蓖麻蚕在变态期间代谢作用的研究——Ⅲ.酸性磷酸一酯酶的性质及其活力在变态期的变化

蓖麻蚕在变态期血淋巴酸性磷酸一酯酶活力随着蚕体的发育不断发生变化。在五龄起蚕,五龄四天及前蛹期酶活力较高,化蛹时显著降低,羽化前后又复升高。酶活力按血淋巴单位体积计算。雌雄两性差异不显著。但由于五龄中期以后,血淋巴蛋白质含量雌体大于雄体:故自五龄中期以后,酶的比活力雄体大于雌体。此酶在组织中的分布及其活力变化如下:在幼虫五龄盛食期消化道酶活力较高,其中尤以中肠酶活力最高。脂肪体和丝腺仅有微弱的酶活力。脂肪体酶活力有蛹期上升,羽化后达到最高点。此表明蓖麻蚕中肠在五龄盛食期具有旺盛的磷酸化及脱磷酸化作用,为代谢的活跃场所。在蛹及成虫体,消化道退化,脂肪体在代谢方面占了主要位置。昆虫血淋巴和其它动物血液不同的一个方面是它含有大量的磷酸酯类。影响血淋巴磷酸酯类的种类及其含量变化的,主要有两个因素:一是血淋巴本身对于不同的磷酸酸类的选择水解,蓖麻蚕在变态期血淋巴不同专一性磷酸酯酶的存在及其活力的变化,就是血淋巴选择水解的决定因素:另一是组织磷酸酯类对于血淋巴的选择分泌;本研究表明五龄幼虫中肠及脂肪体,尤其是蛹和成虫的脂肪体是血淋巴磷酸酯的重要来源。此外还研究了血淋巴磷酸一酯酶的性质,及某些金属离子,有机酸等对该酶活力的抑制及激活作用。     

蓖麻蚕在变态期间代谢作用的研究——Ⅳ.游离和结合脂肪及其与糖元含量的关系

本文研究了蓖麻蚕在不同发育阶段组织中游离和结合脂肪的含量变化及其与糖元含量的关系。发现雄体游离脂肪含量均高于雌体,结合脂肪则低于雌体。雌雄个体中的游离和结合脂肪均随发育期变化而含量不同;结合幼虫饥饿实验,表明游离脂肪是可以被动用的作为能源的物质之一。通过对游离脂肪组分和化学常数测定,结合脂肪酸的纸上层析,确定其主要由脂肪酸甘油酯组成,在六种高级脂肪酸组分中以亚麻酸的含量最高。 蓖麻蚕在发育期间,雌雄组织中糖元含量均低于游离脂肪而高于结合脂肪。雌体含量比雄体高。无论在发育期或在幼虫饥饿期间,糖元的积累与利用均比游离脂肪早。文内并讨论了脂肪和糖元在蓖麻蚕生长和生殖中的作用。     

蓖麻蚕在变态期间代谢作用的研究——Ⅰ.蛹化前后脂肪体和血淋巴主要成分的变化

蓖麻蚕末龄幼虫的脂肪体干重、血淋巴体积和干重, 均随幼虫的生长而增加:并且雌体经常高于雄体。在蜕皮过程和吐丝以后的绝食期间, 这两种组织的含量减少;其中, 脂肪体的干重在前蛹期后才开始降低, 表明吐丝过程虫体干重的减少与脂肪体无相应关系。蓖麻蚕末龄幼虫血淋巴中主要醣类是海藻糖。上簇前血淋巴含醣量到达最高峰:雌体为1513.5毫克/100毫升, 雄体为1405.4毫克/100毫升。化蛹前后, 血淋巴中出现另种低分子醣, 此成分可能与几丁质的形成有关。血淋巴中脂肪酸含量的变化与血糖平行, 但份量较少:最高含量是在上簇前:雌雄分别为351.6毫克/100毫升和327.3毫克/100毫升。熟蚕期, 血淋巴中含氮物质的含量远比醣和脂肪酸为高:雌雄的血淋巴总氮分别到达2720毫克/100毫升和1840毫克/100毫升;但在上簇前总氮减少近一半, 其变化与丝腺的发育有关。糖元是蓖麻蚕脂肪体贮存的主要醣类, 它的含量随幼虫的生长而增加。上簇前雌雄幼虫的脂肪体分别含糖元20.0％和19.5％:在吐丝过程中脂肪体中的糖元显然发生水解。从上簇到化蛹, 糖元消耗达70％以上。此外, 脂肪体中的脂肪也随末龄幼虫的生长而增多:但雌雄幼虫的脂肪体中脂肪含量与糖元不同, 雌体高于雌体(雄体为59％, 雌体为50％)。在吐丝过程中脂肪继续在脂肪体中合成。从吐完丝到化蛹, 雌雄分别消耗33％和30％的脂肪。与糖元、脂肪变化相反的是脂肪体中的含氮物质。从五龄起蚕到上簇前, 幼虫脂肪体的总氮量比较恒定:雌雄分别保持6毫克/头和4毫克/头, 但由于其它成分含量的变化, 总氮的百分比含量在同期却减少约一半:吐完丝后, 脂肪体含氮物质总量比上簇前增加一倍半以上, 表明含氮物质的合成和积累。本工作表明蓖麻蚕在变态期间, 脂肪体与血淋巴不仅在贮存、转运以及代谢营养物质方面起着重要的作用, 而且雌雄含量也有显著差异。由此可见脂肪体与血淋巴在物质转化中所起的作用, 对保证昆虫有机体的正常生存、发育和生殖等方面显然是很重要的。     

