固氮酶钼铁蛋白铁钼辅因子的抽提研究进展

固氮酶由两种铁硫蛋白(钼铁蛋白和铁蛋白)组成。由还原剂提供电子经铁(Fe)蛋白传递给钼铁(MoFe)蛋白,在MoFe蛋白的活性中心部位进行N_2、C_2H_2等多种底物的还原[10,11,20]。MoFe蛋白中的Mo、Fe原子和酸不稳定性硫原子(S~*)组成2个M簇(FeM-oco)、3—4个P簇(P-cluster)及1—2个S(2Fe)簇。在底物还原过程中,这些原子簇都可能参与电子的传递。铁钼辅因子(FeMoco)已被认为是络合和还原底物的重要部位。因此,要阐明MoFe蛋白的作用机理就得研究FeMoco的结构和功     

含铼重组液对部分缺失金属原子簇的钼铁蛋白的激活作用

棕色固氮菌(AzotobactervinelandiiLipmann)固氮酶MoFe蛋白经邻菲啉和空气处理后,成为部分缺失P_cluster和FeMoco的失活蛋白。与由Re2O7、高柠檬酸铁、Na2S和二硫苏糖醇(DTT)组成的无圆二色(CD)谱信号的重组液保温后,保温蛋白对乙炔和质子还原的活性都得以显著恢复;紫外和可见光CD谱虽有明显恢复,但仍与还原MoFe蛋白有所差异。这表明:1)保温的蛋白液中除含有未被邻菲啉等处理而破坏的完整MoFe蛋白外,还可能存在新组装的含Re的固氮酶;2)新组装的ReFe蛋白和MoFe蛋白可能在固氮能力上相似,而在结构上有所差别     

含铬固氮酶组分Ⅰ蛋白的纯化和特性

在含Mo固氮培养基中不能生长而在无Mo条件下可固氮生长的固氮菌(Azotobacter vinelandii Lipmann)突变种UW3, 能在无Mo而含Cr的无氮培养基中生长.从菌体中分离得到的部分纯固氮酶组分Ⅰ蛋白含有Cr和Fe 原子(Fe/Mo/Cr为11.60∶0.41∶1.00),并能表达相当于棕色固氮菌野生型固氮菌MoFe蛋白对乙炔和质子还原的70%的活性.与从Mn中生长的UW3菌体中所提取纯化的MnFe蛋白不同,这种含铬蛋白与MoFe蛋白(α2β2)一样,是由两种亚基组成的四聚体.初步结果表明,这种含Cr蛋白可能是一种固氮酶组分Ⅰ蛋白.     

含铬固氮酶组分Ⅰ蛋白的纯化和特性(英文)

在含Mo固氮培养基中不能生长而在无Mo条件下可固氮生长的固氮菌 (AzotobactervinelandiiLipmann)突变种UW3 ,能在无Mo而含Cr的无氮培养基中生长。从菌体中分离得到的部分纯固氮酶组分Ⅰ蛋白含有Cr和Fe原子 (Fe/Mo/Cr为 11.6 0∶0 .41∶1.0 0 ) ,并能表达相当于棕色固氮菌野生型固氮菌MoFe蛋白对乙炔和质子还原的 70 %的活性。与从Mn中生长的UW3 菌体中所提取纯化的MnFe蛋白不同 ,这种含铬蛋白与MoFe蛋白 (α2 β2 )一样 ,是由两种亚基组成的四聚体。初步结果表明 ,这种含Cr蛋白可能是一种固氮酶组分Ⅰ蛋白。     

含铬固氮酶组分I蛋白的纯化和特性

在含Mo固氮培养基中不能生长而在无Mo条件下可固氮生长的固氮菌（Azotobacter vinelandii Lipmann)突变种UW3,能在无Mo而含Cr的无氮培养基中生长。从菌体中分离得到的部分纯固氮酶组分I蛋白含有Cr和Fe原子（Fe/Mo/Cr为11.60:0.41:1.00),并能表达相当于棕色固氮菌野生型固氮菌MoFe蛋白对乙炔和质子还原的70％的活性。与从Mn中生长的UW3菌体中所提取纯化的MnFe蛋白不同,这种含铬蛋白与MoFe蛋白（α2β2)一样,是由两种亚基组成的四聚体。初步结果表明,这种含Cr蛋白可能是一种固氮酶组分I蛋白。     

