氮和碳对北京棒状杆菌谷酰胺合成酶的调节作用

不同氮源对北京棒状杆菌谷酰胺合成酶(GS)形成的影响显著不同。高浓度的NH+4对GS的合成有阻遏作用,而谷氨酸或低浓度的NH+4对GS的合成有解阻遏作用。葡萄糖能促进GS的合成,但阻遏谷氨酸脱氢酶(GDH)的合成。     

谷氨酰胺在代谢中的作用

谷氮酰胺是非必要氨基酸,在代谢中起非常重要的作用。它是构成蛋白质的氨基酸,又是合成含氮物质的氮源,与组织生长和修补有密切关系。在不同组织中谷氨酰胺具有不同的代谢功用,起着重要的生理作用。目前临床已将谷氨酰胺作为药物使用,有必要对其代谢进行深入了解,为此本文提供有关这方面的知识。     

模拟酸雨对杜仲叶氮代谢的影响

 探讨了春夏两季模拟酸雨对杜仲(Eucommia ulmoides Oliv.)叶氮代谢的几个关键酶及相关物质含量的影响。结果表明：春夏两季杜仲叶硝酸还原酶(NR)、谷酰胺合成酶(GS)、谷氨酸脱氢酶(GDH)和谷丙转氨酶(GPT)活性在一定pH值酸雨胁迫下随酸雨pH值的降低而降低,夏季各酶活性下降率比春季高。杜仲叶可溶性蛋白质和总氮含量春夏两季也随酸雨pH值降低而降低(夏季可溶性蛋白含量与pH值呈正相关),总游离氨基酸含量则随pH值的降低而升高(二者呈负相关)。由此可见,酸雨对杜仲叶氮代谢产生了显著影响。     

不同形态氮素对专用型小麦花后氮代谢关键酶活性及籽粒蛋白质含量的影响

采用盆栽方法研究了氮素形态对不同专用型小麦开花后氮素同化关键酶活性及籽粒蛋白质含量的影响。结果表明:不同专用型小麦氮素同化关键酶硝酸还原酶、谷氨酰胺合成酶和谷氨酸合酶对氮素形态的反应不同。强筋小麦豫麦34施用酰胺态氮对旗叶硝酸还原酶和谷氨酰胺合成酶活性、籽粒谷氨酰胺合成酶和谷氨酸合酶活性具有明显的促进作用,最终籽粒蛋白质含量较高;中筋小麦豫麦4 9在施用铵态氮时,3种氮素同化关键酶活性均有较大增强,籽粒蛋白质含量最高;弱筋小麦豫麦5 0硝酸还原酶活性以铵态氮处理最高,而籽粒和旗叶谷氨酰胺合成酶和谷氨酸合酶活性在酰胺态氮处理下明显增强,酰胺态氮对籽粒中蛋白质含量的增加具有明显的促进作用。相关性分析表明,籽粒蛋白质含量与旗叶GS活性和籽粒GOGAT活性呈显著或极显著正相关,与旗叶NR活性和GS活性、籽粒GOGAT活性相关性不显著     

在鱼腥藻7120中建立反义glnA系统

应用反义技术对鱼腥藻7120切的内源glnA基因的表达进行调控,首次获得了人工反义系统的蓝藻品系。先从编码谷酰胺合成酶（GS）的基因glnA中取得部分结构基因片段,与表达质粒载体pRL-439及穿梭质粒载体pDC－8相连接。通过酶切鉴定筛选出反向克隆的穿梭表达质粒pDC－AM,然后应用三亲接合转移法把它转入鱼腥藻对7120.通过新霉素筛选,酶谱鉴定,斑点杂交,质粒的交叉转化以及内源glnA基因表达的GS活性分析,GS相关的胞外泌氨分析及所获藻株的形态学变化,证明已在鱼腥藻7120中建立了人工反义glnA基因的品系。     

