镍对荚膜红假单胞菌氢酶和固氮酶活性的促进作用

本文报道了过渡金属镍离子对荚膜红假单胞菌(Rhodopseudomonas capsulata)菌株N3氢酶吸氢活性和固氮酶乙炔还原活性的促进作用,当培养基内的镍离子浓度为IμM时,生长菌体的氢酶具有最大的吸氢活性,但镍离子对固氮酶活性的最适浓度为5pjIfo镍离子加入到整体细胞或无细胞提取液中,对氢酶话性无促进作用。镍离子加入到整体细胞中,固氮酶活性也没有被促进。其它一些过渡金属离子,例如Co2+、Cu2+、Zn2+什对氢酶和固氮酶活性均无促进作用。无论有无镍离子存在,螯合试剂。O-phenanthroline 和EDTA 对生长菌体的氢酶和周氮酶的活性均有少量的抑制作用,基于以上试验结果,对Ni2+参与Rps. Capsulata 氢酶蛋白质合成以及有关作用机理进行了讨论。     

铵培养的粪产碱菌（Alcaligenes faecalis）中固氮酶的生物合成

粪产碱菌A—15的氮素同化途径在铵培养下以GDH途径为主,而氮培养下则以GS/GOGAT途径为主,DEAE—纤维素层析,SDS—PAGE及免疫学试验均证明,粪产碱菌在铵浓度高达30mmol/L时仍有固氮酶合成,但没有固氮活性。铵和氮培养两者细菌粗提液在电泳条带上有些差异。铵培养的粪产碱菌合成的固氮酶,在解阻遏后,仍可出现固氮活性。     

N2和NH4^＋培养下粪产碱菌固氮酶钼铁蛋白的合成及其特性

应用柱层析和制备电泳分别将N_2和 NH_4~ 培养的粪产碱菌固氮酶钼铁蛋白(Af 1和Af 1)分离并纯化,两者理化性质十分相似。分子量分别为226 kD和 222 kD;α亚基和β亚基分子量分别为57 kD和60 kD;氨基酸种类相同,总残基数分别为1790和1750;每分子Af 1和Af 1均含有2个原子Mo和32个原子 Fe;金属原子簇的氧化还原当量数为6。Af 1的比活性为 1477 nmolC_2H_4 mg~(-1)protein min~(-1),Af 1无活性;分子结构两者有差异。     

部分氧化的铁钼蛋白的圆二色散谱和电子顺磁共振谱的研究

棕色固氮菌固氮酶FeMo蛋白与过量（5－6个当量）的酸性靛蓝保温30－60分钟后,蛋白中的P－金属原子族全部氧化,然而蛋白中的FeMoCo全都处于还原状态。Na2S2O4使这种部分氧化的FeMo蛋白中的P-ciuster重新不,甲基紫精可加快这种还原,而亚甲蓝等氧化剂则使这种蛋白中的FeMoCo受到氧化,对这种部分氧化的FeMo蛋白分别进行CD还原滴定和测定氧化过程中的EPR／ABS的变化已经得到p-Cluster和FeMoCo的氧化还原当量数目。     

棕色固氮菌中固氮酶与过氧化物酶、过氧化氢酶、超氧化物歧化酶的相关性研究

通过对棕色固氮菌(Azotobacter vinelandii)沈-230菌株在不同时间培养下,菌的生长、繁殖与固氮酶(N2ase)、过氧化物酶(PER)、过氧化氢酶(CAT)和超氧化物歧化酶(SOD)的活力变化研究,发现棕色固氮菌中PER、CAT、SOD的活力水平与N2ase活性变化有密切的相天性。在对数生长期,N2ase活性随生长时间的延长而增加,同时CAT、PER和SOD酶的活性也相应增加。对数期之后,N2ase活力稍有下降,其它酶的活力亦有相应的变化。在研究酶活力变化的同时,研究了同工酶谱的变化。该变化亦有很强的规律性。根据研究结果,提出并讨论了棕色固氮菌中固氮酶的舫氧保护机制。     

Identification of Contaminations Hiding Beneath the α- and β-Subunits of Partially Purified Nitrogenase MoFe Protein on the Sodium Dodecyl Sulfate Gel

