钨酸盐去阻遏的棕色固氮菌提取液中无机钼酸对固氮酶的活化

钨酸盐中培养并去阻遏的棕色固氮菌(W-Av)只有极微弱的固氮酶活性(0.3～0.5 nmole C_2H_4/分/毫克W-Av蛋白)。当以部分纯化的钼铁蛋白补入W-Av的提取液中,后者的固氮酶活性能够上百倍地提高。当有适量保险粉及ATP和ATP发生系统存在时,W-Av提取液与钼酸钠在30℃下保温,固氮酶得到活化。在本实验的最适条件下,固氮酶的活性可达5～8nmole C_2H_4/分/毫克W-Av蛋白或25～40n mole C_2H_4/分/n mole Mo。就固氮酶的活化来说,W-Av提取液是比较稳定的,在-15℃下冻存可维持二十天以上,60℃加热5分钟,总活性约降低一半。W-Av提取液与钼酸钠保温后在-15℃下保存四天,已活化的固氮酶活性也只比对照略为降低。钨酸盐抑制固氮酶的活化,但不抑制已活化的固氮酶活性。     

铁钼辅因子

某些固氮生物(如棕色固氮菌)的变种,它们的固氮酶中铁蛋白有催化活性,但由于钼铁蛋白处于不活化状态,所以整个固氮酶不能显示出固氮活性,这种不能固氮的固氮酶可为从野生型固氮菌固氮酶钼铁蛋白中分离得到的物质(或因子)所活化或恢复固氮活性,此种活化因子叫钼铁辅因子。这种钼铁辅因子已从多种固氮生物中分离到,其分子量为1000～3000左右。按钼铁蛋白分子量为270,000计算,其中铝、铁、硫三种原     

光合细菌Rhodopseudomonas capsulata固氮活性的调节

光合细菌Rhodopseudomonas capsulata的光促固氮活性被外加少量氨迅速失活,随着菌体细胞吸取氨,周围环境中氨量下降,光合固氮活性恢复。固氮活性失活的持续时间取决于最初外加的氨量。弱光下氨对固氮活性的失活效果更为显著。谷氨酸胺和天门冬酰胺对光合固氮活性的失活和恢复与氨的作用方式具同一动力学类型。细菌光合非循环电子流抑制剂苯醋酸汞和磷酸化解联剂五氯苯酚均抑制光合固氮活性,并且与氨产生协同的抑制效果。光合细菌固氮活性被氨短时间的调节机制进行了讨论。     

有催化活性的固氮酶二聚态钼铁蛋白

利用离子交换层析和凝胶过滤,第一次成功地从棕色固氮菌提取液中分离出接近电泳纯的能重组固氮酶活性的二聚态钼铁蛋白。它的分子量约为150,000,每分子含钼约0.5原子。当与铁蛋白重组固氮酶时,表现出相当高的活性。这个结果对固氮酶底物络合中心的结构提供了重要的启示,指出与目前较为流行的双钼多核中心相比,含单钼的多核中心至少同样是不可忽视的可能结构。     

固氮酶

指固氮生物中对固定空气中分子氮并将其转变成氨起特殊催化功能的酶蛋白质。已从16种不同类型固氮生物中分离到固氮酶,它可分为两种独立的酶蛋白:(1)含钼和铁,称钼铁蛋白;(2)含铁,称铁蛋白。一般认为前者是络合和还原氮的中心,后者是电子活化中心。两者单独存在时不能固氮,只有合起来才能重组固氮活性。固氮酶(尤其是铁蛋白)对氧和摄氏零度左右的低温很敏感,易于失活。由于两种蛋白重组固氮活性时的确切比例尚不清楚,加上它们的均一制剂又未得到,所以对整个固氮酶的分子量还无法判断。目     

