宽叶吊兰叶绿素生物合成的昼夜节律变化

在被子植物中,从谷氨酰-tRNA到叶绿素的生物合成是由许多酶催化的级联反应,其中间代谢产物具有较强的光反应活性和细胞毒性,因此这一过程在细胞内受到严格的调控。本研究通过检测宽叶吊兰叶片叶绿素生物合成途径的14种中间产物含量随昼夜节律的变化,探讨昼夜节律对宽叶吊兰叶绿素生物合成的影响。结果表明,中间产物ALA(δ-氨基乙酰丙酸)、PBG(胆色素原)、ProtoⅨ(原卟啉Ⅸ)、Heme(血红素)、Mg-ProtoⅨ(镁原卟啉Ⅸ)、Chlide a(叶绿素酸酯a)、Chlide b(叶绿素酸酯b)、Chl a(叶绿素a)、Chl b(叶绿素b)受光诱导,而UrogenⅢ(尿卟啉Ⅲ)、CoprogenⅢ(粪卟啉Ⅲ)和Pchlide(原叶绿素酸脂)受黑暗诱导,尤其是Pchlide在黑暗中的积累量显著增加;Mpe(镁原卟啉Ⅸ单甲酯)和Mpde(镁原卟啉Ⅸ二酯)具有2个积累峰值,分别出现在中午12∶00和夜间24∶00。说明叶绿素生物合成受昼夜节律的调控,但其中间代谢产物含量的变化规律与昼夜节律并不完全一致。     

固定化脂肪酶合成维生素A棕榈酸酯

研究了有机溶剂中脂肪酶催化维生素A棕榈酸酯的合成工艺。采用维生素A醋酸酯和棕榈酸乙酯作为反应底物, 对催化合成维生素A棕榈酸酯反应介质进行了比较, 同时对影响合成维生素A棕榈酸酯反应的因素(温度、初始水含量、底物摩尔比、反应时间和酶量等)进行了探讨, 优化了反应条件: 在10 mL的石油醚中, 体系初始含水量0.2%(体积比V/V), 0.100 g 维生素A醋酸酯和0.433 g 棕榈酸乙酯在酶量为1.1 g的固定化酶催化下, 在30°C、190 r/min下反应12 h, 转化率可以达到83%, 固定化酶可连续使用5次以上。     

固定化脂肪酶合成维生素A棕榈酸酯

研究了有机溶剂中脂肪酶催化维生素A棕榈酸酯的合成工艺。采用维生素A醋酸酯和棕榈酸乙酯作为反应底物, 对催化合成维生素A棕榈酸酯反应介质进行了比较, 同时对影响合成维生素A棕榈酸酯反应的因素(温度、初始水含量、底物摩尔比、反应时间和酶量等)进行了探讨, 优化了反应条件: 在10 mL的石油醚中, 体系初始含水量0.2%(体积比V/V), 0.100 g 维生素A醋酸酯和0.433 g 棕榈酸乙酯在酶量为1.1 g的固定化酶催化下, 在30°C、190 r/min下反应12 h, 转化率可以达到83%, 固定化酶可连续使用5次以上。     

镁螯合酶的结构与功能

镁螯合酶（magnesium chelatase）是叶绿素合成过程中的关键酶,催化原卟啉IX与Mg2+螯合形成镁原卟啉IX。镁螯合酶由催化亚基H与AAA+亚基I、D组成。通过这3种亚基的协调配合,在ATP驱动下实现Mg2+与原卟啉IX的螯合,推动叶绿素的合成。在这一过程中,基因组解偶联基因4（GUN4）蛋白对其发挥重要的正调控作用。自上世纪90年代以来,镁螯合酶独特的结构及其作用机制一直吸引着研究者们的兴趣。本文结合最新的研究进展,阐述镁螯合酶的结构、酶促反应动力学及其催化机制等。另外,对于GUN4蛋白对镁螯合酶的调控也进行了概述。     

