蓝藻Anabaena 7120光漂白细胞的放氢

蓝藻Anabaena 7120光漂白细胞的放氢显著地比正常细胞高,而固氮活性则低。此种放氢对CO的敏感度和对O_2抑制的忍受度都大于正常细胞。乙炔预处理后放氢下降,而分子氢预处理后则增加。CO_2、N_2、结合态氮和光合抑制剂都明显地抑制蓝藻光漂白细胞放氢。加入外源的碳水化合物可促进放氢,如同时加入抑制剂,则有益作用受到削弱,甚至消失。     

短期高温伤害蓝藻Anabaena7120的固氮活性恢复与生理条件的关系

蓝藻经短期高温处理后,其固氮活性显著下降,但在合宜条件下,这种受伤害的固氮活性可以有一定程度的恢复。光下不仅比暗中恢复快,而且活性也高得多。光合抑制剂和外源碳水化合物分别减缓和促进受高温伤害的蓝藻固氮活性恢复。在光、暗和供给外源碳水化合物的条件下,厌氧(氩和氮中)对受高温伤害的蓝藻固氮活性恢复不利。与正常蓝藻有异的是,H_2,CO_2及H_2与O_2,CO_2与N_2的加合都阻碍受高温伤害的蓝藻固氮活性的恢复。     

不同P^H下蓝藻固氮的去铵阻抑及其与生理条件的关系

在不适宜于蓝藻生长的低pH(5.0)条件下,蓝藻固氮活性显著的低,其去铵阻抑也延迟。光照强度减弱,光合抑制剂(DNP)和厌氧条件(Ar中)都延缓蓝藻固氮活性的去铵阻抑。外源的碳水化合物(蔗糖)以及CO_2与N_2的加合则对蓝藻固氮活性的去铵阻抑有一定程度的促进。     

蓝藻Anabaena7120断裂丝状体的固氮作用

蓝藻Anabaena 7120经甲苯处理后,其固氮活性不仅下降,而且对氧也很敏感。处理前24小时(?)时供给CO_2和N_2,其固氮活性受到促进,促进程度比单供给CO_2的大。氢对其支持和氢对其受氧损伤时的保护作用、光合抑制剂和暗处理对其抑制程度均比未经甲苯处理的蓝藻大。外源碳水化合物对其固氮活性也有促进,但同时加抑制剂时,碳水化合物的良好效应消失。     

分子氢支持蓝藻Anabaena7120固氮的生理基础研究

1.在一般条件下供给分子氢,蓝藻的乙炔还原活性相对增长百分率不如加入光合及代谢抑制剂那样显著。弱光和暗处理条件下,分子氢对蓝藻的增益作用较明显。2.分子氢对年轻蓝藻固氮作用的促进比对年老的大。3.在氨和尿素等结合氮影响下,蓝藻固氮活性受到抑制,同时加入分子氢,则其活性便有所提高。4.用氮气、二氧化碳和二氧化碳+氮气处理蓝藻,其固氮活性受到削弱,同时供给分子氢,则蓝藻的乙炔还原活性便得到明显的促进。5.经以乙炔预先处理过的蓝藻,无论添加光合和代谢抑制剂与否,其固氮活性均下降。加分子氢与不加分子氢的乙炔还原活性相近,分子氢对固氮的增益作用显著被削弱以至消失,加和不加抑制剂的氢耗也都下降,不加抑制剂的氢耗相对下降百分率更大。这表明分子氢支持蓝藻固氮和氢酶活动有联系。     

蓝藻Anabaena 7120固氮的光调节

蓝藻Anabaena 7120固氮是一个依赖于光的过程,暗中乙炔还原活性检测不出来。预先以强光、弱光或黑暗对蓝藻进行短期处理,也会引起其固氮活性呈现相应的高低差异。在蓝藻固氮反应中加入NH_4Cl、KNO_3或尿素等结合态氮时,乙炔还原活性即受到抑制,弱光加剧这种抑制,受尿素抑制的蓝藻固氮活性恢复时,强光下比弱光下快。一系列光合抑制剂对蓝藻固氮活性都有抑制作用,弱光下此种抑制加剧。尿素和此类抑制剂对蓝藻固氮活性呈现协同性抑制,其效应和弱光下尿素对固氮抑制加剧是一致的。受尿素抑制的蓝藻固氮活性恢复过程中,加入光合抑制剂的恢复慢,而且只能维持在一个很低的水平上。     

