昆虫激素调节控制的研究——保幼激素类似物对合成甘氨酸和丙氨酸有关酶系的调节控制

五龄后期蚕丝腺后部的细胞几乎只合成蚕丝的丝心蛋白。保幼激素类似物(JHA)能增加蚕丝心蛋白的生物合成。家蚕和蓖麻蚕丝心蛋白中,甘氨酸和丙氨酸的含量约占75%。我们用ZR515和ZR777分别处理五龄蚕后,观察到丝腺后部和脂肪体中合成甘氨酸和丙氨酸有关转氨酶的活力均有明显增加。(1)用ZR515处理五龄家蚕后,使五龄期延长1～2天,茧层量增加约10%。蚕丝腺后部的丙氨酸-乙醛酸转氨酶,丙氨酸-酮丙二酸转氨酶,谷丙转氨酶和谷天转氨酶活力,JHA 组均比对照组增高约10～40%,脂肪体中这些酶活力也相应地比对照组增高约30%,其中丙氨酸-乙醛酸转氨酶活力增加到165%。酶活力增加的持续时间约3～5天。(2)用ZR777处理五龄蓖麻蚕后,丝腺后部和脂肪体中的谷天转氨酶、异亮氨酸-α-酮戊二酸转氨酶和丙氨酸-乙醛酸转氨酶活力,均比对照组高。本文认为JHA 对蚕丝腺后部和脂肪体中形成甘氨酸和丙氨酸的转氮酶有明显的调控作用,从而为丝心蛋白的合成提供更多的甘氨酸和丙氨酸。这也许是JHA 增丝机制的一个重要方面。     

β-蜕皮素对家蚕丝腺成长及合成甘氨酸、丙氨酸有关酶系的调节控制

本文研究了植源性β-蜕皮素(简称MH)对家蚕丝腺成长及合成甘氨酸、丙氨酸有关酶系的影响,探讨了5龄不同时期添食β-蜕皮素后丝腺体的成长及后部丝腺和脂肪体中丙氨酸-酮丙二酸、丙氨酸-乙醛酸和鸟氨酸转氨酶活力的变化。通过实验观察到:(1)5龄早期(饷食)添食β-蜕皮素,龄期延长8—9小时,茧层量增加,后部丝腺和脂肪体内丙氨酸-酮丙二酸转氨酶、丙氨酸-乙醛酸转氨酶在处理后6-12小时内,比对照组增高40—50%。随之酶活力略下降,至5龄后期复又升高,明显超过对照组。脂肪体中鸟氨酸转氨酶在β-蜕皮素处理后6小时和48小时均低于对照组。12—24小时以及48小时后直至老熟则明显高于对照组。(2)5龄后期(V—136小时)口腔注射β-蜕皮素,龄期缩短12—18小时。脂肪体和丝腺体中丙氨酸-酮丙二酸转氨酶、丙氨酸-乙醛酸转氨酶活力明显高于对照组(一般增高20—40%),老熟时迅速下降。本文对有关保幼激素和β-蜕皮素对5龄家蚕两种靶细胞(丝腺细胞和脂肪细胞)的相互配合和制约以完成对蚕整体的调节控制,以及这两种昆虫激素应用于蚕业生产以控制5龄期的长短和增加蚕丝产量等方面进行了讨论。     

昆虫激素调节控制的研究——尿素循环问题和保幼激素类似物对精氨酸酶的调节控制

尿素循环在生物体氮化合物代谢和调节控制中起着极为重要的作用。昆虫排出的尿素是否由于存在尿素循环而形成,尚未定论。我们对各种蚕体组织所作的研究表明,不存在尿素全循环,但脂肪体中精氨酸酶活力甚高,该酶与蚕的变态密切相关,并受保幼激素类似物(JHA)的调控。家蚕、蓖麻蚕和柞蚕脂肪体中,除精氨酸酶具有明显活力外,氨基甲酰磷酸合成酶,鸟氨酸转氨甲酰磷酸酶和精氨酸合成酶均无可检出的活力。在蚕幼虫期,尤其在五龄中后期,精氨酸酶活力最高;眠期和蛹期,该酶活力很低;蛹化蛾后,该酶活力又明显增高。用不同剂量的JHAZR515处理家蚕,观察到在适当剂量时,精氨酸酶活力明显地高于对照组,提高范围从30%到110%;当用高剂量ZR515处理蚕后,引起不结茧蚕,精氨酸酶活力先低于对照组,以后再逐步回升并高于对照组,而且持续增高的时间也较长。这表明蚕的变态和精氨酸酶活力的变化与JHA的量密切相关联并受JHA的调节控制。     