莲胚芽叶绿素合成对光照的依赖性

被子植物的叶绿素合成需要光照,但是莲（Nelumbo nucifera Gaertn.)胚芽却一直被猜测具有在黑暗中合成叶绿素的能力,因为莲胚芽变绿是在四重覆盖物（子叶、种皮、果皮和莲蓬）包被下几乎不大可能秀光的环境中发生的,本实验从正反两个方面否定了这种可能性;首先对处于发育早期的莲蓬进行遮光处理。结果发现莲胚芽虽然可以继续发育,但是它的叶绿素合成却受到严重抑制。积累了大量合成叶绿素的前体,并且这些前体主要与依赖光的原叶绿素酸酯氧还酶（LPOR）结合在一起;其次不依赖光的原叶绿素酸酯氧还酶（DPOR）的编码基因在物种间高度保守,但是用PCR的方法在功基因组中却扩增不同源序列,表明莲胚芽不大可能具有在黑暗中合成叶绿素所必需的酶。两方面实验结果表明,莲胚芽的叶绿素合成只能通过依赖光的途径进行。     

非水相中脂肪酶催化甘油三酯转酯反应动力学

本文研究了脂肪酶在己烷中催化甘油三丁酸酯与硬脂酸之间的转酯反应动力学。转酯反应分为二个连续的反应步骤:由酯生成的酰基酶复合物的水解和由酸生成的酰基酶复合物的醇解,整个反应符合乒乓反应机制,动力学参数为:K_m(酯)=3.2×10~(-2)mol/L,K_m(酸)=6.9×10~(-2)mol/L,V_m=1.7×10~(-4)mol/L·min。     

高等植物叶绿素生物合成的研究进展

叶绿素是植物叶绿体内参与光合作用的重要色素,其功能是捕获光能并驱动电子转移到反应中心.整个叶绿素生物合成过程(L-谷氨酰-tRNA→叶绿素a→叶绿素b)需要15步反应,涉及15种酶,迄今在模式植物拟南芥中已分离到27个编码这些酶的基因,完成了以拟南芥为代表的被子植物叶绿素生物合成全部基因的克隆.本文主要对近年来国内外有关植物叶绿素的生物合成过程及相关酶基因的克隆、生物合成途径中2个关键步骤(σ-氨基酮戊酸(ALA)合成和Mg离子插入原卟啉Ⅸ的调节)、影响叶绿素生物合成的主要因素(光、温度、营养元素等),以及叶绿素生物合成相关酶的其他生物学功能等的研究进展进行综述.     

高等植物叶绿素生物合成的联乙烯还原酶及编码基因研究进展

联乙烯还原酶(DVR)将各种叶绿素中间物质的8-乙烯基转化为乙基,是叶绿素生物合成必不可少的一个关键酶。迄今已在高等植物中检测到5种DVR活性。水稻和玉米的重组DVR蛋白能将联乙烯叶绿素a、叶绿素酸酯a、原叶绿素酸酯a、镁原卟啉Ⅸ单甲酯和镁原卟啉Ⅸ分别转化为相应的单乙烯物质,从而证实了这5种DVR活性。在高等植物中各种DVR活性是由一个基因编码的具有广谱底物专化性的DVR蛋白所催化,但来源于不同物种的DVR蛋白的催化活性可能具有极显著的差异,并且即使是同一个DVR蛋白,对不同的联乙烯底物也可能具有显著不同的催化活性。在此基础上,提出了"源于一个联乙烯还原酶的叶绿素生物合成多分支路径"假说。该文对近年来国内外有关高等植物叶绿素生物合成途径中联乙烯中间物质与联乙烯还原酶活性、联乙烯还原酶基因的克隆及重组酶活性检测、联乙烯还原酶的数目与叶绿素生物合成的多分支路径等方面的研究进展进行综述,并讨论了有待进一步探讨的若干问题。     

水稻叶绿体中GAP脱氢酶、FBP酶和醛缩酶的比较研究

光合作用同化二氧化碳的碳素循环(即卡尔文环)所生成的糖磷酯,主要从环中的两个反应步骤向环外转移,这两个酶促反应是由甘油醛-3-磷酸脱氢酶(简称GAP脱氢酶)和果糖-1,6-双磷酸酯酶(简称FBP酶)催化的,即在固定二氧化碳后,由FBP酶、GAP脱氢酶和醛缩酶的作用,将卡尔文环的产物     

