MSX对光合细菌GOGAT缺失突变株(Nif~-)固氮酶的诱导

浑球红假单胞菌的谷氨酸合成酶突变株的培养物缺乏固氮活性,在加入谷氨酰胺合成酶抑制剂MSX后,固氮酶得以表达。MSX加入后对突变株的氮源多效缺陷无恢复作用,说明氮源多效缺陷与固氮酶不合成分属遗传和生理两种水平的改变。当野生型菌株的培养物中加入MSF后,固氮酶表达延迟,谷氨酰胺的加入加剧这一延迟效应。     

丙酮酸对浑球红假单胞菌突变株(GOGAT~-Nif~-)固氮酶活性的调节

固氮无效的浑球红假单胞菌GOGAT突变株经丙酮酸诱导产生固氮酶活性。固氮酶比活随丙酮酸浓度增加而提高,同时依赖于蛋白质合成的菌体生长。丙酮酸产生固氮酶时氮源Glu的浓度高达60 mmol/L。液相色谱分析表明,丙酮酸诱导固氮酶活性的形成与胞内Gln耗竭有关而与Asn无关。用丙酮酸代替苹果酸诱导,突变株向胞外分泌的游离氨大大减少。丙酮酸诱导时变种谷氨酰胺酶比活较高,它可能参与胞内Gln的分解。     

氨和谷氨酰胺对浑球红假单胞菌（Rhodobacter sphaeroides）固氮酶...

浑球红假单胞菌菌株601具有迅速对外源氨作出“关闭”固氮酶活性的反应。氨对固氮酶的抑制作用,可被谷氨酰胺合成酶(GS)抑制剂MSX所解除。反之,加入Glu代谢抑制剂DON,可延长氨抑制的持续时间。Gln对固氮酶也有抑制作用。在脱腺苷化GS的透性细胞中,加入Gln可抑制固氮酶活性,同时,GS腺苷化状态提高。然而,氨则对透性细胞的固氮酶活性和GS腺苷化状态没有影响。     

浑球红假单胞菌GOGAT缺失株中依赖Z—酮戊二酸的固氮酶诱导

2—酮戊二酸加于限量氮培养基中后,引起泽球红假单胞菌谷氨酸合成酶(GOGAT)缺失菌株(asm~-,Nif~-)固氮酶的诱导表达,诱导生成的固氮酶的活性随着培养时间的延长而下降。此时如果加入谷氨酸,固氮酶活性又重新出现,而谷氨酸通常是阻遏GOGAT缺失菌株固氮酶表达的。诱导出的固氮酶与野生菌株固氮酶有相同的调节方式,但前后两次出现的固氮酶活性在氨的敏感性上有差异。此外,在GOGAT缺失菌株内含有较高的谷氨酰胺库,同时谷氨酸胺合成酶(GS)的腺苷酸化状态也较野生型菌株高。     

浑球红假单胞菌氨同化途径的研究

本文测定了浑球红假单胞菌(Rhodobacter sphaeroides)菌株601谷氨酰胺合成酶(GS)、谷氨酸合酶(GOGAT)、谷氨酸脱氢酶(GDH)和丙氨酸脱氢酶(ADH)的活性。低氨时,GS/GOGAT活力高,GDH活力低,高氨时,GS/GOGAT活力低,GDH活力高。在以分子氮或低浓度氨为氮源的培养条件下,加入GS抑制刑MSX(L—methionine—DL—sulphoximine),细菌生长受到抑制。但是,生长在以谷氨酸为氮源的细菌则不受影响。上述结果表明,浑球红假单胞菌菌株601氨同化是通过GS/GOGAT途径和GDH途径。     

浑球红假单胞菌及其谷氨酸合成酶突变株氢酶活性和合成

浑球红假单胞菌野生型菌株的氢酶表达被有机碳、氮底物所抑制。在光照和黑暗时,氧浓度变化对氢酶的作用不同,但高氧浓度都阻遏氢酶的表达。微量Ni~(2+)能专一性地促进氢酶活性,固氮酶的产氢也可以调节氢酶的表达水平。该野生菌株的GOGAT突变株缺乏固氮酶和氢酶活性,在加入谷氨酰胺合成酶抑制剂MSX后,固氮酶和氢酶以相关联的方式合成出来,固氮酶产生的氢看来诱导了氢酶的合成。然而在固氮酶不表达的情况下,外源氢也可诱导氢酶的合成。     

