PprI和RecX蛋白对耐辐射奇球菌抗氧化作用的影响

利用基因突变、化学发光法和酶活性分析研究了耐辐射奇球菌中与辐射抗性密切相关的基因pprI(Dr0167)和recX(Dr1310)突变对菌体活性氧清除作用的影响,分析了其对抗氧化酶活性的调控功能。实验结果表明,缺失pprI的突变株对活性氧自由基氧化异常敏感,过氧化氢酶和超氧化物歧化酶活性显著降低。与之相反,RecX对菌体活性氧清除作用表现为一种“负”的影响,即缺失recX的突变株对活性氧自由基的清除能力反而增强了,过氧化氢酶和超氧化物歧化酶的酶活性明显增加。表明这两个基因与抗氧化系统的调控有关。为进一步研究该菌的抗氧化机制提供了一些思路。     

耐辐射奇球菌铁结合蛋白DRA0258的抗氧化功能

【目的】通过对极端环境耐受的耐辐射奇球菌Deinococcus radiodurans R1全基因组进行序列比对分析,获得具有铁储备蛋白Ferritin类似功能基序的未知功能蛋白DRA0258,采用分子生物学技术对该蛋白的功能和性质进行了验证和分析。【方法】首先对DRA0258进行克隆表达和纯化,并经络合物显色法测定蛋白上铁结合含量;通过三段连接敲除法构建dra0258突变株,检测突变株在双氧水协迫下的生存率、总抗氧化活性及过氧化氢酶活性;利用实时定量PCR检测突变株内抗氧化酶类及铁转运相关性调控蛋白的基因转录水平。【结果】经体内外蛋白铁含量检测证实DRA0258具有一定的铁结合能力;双氧水生存率实验表明dra0258的缺失导致细胞的抗氧化能力显著下降;过氧化氢酶活性、总抗氧化活性检测及抗氧化酶类的基因转录水平检测证实dra0258基因的缺失导致细胞内一些抗氧化基因转录水平下调,细胞的抗氧化应激系统受到损伤,并影响了一些铁调控网络蛋白的基因转录水平。【结论】本研究证实DRA0258是一种铁结合蛋白,该编码基因的缺失影响胞内铁转运系统并使细胞抗氧化能力下调。     

野牛草叶片活性氧及其清除系统对水分胁迫的响应

逆境条件下活性氧产生及其清除效率是衡量植物抗性的重要指标,而活性氧对植物组织的氧化伤害和抗氧化酶活性常因材料的遗传或生理差异性而发生变化。以同一基因型的野牛草(Buchloe dactyloides(Nutt.)Engelm'texoka')克隆分株叶片为材料,采用Hoagland营养液培养,研究了10%、20%和30%PEG-6000模拟干旱胁迫下,野牛草叶片活性氧的产生、脂质过氧化和抗氧化酶活性变化规律。结果表明:随着PEG-6000浓度的增加及胁迫时间的延长,超氧阴离子(O2-.)的产生速率、过氧化氢(H2O2)和丙二醛(MDA)含量均显著增加;超氧化物歧化酶(SOD EC1.15.1.1)、愈创木酚过氧化物酶(G-POD EC1.11.1.7)和过氧化氢酶(CATEC1.11.1.6)活性呈先上升后下降的变化趋势;SOD、G-POD与CAT活性达到峰值的时间随PEG-6000浓度的增加而提前。认为水分胁迫下,抗氧化酶可有效清除活性氧自由基,但随胁迫时间的延长,抗氧化酶活性受到抑制。     

耐辐射奇球菌crtⅠ基因缺失突变株的构建及其功能研究

利用PCR方法和体内同源重组技术,对耐辐射奇球菌(Deinococcus radiodurans)中控制色素合成的关键基因--crtⅠ进行缺失突变,成功获得红色色素缺失突变株M61.对突变株分别进行不同剂量电离辐射(IR)和不同浓度过氧化氢(H2O2)处理,结果表明与野生型菌株R1相比,突变株M61对电离辐射的抗性降低;对过氧化氢的敏感性明显上升,在高浓度H2O2条件下表现异常敏感.HPLC分析结果显示,crtⅠ基因的完全缺失对色素合成途径产生重要影响,导致番茄红素和其他红色类胡萝卜素的合成被抑制.证明crtⅠ基因是耐辐射奇球菌中控制红色类胡萝卜素合成的一个关键基因.为阐明耐辐射奇球菌中类胡萝卜素参与的抗辐射和抗氧化机制奠定了一定基础,为进一步研究类胡萝卜素在耐辐射奇球菌中的合成途径及功能提供了思路.     