昆虫激素调节控制的研究——尿素循环问题和保幼激素类似物对精氨酸酶的调节控制

尿素循环在生物体氮化合物代谢和调节控制中起着极为重要的作用。昆虫排出的尿素是否由于存在尿素循环而形成,尚未定论。我们对各种蚕体组织所作的研究表明,不存在尿素全循环,但脂肪体中精氨酸酶活力甚高,该酶与蚕的变态密切相关,并受保幼激素类似物(JHA)的调控。家蚕、蓖麻蚕和柞蚕脂肪体中,除精氨酸酶具有明显活力外,氨基甲酰磷酸合成酶,鸟氨酸转氨甲酰磷酸酶和精氨酸合成酶均无可检出的活力。在蚕幼虫期,尤其在五龄中后期,精氨酸酶活力最高;眠期和蛹期,该酶活力很低;蛹化蛾后,该酶活力又明显增高。用不同剂量的JHAZR515处理家蚕,观察到在适当剂量时,精氨酸酶活力明显地高于对照组,提高范围从30%到110%;当用高剂量ZR515处理蚕后,引起不结茧蚕,精氨酸酶活力先低于对照组,以后再逐步回升并高于对照组,而且持续增高的时间也较长。这表明蚕的变态和精氨酸酶活力的变化与JHA 的量密切相关联并受JHA 的调节控制。     

蚕氨基酸代谢的研究——家蚕与蓖麻蚕的氨基酸和形成甘氨酸、丙氨酸的酶系比较及酮丙二酸的脱羧作用

家蚕(Bombyx mori L.)与蓖麻蚕(Samia,ricini B)的丝蛋白氨基酸含量差异甚为显著;家蚕丝含量最多的为甘氨酸(42.8％),其次为丙氨酸(32.4％);而蓖麻蚕丝则以两氨酸含量为最高(50.5％),其次为甘氨酸(27.8％)(Kirimuru等,1962)。为了阐明丝蛋白主要氨基酸的形成机制,我们曾报道了这两种蚕丝腺中,自L-天门冬氨酸与α-酮戊二酸形成丙氨酸的机制(许延森等,1964a);体液乙醛酸及丙酮酸与丝蛋白相应氨基酸的含量之     

昆虫激素调节控制的研究——保幼激素类似物对蓖麻蚕精氨酸酶的诱导以及对脂肪体超微结构的影响

昆虫精氨酸酶是一个与精氨酸分解代谢、能量代谢以及尿素排泄有关的重要酶。在蓖麻蚕的个体发育过程中,其活力有明显的变化规律,在四龄眠期,保幼激素类似物(JHA)对蓖麻蚕脂肪体的精氨酸酶有明显的诱导作用,放线菌素D 对该酶的诱导有抑制作用,并与JHA 相撷抗。五龄中期,JHA 能使该酶持续维持在活力较高的水平。另外,JHA 对鸟氨酸-δ转氨酶和△~1-吡咯烷-5-羧酸还原酶也有调节作用,自精氨酸到脯氨酸途径的中间产物及最终产物都对精氨酸酶有反馈抑制。JHA 能促使四龄眠期蓖麻蚕脂肪体细胞中大型液泡、核糖体、脂肪颗粒增多。     

蓖麻蚕和家蚕中的谷胱甘肽及正丁基高半胱氨酸亚砜亚胺对它的抑制作用

本文利用乙醛酸排除昆虫中比较高的游离半胱氨酸的干扰,用5,5′-二硫代双(2-硝基苯甲酸)(DTNB)方法测定了蓖麻蚕、家蚕中还原谷胱甘肽的含量及其组织分布,观察到脂肪体、后部丝腺、中肠等均含有非常丰富的谷胱甘肽(GSH),说明谷胱甘肽在昆虫氨基酸的代谢调节控制中起着重要的作用。蓖麻蚕和家蚕中,GSH含量及分布有所区别。五龄中期注射S-正丁基高半胱氨酸亚砜亚胺(BSO)引起家蚕脂肪体GSH含量明显降低,提示蚕γ-谷氨酰半胱氨酸合成酶受RSO强烈抑制;五龄后期,可能由于合成酶活力及GSH周转率均处于较低水平,未观察到GSH含量有明显下降。     

蓖麻蚕后部丝腺体核酸及丝蛋白含量的变化

五龄蓖麻蚕(Philosamia cynthia ricina)后部丝腺体在大量合成丝蛋白前其中的DNA,RNA以及tRNA即开始大量增加,直至蓖麻蚕上簇。在合成丝心蛋白的最旺盛时期,tRNA^Aia和tRNA^Gty含量的增加最为明显,可分别达到总tRNA置的37.3%和33.5%。这与丙氨酸和甘氨酸在丝心蛋白中的含量(分别为43.2%和33.5%)有对应关系。     