To identify the unknown proteins that would contaminate the α- and β-subunits of nitrogenase MoFe protein on sodium dodecyl sulfate-polyacrylamide gel electrophoresis （SDS-PAGE）, the partially purified MoFe protein （Avl） preparation was obtained from Azotobacter vinelandii Lipmann OP by chroma- tography on DEAE-cellulose （DE52） and Sephacryl S-200 columns and analyzed by PAGE and matrix- assisted laser desorption/ionization time-of-flight （MALDI-TOF） mass spectrometry. The Av 1 preparation was shown to have two main bands at the position of the α- and β-subunits of crystalline Avl on the SDS gel. However, on the anoxic native PAGE, in addition to the Avl band, the preparation was shown to have three other main bands that migrated slower than Av 1. Of these three main bands, the protein with the fastest migration was identified as bacterioferritin elsewhere. The proteins on the other two bands, termed Upper and Middle, were suggested to be two different homopolymers with the same apparent subunit electrophoretic mobilities as the α- and β-subunits of Avl, respectively. By analysis of MALDI-TOF mass spectrometry, the Upper was identified as GroEL, which belongs to the heat shock protein 60 family, and the Middle was identified as glucose-6-phosphate isomerase （PGI）. In our preparation, anoxic native electrophoresis indicated that GroEL was composed of 14 identical subunits and that PGI was composed of 10 identical subunits. This is the first report of PGI, with so many subunits. The contaminating proteins in the Av 1 preparation, mainly GroEL and PGI, could be totally or partially removed from Av 1 if the shoulders and center of the elution peak were collected separately from the Sephacryl S-200 column and the center fraction was purified further by Q-Sepharose developed with an NaC1 concentration gradient. Thus, Avl with more than 90% purity was obtained. Obviously, this modified method is useful for the purification of mutant MoFe proteins with a high purity.     

实时荧光定量PCR在固氮酶基因检测中的应用

实时荧光定量PCR是近年发展起来的一种新的实时定量检测特定核酸技术,它是核酸探针技术、荧光共振能量传递技术和PCR技术的有机结合。与常规PCR相比,它具有特异性更强、能有效解决PCR污染问题、自动化程度高等特点,扩大了PCR的应用范围。概述实时荧光定量PCR技术在固氮酶(nifH)基因检测中的应用与研究进展,并探讨该技术的发展和应用前景。     

固氮酶的研究进展

固氮酶将N2还原为NH3的过程是自然界实现氮循环的重要环节。固氮酶是由γ2型二聚体组成的Fe蛋白和α2β2异四聚体组成的MoFe蛋白组成。固氮酶催化的机制包括铁蛋白的氧还循环和钼铁蛋白的氧还循环两部分。Klebsiella pneumoniae的nif基因簇由20个基因组成,构成了8个转录单位,总长度24206bp,其操控机制是多水平、多层次的调控过程。同时综述了固氮酶的多样性,目前已经发现的有钼铁固氮酶、钒铁固氮酶、铁铁固氮酶以及在Strpomyces thermoauophicus内存在的与已知的三种固氮酶体系明显不同的固氮体系。     

棕色固氮菌突变种UW45的固氮酶钼铁蛋白(NifB-Av1)结晶

经两次DE52和Sephacryl S-300柱层析,从棕色固氮菌(Azotobacter vinelandii Lipmann)突变种UW45粗提液(37 677 mg蛋白)中纯化得到628 mg的NifB-Av1.经考马斯亮蓝R-250染色的SDS凝胶电泳分析表明,该蛋白基本达到SDS凝胶电泳纯,组成它的亚单位的种类与Av1(α和β亚单位)相似.NifB-Av1不能与NifB-Av2重组成具放氢活性的固氮酶,但可使与其保温重组的FeMoco显出高活性.在合适条件下,NifB-Av1可在结晶溶液中析出棕色短斜四棱柱晶体,目前所得最大晶体的二维边长均为0.1 mm.能否出现晶体以及出晶时间、晶体数目、大小、质量和形状等,与沉淀剂溶液各组分的种类和浓度、结晶方法、实验操作等因素密切相关.初步结果表明,所得晶体为NifB-Av1单晶.     

固氮酶CrFe蛋白和MnFe蛋白的空间晶体生长

从分别生长于含Mn和Cr培养基中的棕色固氮菌(Azotobacter vinelandii Lipmann)突变种UW3分离纯化出MnFo和CrFe蛋白.为适应包括固氮酶在内的氧敏感蛋白的空间晶体生长的要求,应用简易而适用的厌氧加样装置代替固氮酶实验室所用的笨重厌氧箱(dry box),在地面进行厌氧加样.在充满氮气的简便有机玻璃箱内厌氧加样的所有样品中,分别用液/液扩散法和汽相扩散的坐滴法都可在一周内使MnFe和CrFe蛋白在宇宙飞船上从溶液中结晶出来.在所用的数种蛋白沉淀剂中,飞船上形成的所有晶体都为单晶,而地面上在多数沉淀剂中部生成大量孪晶.在相同沉淀剂中用液/液扩散法,飞船上生成CrFe蛋白的最大晶体比地面生成的最大晶体大1倍.而在相同沉淀剂中用汽相扩散的坐滴法,飞船上生成的MnFe蛋白最大晶体却没有地面生成的最大晶体大.这种差异也许是由不同结晶方法而不是不同蛋白所引起的.