生物法合成维生素C棕榈酸酯

研究了不同的脂肪酶在有机溶剂体系中催化合成L-维生素C棕榈酸酯的反应。针对维生素C在有机溶剂中溶解度较低这一问题,对催化合成维生素C棕榈酸酯反应的脂肪酶和反应介质进行比较,同时对影响合成维生素C棕榈酸酯反应的因素（温度、底物浓度、底物摩尔比、反应时间和酶量等）进行探讨,优化了反应条件：在10mL的丙酮中,1.094g棕榈酸与0.107g维生素C在酶量为20％（W/W, 固定化酶/维生素C）的固定化脂肪酶催化下,初始含0.4nm分子筛20%,温度为60℃,转速为200r/min,反应48h转化率可以达到80%,产物维生素C棕榈酸酯的浓度可达20g/L。     

非水相脂肪酶催化合成L-抗坏血酸棕榈酸酯的研究Ⅰ

对催化合成L-抗坏血酸棕榈酸酯反应的脂肪酶(NOVO435、MML、LIPOLASE、PPL)和反应介质进行比较,得出最佳酶种为NOVO435,最佳介质为叔戊醇;同时对影响合成L抗坏血酸棕榈酸酯反应的初速度的因素(转速、温度、水分含量、酶浓度和底物浓度)进行了探讨,确定了最适反应条件：转速为200r/min,温度为55℃,水分含量为0,酶浓度为12.5%。     

His-234是毛白杨对香豆酸 ∶ CoA连接酶的重要酶催化活性残基

对香豆酸∶CoA连接酶(4-coumarate: coenzyme A ligase,4CL)是植物苯丙烷类代谢途径中的一个重要的酶．4CL以肉桂酸衍生物(香豆酸、咖啡酸、阿魏酸等)、ATP和CoA为底物合成相应的酰基-CoA酯,这些酰基-CoA酯是一系列重要化合物(如木质素)的前体．4CL的酶催化反应分两步进行：第一步以肉桂酸衍生物和Mg² -ATP为底物合成酰基-AMP,第二步用CoA取代AMP,产生酰基-CoA酯,催化过程中酶的构象产生明显的变化．因为4CL在木质素的合成中所起的作用,这个酶是通过蛋白质工程方法改进林产品质量的重要靶标．我们通过X射线衍射技术,解析了毛白杨对香豆酸∶CoA连接酶1(Pt4CL1)与其中间产物对香豆酰-AMP的复合物晶体结构,与同家族成员结构比对,确定所获得的蛋白质结构为Pt4CL1催化第二步反应,即酰基-CoA酯合成的构象．结构分析表明：His-234残基在Pt4CL1的酶催化机理中起着多重作用,即通过侧链与AMP磷酸基团形成氢键,降低磷酸基团的负电荷,催化CoA的亲核取代反应;侧链可以采取两种不同的构象以调节CoA进入Pt4CL1的催化中心;His-234的侧链还可能夺取CoA巯基的质子,从而增强CoA的亲核反应活性．突变体酶活数据结果也显示His-234对Pt4CL1的活性非常重要,是Pt4CL1催化中心的活性残基．     

铜绿假单胞菌完整细胞a-氨基酸酯水解酶的性质

铜绿假单胞菌(Pseudomonas aeruginosa) AS 1.204完整细胞a-氨基酸酯水解酶能催化a-氨基酸酯的水解和转移a-氨基酸酯的酰基到胺亲核试剂上。在水解和转移反应中酶的一般性质相同,最适pH为5．2,最适温度都是40℃。7-氨基脱乙酰氧基头孢烷酸(7一ADCA)抑制苯甘氮酸甲酣(PG-Ome)的水解。因此,该酶催化7一ADCA和PG-Ome转化成相应的半合成头孢菌素。     

固定化脂肪酶ANL非水催化合成L-抗坏血酸棕榈酸酯

为提高酶促合成L-抗坏血酸棕榈酸酯的效果,采用物理吸附法,将黑曲霉脂肪酶(Aspergillus niger lipase,ANL)固定在瓶壁、脱脂棉上,制得固定化酶(器壁-ANL、脱脂棉-ANL),并催化L-抗坏血酸(Vc)与棕榈酸酯化反应合成Vc棕榈酸酯。结果发现,在37℃、转速160 r/min、Vc和棕榈酸摩尔比1∶3、反应24 h、丙酮为溶剂的条件下,器壁-ANL和脱脂棉-ANL催化反应的摩尔转化率分别为87.3%和90.4%。同样条件下,酶粉催化反应转化率不足36%。底物摩尔比为1∶1,器壁-ANL、脱脂棉-ANL催化反应的转化率分别为51.5%和62.2%。从生产的角度来看,脱脂棉-ANL催化,丙酮为溶剂、底物等摩尔比的反应体系具有低碳、环保和产物易提纯的特性,通过进一步提高转化率,更具工业应用价值。     