蓖麻蚕氨基酰-tRNA合成酶与丝心蛋白合成的关系

蓖麻蚕Phtlosamta cynthia ricim后部丝腺体在五龄后期主要合成一种蛋白质——丝心蛋白。在组成丝心蛋白的氨基酸成分中,丙氨酸和甘氨酸占了78％,其中内氨酸的含量比甘氨酸高(Kirimura等1962)。已经知道在五龄期,蓖麻蚕后部丝腺体tRNA含量与丝心蛋白的氨基酸成分之间存在着相关性(辜祥荣等,1981)。在生物体内,氨基酸必须与其相应的tRNA结合才能参与蛋白质的合成,而两者的结合反应是由其相应的氨基酰-tRNA合成酶所催化的。本文测定了五龄期蓖麻蚕后部丝腺体中甘氨酰-tRNA合成酶和丙氨酰-tRNA合成酶的活力,以及这两个酶的Km值,观察到在五龄期,这两个酶的活力是随着蛋白质合成的增加而升高的,而且并没有同功酶或酶的变构产生。     

昆虫激素调节控制的研究——保幼激素类似物和β-蜕皮素对酪氨酸转氨酶和多酚氧化酶的调节控制

本文报道了鳞翅目天蚕蛾科蓖麻蚕的酪氨酸转氨酶和多酚氧化酶的变化以及昆虫激素对这两个酶的调节控制。作者观察到蓖麻蚕自四龄眠至五龄后期的活力有明显的变化规律,保幼激素类似物ZR-515和β-蜕皮素对该酶有诱导作用。此外,我们还观察到四龄眠期和五龄期间保幼激素类似物ZR-515和β-蜕皮素对多酚氧化酶也有明显的调节控制作用。     

昆虫激素调节控制的研究——保幼激素类似物和β-蜕皮素对酪氨酸转氨酶和多酚氧化酶的调节控制

本文报道了鳞翅目天蚕蛾科蓖麻蚕的酪氨酸转氨酶和多酚氧化酶的变化以及昆虫激素对这两个酶的调节控制。作者观察到蓖麻蚕自四龄眠至五龄后期的活力有明显的变化规律,保幼激素类似物ZR-515和β-蜕皮素对该酶有诱导作用。此外,我们还观察到四龄眠期和五龄期间保幼激素类似物ZR-515和β-蜕皮素对多酚氧化酶也有明显的调节控制作用。     

蜕皮激素与丝蛋白合成:植源性蜕皮激素对家蚕丝腺蛋白质合成中3H标记甘氨酸参入活性的影响

用³H标记甘氨酸参人法证明:家蚕后部丝腺中丝心蛋白的大量合成, 是在五龄4日以后, 熟蚕时合成活性最高;中部丝腺中丝胶蛋白的大量合成, 是在五龄5日以后, 以熟前一日合成活性最高.五龄每日低剂量连续添食和前期一次添食植源性蜕皮激素(简称MH), 能促进后部丝腺对³H标记甘氨酸的吸收, 显著提高丝心蛋白的合成活性, 而抑制中部丝腺的吸收, 使丝胶蛋白的合成活性明显下降.本试验结果为阐明外源MH对丝蛋白合成的调节机理提供了直接的证据.     

家蚕中的5-氧脯氨酸酶及保幼激素类似物对它的影响

本工作首次在家蚕Bombyx mori的马氏管、中肠、丝腺及脂肪体等组织中测到了γ-谷氨酰循环中一个关键酶——5-L-氧脯氨酸酶的活力.该酶以马氏管中活力最高,在蚕的中肠、血淋巴中均存在有游离的5-氧脯氨酸.观察了保幼激素类似物(JHA)处理后,家蚕中肠、丝腺和脂肪体中5-L-氧脯氨酸酶活力的变化,同时观察了血淋巴中5-氧脯氨酸含量的变化.对该酶及γ-谷氨酰循环在蚕体中氨基酸转运上的可能作用进行了讨论.     