蚕氨基酸代谢之研究 Ⅱ.比较家蚕和野蚕谷氨酰胺酶及天门冬酰胺酶,蓖麻蚕丝腺体中天门冬酰胺酶之提取及其性质之研究

(1)比較家蚕(华九-云瀚)和野蚕(萞麻蚕、柞蚕和樗蚕)之谷氨酰胺酶及天門冬酰胺酶之活力,发現在萞麻蚕絲腺体后部之細胞顆粒部分中,存在有活力甚強之天門冬酰胺酶。(2)自萞麻蚕絲腺体后部提取之天門冬酰胺酶制品中,不含有谷丙轉氨酶、谷天轉氨酶及谷氨酰胺酶。(3)L-天門冬酰胺之酶促水解作用在1小时过程中,活力和作用时間基本土表現直线关系。(4)萞麻蚕絲腺体后部之天門冬酰胺酶和哺乳类动物、植物及微生物之pH影响相同;在pH5以下不稳定,最适pH为8。(5)天門冬酰胺酶对热不稳定,先以不同温度和酶溶液作用10分钟,60℃时,活力丧失80%左右。(6)对氯汞苯甲酸(10~(-4)M)抑制天門冬酰胺酶20%,溴化乙酰胺(10~(-3)M)及DL-环絲氨酸(10~(-3)M)抑制15%。     

蓖麻蚕丝腺L-天冬酰胺酶的纯化及其性质

本文总结从蓖麻蚕5龄幼虫的丝腺经过匀浆、离心、氯化锰沉淀、硫酸铵盐析、加热处理、离子交换柱层析、吸附层析、凝胶过滤等步骤纯化L-天冬酰胺酶的过程,并对其生化性质进行了研究。纯化后L-天冬酰胺酶的比活力为原始上清液的246倍。该酶的分子量为112,000,由4个亚基组成;在溶液中以及冻于过程中,酶分子会相互聚合成多聚体。该酶在pH8.5,0.1M硼酸缓冲液中的K_m值为1.1×10^-4M,最适pH为8.5,在pH7.5-10.0的范围内,都具有较高的活力。PO₄^≡、SO₄⁼、Cl^-等离子对该酶有激活作用。蓖麻蚕丝腺L-天冬酰胺酶很不稳定,特别在偏碱性溶液中极易失去活力;L-天冬氨酸、二硫苏糖醇、乙二胺四乙酸对其有保护作用,其中以L-天冬氨酸的作用最为明显。另外,还分析了该酶的氨基酸组成等,并与不同来源的L-天冬酰胺酶进行了比较研究。     

ATP合酶亚基d参与海藻糖代谢调控棉铃虫幼虫变态的分子机理

【目的】本研究旨在解析ATP合酶亚基d(ATP synthase subunit d, ATPs-d)参与海藻糖代谢调控棉铃虫Helicoverpa armigera幼虫发育和变态中的功能及分子机理。【方法】PCR扩增棉铃虫HaATPs-d的开放阅读框,并利用生物信息学方法对其序列及系统发育进行分析;利用qRT-PCR检测HaATPs-d在5龄蜕皮期幼虫和6龄幼虫表皮、中肠和脂肪体中及对20-羟基蜕皮酮(20-hydroxyecdysone, 20E)(0.1 mg/mL)响应的6龄幼虫脂肪体和表皮中的表达量;利用荧光拍照分析HaATPs-d在草地贪夜蛾Spodoptera frugiperda卵巢细胞系Sf9细胞中的亚细胞定位;采用酵母双杂交分析与HaATPs-d互作的蛋白;对棉铃虫6龄幼虫注射dsHaATPs-d,分析RNAi降低HaATPs-d的表达量对幼虫发育及变态和中肠中可溶性海藻糖酶活性和海藻糖含量的影响。【结果】棉铃虫HaATPs-d(GenBank登录号：LOC110375576)的开放阅读框长525 bp,编码174个氨基酸并具有较高的保守性,与草地贪夜蛾和斜纹夜蛾S...     