太白山区23种中草药抗氧活性的研究

采用DPPH法对太白山区常见23种中草药乙醇提取液进行了抗氧活性研究。结果表明：赤芍和贯叶连翘的抗氧活性最强,银杏叶、葛根、窝儿七、越橘果、红窝儿七、独叶草的抗氧活性较强。在浓度为4mg（干重）ml时,上述中草药对DPPH自由基抑制率达80％以上,其中窝儿七、赤芍、贯叶连翘、越橘果的提取液稀释5倍后仍表现出较强的抗氧活性,而赤芍和贯叶连翘的浸提液稀释10倍后（0．4mg(干重）／mL),抑制率仍分别高达67．5％和77．1％。     

马铃薯培养基中的根瘤菌自生固氮活性

以20％马铃薯提取液为主,加88毫克分子阿拉伯糖(或蔗糖、或葡糖酸盐)、2.5或25毫克分子琥珀酸钠以及0.7％琼脂,配成简易的马铃薯培养基。豇豆根瘤菌(Rhizobium sp·)330S、330V和32H1三个菌株,以及大豆根瘤菌(Rhizobium japonicum)C_8和B_(15)二个菌株纯培养在此培养基上,均具有自生固氮活性。 气相氧的浓度在0.75～2％时,根瘤菌的固氮活性最高。氧浓度超过10％时,活性显著被抑制。当根瘤菌的固氮酶活性已表达后,加入10％氧,2小时后活性就降低,44小时后随着气相氧浓度的下降,固氮活性又有所恢复。在加入不同碳源的马铃薯培养基中,根瘤菌固氮活性的水平因不同菌株而有差异。培养基中加入适当浓度的琥珀酸钠,根瘤菌固氮活性显著提高。培养基的pH在6.4～7.0范围内,豇豆根瘤菌的固氮活性较高,pH低于5.4或高于8.0时,都没有活性。预培养17天的豇豆根瘤菌仍有一定的固氮活性,但以5～7天的活性最高。分析马铃薯不同提取部分对根瘤菌生长和固氮活性的影响时,表明水溶部分比脂溶部分的效果好。     

固氮螺菌中固氮酶活性的厌氧关闭与细胞内ATP／ADP比值的关系

本文研究了巴西固氮螺菌(Azospirillum brasilense)“玉-62”在以谷氨酸为氮源的好气液体培养条件下固氮酶活性厌氧关闭的机制。ATP 合成的解偶联剂 CCCP 使固氮酶迅速失活,Western blotting 实验证明这种失活的分子基础是固氮酶铁蛋白—亚基被修饰。用萤光素-萤光素酶法测定表明厌氧处理使细胞内 ATP/ADP 比值迅速下降,固氮酶活性亦迅速被抑制,重新供氧后细胞内 ATP/ADP 比值很快恢复到原水平,固氮酶活性亦迅速上升。CCCP处理亦使细胞内 ATP/ADP 比值迅速下降。低电位电子受体 Metronidazole 制固氮活性,但固氮酶铁蛋白不被修饰,细胞内 ATP/ADP 比值略上升。实验证明,细胞内 ATP/ADP 比值的变化是启动固氮酶铁蛋白修饰系统的信号分子。     

肺炎克氏杆菌的nifA基因产物在巴西固氮螺菌中的功效

通过三亲本杂交将质粒pCK3{携带改变了启动子的肺炎克氏杆菌(Klebsiella pneuma-niae)nifA 基因]引入巴西固氮螺菌(Azospirillum brasilense)Yu62菌株中,由此获得的转移接合子巴西固氮螺菌Yu62-4菌株在6．0 mmol/L以上NH+4浓度下,能表现出微弱的固氮酶活性(相当于无NH+4时活性的0．3-0．5％),而野生型Yu62则全部丧失固氮酶活性。固氯酶的丙烯酰胺凝胶电泳和铁蛋白的免疫杂交实验表明,转移接合子Yu62-4在高NH+4(50mmol／L)下,虽有铁蛋白合成,但合成量比无NH+4时少得多,而且有一部分铁蛋白未被共价修饰;野生型菌株Yu62在此NH+4浓度下无铁蛋白合成。实验结果表明：外源(来自肺炎克氏杆菌)的基因产物在巴西固氮螺菌Yu62中不能有效地解除NH+4对该菌固氮酶合成的阻遏作用。本文分析了出现这种现象的原因。     