镍在浑球红假单胞菌氢酶合成中的作用（简报）

在固氮酶能表达的生长条件下,镍可促进浑球红假单胞菌菌株601的氢酶合成,而在含氨培养基上则没有影响。镍促进氢酶合成的最适浓度为10μmol/L,并具有金属专一性,其他二价金属离子对氢酶合成没有作用。镍在促进氢酶吸氢的同时,抑制菌体的放氢,但对固氮酶的乙炔还原活性则几乎没有影响。     

自生条件下根瘤菌固氮酶活性的表达

在自生条件下,测定从四种热带豆科植物中分离得到的七株根瘤菌乙炔还原能力,获得四株根瘤具有固氮活性。南洋楹菌株8638L、8638M、8638S和四棱豆菌株pS,其中菌株8638L和pS表现较高的固氮活性。结果表明,在培养基中含有低浓度氮源(谷氨酰胺)、两种碳水化合物(阿拉伯糖和琥珀酸钠)及低浓度的氧,是根瘤菌表达较高固氮酶活性所必需的。菌株8638L和pS固氮酶表达最适氧浓度为1％,谷氨酰胺浓度分别为2mMol/L     

氧对固氮螺菌(Azospirillum brasilense)Yu 62固氮酶活性的调节作用

本文研究了在好气条件下,在以谷氨酸为氮源的液体培养基中,固氮螺菌(Azospirllumbrasilense)Yu62固氮酶形成的条件及溶氧压对固氮酶活性的影响。厌氧使整体细胞固氮酶迅速失活;而见氧后固氮酶又重新恢复活性。Western blotting实验证实,这种可逆失活的分子基础,是由于固氮酶铁蛋白-亚基被修饰和去修饰。呼吸抑制剂KCN对固氮酶活性的抑制,亦是由于固氮酶铁蛋白被修饰。因此推论细胞内的能量状态可能是启动固氮酶活化酶系统的重要信号。谷氨酰胺合成酶的抑制剂MSX不能去除厌氧和KCN引起的抑制作用。结果表明：固氮酶活性的NH+4和厌氧关闭可能通过不同的机制起作用。     

谷氨酰胺合成酶参与Rhodopseudomonas capsulata固氮活性的氨瞬间调节

Rhodopseudomonas capsulata固氮酶活性对氨的敏感性及谷氨酰胺合成酶(GS)活性的变化在很大程度上受菌龄和氮素营养的影响。对数生长后期,固氮酶活性对氨最敏感,GS也处于高水平。限量氨(0.2mM)培养的菌体,其固氮酶活性的氨敏显著减弱,与谷氨酸(7.5 mM)培养的菌体相比,前者的GS活性较后者低50％左右。来自这两种氮源的GS本身对氨的敏感性也不一样,谷氨酸培养的其敏感性较限量氨培养的为低。此外,GS活性与氨关闭固氮酶活性的程度之间呈正相关。而与关闭的持续时间呈负相关。GS活性被抑制后,氨同化受阻,固氮酶活性的氨敏现象消失,基于上述结果,可以认为活性GS参与氨瞬间凋节光合细菌固氮酶的活性。     

转座子Tn916对固氮螺菌Azospirillum brasilense的接合诱变及氨分泌菌株的筛选

以携带质粒pAM120(Ap~r,Tc~r/Tn916)的大肠杆菌(E.coli CG120)为供体菌株,与受体菌巴西固氮螺菌(Azospirillum brasilense)采用滤膜接合法进行接合转移,在选择平板上得到具较高频率的接合子(10~(-5)/每个供体菌,选择四环素抗性)。从846株四环素抗性接合子中进一步用奈氏法筛选得到氨分泌突变株3株。在无氮培养基上,其氨分泌量可达7.5～14.0mmol/L。用乙炔还原法分析氨分泌突变株在不同浓度氮源上的固氮活力,发现20mmol/L NH Cl的存在不抑制其固氮活性,固氮活力与无氮条件下野生株的活力相差不多。无选择压力下细胞分裂50代后的稳定性实验证明,转座子Tn916在氨分泌突变株中的稳定性在50％～80％之间。以固氮螺菌氨分泌突变株为供体菌株,对E.coli HBX1进行反向接合转移实验,证实Tn916确实存在于氨分泌固氮螺菌接合子中。     