缺失nifE的棕色固氮菌突变种MoFe蛋白的纯化及体外激活

经DEAE纤维素、Sephacryl S-300和Q．Sepharose柱层析分离纯化,从缺失nifE的棕色固氮菌(Azotobacter vinelandii Lipmann)突变种(DJ35)的无细胞粗提物中得到AnilE MoFe蛋白(△nilE Av1)。SDS凝胶电泳分析表明,△nilE Av1的亚单位种类和分子量分别与棕色固氮菌野生型(OP)MoFe蛋白(Av1)的α和β亚单位相似。当与固氮酶Fe蛋白(Av2)活性互补时,△nifE Av1不具有还原质子的能力,但从0P Av1中抽提的FeMoco却可使其激活。经过量的邻菲哕啉(o-phen)厌氧处理并经Sephadex G-25柱层析分离后,便得到△nilE Av1@。在同时存在Av2和MgATP发生系统的条件下,△nilE Av1@,而不是△nilE Av1,可为由KMnO4、高柠檬酸铁、Na2S、Na2S2O4和二硫苏糖醇组成的含Mn重组液(Rs-Mn)显著激活。但在缺少MgATP或Av2的条件下,RS-Mn则不能激活△nilE Av1@。这就表明,RS-Mn对△nilE Av1@的激活需要o-phen的预先处理及同时存在Av2和MgATP的这二个条件。     

缺失nifE的棕色固氮菌突变种MoFe蛋白的纯化及体外激活

经DEAE纤维素、Sephacryl S-300和Q-Sepharose柱层析分离纯化,从缺失nifE的棕色固氮菌(Azotobactervinelandii Lipmann)突变种(DJ35)的无细胞粗提物中得到△nifE MoFe蛋白(△nifE Av1).SDS凝胶电泳分析表明,△nifE Av1的亚单位种类和分子量分别与棕色固氮菌野生型(OP)MoFe蛋白(Av1)的α和β亚单位相似.当与固氮酶Fe蛋白(Av2)活性互补时,△nifE Av1不具有还原质子的能力,但从OP Av1中抽提的FeMoco却可使其激活.经过量的邻菲啰啉(o-phen)厌氧处理并经Sephadex G-25柱层析分离后,便得到△nifE Av1 .在同时存在Av2和MgATP发生系统的条件下,△nifE Av1 ,而不是△nifE Av1,可为由KMnO4、高柠檬酸铁、Na2S、Na2S2O4和二硫苏糖醇组成的含Mn重组液(RS-Mn)显著激活.但在缺少MgATP或Av2的条件下,RS-Mn则不能激活△nifE Av1 .这就表明,RS-Mn对△nifE Av1 的激活需要o-phen的预先处理及同时存在Av2和MgATP的这二个条件.     

棕色固氮菌nifZ与固氮酶钼铁蛋白P—cluster合成的关系

与野生型固氮菌（OP）MoFe蛋白相比,缺失nifZ的棕色固氮菌（AzotobactervinelandiiLipann）突变种的△nifZMoFe蛋白对乙炔的还原活性和Fe／Mo比值都显著降低。在相同实验条件下从这两种MoFe蛋白中抽提出的FeMoco在催化活性和金属组成方面都很相似,而这两种蛋白的圆二色（CD）谱则有显著差异,除在540－750nm外,△nifZMoFe蛋白在可见光区域380－540nm的△ε明显降低并在430nm附近处出现一个奇特的尖负峰;而在紫外区域的208nm和222nm负峰的高度却明显增加。△nifZMoFe蛋白可在合适浓度的PEG8000和MgCl2溶液中结晶出来,而晶体大小和出现沉淀多少与上述CD谱的负峰有关。这表明：棕色固氮菌nifZ与MoFe蛋白P-cluster的合成有关,并由此影响蛋白质的构象、稳定性和结晶过程。     

