碳酸酐酶对CO2液相扩散的影响及其与C3植物光合作用的关系

当CO_2进入水溶液时,必然存在CO_2 H_2O?H~ HCO_3~-平衡。根据Henderson-Hasselbach方程pH=pK lg[HCO_3~-]/[CO_2],平衡时溶液中CO_2和HCO_3~-浓度比由溶液中的pH值决定。在大多数生物介质中,尤其是叶绿体基质,处于平衡时,HCO_3~-浓度是CO_2浓度的十几甚至是几十倍。在这种情况下,HCO_3~-的扩散成为无机碳的主要扩散形式。碳酸酐酶(Carbonic Anhydrase EC 4.2.1.1)能够加速CO_2和HCO_3~-之间的平衡。本文对此作些     

溶剂极性对碳酸酐酶热变性的影响

以差示扫描量热技术为手段研究了具不同碳氢链长度及不同浓度的醇－水溶剂对碳酸酐酶热变性温度及热变性焓的影响,以探讨两性分子对蛋白质构象及热稳定性的影响。结果表明,随着甲醇、乙醇及丙醇各自浓度的增加碳酸酐酶的变性温度降低;在相同的醇浓度下随着醇的碳氢链的加长,碳酸酐酶的变性温度明显下降;当醇在低浓度,例如１０％时,碳酸酐酶的热变性焓比在纯缓冲液中要高。而在高浓度时其变性焓比在纯缓冲液中要低,且随着碳氢     

植物的碳酸酐酶

本文介绍了植物碳酸酐酶的化学特性,在植物中的分布、定位以及环境条件对酶活性的影响。对植物碳酸酐酶的可能生理功能进行了论述,同时对近年来藻类碳酸酐酶的研究成果也做了较详细的介绍。     

杜氏盐藻两种碳酸酐酶基因启动子的克隆和功能研究

将克隆得到的杜氏盐藻DCA7和CA基因的启动子区与bar基因和NOS polyA终止子片段融合,分别构建成pMDDC-B和pMDC-B转基因杜氏盐藻表达载体。用基因枪法将两种表达载体转化人杜氏盐藻细胞,通过除草剂草丁膦筛选培养获得转化藻株,对转化藻株进行分析。对转化杜氏盐藻藻株的筛选培养结果表明：pMDDC-B和pMDC-B载体中的外源bar基因能在杜氏盐藻细胞中稳定或瞬时表达。同时在氦气压力为690kPa条件下,微弹轰击2次比微弹轰击1次或3次的效果更好。对pMDDC-B转化杜氏盐藻得到的稳定表达的转化藻株进行的PCR和Southern印迹分析的结果表明：外源的bar基因确已整合到杜氏盐藻基因组中。Northern印迹分析表明：DCA7基因启动子驱动bar基因在杜氏盐藻细胞中的表达效率受氯化钠浓度梯度调控。推测首次克隆得到的DCA7基因启动子可能是一种活性高、安全性好的高渗诱导性启动子;杜氏盐藻DCA7和CA基因启动子区的GT高度重复序列,可能与杜氏盐藻高度耐盐的分子机制有关。     

氮磷营养限制影响三角褐指藻光合无机碳利用和碳酸酐酶活性

以海洋硅藻三角褐指藻为实验材料, 研究了不同氮磷比培养对其光合无机碳利用和碳酸酐酶活性的影响, 结果显示三角褐指藻生长速率在N:P=16:1时最大, 高于或低于16:1时明显下降, 表明其最适生长受到氮磷的限制。氮限制(N:P=4:1或1:1)导致叶绿素a含量分别下降30.1% 和47.6%, 磷限制(N:P=64:1或256:1)下降39.1%和52.4%, 但氮或磷限制对叶绿素c含量并没有明显影响。不同营养水平培养对光饱和光合速率具有明显的影响, 与营养充足培养相比, 在严重氮磷限制(N:P=1:1或256:1)培养下光饱和光合速率分别下降39.7%和48.0%, 光合效率与暗呼吸速率也明显下降。在氮磷限制培养下藻细胞pH补偿点明显下降; K0.5CO2值在磷限制下降低30%, 表明磷限制有助于提高细胞对CO2的亲和力, 但氮限制并没有明显影响。在氮磷限制培养的细胞反应液中Fe (CN)63-浓度下降速率较慢, 表明在氮磷限制环境中生长的细胞质膜氧化还原能力明显低于营养充足条件下生长的细胞。氮磷限制也导致胞内、外碳酸酐酶活性明显下降, 其中在氮限制下胞外碳酸酐酶活性分别下降50%和37.5%, 在磷限制下下降22.3%和42.1%。严重的氮(N:P=1:1)或磷(N:P=256:1)限制导致胞内碳酸酐酶活性下降36.5%和42.9%。研究结果表明, 三角褐指藻细胞在氮磷营养限制的环境中, 可以通过调节叶绿素含量、无机碳的利用方式和碳酸酐酶的活性以维持适度的生长。       