微生物凝乳酶的研究 Ⅱ.酶学性质

从2502株菌中筛选到一株真菌Y85-8512经诱变育种,发酵物的凝乳酶活力为5000 u/g以上。对该酶的酶学性质进行了研究,其最适反应温度为70℃,酶在50℃保温半小时稳定;pH 5.0时酶活最高,pH 7.0酶几乎失活;pH 2—5,室温保持1小时,剩余酶活力为66—100%。该酶凝乳活性与水解蛋白质活性之比为4782。还与胃蛋白酶、小牛凝乳酶及毛霉凝乳酶进行了比较,初步认为该酶不同于这几种酶。     

微生物凝乳酶的研究 Ⅱ.酶学性质

从2502株菌中筛选到一株真菌Y85-8512经诱变育种,发酵物的凝乳酶活力为5000 u/g以上。对该酶的酶学性质进行了研究,其最适反应温度为70℃,酶在50℃保温半小时稳定;pH 5.0时酶活最高,pH 7.0酶几乎失活;pH 2—5,室温保持1小时,剩余酶活力为66—100%。该酶凝乳活性与水解蛋白质活性之比为4782。还与胃蛋白酶、小牛凝乳酶及毛霉凝乳酶进行了比较,初步认为该酶不同于这几种酶。     

头状轮生链霉菌谷氨酰胺合成酶的研究 Ⅱ.酶的性质和调节

头状轮生链霉菌(Streptoverticillium caespitosus)谷氨酰胺合成酶(Glutamine synthetase,GS)生物活性的最适pH为7。测活系统中必须加入Mn~(2 )或Mg~(2 ),二者分别作激活离子时得到的酶的参数不同。Mn~(2 )对GS有稳定作用。一些金属离子如Ca~(2 )等强烈地抑制生物活性。GS的最适温度为50℃,对ATP、谷氨酸和NH_4Cl的Km值分别为1.75、2.78和5mmol/L。NH_4Cl的浓度小于10mmol/L时对酶有正协同效应,大于10mmol/L时对酶有负协同效应。GS可被氨阻遏,比活能被硝酸盐促进。一些代谢物对GS有累积反馈抑制作用。发酵过程中加入氨后无“氨休克”现象,高氨条件下的GS不受蛇毒磷酸二酯酶(SVPDE)的作用,所以此酶无腺苷酰化—去腺苷酰化调节。     

头状轮生链霉菌谷氨酰胺合成酶的研究 Ⅱ.酶的性质和调节

头状轮生链霉菌(Streptoverticillium caespitosus)谷氨酰胺合成酶(Glutamine synthetase,GS)生物活性的最适pH为7。测活系统中必须加入Mn~(2+)或Mg~(2+),二者分别作激活离子时得到的酶的参数不同。Mn~(2+)对GS有稳定作用。一些金属离子如Ca~(2+)等强烈地抑制生物活性。GS的最适温度为50℃,对ATP、谷氨酸和NH_4Cl的Km值分别为1.75、2.78和5mmol/L。NH_4Cl的浓度小于10mmol/L时对酶有正协同效应,大于10mmol/L时对酶有负协同效应。GS可被氨阻遏,比活能被硝酸盐促进。一些代谢物对GS有累积反馈抑制作用。发酵过程中加入氨后无“氨休克”现象,高氨条件下的GS不受蛇毒磷酸二酯酶(SVPDE)的作用,所以此酶无腺苷酰化—去腺苷酰化调节。     

浙江产眼镜蛇蛇毒胆碱酯酶的研究——Ⅱ.酶学性质与生物毒性

浙江眼镜蛇蛇毒胆碱酯酶具有乙酰胆碱酯酶的特征,有以下几点事实:1.乙酰胆碱酯是酶的最适底物;2.过量底物抑制酶活性;3.BW_(62)C_(47)、BW_(284)C_(51)是典型的真性酶抑制剂,对蛇毒胆碱酯酶也同样具有抑制作用。眼镜蛇蛇毒胆碱酯酶最适pH 为7.5(0.1M 磷酸缓冲液)。反应5分钟时的最适温度在38～39℃,K_m 值是1.25×10~(-4)M。稀酶溶液不稳定,在0.1%白明胶中可保护酶活力。原蛇毒和纯化后的胆碱酯酶的底物抑制图形和K_m 值是类似的,这说明纯化过程中酶没有矫变。蛇毒中的胆碱酯酶被多种有机磷化合物如二异丙基磷酰氟、敌敌畏、对氧磷所抑制。一些氨基甲酸酯和含季铵盐的化合物也表现有抑制。浙江眼镜蛇毒有较大的毒性,小白鼠腹腔注射最小致死剂量是0.88微克/克,用亲和层析分离除去胆碱酯酶后仍保留有蛇毒的毒性,最小致死剂量是0.77微克/克,纯化的胆碱酯酶含7.5微克/克蛋白,动物未致死,说明蛇毒的主要毒性并不是胆碱酯酶。     