铁氰化钾氧化固氮酶钼铁蛋白与铁、钼、硫化合物重组的研究

棕色固氮菌固氮酶钼铁蛋白经铁氰化钾氧化后变为“漂白蛋白”,其活性损失约75％,同时释放出80％的钼和50％左右的铁。与铁、钼、硫重组溶液重组,金属组成和乙炔还原活性均得到明显恢复。穆斯鲍尔(M／issbauer)谱表明,重组溶液中的Fe、Mo、S已形成FeMc6原于簇的类似物,“重组蛋白”的M6ssbauer谱和天然MoFe蛋白相似。     

含锰固氮酶组分Ⅰ蛋白的纯化和特性

棕色固氮菌（Azotobacter vinelandii Lipmann)突变种UW3能在无Mo的无氨培养基中固氮生长,低浓度的Mn对UW3突变种生长有促进作用,从在Mn中生长的UW3菌体中分离得到的部分纯固氮酶组分Ⅰ蛋白含量有Mn和Fe原子（Fe/Mo/Mn为10．41：0．19：1．00）并有OP MoFe蛋白一半的还原乙炔和质子的活性。这种蛋白的吸收光谱和圆二色谱与MoFe蛋白存在明显的差异,含Mn蛋白的亚基分子量都与MoFe蛋白的α亚基相近。初步结果表明,这种含Mn蛋白可胡是一种固氮酶组分Ⅰ蛋白。     

固氮作用

890921棕色固氮菌含M。一和V一固氮酶的铁蛋白〔会,英j/Bergstr6m,J.…厂7tl:In-士。rnatl.Cong.Nitrogon Fixation,Book of入bs一1988一3一22 测定T月zotobacter ehroocoee“m含MO和含V固氮酶Fe蛋白组分特性,如分子量和亚单位结构、氨基酸顺序(以nifH和HDN八序列数据得出)、Fe和S“一含显,还原态。不结合和结合MgADP和MgATI〕态的epr信号.以及生理上垂要的MgADP结合态氧化还原的中点电位。也测定了MgADP结合的氧化态还原Na:520、的动力学和需MgATP电子传递至MoFe和VFe蛋白的动力学。这些特性与MoFe和VFc蛋自“交叉反应…     

重组溶液对缺失金属原子簇的钼铁蛋白激活作用机理(简报)

金属原子簇受损伤或缺失的固氮酶钼铁(MoFe)蛋白与由Na_2MoO_4、柠檬酸铁、Na_2S和二硫苏糖醇(DTT)组成的重组溶液保温后,活性和结构都得到显著恢复。现就其重组机理进行研究。     

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。     

光合作用氧释放机理研究进展

植物在光合作用过程中不仅为同化CO2提供能量和还原力,同时裂解水放出氧气。放氧反应主要由光系统Ⅱ(PSⅡ)氧化侧的4个锰原子组成的锰簇催化完成的。因此,锰簇在光合放氧过程中起看至关重要的作用。文章概述了对锰簇及其微环境的结构和功能的研究进展。     

第二种固氮酶系统的确证与研究进展

生物固氮是由固氮微生物中的固氮酶系统催化的。棕色固氮菌(Azotobacter vinelandii)是一种自生固氮菌。许多研究表明:它含有人们所熟知的固氮酶系统。此系统由固氮酶(一种含Fe和Mo的蛋白)和固氮酶还原酶(一种含Fe蛋白)组成。固氮酶是一种分子量约245000的四亚基蛋白。它含有分子量约61000的α、β两种不同的亚基各两个,并含有4个4Fe-4S原子簇和2分子FeMo辅因子。固氮酶还原酶是一个分     

细胞色素 b559与PSⅡ光抑制的光保护机制

Cyt b559是由两条多肽,即α_、β_两个亚基组成的一种血红蛋白,是光系统Ⅱ（PSⅡ）蛋白复合体必不可少的组分。简要介绍了Cyt b559的分子组成及其氧化还原特性。重点阐述了在光抑制条件下Cyt b559对PSⅡ反应中心的可能保护机制和由Cyt b559参与的围绕PSⅡ的循环电子传递。     