植物组织中冠瘦碱合成酶活性检测的一种简便有效方法

由根癌农杆菌(Agrobacterium tumefaciens) 感染引起的植物冠4瘤(crown gall)细胞除 具激素自养性生长特性外,还具有一类特殊的 基因产物,即冠瘦碱(opines)"'。常见的冠瘦碱 主要有章鱼碱(octopine）和胭脂碱(nopaline) 等。催化章鱼碱合成的酶为章鱼碱合成酶( octopine sy nthase),或叫Lysopine脱氢酶[D- （＋）一lysopine dehydrogenase, 简称LpDH] o 催化胭脂碱合成的酶为胭脂碱合成酶(nopaline sy nthase),或称胭脂碱脱氢酶(nopaline dehydrogenase, 简称NpDH)。即在NADH存在条 件下,LpDH催化丙酮酸与精氨酸的缩合反应, 形成章鱼碱;NpDH催化。一酮戊二酸和精氨酸 的缩合反应,形成胭脂碱。     

叶片衰老原因新探

叶片变黄是叶器官衰老的最明显的症状之一,叶绿素迅速降解和类胡萝卜素的相对稳定是叶片变黄的主要原因。不少研究者认为,叶绿素降解起因于叶片光合受阻和叶绿体内氧自由基的累积,也有的人则认为与叶绿素降解酶系统的协调作用有关。 1.叶绿素酶系统对叶片衰老的作用 叶绿素酶是参与叶绿素降解的第一种蛋白,催化叶绿素解体形成叶绿酸和游离叶绿醇。     

《神经科学期刊》：研究者发现智力发育迟滞新机制

酯酰辅酶A合成酶长链家族成员4（ACSL4）是脂代谢中一个重要的酶,它催化长链脂肪酸和辅酶A反应生成酯酰辅酶A。这个步骤使长链脂肪酸活化而进入脂类合成和能量代谢。因此,     

脂酶催化的羧酸过氧化反应及其应用

脂酶除了催化经典的酯水解及酯化反应外,还能催化脂肪酸的过氧化。过氧脂肪酸也可以进行常规的Prileshajev环氧化。当不饱和脂肪酸参与反应时,就发生不饱和脂肪酸的自身环氧化而形成环氧脂肪酸。这个反应为脂酶的应用开辟了一个崭新的领域。     

酰基供体结构对褶皱念珠茵脂肪酶（CRL）催化芳香仲醇动力学拆分立体选择性的影响

研究仲醇的酶催化动力学拆分机制,发现酰基供体的结构是影响酶催化动力学拆分选择性的一个重要因素。通过实验发现了一类用于仲醇动力学拆分（KR）的优秀酰基供体——长链有机酸的对氯苯酚酯,并将这种酰基供体成功用于褶皱念珠菌脂肪酶（CRL）催化的仲醇动力学拆分过程。在1-苯乙醇的动力学拆分（KR）过程中,随着对氯苯酚有机酸酯供体中酰基部分碳原子数的增加,产物的对映体过量值（e．e.p值）也在不断地提高。当碳原子数≥5,转化率达到50％时,产物的叫．。值仍能保持大于99％。这样的规律也适用于其他的仲醇拆分过程,当选择对氯苯酚戊酸酯作为酰基供体用于其他仲醇的动力学拆分过程时,可以实现仲醇的高效拆分,反应6h转化率达到50％,产物的对映体过量值e．e．p为100％。     

反胶束中单宁酶催化没食子酸烷基酯的生物合成

为了研究单宁酶在有机相中的催化性能,建立了AOT/异辛烷／水反胶束单宁酶催化没食子酸与脂肪醇酯合成反应体系。结果显示：反胶束单宁酶催化体系可成功催化合成C3-C5脂肪醇与没食子酸的酯合成反应。不同反应体系中由于不同脂肪醇的存在,单宁酶的动力学参数和紫外光谱存在差别。结果表明单宁酶对脂肪醇的专一性不强,根据Vmax/Km比值,丁醇与异丁醇是其最适底物,单宁酶催化没食子酸烷基酯合成的动力学符合米氏方程。反应体系中不同的脂肪醇导致了单宁酶构象的差别。