不同环境条件下小麦氮代谢关键酶活性及籽粒品质

研究了两种环境条件下3个不同蛋白含量小麦品种的氮代谢关键酶活性及籽粒品质的差异.结果表明,龙口试验点的小麦旗叶硝酸还原酶(NR)、谷胺酰氨合成酶(GS)和籽粒谷胺酰氨合成酶活性均显著高于泰安试验点,3个品种间的酶活性顺序均为：济麦20＞优麦3号＞PH971942.优质强筋小麦品种的籽粒综合品质性状在龙口试验点的表现优于泰安试验点. 灌浆期环境因素与小麦籽粒品质和酶活性存在显著的相关性,灌浆期间的较高气温、适当干旱和寡照环境有利于提高小麦籽粒品质.龙口试验点的中、强筋小麦品种和泰安试验点的中筋小麦品种蛋白质含量与旗叶NR和GS活性均达显著正相关.小麦品种用途不同,对环境条件的要求不同,适宜的环境条件提高了氮代谢关键酶的活性,利于改善小麦品质.     

氮素形态对樱桃番茄果实发育中氮代谢的影响

以樱桃番茄为材料,采用基质 营养液共培养的方法,研究了全硝态氮(NO₃^-）、铵态氮和硝态氮配施（75%NO₃^-∶25%NH₄⁺）及全铵态氮（NH₄⁺）营养对樱桃番茄果实氮代谢及硝酸还原酶（NR）和谷氨酰胺合成酶（GS）基因表达的影响.结果表明： 铵态氮和硝态氮配施处理下樱桃番茄的单果质量比全硝态氮处理略有增加,且果实中NH₄⁺、总氨基酸、氮含量和氮素累积量均显著高于全硝态氮处理;全硝态氮及铵态氮和硝态氮配施处理下果实NR活性及其基因表达没有明显差异,但都显著高于全铵态氮处理;铵态氮和硝态氮配施处理下果实GS活性都高于全硝态氮处理.不同形态氮素及配施处理下,同工酶GS1（胞质型GS）和GS2（叶绿体型GS）的表达与GS的活性不一致,说明氮素对GS活性的影响主要发生在转录后水平.     

氮素营养对药用菊花氮代谢及产量品质的影响

采用盆栽试验,以药用菊花为供试材料,选用酰胺态氮[CO(NH_2)_2-N]、硝态氮(NO_3~--N)和铵态氮(NH_4~+-N)为供试氮肥,分别设定3个氮素水平,采用L9(34)正交设计,研究氮素营养对药用菊花氮代谢、产量和品质的影响。结果表明:氮素形态对药用菊花氮代谢、产量和品质的影响存在较大差异。酰胺态氮和硝态氮混合施用时药用菊花单株花序干重最大,铵态氮对菊花叶片NR活性、游离氨基酸、可溶性蛋白以及花序中绿原酸含量的影响较大,酰胺态氮对菊花叶片GS活性和花序中总黄酮含量的影响大于铵态氮和硝态氮,硝态氮对菊花花序木犀草苷含量的影响最大;处理5即施酰胺态氮1.5 g·pot~(-1)、铵态氮1.5 g·pot~(-1)、硝态氮3.0 g·pot~(-1)、总氮量6.0 g·pot~(-1)时,菊花花序中3,5-O-双咖啡酰基奎宁酸含量高于缺氮处理近1倍。可见,氮素营养可提高药用菊花氮代谢关键酶活性和氮代谢产物,提高药用菊花成分含量和单株花序干重。     

稻属谷氨酰胺合成酶家族的系统分析

比较籼粳栽培稻和野生稻中谷氨酰胺合成酶(GS)基因和蛋白质的结果表明,水稻GS蛋白编码区序列高度保守,而非编码序列变异较大。GS2基因的进化比GS1基因保守。短药野生稻中GS基因进化主要是内含子的变异,但此种内含子的变异在籼粳栽培稻中幅度要小得多。     