琥珀酸脱氢酶的研究 Ⅱ.酶与辅基性质的进一步观察

(一)用结晶胰蛋白酶及结晶胰凝乳蛋白酶处理净化的水溶性琥珀酸脱氢酶,经过对甲酚抽提,硫酸汞沉淀,硫化氢分解及纸电泳纸层析等方法净化得到四种带有不同肽链的腺嘌呤异咯嗪核苷酸。从它们的组成成份的分析以及它们的性质的观察,我们认为它们与已知的腺嘌呤异咯嗪二核苷酸略有不同。肽链是连接在异咯嗪上,其连接方式异于一般异咯嗪蛋白。肽链部份的氨基酸组成的分析结果,证明它们都含有半胱氨酸。(二)琥珀酸脱氢酶中的铁处于还原状态。铁与酶朊紧密结合,它与酶活力有密切关系。(三)无机磷可增加琥珀酸脱氢酶的活力,但琥珀酸脱氰酶的活力并不是必需依靠无机磷的存在,乙二胺四乙酸与丙氨酸也有类似无机磷的作用。     

可溶性核糖核酸的研究——Ⅱ.脱氨作用对可溶性核糖核酸性质的影响

(1)脫氨SRNA的ε(p)及超离心沉降行为皆与SRNA相似。脫氨SRNA的紫外吸收高峰及低峰皆稍向短波长方向移动。Mg~(++)使SRNA产生紫外低吸收效应,尿素使SRNA的光吸收值增高;在同样条件下,Mg~(++)及尿素对脫氨SRNA紫外吸收值影响极小。脫氨SRNA易为Ba~(++)等金属离子所沉淀,在pH5—7.2范圍內,0.083MBaCl_2即可使脫氨SRNA沉淀約90%,而SRNA的沉淀尚不足10%。脫氨SRNA經碱或牛胰RNase水解后,則不再能为BaCl_2所沉淀。温度对BaCl_2沉淀脫氨SRNA与SRNA有显然不同的影响。(2)用大腸杆菌RNase和牛胰RNase两种酶水解脫氨SRNA与SRNA时,Mg~(++)可以提高这两种酶对前者的降解速度,而对后者起稳定作用。(3)大腸杆菌RNase降解脫氨SRNA可以得到黄嘌呤、次黄嘌呤及尿嘧啶三种单核苷酸,降解SRNA可以得到腺嘌呤、胞嘧啶、鳥嘌呤及尿嘧啶四种单核苷酸。     

多酶复配合成海藻糖及其分离提取的研究

以大米淀粉为原料,多酶复配制备海藻糖。确定了实验室条件下多酶复配生产海藻糖的最佳条件:以15%(m/V)大米淀粉为底物,催化温度45℃、pH 6. 0、DE值16、α/β-CGTase加量为1. 4U/ml、催化28h后糖化处理12h,海藻糖转化率由双酶法催化的50%提高至73%。在底物浓度为25%(m/V)时,海藻糖产量最高达到182. 5g/L,随后对高浓度海藻糖进行分离提取,分别考察了活性炭脱色、离交分离、浓缩结晶等对海藻糖提取效率的响。     

蚕氨基酸代謝之研究——Ⅵ.家蚕与蓖麻蚕的谷氨酸脫氫酶

在家蚕与蓖痲蚕的脂肪体,絲腺后部和中腸組織中,利用分光光度法,都观察到谷氨酸脫氫酶。将α-酮戊二酸与NH_4~+加于以上各种組織的酶液中,測定NADH_2的氧化,証实了其逆向反应的存在。蚕組織中的谷氨酸脫氫酶需要NAD为其輔酶。在家蚕与蓖痲蚕的絲腺后部中,我們利用直接測定的方法,观察到БраунШтеЙн所提出的轉氨-脫氨作用的存在,从而进一步說明谷氨酸脫氫酶在氨基酸代謝中的重要地位。此外,我們尚发現在不同发育阶段,蓖麻蚕脂肪体中谷氨酸脫氫酶的活力表現显著的变化。     