大肠杆菌氮代谢调节蛋白GlnG与固氮施氏假单胞菌氮代谢调节蛋白NtrC的功能互补研究

旨在围绕大肠杆菌DH10B(Escherichia coli DH10B)中氮代谢调节蛋白GlnG与施氏假单胞菌A1501(Pseudomonas stutzeriA1501)中氮代谢调节蛋白NtrC在一般氮代谢调控网络中是否存在功能互补展开研究。利用DH10B菌的glnG基因回补A1501菌的ntrC突变株,以及A1501菌的ntrC基因回补DH10B菌的glnG突变株,对所获得的功能互补株分别展开生理生化表型测定。结果表明,在以硝酸钾或尿素为唯一氮源的培养条件下,DH10B glnG基因可以回补A1501ntrC突变株的氮源利用能力,并且部分恢复ntrC突变株的固氮酶活性(约为野生型A1501固氮酶活性的45%);与DH10B glnG突变株相比,A1501菌的ntrC基因回补了DH10B glnG突变株以精氨酸为唯一氮源的生长能力。以上结果说明DH10B菌的GlnG蛋白与A1501菌的NtrC蛋白不仅在进化关系上紧密联系而且在所测试的氮代谢途径中存在功能互补。     

浑球红假单胞菌(Rhodopseudomonas sphaeroides)色素基因的突变对生长速率及光合固氮的影响

浑球红假单胞菌Rps.sphaeroides 6128经甲基磺酸乙酯诱变处理,分离获得23株色素突变种。不具有细菌叶绿素a和类胡萝卜素的无色突变株不能光养生长,蓝绿突变株305不含带色的类胡萝卜素,但能光养生长,其世代时间比亲本株长5倍左右,而且,没有还原乙炔和放氢的固氮酶活性。绿色突变株309缺失球形烯和球形烯酮。当光照强度从3000lx增加到4000lx时,绿色突变株与亲本株生长速率之差由5.3小时缩短为0.3小时,其光合固氮和光合放氢的活性分别为亲本株的30％和45％。各菌株ATP的含量因所含色素成份不同而异。在指数生长期,蓝绿突变株305的ATP含量只有亲本株的8％,绿色突变株309的ATP含量为亲本株的32％,各色素变种的固氮能力与它们菌体ATP的含量相关。类胡萝卜素在为光合固氮提供能源中起着重要的作用。     

斯氏假单胞菌A1501固氮新基因PSTl305的功能分析

[目的]研究斯氏假单胞菌A1501基因组"固氮岛"中PST1305基因在A1501生物固氮过程中所起的作用.[方法]利用同源重组与三亲接合的方法构建PST1305的非极性突变株.乙炔还原法测定固氮酶活.RT.PCR分析PST1305基因与其周围基因转录单元的关系,Real-Time PCR比较PST1305在最佳固氮与非固氮条件下表达水平的差异.[结果]突变株np1305的固氮酶活显著降低,功能互补菌株np1305Comp能基本恢复细胞的固氮作用.PST1305与其上游的nifB、fdxN、下游的nifQ等基因位于同一个转录单元,组成一个操纵子.基因芯片表明,PST1305基因在固氮比非固氮条件下表达量显著上调(约38.7倍),Real-Time PCR验证支持这一结果.[结论]PST1305基因参与固氮过程,其突变会影响固氮酶的活性,该基因可能通过参与A1501固氮酶电子传递或者固氮酶的氧保护过程影响固氮效率.     

茎瘤固氮根瘤菌甲基化受体蛋白Tlp1的功能

【目的】考察茎瘤固氮根瘤菌中趋化基因簇上游的受体蛋白Tlp1编码基因的突变表型,初步探究其功能机理。【方法】利用同源重组和三亲本接合转移的方法构建突变株,在TY培养基中测定生长情况,半固体平板法观察趋化圈,刚果红固体培养基观察胞外多糖和次生代谢产物的分泌,乙炔还原法测定菌株的固氮酶活性。【结果】与野生型菌株相比,tlp1突变株的生长速率没有影响。在以甘油为碳源的L3半固体平板上突变株的趋化圈变小,其回补菌株能部分回补趋化能力。突变株的胞外多糖分泌与野生型没有区别,但其次生代谢产物黑色素出现的时间比野生型稍早。在固氮酶活性测定中,发现突变株酶活性明显比野生型降低,回补菌株能够部分回补。【结论】茎瘤固氮根瘤菌Tlp1蛋白对甘油表现出一定的趋化能力,并且影响细菌的次生代谢产物和固氮能力。     

