固氮酶催化的放H2反应

以不同来源的纯化固氮酶定量地研究了在不同pN2(N2分压)条件下,催化N2还原和H2释放的反应．并对两者之间的关系进行了动力学分析,得出了固氮酶催化N2还原和H2释放反应的化学计量式： N2+(8+8Km(N2)[pN2])(H+=e-)→2NH3+(1+4Km(N2)[pN2])H2从而提出了双位点放H2的模式。并合理地解释了在正常条件下。每还原1摩尔N2总是放出大于1摩尔H2,和H2是N2还原反应的竞争性抑制剂,而N2却是放H2反应的非竞争性抑制剂等难以理解的问题。     

弗兰克氏菌生物学特性的研究

对自欧美和亚洲不同地理环境、不同科属寄主植物根瘤分离的35株菌的研究结果表明,菌株均具有典型的弗兰克氏菌特征。其中由胡颓子属植物分离的4株菌具有串珠状特异菌丝体结构。全细胞氨基均含有meso-DAP,全细胞糖均为D型。均具有不同程度的固氮酶(乙炔还原)活性,并在乙炔注入后24—72小时活性倍增,同时在48—72小时活性达到最高。根据对糖和丙酮酸钠的利用,可将供试35株菌分为2群4亚群。     

N_2和NH_4~ 培养下粪产碱菌固氮酶铁蛋白的生物合成及特性比较

应用DEAE-纤维素和凝胶柱层析,分别将N_2和NU_1~ (30 mmol/L)培养的粪产碱菌固氮酶铁蛋白(Af2和Af~ 2)分离并提纯52倍,在SDS-PAGE上呈均一状态。Af2的比活性达1540 nmol C_2H_4mg~(-1)protein min~(-1),Af~*2无活性。Af2和Af~*2理化性质基本相同,分子量为64.5 kD;均由2个亚基组成,每个亚基分子量为32.5kD;氨基酸种类相同,总残基数分别为537和553,不含色氨酸;每分子Af2和Af~ 2均含有4个Fe原子和4个酸不稳定S~(2-)原子;UV-vis光谱吸收特征相同;荧光探剂测定结果为:每分于Af2和Af~*2均络合2个分子MgATP或2个分子MgADP。     

固氮酶钼铁蛋白的拆卸与组装研究的进展

由钼铁(MoFe)蛋白和铁(Fe)蛋白组成的固氮酶可还原N_2、C_2H_2等不饱和的小分子。由还原剂提供的电子经Fe蛋白传递给MoFe蛋白,在MoFe蛋白的活性中心进行多种底物还原。由两种不同亚基组成四聚体(α_2β_2)的MoFe蛋白,每分子含有2个Mo原子、30个左右的Fe原子及数目与Fe原子大致相同的酸不稳定性硫(S~*)原子,由它们组成2个M簇(FeMoco)、3—4个P簇(P-cluster)及1—2个S(2Fe)簇。FeMoco     

锰对部分缺失金属原子簇的固氮酶钼铁蛋白的重组作用

棕色固氮菌（Ａｚｏｔｏｂａｃｔｅｒ ｖｉｎｅｌａｎｄｉｉ）固氮酶钼铁蛋白经邻菲口罗啉和Ｏ２ 处理后,变为部分缺失Ｐ－ｃｌｕｓｔｅｒ和ＦｅＭｏｃｏ 的失活蛋白,经与由ＫＭｎＯ４、高柠檬酸铁、Ｎａ２Ｓ和二硫苏糖醇组成的重组液保温后,重组蛋白的吸收光谱和对Ｃ２Ｈ２、Ｈ＋ 和Ｎ２ 的还原活性都恢复至与还原钼铁蛋白相似的状态,而它的α－螺旋度和在３８０—５５０ ｎｍ 、６２０—６７０ ｎｍ 的ＣＤ谱虽有明显的恢复,但仍与还原钼铁蛋白有所不同。表明：（１）重组蛋白液既含有在缺失金属原子簇的ＭｏＦｅ蛋白与含Ｍｎ 重组液重组过程中可能组装的ＭｎＦｅ 蛋白,又含有在邻菲口罗啉和Ｏ２ 处理后金属原子簇仍旧完整的ＭｏＦｅ蛋白;（２）ＭｎＦｅ蛋白和ＭｏＦｅ蛋白在固氮能力上可能是相似的,而在结构上却可能略有差异     