植物苯丙氨酸解氨酶的研究——Ⅱ 苯丙氨酸解氨酶在抗马铃薯晚疫病中的作用

马铃薯晚疫病原菌培养滤液含有毒素。毒素处理与孢子接种感染对抗病品种和感病品种都有刺激苯丙氨酸解氨酶(PAL)活性的作用,但刺激的强度毒素处理大于孢子接种,抗病品种大于感病品种。随着PAL活性的增高,钝化PAL的大分子物质也相应地积累,它是一种抑制蛋白。 抗病品种和感病品种的羟基肉桂酸CoA连接酶对各种苯丙酸底物的亲合性是不同的,暗示抗病品种比感病品种能形成更多的木质素。     

浙江产眼镜蛇蛇毒胆碱酯酶的研究 Ⅱ.酶学性质与生物毒性

浙江眼镜蛇蛇毒胆碱酯酶具有乙酰胆碱酯酶的特征,有以下几点事实:1.乙酰胆碱酯是酶的最适底物;2.过量底物抑制酶活性;3.BW_(62)C_(47)、BW_(284)C_(51)是典型的真性酶抑制剂,对蛇毒胆碱酯酶也同样具有抑制作用。眼镜蛇蛇毒胆碱酯酶最适pH为7.5(0.1M磷酸缓冲液)。反应5分钟时的最适温度在38～39℃,K_m值是1.25×10~(-4)M。稀酶溶液不稳定,在0.1%白明胶中可保护酶活力。原蛇毒和纯化后的胆碱酯酶的底物抑制图形和K_m值是类似的,这说明纯化过程中酶没有矫变。蛇毒中的胆碱酯酶被多种有机磷化合物如二异丙基磷酰氟、敌敌畏、对氧磷所抑制。一些氨基甲酸酯和含季铵盐的化合物也表现有抑制。浙江眼镜蛇毒有较大的毒性,小白鼠腹腔注射最小致死剂量是0.88微克/克,用亲和层析分离除去胆碱酯酶后仍保留有蛇毒的毒性,最小致死剂量是0.77微克/克,纯化的胆碱酯酶含7.5微克/克蛋白,动物未致死,说明蛇毒的主要毒性并不是胆碱酯酶。     

拟南芥海藻糖酶基因克隆及其在大肠杆菌中高效表达与功能研究

从拟南芥幼苗中提取RNA, 通过RT-PCR克隆得到海藻糖酶基因后, 将其构建到原核高效表达载体pET30a(+)上并在大肠杆菌BL21菌株中进行高效诱导表达, 继而对纯化得到的海藻糖酶蛋白进行活性检测和酶学特性研究。实验结果表明, 植物源的海藻糖酶基因在异体大肠杆菌中能够高效表达, 纯化获得的海藻糖酶蛋白在试管条件下具有较高的海藻糖水解活性, 其活性最适温度为45℃。通过GC-MS分离检测, 可以明显地看到酶反应过程中底物海藻糖和产物葡萄糖的含量随反应时间变化的消长关系, 这充分证明克隆基因在大肠杆菌中的表达产物具有海藻糖酶的功能。     

蒜氨酸酶的固定化及其酶学性质研究

为了提高蒜氨酸酶的稳定性并实现酶的反复利用,研究了影响蒜氨酸酶固定化的因素及固定化蒜氨酸酶的酶学性质。蒜氨酸酶的固定化以壳聚糖微球为载体,戊二醛为交联剂,固定化的最适条件为：戊二醛浓度4%,给酶量20.2U,交联时间2h。固定化蒜氨酸酶的最适pH值7.0,最适温度35℃,米氏常数Km 7.9 mmol/L,操作稳定性比较好,连续使用10次后酶活力损失低于10%。     

拟南芥海藻糖酶基因克隆及其在大肠杆菌中高效表达与功能研究

从拟南芥幼苗中提取RNA,通过RT-PCR克隆得到海藻糖酶基因后,将其构建到原核高效表达载体pET30a( )上并在大肠杆菌BL21菌株中进行高效诱导表达,继而对纯化得到的海藻糖酶蛋白进行活性检测和酶学特性研究.实验结果表明,植物源的海藻糖酶基因在异体大肠杆菌中能够高效表达,纯化获得的海藻糖酶蛋白在试管条件下具有较高的海藻糖水解活性,其活性最适温度为45℃.通过GC-MS分离检测,可以明显地看到酶反应过程中底物海藻糖和产物葡萄糖的含量随反应时间变化的消长关系,这充分证明克隆基因在大肠杆菌中的表达产物具有海藻糖酶的功能.