林肯链霉菌谷氨酰胺合成酶活力调节的研究

对不同氮源生长条件下林肯链霉菌无细胞粗提液中谷氨酰胺合成酶 (GS)的研究结果表明 ,高浓度NH+4阻遏了GS的生物合成。从不同氮源生长条件下林肯链霉菌中分离纯化了GS ,其性质没有差别。以受腺苷化调节的产气克雷伯氏菌GS作对照 ,林肯链霉菌GS没有明显的氨休克作用 ,经蛇毒磷酸二酯酶处理后 ,其活力没有变化。这些结果都说明林肯链霉菌GS不存在腺苷化共价修饰这一调节方式。反馈抑制作用是林肯链霉菌GS的一种重要的调节方式 ,这种抑制作用是以累积的方式进行的 ,这表明各种抑制剂对GS作用位点不同 ,各种抑制剂对GS的抑制作用是相互独立的。由此推测 ,林肯链霉菌GS是一种变构酶。     

酰胺态氮瞬间调节荚膜红假单孢菌光合固氮活性的GS传感机制

天门冬酰胺(Asn)和谷氨酰胺(Gln)对荚膜红假单孢菌固氮酶活性抑制,在表观上类似于氨关闭效应,这种抑制效应由GS参与,相似于氨抑的传感机制。中断Gln代谢的6-diazo-5-oxo-L-norleucine(DON)存在时,氨抑的持续时间延长,与此相类似,Gln抑制加剧,这可能归之于Gln的积累。但是,Gln抑制被methionine sulfoximine(MSX,GS的抑制剂)消除,消除时MSX对Gln的浓度比值约为0.2,与氨抑消除所需的MSX对氨的浓度比值相当。此外,MSX消除氨抑不为DON拮抗,表明Gln抑制固氮酶活性由GS传感。然而,不能抑制GS转谷酰基活性的methionine suffone(MSF,谷氨酸的类似物)却与MSX相同,能消除Gln和氨对固氮活性的抑制。上述观察结果也可延伸至Asn的关闭固氮酶活性效应。     

氮、钾水平对小麦籽粒蛋白质合成关键酶活性的影响

在大田栽培条件下,以蛋白质含量差异的两个冬小麦(Triticum aestivum L.)品种宁麦9号(低蛋白)和扬麦10号(中蛋白)为材料,研究了不同氮、钾施肥水平对小麦旗叶与籽粒中游离氨基酸含量、蛋白质合成关键酶活性和籽粒蛋白质含量的影响及其与开花期旗叶氮、钾营养的关系.结果表明,氮、钾施肥显著提高了小麦花后旗叶与籽粒中游离氨基酸和籽粒蛋白质含量、旗叶谷氨酰胺合成酶(GS)及籽粒GS和谷丙转氨酶(GPT)活性,其中氮肥的作用大于钾肥、氮钾肥配合达到最大,对扬麦10号的效应大于宁麦9号.开花期旗叶氮/钾比随施氮水平的增加呈二次曲线变化,随施钾水平的增加呈下降趋势.旗叶GS活性和成熟期籽粒蛋白质含量与氮/钾比均呈显著或极显著的二次曲线关系.因此,旗叶和籽粒中蛋白质合成关键酶活性受开花期旗叶氮/钾比的显著影响,是氮、钾素影响小麦籽粒蛋白质形成的重要生理原因.     