N_2和NH_4~＋培养下粪产碱菌固氮酶铁蛋白圆二色谱及热力学特性比较

Ｎ２和ＮＨ培养下粪产碱菌固氮酶铁蛋白（分别为Ａｆ２和Ａｆ＊２）的氧化态和还原态的ＣＤ谱及ＭＣＤ谱存在明显差异。还原态Ａｆ２与Ａｆ＊２在２１０ｎｍ附近的ＭＣＤ谱完全不同,但它们的氧化态ＭＣＤ谱相同。热力学测定结果表明．在２９８°Ｋ,１．０１３×１０５Ｐａ下,Ａｆ２与ＭｇＡＴＰ饱合络合时的培（△Ｈ°）变化为－２７．０ｋＪ／ｍｏｌ,自由能（△Ｇ°）变化则为－２０．８ｋＪ／ｍｏｌ．熵（△Ｓ°）变４也为－２０．６Ｊｍｏｌ－１Ｋ－１。而Ａｆ＊２与ＭｇＡＴＰ饱合络合时的烂变化为－４４．３５ｋＪ／ｍｏｌ,自由能变化为一２０．４ｋＪ／ｍｏｌ,熵变化为－７９．９Ｊｍｏｌ－１Ｋ－１。Ａｆ２与ＭｇＡＴＰ络合后再与Ｎ２培养的钼铁蛋白反应为吸热反应,而Ａｆ＊２与ＭｇＡＴＰ络合后再与ＮＨ培养的钼铁蛋白反应为放热反应。     

固氮酶铬铁蛋白的晶体生长

在合适的结晶条件下,从含Cr无氨培养基中生长的固氮菌(Azotobacter vinelandii Lipmann)突变种UW3中纯化出的CrFe蛋白可从溶液中析出深棕色斜四棱柱晶体,晶体最大的两条对角线长度分别可达0.25 mm和0.12 mm.PEG 8000、MgCl2、NaCl、Tris 和Hepes 缓冲液的浓度及结晶方法等对该蛋白的出晶率、晶核数目、晶体大小和质量都有明显影响.CrFe蛋白结晶所需的上述化合物的最适浓度与在Mn中生长的固氮菌突变种UW3的MnFe蛋白和缺失nifZ固氮菌突变种的ΔnifZ MoFe蛋白结晶所需的最适浓度有所不同.结果表明,该蛋白晶体可能为CrFe蛋白的晶体.     

棕色固氮菌缺失nifE的突变种固氮酶钼铁蛋白的结晶

从限氨固氮培养基中培养棕色固氮菌(Azotobacter vinelandii Lipmann)缺失nifE的突变种DJ35中,分离纯化得到缺失FeMoco的钼铁蛋白(ΔnifE Av1).在一定条件下结晶得到深棕色短斜四棱柱晶体.结晶溶液中各组分的浓度以及结晶方法等对其晶核数目、晶体大小和质量有明显影响.目前用气相扩散的悬滴法所得的最大晶体的二维边长分别为0.12 mm和0.13 mm.     

蓝细菌红萍鱼腥藻的两种固氮酶系统的放氢特点

已知在固氮生物中,固氮酶在催化氮还原为按的过程中,同时还原H+成为H2,所生成的H2部分为固氮生物体内的氢酶回收再利用,部分放出体外.显然,催化放H2作用也是固氮酶的重要特性之一.