棕色固氮菌固氮酶的金属原子簇III.邻菲啰啉处理的铁钼蛋白的催化活性、光谱特性与铁含量的关系

棕色固氮菌固氮酶铁铝蛋白与邻菲啰啉混合后,生成一种红色的亚铁一邻菲哕啉螯合物。处理蛋白的M。含量几乎不变,但Fe／Mo比降低;处理蛋白的乙炔还原活性、克分子消光系数870com。和圆二色性克分子消光系数△S45unm。随着失去的Fe原子数目的增加而几乎成比例降低;失去的活性可为轻度氧钝化的铁钼蛋白恢复。结果表明,邻菲哕啉可能通过专一螯合P—cluster中的Fe原子而使其结构受到破坏,从而使铁钼蛋白失去活性。 由此可推论出,P—clustcr在铁钼蛋白还原底物过程中起着重要的作用。     

一九八二年全国高等学校统一招生生物学试题

一、填充题(本题共12分) 1.新陈代谢是生命的最基本的特征,是由_作用和-一作用组成的。它包括_代谢和_代谢。 2.细胞的线粒体中有多种与—一作用有关的酶。线粒体能产生很多供细胞进行活动所需要的_。线粒体的内膜折叠形成_,内膜上分布着许多_。 3. ADP和ATP的相互转变的简单反应式是_一O 4.原生质的主要成分是—和_。氨基酸是__的基本单位。三个以上氨基酸分子组成的化合物叫做 5.DNA分子的空间结构为规则的_结构,它的两条长链上的横档代表_。DNA与生物的_和_有极其密切的关系。 6.被子植物的胚是由_逐步发育形成的,胚乳是由_逐步发…     

异化Fe(Ⅲ)还原酶促反应及调控机制的研究进展

异化Fe(Ⅲ)还原菌不是分类学上的概念,它具有系统发育及环境来源多样性的特点。与其他大多数的电子受体不同,在近中性pH值条件下,Fe(Ⅲ)的溶解度很低,通常以不溶性的Fe(Ⅲ)氧化物的形式存在。目前,对微生物如何获得和还原不溶性Fe(Ⅲ)的机理仍缺乏系统的了解。以希瓦氏菌和地杆菌为例,本文综述了3种异化Fe(Ⅲ)还原的酶促反应机制及其分子调控机理：异化Fe(Ⅲ)还原菌与Fe(Ⅲ)氧化物直接接触机制、电子穿梭体的作用机制、铁载体作用机制,多种膜蛋白特别是多血红素的细胞色素蛋白参与微生物的异化Fe(Ⅲ)还原过程,并形成复杂的调控网络。此外,本文也对异化Fe(Ⅲ)还原酶促反应及其分子调控机理将来的研究方向进行了展望,以期对这一重要的生化过程有更为全面的认识。     

中国希瓦氏菌D14^T的Fe（Ⅲ）还原特性及其影响因素

报道了中国希瓦氏菌D14 T 的Fe(Ⅲ)还原特性,研究了溶氧浓度、光照强度、温度、pH等条件对菌株Fe(Ⅲ)还原的影响。结果发现,随着培养基中Fe(Ⅲ)浓度的提高,菌株D14 T 的Fe(Ⅲ)还原速率相应降低;氧气和光照对Fe(Ⅲ)还原有一定的抑制作用;菌株还原Fe(Ⅲ)的最适反应温度为37℃;在反应起始pH6 0 - 10 0的条件下菌株可进行Fe(Ⅲ)还原。对不同形态Fe(Ⅲ)还原特性的研究结果表明,Fe(Ⅲ)的溶解度越高越有利于还原反应的进行。采用SDS和OGP这两种蛋白变性剂对Fe(Ⅲ)还原蛋白进行初步定位的结果表明,参与Fe(Ⅲ)还原的蛋白主要位于细胞可溶性外周蛋白。在同时含有偶氮染料和Fe(Ⅲ)的条件下,菌株D14 T 的偶氮染料脱色率和Fe(Ⅲ)还原率均有所提高