家蚕中的5-氧脯氨酸酶及保幼激素类似物对它的影响

本工作首次在家蚕Bombyx mori的马氏管、中肠、丝腺及脂肪体等组织中测到了γ-谷氨酰循环中一个关键酶——5-L-氧脯氨酸酶的活力.该酶以马氏管中活力最高,在蚕的中肠、血淋巴中均存在有游离的5-氧脯氨酸.观察了保幼激素类似物(JHA)处理后,家蚕中肠、丝腺和脂肪体中5-L-氧脯氨酸酶活力的变化,同时观察了血淋巴中5-氧脯氨酸含量的变化.对该酶及γ-谷氨酰循环在蚕体中氨基酸转运上的可能作用进行了讨论.     

蚕氨基酸代谢之研究 Ⅳ.幼虫体液及丝腺体中的α-酮酸

Fukuda等报导在家蚕、蓖麻蚕等的体液及丝腺体中存在α-酮戊二酸、乙醛酸与草酰乙酸,但未能发现有丙酮酸存在,由于丙氨酸主要在丝腺体内生成,因此以上结果不能很好地说明丙酮酸在丙氨酸形成过程中的作用。以后,该作者以整体实验却证明丙酮酸-1-C~(14)可通过体液形成丝蛋白中的丙氨     

蓖麻蚕遗传转化体丝心蛋白氨基酸的研究

蓖麻蚕和家蚕是我国天然丝生产的两个主要蚕种,分别隶属于天蚕蛾科(Saturniidac)和家蚕蛾科(Bombycidae)这两种蚕不仅在形态上,而且也在其所合成的生物产品上都有明显的差异。有些作者指出:丝心蛋白的氨基酸中,含量最多的是甘氨酸和丙氨酸;家蚕是甘氨酸比丙氨酸多,蓖麻蚕则是丙氨酸的含量大大地超过了甘氨酸(匡达人等;Kirimura等)。     

保幼激素类似物和β-蜕皮素对蓖麻蚕氮代谢产物排泄的影响

精氨酸酶是昆虫体内重要的酶;尿素是精氨酸分解代谢的产物,它的排出量反映了精氨酸酶的活力。在蓖麻蚕五龄幼虫的排泄物中尿素的量为从蓖麻叶中摄取尿素总量的14.7倍。外源激素影响精氨酸酶的活性。对四龄眠期、五龄二天的幼虫注射保幼激素类似物(JHA)ZR-515,使排泄物中尿素含量增加,特别是五龄二天注射JHA后,到五龄六天幼虫排尿素量增高了45%。此外,虫体注射JHA和β-蜕皮素(MH)后,排泄物除尿素外,尿酸和氨的含量也发生有规律的变化。     

保幼激素类似物对家蚕丝腺与脂肪体蛋白质合成的调节作用

应用示踪原子法,研究了家蚕Bombyx mori 5龄幼虫丝腺与脂肪体细胞内蛋白质合成的变化规律及保幼激素类似物(JHA738)的调节作用。从5龄初到龄末,家蚕丝腺细胞内蛋白质合成持续升高,5龄中期、后期的蛋白质合成活性分别是前期的1.60倍和2.86倍;全龄出现2个合成高峰,一个是在5龄72h,为细胞固有蛋白质合成高峰,另一个是在5龄192h,为丝蛋白合成高峰。脂肪体细胞内蛋白质合成作用呈现脉冲式的变化。在5龄前期和中期用JHA处理家蚕(剂量为4μg/条),对丝腺细胞固有蛋白质合成和脂肪体细胞蛋白质合成均表现出抑制作用,而对丝蛋白合成则表现出促进作用。本实验结果为进一步阐明JHA增丝机理提供了直接证据。     

家蚕丙氨酸转氨酶理化性质的研究

丙氨酸转氨酶(ALT)是家蚕丝心蛋白合成中的关键酶,为了阐明丝心蛋白的合成机理及利用ALT活力调控丝物质的形成,有必要深入了解ALT的分子性质。作者在分离纯化家蚕后部丝腺ALT的基础上,应用聚丙烯酰胺凝胶电泳等生化方法进一步研究了该酶的若干理化性质。结果表明,家蚕ALT由两种不同亚基组成,分子量分别是54kd和21kd;最适底物是丙酮酸;最适温度为50℃;最适DH为8．5;钾、钠、钙、镁等离子对酶有激活作用,而锰、铜、锌等离子对酶有抑制作用。研究还表明,该酶是一种依赖于金属离子的酶类,活性中心含有巯基或咪唑基。     

家蚕后部丝腺遗传物质的研究

家蚕(Bombyx mori)后部丝腺的脱氧核糖核酸(DNA)和信使核糖核酸(mRNA)直接关系到丝心蛋白(fibroin)的合成,因此引起人们较大的重视。我们从本省蚕丝生产中常用的蚕体后部丝腺中分离纯化了DNA和mRNA,并观察了它们的重要理化性质。