分子氢在鱼腥蓝藻Anabaena 7120固氮活性受氧损伤中的保护作用

分子氢在一定程度上可以消除氧对蓝藻固氮活性的损伤而起一种保护作用。氧对蓝藻固氮活性的损伤主要在固氮反应初期,且是不可逆的。分子氢的保护作用也在反应初期,分子氢过迟加入,其保护作用就会受到削弱或消失,其最大保护作用是在与氧同时加入之时。分子氢的保护作用和生理条件有一定联系。年老的蓝藻中,分子氢支持的固氮活性对氧敏感小些。温度、CO_2、氮气和一系列抑制剂都只影响固氮活性的高低,并不改变分子氢的有益行为。蓝藻经乙炔预处理导致氢酶受抑时,分子氢对固氮活性受氧损伤时的保护作用即受到削弱或消失。     

经短期高温处理的蓝藻Anabaena 7120的吸氢

经短期高温处理的蓝藻吸氢和固氮活性平行地下降,温度越高,处理时间越长,下降越大,且对氧的敏感度增高。暗处理、光合抑制剂、CO_2和N_2导致此种蓝藻吸氢下降程度加剧,CO_2和N_2以及H_2和N_2的加合对其促进程度也小一些,而H_2的支持和CO的抑制程度则与未经高温处理的蓝藻相近。     

渗透胁迫下蓝藻固氮的氧稳定性研究

在聚乙二醇（PEG）的影响下．蓝藻固氮活性下降,对氧的不稳定性增大。PEG浓度愈高,固氮活性及其对氧的稳定性愈小。暗处理、光合抑制剂、N2和厌氧环境加剧氧对受渗透胁迫蓝藻固氮酶活的抑制,而CO2、蔗糖、分子氢以及N2和CO2的加合则使之减轻。     

蓝藻Anabaena7120的固氮活力及其和光合作用的关系

蓝藻Anabaena 7120经用Ar+CO_2、空气和Ar处理后,固氮活性有明显不同。Ar+CO_2处理的活性比空气处理的高出数倍,而Ar处理的则比空气中的低很多。以上三种处理的Anabaena 7120固氮对不同生理条件反应不一样,固氮活性高者对CO和O_2的敏感程度小些、受到CO_2和N_2的抑制程度也轻。但是分子氢对三者固氮作用的支持效用相同,并且也是和氢酶活动有联系。弱光下固氮活力低的蓝藻固氮活性下降得更大些。光合抑制剂和结合态氮对固氮活力高的蓝藻固氮活性的抑制显著比固氮活力低者小。三者的放氢和放氧能力也不同,固氮活力高者放氧高而放氢量小些,低固氮活力的蓝藻正好相反。     

蓝藻(Anabaena 7120)的光合放氢和参与放氢的酶

蓝藻Anabaena 7120放氢是一个依赖于光的过程,暗中几乎测不出放氢活性。静置方式培养的蓝藻预先进行强化培养是测得高放氢活性的重要条件。年轻的蓝藻放氢活性比年老的高。氯化铵和一系列光合作用抑制剂对蓝藻放氢有抑制作用,弱光加剧氯化铵对放氢的抑制。在弱光加光合抑制剂的条件下,受氯化铵抑制的放氢活性恢复速度比强光下慢。CO_2、N_2、NaN_3和KNO_3与放氢竞争电子而抑制蓝藻的放氢。C_2H_2促进蓝藻放氢,CO则抑制放氢,C_2H_2和CO一起加入时,放氢受到的促进显著比单加C_2H_2的大。经分子氢预处理过的蓝藻,其放氢活性在光下可以得到明显的促进。     

缺钼培养的蓝藻Anabaena 1720放氢的研究

培养液中缺钼时,蓝藻Anabaena 7120的放氢受到削弱,其削弱程度比固氮活性的削弱小。此种蓝藻的放氢对CO和氧都敏感,预先以乙炔处理时,其放氢即受抑制,而在光下以分子氢预处理则促进放氢。这类蓝藻光下放氢比暗中高,当添加光合抑制剂或氯化铵于反应系统时,其放氢便明显下降。     

水稻根际兼性厌氧催娩克氏杆菌和阴沟肠杆菌的固氮与氢代谢

兼性厌氧细菌Enterobacter cloacae菌株E-26和Klebsiella oxytoca菌株NG-13的氢酶与固氮酶同时形成。固氮的最佳碳源为蔗糖、葡萄糖和丙酮酸,此外延胡索酸和苹果酸也能支持固氮。支持固氮的碳源也支持放氢,两者动力学基本一致。40％乙炔预处理后,吸氢活性下跌,放氢量未增加;NH_4~ 抑制固氮酶,但未导致放氢量降低;可能E-26菌株的放氢主要依赖于氢酶。菌株E-26和NG-13的吸氢反应,既能以O_2为电子受体,也能以延胡索酸、硝酸、MB为电子受体。但仅延胡索酸为电子受体时,E-26菌的固氮活性被分子H_2促进,它的氢吸收利用与固氮相偶联;而在CO_2和NH_4~ 代谢与H_2利用之间并无明显相关性,吸氢活性不被CO_2和NH_4~ 促进。     