动物抗氧化系统中主要抗氧化酶基因的研究进展

抗氧化系统是机体清除体内多余的活性氧、保护自身免受氧化损伤的重要体系,其中超氧化物歧化酶、过氧化氢酶、谷胱甘肽过氧化物酶等起主要作用。本文将对动物抗氧化系统中,超氧化物歧化酶、过氧化氢酶和谷胱甘肽过氧化物酶基因的种类、分布、结构及表达进行综述。     

昆虫体内抗氧化系统研究进展

昆虫为了减轻和防止活性氧损伤,已形成了复杂的氧化应激机制。可通过酶促如超氧化物歧化酶、过氧化物酶、过氧化氢酶等和非酶促谷胱甘肽、抗坏血酸和胡萝卜素等清除活性氧的系统以清除过量的活性氧。本文论述了昆虫在氧化胁迫下所具有的一套抗氧化系统。对其系统组成抗氧化酶和抗氧化剂的主要成分的抗氧化活性进行了综述。     

荞麦种子萌发期多种抗氧化酶活性的研究

通过研究荞麦种子萌发期(0～7 d)超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)、过氧化物酶(POD)和抗坏血酸过氧化物酶(ASP)四种抗氧化酶的酶活性变化,以及对自由基等的清除效果,分析荞麦种子内在抗氧化酶系统在萌发期对细胞膜结构的修复及保护作用。实验结果表明:荞麦种子在萌发期产生的活性氧、自由基等对四种抗氧化酶均有激活效应,其中超氧化物歧化酶(SOD)活性最先上升,其他三种酶随其后被激活,四种酶的氧化反应存在一定关联性和协同作用。苦荞的抗氧化酶活性高于甜荞。     

H_2O_2对黑曲霉氧化胁迫机理的研究

旨在探究H_2O_2胁迫下,黑曲霉的氧化应激响应,为控制黑曲霉生长和赭曲霉毒素A(OTA)合成提供依据。测定黑曲霉菌体生长、OTA合成、胞内活性氧(ROS)和脂质过氧化水平,以及抗氧化酶活性。H_2O_2能够抑制黑曲霉生长,且抑制作用具有剂量相关性;能促进其合成OTA,尤其是生长第4天时最为明显;能提升胞内ROS水平和丙二醛(MDA)含量;引起胞内过氧化氢酶(CAT)和谷胱甘肽过氧化物酶(GPX)的活性增高,其中在生长第5天CAT酶活提高显著,生长第6天GPX酶活提高显著;但对超氧化物歧化酶(SOD)活性无显著影响。菌体通过提升胞内抗氧化酶活性及毒素的合成来平衡胞内过多的活性氧,从而在氧胁迫下维持菌体生长及代谢。     

NaHCO3处理对西伯利亚蓼叶细胞膜脂过氧化和活性氧清除酶活性的影响

对西伯利亚蓼扦插苗进行不同浓度和不同时间NaHCO3处理,研究了NaHCO3处理浓度和时间对西伯利亚蓼叶细胞膜脂过氧化和活性氧清除酶活性的影响。研究表明,NaHCO3处理浓度分别与过氧化氢酶活性、丙二醛含量和细胞膜透性之间存在极显著正相关性,与超氧化物歧化酶活性之间存在显著正相关性,与过氧化物酶活性之间无显著相关性;不同NaHCO3浓度处理间,超氧化物歧化酶活性、过氧化氢酶活性及丙二醛含量差异极显著,过氧化物酶活性和细胞膜相对透性差异显著;不同时间的NaHCO3处理,过氧化物酶活性、过氧化氢酶活性、丙二醛含量及细胞膜透性差异显著,超氧化物歧化酶活性和过氧化氢酶活性差异极显著。     

KCl和NaCl对毕氏海蓬子生长和几种抗氧化酶活性的影响

50-200 mmol·L-1NaCl显著促进海蓬子生长和抗氧化酶[超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)和过氧化氢酶(CAT)]活性,与NaCl浓度相同的KCl明显抑制海蓬子生长和此3种酶的活性,但KCl下的超氧阴离子(O2-)和丙二醛(MDA)含量增加程度则明显高于同浓度的NaCI处理.据此认为,KCl伤害海蓬子的原因之一是抗氧化酶活性下降,不能及时清除活性氧,以致活性氧和MDA积累,引起质膜伤害,海蓬子生长受抑和生长量下降.     