从天然提取物或分离部位中以碳酸酐酶II为靶点的抗骨质疏松活性筛选

目的是以碳酸酐酶Ⅱ(CAⅡ)为靶点筛选其抑制剂,以期寻找抗骨质疏松活性样品。实验是在96孔酶标板上对来源于178个科、608个属、1020种动植物2919个提取物或分离部位样品在CA-Ⅱ模型上进行了批量筛选。结果表明在10μg/ml浓度下发现了来源于40个科、61个属、72个种的100个样品有活性,其中5个样品的IC50小于2．50μg/ml,22个样品的IC50在2．51—5．00μg/ml范围,73个样品的IC50在5．01—10．00μg/ml范围。通过以上工作我们认为以碳酸酐酶Ⅱ为分子靶点的体外筛选方法稳定、方便、快速、微量、有效,特别适用于天然产物的抗骨质疏松活性筛选。     

聚丙烯酸/水滑石纳米复合凝胶的制备及固定化碳酸酐酶的初步研究

首先用尿素法合成了水滑石(HT),然后用甲基丙烯磺酸钠(SMAS)对水滑石进行插层,得到了插层的水滑石(SMAS-HT),最后通过反相悬浮聚合制备了一种新型的聚丙烯酸/水滑石纳米复合凝胶,其中N,N'-亚甲基双丙烯酰胺(NMBA)为交联剂,过硫酸钾(KPS)为引发剂。通过傅立叶变换红外光谱(FTIR)、X-射线衍射(XRD)及扫描电镜(SEM)等手段表征其结构和形貌。考察了SMAS-HT的含量对凝胶吸(盐)水性能的影响。结果表明插入SMAS的水滑石片层在聚合后发生了剥离,添加少量的SMAS-HT可以明显提高凝胶的吸(盐)水性能,当SMAS-HT含量为3.0wt%时,凝胶的吸(盐)水性能达到最大。最后进行了凝胶固定化碳酸酐酶的初步研究,比较了游离酶和凝胶固定化酶的CO_2水合活性,结果表明,凝胶固定化酶保持了较高的酶活,说明本文制备的纳米复合凝胶是一种很好的酶固定化载体材料。     

碳酸酐酶与临床医学

碳酸酐酶是一类含锌的蛋白酶,共发现了10种同工酶及三种碳酸酐酶相关蛋白,广布于人体各组织,能可逆性地催化C02的水合反应,参与调节pH、离子运输等多种生理过程,碳酸酐酶的缺乏和异常将可能会导致一系列的疾病。     

碳酸酐酶1对骨形成作用的研究

目的:为了研究碳酸酐酶1(carbonic anhydrase I,CA1)在生物矿化和骨形成过程中的作用。方法:选择HeLa细胞为研究对象,用地塞米松(dexamethasone,DEX)、β-磷酸甘油(β-glycerophosphate,β-GP)和维他命C(ascorbic acid,AA)诱导其钙化,茜素红染色法观察矿化结节的形成,荧光定量PCR检测细胞骨化标志蛋白Runx2/cbfa1的表达。CA1表达水平的变化采用Western blot和荧光定量PCR的方法检测。同时用碳酸酐酶抑制剂乙酰唑胺处理HeLa细胞,观察CA1表达被抑制后对HeLa细胞钙化的影响。结果:HeLa细胞在诱导后形成大量矿化结节,Runx2/cbfa1转录水平明显升高,显示DEX、β-GP和AA可诱导HeLa细胞钙化和骨化,HeLa细胞钙化后CA1表达明显增高。HeLa细胞经乙酰唑胺处理后,CA1的表达量减少,矿化结节形成明显减少,说明抑制CA1表达可以抑制HeLa细胞矿化和骨化过程。结论:CA1在生物矿化和新骨形成过程中起着重要作用。     

碳酸酐酶Ⅳ与人类疾病

碳酸酐酶4(carbonic anhydrase 4,CAIV)是12种人类相关碳酸酐酶中的一员,主要通过糖基磷脂酰基醇锚定在细胞质膜上。哺乳动物的多个器官有CAIV的表达。CAIV高效催化CO2的水化和HCO3–的脱水反应,在尿液酸化、肺泡换气等生理反应中起重要作用。CAIV基因表达的变化、结构稳定性的破坏和活性的改变等均与人类多种疾病的发生发展密切相关。CAIV还可以作为药物治疗靶点应用于疾病治疗。为此,该文就CAIV与人类相关疾病发生的病理生理机制作一综述。