分子氢和氧对受高温胁迫蓝藻固氮活性的影响

Ａｎａｂａｅｎａ７１２０经高温处理后,固氮活性下降,对氧的敏感度增大,增大程度随氧浓度增高而递增。高温胁迫下,分子氢与对正常条件下生长的蓝藻一样可以削弱或消除氧对固氮的伤害,氢的此种行为在光照下和黑暗中表现相似,其良好作用比正常生长蓝藻显著,添加光合抑制剂。ＣＯ２或Ｎ２时亦如何。有外源蔗糖时,氢的良好作用不表现。经ＣＯ或Ｃ２Ｈ２处理的蓝藻,氢在其固氮活性受氧伤害时的良好作用消失。     

几种固氮蓝藻的固氮酶活性及其某些特性

对三种固氮蓝藻:固氮鱼腥藻(水生686)、柱孢鱼腥藻和鱼腥藻7120的整细胞及无细胞抽提液的固氮酶活性,进行了比较研究。水生686的整细胞酶活虽然不低(51.9毫米乙烯峰高/光密度/30分),仅次于柱孢鱼腥藻,但其无细胞抽提液的酶活却最低。这可能与它含有大量藻胶有关。研究了Mn++、Fe++对蓝藻固氮酶的作用,以及测定其在不同酶浓度下的反应动力学表明:柱孢鱼腥藻中不存在象深红螺菌中所看到的那种激活因子。用甲苯-乙醇溶液处理藻细胞,对固氮酶作原位测定,探索了它的氧损伤及氧保护机理。       

The Oxygen-Scavenging System Protecting Nitrogenase from Oxygen in Cells of Blue-Green Algae

There is a heat stable oxygen-scavenging system (OSS) associated with membrane which reduces oxygen endogenously in cells of blue-green algae. Addition of the OSS to cell suspension of heterocystous oxygen sensitive Anabaena mutant and non-heterocystous Pleetonema boryanum led to an increase in their nitrogenase activity by 10–100-fold higher than those under microaerobic condition and also could restore effectively their acetylene reduction activity at higher oxygen concentration since the oxygen presented was reduced effectively. The results suggest that the OSS possesses a function protecting nitrogenase from oxygen in cells. Furthermore, it was found that the efficiency of reducing oxygen of OSS from the Anabaena mutant and Plectonema was lower than those from Anabaena wild and Gloeocapsa in atm. oxygen level. This may be ralated with the susceptibility of nitrogen fixation to oxygen in the cells of Anabaena mutant and Plectonema. The present study firstly indicades the relationship between the heat stable OSS associated with membrane and the mechanism of protecting nitrogenase from oxygen in cells of blue-green algae. Activities of catalase, peroxidase and superoxide dismutase do not show obvious difference in cellfree extract of Anabaena wild and mutant. Methyl viologen can induce nitrogenase activity of Anabaena mutant by subverting a portion of electon flow to accelerate oxygen reduction.     

低温对氯化钠胁迫下蓝藻固氮活性的影响

低温加剧氯化钠对蓝藻固氮的抑制,营养液中氯化钠浓度增高时,抑制程度更甚.能源受限(暗处理和加抑制剂时的光合受抑,N_2和Ar的厌氧下呼吸代谢受阻)和氧下固氮酶受到伤害时,低温处理使氯化钠对蓝藻固氮的抑制进一步加剧.在能源和还原剂供应,合成固氨酶蛋白的物质基础(如CO_2和N_2的加合).光合作用正常进行的条件得到改善和保证,以及供应CO_2、外源蔗糖和氮氧加合时,低温加剧氯化钠对蓝藻固氮的抑制程度明显变小.     

甘露醇对氯化钠胁迫下蓝藻Anabaena 7120固氮活性的增强效应

营养液中添加外源的甘露醇后,蓝藻Ａｎａｂａｅｎａ ７１２０固氮受ＮａＣｌ胁迫的程度减弱。在光合作用不能进行或受到削弱,能量供应受阻、厌氧环境中和分子氧条件下,甘露醇的良好作用减小或消失。改善能涛和碳架供应,增强氢的利用或满足合成固氮酶蛋白所需物质需求时,甘露醇缓解ＮａＣｌ胁迫蓝藻固氮的程度明显增大。