南方根结线虫对不同砧木嫁接番茄苗活性氧清除系统的影响

采用盆栽人工接种方法,对番茄嫁接苗进行了抗性评价,研究了番茄嫁接苗叶片中抗氧化酶活性和活性氧代谢的动态变化。结果表明,接种南方根结线虫(J2)后,砧木嫁接苗表现为高抗,自根嫁接苗为高感。通过嫁接换根,与自根嫁接苗相比,砧木嫁接苗明显提高了接穗叶片的超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)和抗坏血酸过氧化物酶(APX)活性,降低了超氧阴离子(O.2-)产生速率以及过氧化氢(H2O2)和丙二醛(MDA)含量。表明番茄植株体内的活性氧水平和抗氧化酶活性的高低与其抗根结线虫的能力密切相关,较低的活性氧水平和较高的抗氧化酶活性有利于减轻对膜系统的伤害,提高番茄植株的抗根结线虫能力。     

金属还原酶FreB2对烟曲霉铁吸收及氧化压力应答的影响

利用构建的烟曲霉金属还原酶基因(AFUA-1G00350,Fre B2)缺失突变株,对烟曲霉金属还原酶基因Fre B2功能进行初步研究,为揭示该基因与烟曲霉的致病关系提供依据。比较野生株和基因缺失突变株在AMM和无铁AMM液体培养基中生长时高铁还原酶的活性,绘制不同时间野生株和基因缺失突变株在AMM和无铁AMM液体培养基中生长时高铁还原酶活性曲线。利用Real-Time PCR方法分析Sre A、Sid A、Fet C、Ftr A和Fre B这些与铁的吸收相关基因的mRNA的表达量变化。测定野生株和基因缺失突变株对氧化压力的敏感性及胞内活性氧物质含量。不论在AMM液体培养基中还是在无铁AMM液体培养基中培养时,突变株高铁还原酶的活性都明显高于野生株高铁还原酶活性。与野生株相比培养60 h时,突变株Sre A、Sid A、Fet C、Ftr A和Fre B这些与铁的吸收相关基因的表达量出现明显上调。氧化压力敏感性实验显示,基因缺失突变株对H2O2的敏感性显著增强,同时胞内活性氧物质含量明显增多。金属还原酶基因Fre B2在烟曲霉铁吸收及氧化压力应答过程中发挥作用;烟曲霉与铁吸收相关基因之间存在功能互补效应。     

NaHCO3处理对西伯利亚蓼叶细胞膜脂过氧化和活性氧清除酶活性的影响

对西伯利亚蓼扦插苗进行不同浓度和不同时间NaHCO₃处理,研究了NaHCO₃处理浓度和时间对西伯利亚蓼叶细胞膜脂过氧化和活性氧清除酶活性的影响。研究表明,NaHCO₃处理浓度分别与过氧化氢酶活性、丙二醛含量和细胞膜透性之间存在极显著正相关性,与超氧化物歧化酶活性之间存在显著正相关性,与过氧化物酶活性之间无显著相关性;不同NaHCO₃浓度处理间,超氧化物歧化酶活性、过氧化氢酶活性及丙二醛含量差异极显著,过氧化物酶活性和细胞膜相对透性差异显著;不同时间的NaHCO₃处理,过氧化物酶活性、过氧化氢酶活性、丙二醛含量及细胞膜透性差异显著,超氧化物歧化酶活性和过氧化氢酶活性差异极显著。     

耐辐射奇球菌crtI基因缺失突变株的构建及其功能研究

利用PCR方法和体内同源重组技术,对耐辐射奇球菌(Deinococcus radiodurans)中控制色素合成的关键基因———crtI进行缺失突变,成功获得红色色素缺失突变株M61。对突变株分别进行不同剂量电离辐射(IR)和不同浓度过氧化氢(H2O2)处理,结果表明:与野生型菌株R1相比,突变株M61对电离辐射的抗性降低;对过氧化氢的敏感性明显上升,在高浓度H2O2条件下表现异常敏感。HPLC分析结果显示,crtI基因的完全缺失对色素合成途径产生重要影响,导致番茄红素和其他红色类胡萝卜素的合成被抑制。证明crtI基因是耐辐射奇球菌中控制红色类胡萝卜素合成的一个关键基因。为阐明耐辐射奇球菌中类胡萝卜素参与的抗辐射和抗氧化机制奠定了一定基础,为进一步研究类胡萝卜素在耐辐射奇球菌中的合成途径及功能提供了思路。     

Pb、Ni胁迫对大羽藓抗氧化酶系统的影响

研究了Pb、Ni单一及复合胁迫下大羽藓细胞活性氧自由基的累积与清除、光合系统和膜系统的受损情况及其抗氧化酶系统的变化.结果表明：在较低胁迫浓度(Pb<0.1 mmol·L^-1,Ni<0.01 mmol·L^-1)下,大羽藓叶绿素含量具有应激效应,在较高胁迫浓度(Pb>0.1 mmol·L^-1,Ni>0.01 mmol·L^-1)下则具有抑制效应;随Pb-Ni复合胁迫浓度的增加,苔藓活性氧自由基和丙二醛的累积量逐渐增大;大羽藓超氧化物歧化酶和过氧化氢酶活性降低,过氧化物酶活性增加,过氧化物酶在清除Pb、Ni胁迫产生的活性氧自由基的过程中起着重要作用.大羽藓丙二醛含量和过氧化氢酶活性对Pb、Ni胁迫具有浓度依赖性,可以将其作为监测该类重金属污染的生物标志物.     

