔｅｐｈｅｎｓｏｎ和Ｓｔｉｃｋｌａｎｄ首次在微生物中发现氢酶后［１］，尤其是Ｎａｋｏｓ和Ｍｏｒｔｅｎｓｏｎ第一次从巴氏梭菌分离提纯氢酶以来［２］，氢酶研究有了很大的...     

高产纤维素酶菌株的筛选及产酶条件研究

从霉变的玉米芯中筛选到一株高产纤维素酶的菌株，经18S rRNA基因序列分析和菌株形态特性分析，确定该菌株为灰绿曲霉(Aspergillus glaucus)．利用固体纤曲培养产生纤维素酶，研究了培养基起始pH值、培养温度、培养时间、接种量、氮源、稻草粉与麸皮比例、表面活性剂等对菌株产酶的影响．在最适条件下菌株培养72h后，羧甲基纤维素酶(CMCase)活力高达6812U／g(干曲．下同)，滤纸酶活力(FPA)达172U／g．利用该菌株对蔗渣进行分解．其糖化率达36．4％．     

固氮酶催化作用机理及其化学模拟

固氮酶是某些微生物在常温常压下固氮成氨的主要催化剂,其催化机理和化学模拟是国际上长期致力研究的对象。尽管人们已经揭示了固氮酶催化活性中心——铁钼辅基（FeMo-co)MoFe7S9（R-高柠檬酸）的结构,然铡,有关FeMo-co生物合成的详细途径和其中包含的钼铁转移和利用;固氮酶在哪些活性位和按什么模式结合N2,C2H2、CO等多种底物或抑制剂;以及其中涉及的电子和质子传递过程等许多问题,至今尚有待解决。本文将综述这些问题的研究进展和厦门大学固氮组最近五年来的相关研究工作。     

高柠檬酸盐对固氮酶铁钼辅基重组活性的影响

用高柠檬酸铁、柠檬酸钠、ＡＴＰ和Ｎａ２ＭｏＯ４分别处理ＦｅＭｏｃｏ，然后与ＵＷ４５组份Ⅰ蛋白进行重组，结果发现，高柠檬铁和柠檬酸钠分别使ＦｅＭｏｃｏ重组体的Ｃ２Ｈ２还原活性提高６７％和５４％，Ｎ２还原活性分别提高１７０％和１３５％．ＦｅＭｏｃｏ与ＡＴＰ预作用后再分别与高柠檬酸铁、柠檬酸钠作用，其重组体的Ｃ２Ｈ２还原活性分别提高１２１％和１１９％，而Ｎ２还原活性分别提高３０３％和１３５％．而ＦｅＭｏｃｏ，ＦｅＭｏｃｏ－高柠檬酸铁体系及ＦｅＭｏｃｏ－ＡＴＰ－高柠檬酸铁体系与Ｎａ２ＭｏＯ４作用后，重组体的Ｃ２Ｈ２还原活性分别下降５％，１２％及２１％．ＦｅＭｏｃｏ－高柠檬酸铁体系在１４．６Ｋ下的ＥＰＲ谱，与单独ＦｅＭｏｃｏ的略有不同，而ＦｅＭｏｃｏ－ＡＴＰ－高柠檬酸铁体系的ＥＰＲ谱则与前者有明显的差异．研究结果表明，高柠檬酸可能是ＦｅＭｏｃｏ的有机组份，它可能结合在ＦｅＭｏｃｏ的Ｍｏ原子上，而这种结合是比较松散的．     

苯硫酚对固氮酶催化活性的影响

研究了苯硫酚对棕色固氮菌固氮酶催化底物还原活性的影响．结果表明；当反应体系中固氮酶钼铁蛋白与苯硫酚的摩尔比为1:4时．固氮酶的乙炔还原活性比对照组下降了62．3％，下降的幅度随着苯硫酚浓度的升高而增大；但在乙炔存在的情况下，固氮酶的放H2活性随着苯硫酚的浓度的升高而升高．在氩气氛下，苯硫酚浓度的升高对固氮酶放H2活性的影响不明显．这一现象有可能是由于苯硫酚取代与铁钼辅基的Fe1原子连接的半胱氨酸的巯基而引起的．     

棕色固氮菌钼铁蛋白的结晶及其氧化还原电位的研究

本文叙述棕色固氮菌固氮酶钼铁旦白的分离和结晶方法。降低固氮酶提取液的离子强度,可获稠密的暗棕色钼铁旦白结晶。钼铁旦白的晶体为针状。其比活性为1643毫微克分子乙烯形成分钟毫克旦白。用聚丙烯酰胺凝胶电泳鉴定,重结晶的钼铁旦白达均一的纯度。 结晶纯的钼铁旦白用染料平衡法测定,其氧化还原电位为-54mV,每个钼铁旦白分子传递电子数(n)为3.9～4。此电位对比固氮过程中的Fd和固氮酶的铁旦白来说是太正;然而它与半还原态变为氧化态的钼铁旦白的电位值基本是一致的。     

高产氢耐热菌株的分离鉴定及其放氢特性

从高温环境中分离得到具有高产氢活力的微生物菌株,经16SrRNA基因序列分析及生理生化特性分析,鉴定该菌株为Proteussp.该菌株能以葡萄糖、蔗糖、麦芽糖、乳糖和淀粉等多种有机物为底物催化产氢.该菌株利用葡萄糖产氢的最适条件为:葡萄糖浓度0.1mol/L;菌体细胞密度OD600=0.60;反应系统起始pH值7.0;反应温度40℃.在该条件下菌株的最高产氢活性可达8.05μmolH2/h·mgprot.     

大豆和花生根瘤菌氢酶的研究

根瘤菌在共生固氮过程中因放H2所消耗的能量约占固所氮总能量的40%-6%。吸氢酶则能回收和利用固氮过程所放的H2,养活能量损失,从而提高共生固氮效率。在厌氧条件下,加入防止酶蛋白聚合的试剂,利用DEAE-纤维素和Sephacry S-200柱层析,从自养性大豆根瘤菌和花生根瘤菌类菌体中分离并提纯膜结合态氢酶。纯化的两种氢酶表现相近的分子特征：均含有大（60kD,65kD)、小（30kD,35kD)两个亚基,均为NiFe-氢酶,并且有较高的吸H2活性。大豆根瘤菌氢酶的纯酶组分不含Cyt b599。花生根瘤菌L8-3菌株能进行化能自养生长,诱导出高吸H2活性。根瘤菌的吸H2能明显提高固氮活性。从具有高吸H2活性的花生根瘤菌中分离并克隆吸氢基因,采用PCR和探针杂交技术,获得含有吸氢基因的质粒pZ-55。利用多种限制性内切酶构建了质粒pZ-55的物理图谱。通过三亲本杂交,将含吸氢基因的重组质粒转移到不吸H2的花生和毛豆根瘤菌中,所获得的结合株在自生和共生条件下均表达吸H2活性。以结合株接种大田花生,获得的共生根瘤的吸H2活性比接种受体株提高4倍,花生叶片和种子的含N量、产量分别提高1.7%、8.9%和9.6%。     

固氮酶中N2和N2O结合位的一种新的鉴定方法

采用ＧＣ和ＧＣ－ＦＴＩＲ法，研究了Ｎ２和Ｎ２Ｏ对固氮酶催化Ｃ２Ｄ２还原活性及产物二氘代乙烯的反式－／顺式－异构体比值的影响。结果表明，Ｎ２和Ｎ２Ｏ均抑制Ｃ２Ｄ２的还原作用，并引起反式／－顺式－１，２－二氘代乙烯比值的增加。