斯氏假单胞菌A1501固氮新基因PST1305的功能分析

摘要：【目的】研究斯氏假单胞菌A1501基因组“固氮岛”中PST1305基因在A1501生物固氮过程中所起的作用。【方法】利用同源重组与三亲接合的方法构建PST1305的非极性突变株。乙炔还原法测定固氮酶活。RT-PCR分析PST1305基因与其周围基因转录单元的关系,Real-Time PCR比较PST1305在最佳固氮与非固氮条件下表达水平的差异。【结果】突变株np1305的固氮酶活显著降低,功能互补菌株np1305Comp能基本恢复细胞的固氮作用。PST1305与其上游的nifB、fdxN、下游的nifQ等基因位于同一个转录单元,组成一个操纵子。基因芯片表明,PST1305基因在固氮比非固氮条件下表达量显著上调（约38.7倍）,Real-Time PCR验证支持这一结果。【结论】PST1305基因参与固氮过程,其突变会影响固氮酶的活性,该基因可能通过参与A1501固氮酶电子传递或者固氮酶的氧保护过程影响固氮效率。     

浑球红假单胞菌在暗处发酵生长时的固氮酶、吸氢酶以及放氢机制的研究

光合细菌浑球红假单胞菌(Rhodopesudomonas sphaeroides)能在黑暗厌氧条件下生长。首次发现发酵生长的浑球红假单胞菌有固氮酶和吸氧酶的活性。试验比较了在光营养、黑暗厌氧呼吸和好氧呼吸生长方式下该菌的放氢作用,认为黑暗厌氧呼吸过程中的放氢是氢酶催化的放氢。     

光合细菌Rhodopseudomonas capsulata谷氨酰胺合成酶的某些特性

研究了荚膜红假单孢光合细菌菌株N-3谷氨酰胺合成酶(GS)的腺苷态/脱腺苷态间互相转换和调节方式,对十六烷基三甲基溴化铵添加后的稳定,以及不同氮源对酶量的变化和腺苷态的影响。在光暗的调节上,光强在500～50001x范围内,此酶的活性几乎处于同一水平,其腺苷态和脱腺苷态之比亦不发生显著变化,但一经黑暗处理,GS活性迅速下降,相似于固氮酶活性受光、暗的调节。借助于谷氨酰胺合成酶的抑制剂MSX加入反应系统,消除了氨对固氮酶活性的瞬间抑制,但消除不了暗对固氮酶活性的瞬间抑制,表明谷氨酰胺合成酶参与了氨对固氮酶活性的瞬间调节,但并不参与固氮酶活性的光,暗瞬间调节。     

转座子Tn916对固氮螺菌Azospirillum brasilense的接合诱变及氨分 …

以携带质粒ｐＡＭ１２０（Ａｐ＾ｒ,Ｔｃ＾ｒ／Ｔｎ９１６）的大肠杆菌（Ｅ．ｃｏｌｉ ＣＧ１２０）为供体菌株,与受体菌巴西固氮螺菌采用膜接合法进行接合转移,在选择平板上得到具较高频率的接合子（１０＾－５／每个供体菌,选择四环素抗性）。从８４６株四环素抗性接合子中进一步用奈氏法筛选得到氨分泌突变株３株。在无氮培养基上,其氨分泌量可达７．５￣１４．０ｍｍｏｌ／Ｌ。用乙炔还原法分析氨分泌突变株在不同浓度氮源     

光合细菌Rhodobacter sphaeroides glnB-lacZ融合子的构建与表达

亚克隆了Rhodobacter sphaeroides glnB启动子,以pMP220为载体构建成glnB-lacZ融合子。将glnB-lacZ、 nifH-lacZ、 nifA-lacZ分别导入R.sphaeroides谷氨酸合酶突变株gltB-、 gltD-和野生型菌株中,分析了突变对固氮基因转录表达的影响。试验证明,在gltBD突变株中nifH的表达受阻遏,nifA表达水平很低。这证明glt基因的突变引起固氮酶结构基因和固氮正调节基因的转录被阻遏,而glnB基因的表达几乎不受影响。试验还测定了环境中结合态氮和有机酸等信号分子对glnB和nifH表达的影响,发现加入氨或谷氨酰胺后,nifH的表达受到明显的阻遏作用,glnB-lacZ的β-半乳糖苷酶活性虽下降30%左右但不随结合态氮浓度升高而变化,仍维持在一个较高的水平。α-酮戊二酸和丙酮酸对nifH的表达有部分去阻遏作用而对glnB的表达无诱导作用。