成花光敏感的雌雄性不育苎麻活性氧代谢研究

为研究成花光敏感雌雄不育苎麻(Floral initiation photo-sensitive male and female sertile ramie,SMSFS)的败育与活性氧代谢的关系,对SMSFS及其回复突变株SMSFS(R)花器官的活性氧(ROS)清除酶活性和丙二醛(MDA)含量测定．结果表明：SMSFS蕾的过氧化物酶(POD)、超氧化物歧化酶(SOD)和过氧化氢酶(CAT)活性明显高于可育株SMSFS(R),而膜脂过氧化产物MDA的含量低于SMSFS(R);与蕾期相比,败育期SMSFS雌雄花除POD活性有所上升,而SOD和CAT活性则显著下降,MDA含量升高并高于开花期可育株．可见活性氧代谢的失衡引起了的膜脂过氧化,与SMSFS雌雄性败育明显相关．     

活性氧在外源乙烯诱导内源乙烯产生过程中的作用

外源乙烯在一定的条件下明显抑制了超氧化物歧化酶（SOD)和过氧化氢酶（CAT）的活性,提高了超氧化物阴离子自由基和过氧化氢（H2O2）的产率,从而有效地诱导了内源乙烯产生的增加;外源和H2O2对乙烯产生的促进作用及外源活性氧清除剂对乙烯产生的抑制作用也为此提供了证明。乙烯对植物生理过程的调节机制之一就是通过影响活性氧清除酶活性,从而调节各种活性氧在体内的平衡。     

耐辐射奇球菌dps突变株的构建和蛋白功能初步研究

Dps(DNAprotection during starvation)蛋白是原核生物中特有的一类具有铁离子结合和抗氧化损伤功能的重要蛋白。利用体外PCR扩增技术和体内同源重组方法,获得了耐辐射奇球菌(Deinococcus radiodurans)dps全基因(DRB0092)缺失突变株。对突变株和野生型分别进行不同浓度过氧化氢(H2O2)处理,结果表明:与野生型菌株R1相比,dps突变株在低浓度H2O2(≤10mmol/L)条件下存活率急剧下降,而高浓度(≥30mmol/L)下则完全致死。Native-PAGE活性染色结果显示,稳定生长期dps突变株体内两种过氧化氢酶(KatA和KatB)的活性较野生型R1分别上调2.3倍和2.6倍。通过质粒构建和大肠杆菌诱导表达,获得可溶性Dps蛋白。体外结合和DNA保护实验结果显示:Dps具有明显的DNA结合功能,并能保护质粒DNA免受羟自由基攻击。本研究证明,Dps蛋白在耐辐射奇球菌抗氧化体系中发挥重要作用,可能对该菌极端抗性机制有重要贡献。     

外源一氧化氮对氯化钠处理下秋茄幼苗抗氧化系统的调节效应

研究了外源一氧化氮(NO)供体硝普钠(SNP)对NaCl处理下红树植物秋茄(Kan-deliacandel)幼苗叶片中抗氧化酶活性、抗氧化物质及脯氨酸含量的影响。结果表明:NaCl处理下,秋茄幼苗叶片中超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)和抗坏血酸过氧化物酶(APX)等4种活性氧清除酶的活性均受到明显抑制(P<0.05),SNP可以不同程度地恢复SOD、POD、CAT的活性,但对APX活性影响不大;SNP提高谷胱甘肽(GSH)及类胡萝卜素(Car)的含量,促进脯氨酸含量的上升,显著降低叶片中过氧化氢(H2O2)和丙二醛(MDA)的累积。表明外源NO可以缓解NaCl处理诱导的秋茄幼苗叶片氧化损伤,降低膜脂过氧化水平,有利于秋茄适应盐生环境。     

耐辐射球菌RNA聚合酶β亚基突变对基因表达全局的影响

RNA聚合酶的B亚基参与与利福平的结合,并在原核生物中高度保守．许多细菌中利福平耐药株的rpoB基因均有氨基酸改变．本实验室曾分离2两株耐辐射球菌（Deinococcus radiodurans）自发突变利福平耐药株（突变为：L420R和1258—669-bp缺失）．本研究发现,β亚基的变化对生长速度有独特的效果．利用DNA芯片技术和生化分析鉴定耐辐射球菌的利福平突变株如何调控基因表达改变生长速度的分子机制．参与代谢、细胞进程和信号传递以及信息贮存和处理的基因的转录在9bp缺失突变株中显著改变．9bp缺失突变株的上调基因的共有启动子序列为富含AT的序列．与野生株相比,L420R和9bp缺失突变株积聚了更多的活性自由基．这些结果初步探讨了D亚基突变调控基因的表达机制．