电子供体及受体对棕色固氮菌抗氨阻遏能力的影响*

电子供体连二亚硫酸钠、甲基紫精及电子受体亚甲蓝均能强烈抑制棕色固氮菌表达固氮活性 ,并引起该菌的抗氨阻遏能力减弱。适当提高氧压 ,能提高菌体的固氮活性近1 5 % ,但过高的氧分压反而抑制菌体的固氮活性。此外 ,提高氢分压能降低棕色固氮菌菌体内的还原电位 ,从而达到提高菌体抗氨阻遏能力的效果。     

电子供体及受体对棕色固氮菌抗氨阻遏能力的影响

电子供体连二亚硫酸钠,甲基紫精及电子受体亚甲蓝均能强烈的抑制棕色固氮菌表达固氮活性,并引起该菌的抗氨阻遏能力减弱,适当提高氧压,能提高菌体的固氮活性近15％,但过高的氧分压反而抑制菌体的固氮活性,此外,提高氢分压能降低棕色固氮菌菌体内的还原电位,从而达到提高菌体抗氨阻遏能力的效果。     

氧对固氮螺菌(Azospirillum brasilense)Yu 62固氮酶活性的调节作用

本文研究了在好气条件下,在以谷氨酸为氮源的液体培养基中,固氮螺菌(Azospirllumbrasilense)Yu62固氮酶形成的条件及溶氧压对固氮酶活性的影响。厌氧使整体细胞固氮酶迅速失活;而见氧后固氮酶又重新恢复活性。Western blotting实验证实,这种可逆失活的分子基础,是由于固氮酶铁蛋白-亚基被修饰和去修饰。呼吸抑制剂KCN对固氮酶活性的抑制,亦是由于固氮酶铁蛋白被修饰。因此推论细胞内的能量状态可能是启动固氮酶活化酶系统的重要信号。谷氨酰胺合成酶的抑制剂MSX不能去除厌氧和KCN引起的抑制作用。结果表明：固氮酶活性的NH+4和厌氧关闭可能通过不同的机制起作用。     

光在钼影响蓝藻固氮中的作用

我们过去的工作曾指出,蓝藻及其离体异形胞的固氮是一个依赖于光的过程,光对蓝藻固氮酶的合成和活性有调节作用。此外,多年的生化研究也已确定,钼是包括蓝藻在内的一切固氮生物生长和参与固氮酶催化活性中心结构的必需与关键性的金属元素,它对钼铁蛋白有调控功能。这样,     

氧对大豆类菌体固氮活性的影响

自大豆根瘤中制备具固氮活性的类菌体,反应前需经抽气,反应时必须同时考虑系统中的菌液浓度、氧分压、振摇速度等因子。类菌体的固氮对不同氧分压的反应呈钟形曲线,其最适氧分压随反应系统中菌液浓度的增加而递增,说明类菌体的固氮需一严格的较低的氧分压值。从类菌体固氮和呼吸的关系,及外加底物对呼吸和固氮两者的影响,看出与其他自生固氮菌一样,类菌体的固氮亦具呼吸保护作用。这些有助于阐明类菌体需要厌氧制各、加氧反应以及可重复的活性制备物不易得到等问题,也间接证明豆血红蛋白的生理功能正是在于载氧,所以类菌体在固筑过程中既需氧,又怕氧。     

豆科植物中酰脲含量的测定

选育高固氮活性豆科作物品种是提高豆科作物固氮能力的一个有效途径。目前,采用测定固氮活性的乙炔还原法用于大田筛选,不仅需要挖出根系破坏植株,不利于单株选育,而且难以收集全部根瘤作出准确测定。     

现场模拟添加磷、铁及胶体对北部湾2007年春季生物固氮的影响

生物固氮是海洋氮循环的重要过程。固氮作用能够促进海洋初级生产力的提高,增强海洋吸收CO₂能力,对于降低大气CO₂浓度,减缓温室效应具有重要意义。2007年春季对北部湾海区进行了现场模拟添加P,Fe和胶体实验,并应用乙炔还原法（ARA,Acetylene Reducing Activity）分析其固氮速率,研究其主要影响因素。结果表明,温盐与固氮速率相关性不显著（P > 0.05）。对固氮速率来说,外加P其变化范围为-97%-545%,外加Fe其变化范围为-86%-146%,外加胶体其变化范围为-96%-1456%。对叶绿素含量而言,外加P其变化范围为-24%-50%,外加Fe其变化范围为-32%-36%,外加胶体其变化范围为-53%-41%。N可能是春季北部湾海区浮游植物生长的限制因子,固氮作用主要受到P限制,而外加胶体对固氮生物和固氮速率表现出较大的促进作用。     

在棕色固氮菌中诱导的硝酸还原酶和固氮酶相互关系的初步研究

0.1MNaNO₃ 可使棕色固氮菌诱导出硝酸还原酶,其粗提物的比活性为21．9 NO₂ 毫微克分子／分钟·毫克蛋白。在诱导硝酸还原酶过程中,诱导的粗提物中固氮酶活性比未诱导的下降更迅速。实验结果表明这是由于在诱导过程中固氮酶铁蛋白失活,而与钼铁蛋白无关。应用相同的方法对缺乏Fe.Mo辅因子的棕色固氮菌突变种Uw₄₅进行诱导,结果出现硝酸还原酶活性,证明硝酸还原酶和固氮酶钼铁蛋白不共享相同的含钼亚基。     

马桑结瘤固氮与光合作用的关系

马桑(Coriaria sinica)植株的结瘤量、根瘤固氮活性和固氮能力均与植株叶面积和光合能力呈显著的直线相关关系,叶面积大、光合能力强的植株结瘤量大,根瘤固氮活性高,固氮能力强。马桑根瘤固氮活性呈白天升高夜间降低的昼夜变化特点,昼夜变幅为10～20μmol C2H2/g.h,光合作用是引起固氮活性昼夜变化的主要因素,同时受土壤温湿度的影响,遮阴或光照不足将引起马桑结瘤固氮能力的大幅度降低。     

羊奶果结瘤固氮特性研究

羊奶果根瘤多年生,初发生时呈2—3分又状,后经多次分叉生长,形成珊瑚状的根瘤簇,外形球状或扁球状,直径可达数厘米。根瘤固氮活性较高,全年平均固氮活性8.86微摩乙烯/克鲜瘤/小时。固氮活性秋夏较高,冬春较低。根瘤离体后固氮能力持续时间较长,可达9小时。固氮作用最适温度为30℃,低温使固氮活性显著下降,短时间高温(37℃)能提高根瘤固氮活性,但持续高温会抑制固氮活性。 羊奶果根瘤具有氢酶,表现出较高吸氢活性(9.52微摩氢/克鲜瘤/小时),且持续时间较长。外源氢能明显提高根瘤固氮活性,提高幅度达60％左右。 羊奶果各器官硝酸还原酶活力为根>根瘤>叶片>枝条,叶片NR活力呈季节性变化,秋夏较高,冬春较低。根瘤NR活力变化较大,且与根瘤固氮活性变化的趋势基本一致。     

葡萄糖和氢对Gunnera／Nostoc固氮共生体固氮活力的影响

Ｇｕｎｎｅｒａ／Ｎｏｓｔｏｃ固氮共生体固氮相对效率可在０．２６～０．８０之间变动,而不是一个常数。外加１．５％葡萄糖液可使其固氮活力提高约１００％,同时也使组织的呼吸速率提高了近１６０％。加外源Ｈ２可使其固氮活力提高近１００％,但却使组织的呼吸速率降低近５０％。正常生长条件下的组织净放２量较低,而外源２％葡萄糖液可使组织净放Ｈ２量提高近２倍。外加５ｍｍｏｌ／Ｌ的ＮＨ４Ｃｌ溶液可使其固氮活力下降约７