不同氮素形态及其配比对盐胁迫下紫苏生理特性的影响

以60 mmol·L~(-1)NaCl处理紫苏幼苗为对象,研究不同氮素形态配比对盐胁迫下紫苏生长、叶绿素含量、可溶性蛋白质、抗氧化酶和氮素代谢相关酶活性的影响,为进一步研究盐胁迫环境下紫苏生产中氮肥的合理调控提供理论依据。结果表明:非盐胁迫下,当NH_4~+-N/NO_3~--N=25∶75时,紫苏地上部分的鲜重和干重、总叶绿素含量、硝酸还原酶(NR)和谷氨酰胺合成酶(GS)活性、可溶性蛋白含量和抗氧化酶活性都显著高于其他氮素处理;在盐胁迫下,紫苏生长受到抑制,叶绿素含量降低,可溶性蛋白和MDA含量增加,抗氧化酶活性升高,氮代谢相关酶NR和GS活性也升高; NaCl胁迫下,当NH_4~+-N/NO_3~--N=25∶75时,紫苏叶片的叶绿素含量、SOD活性、CAT活性和可溶性蛋白含量最高,MDA含量最低;当NH_4~+-N/NO_3~--N=50∶50时,POD活性最高;叶片中NR和GS活性都随着硝态氮比例的增加不断升高,并在NH_4~+-N/NO_3~--N=0∶100达到最大值,酰胺态氮处理组的NR和GS活性均低于全硝处理,但高于全铵处理组;不同氮素形态及配比对盐胁迫下紫苏叶绿素含量、氮素代谢和抗逆调节指标、产量影响显著;研究发现,在盐胁迫下,铵硝混合配施比单独施用全硝、全铵和酰胺态氮效果好,并且NH_4~+-N/NO_3~--N=25∶75处理更有利于维持抗氧化酶、氮代谢酶活性,缓解盐胁迫对紫苏幼苗生长的抑制,促进鲜重和干重的增加,从而维持较高的耐盐性。     

谷氨酰胺合成酶与Wnt信号转导通路

GS（glutamine synthetase）或GLuL（glutamate-ammonia ligase）,即谷氨酰胺合成酶,为人体内重要的功能酶,催化谷氨酸与氨生成谷氨酰胺。在体内氮的代谢中,尤其在维持氨离子和谷氨酰胺的稳定中发挥着重要的作用。GS表达和活性的异常常会导致人体很多疾病的发生。近年来研究发现GS表达和活性的异常与Wnt信号通路的异常密切相关。     

光照和不同氮素对水葫芦谷氨酰胺合成酶活性的影响

谷氨酰胺合成酶(GS)是水葫芦氮代谢过程中一个关键酶,其活性受外界条件的影响。本研究探讨了光照和不同氮素对水葫芦根和叶GS活性的影响。研究发现,铵态氮和硝态氮抑制水葫芦根部GS活性,但却促进叶部GS活性。光照强度增加抑制根部GS活性,但对叶部GS活性影响不大。研究结果为揭示外来植物水葫芦快速入侵的机理,进一步开发和利用水葫芦进行水体修复提供理论基础。     

硝态氮对黄瓜子叶谷氨酰胺合成酶和谷氨酸脱氢酶活性的影响

在硝态氮存在或缺乏的条件下,测定了黄瓜(Cucumis sativus L．)种子萌发和子叶发育过程中子叶可溶性蛋白质含量以及谷氨酰胺合成酶(GS)和谷氨酸脱氢酶(NAD(H)-GDH)活性的变化。在子叶发育初期,无论外源氮存在与否,每对子叶可溶性蛋白质含量和GS、NADH—GDH、NAD^ -GDH活性随发育上升。在外源氮存在下,第4d后,可溶性蛋白质含量虽有所下降,但基本保持恒定;第6d后,GS和NADH—GDH活性逐渐降低,NAD^ -GDH却相反增高。但在无外源氮条件下,于第4d后,可溶性蛋白质水平以及GS、NADH—GDH和NAD^ -GDH活性都逐渐降低。在子叶发育的整个过程中,外源氮对GS和NAD^ -GDH活性有促进作用,尤其是在子叶发育的后期对NAD^ -GDH活性的促进更为明显。     

水稻不同基因型耐低氮能力差异评价

以水稻单株谷重及其氮素反应指数作为耐低氮能力指标,分析不同施氮水平下水稻种质资源的耐低氮能力以及单株谷重及其氮素反应指数与其他农艺性状的相关关系。结果表明,水稻种质资源的耐低氮能力在不同施氮水平间均有较大差异,多数农艺性状的表型差异顺序为未施氮〉施低氮〉普通施氮;不同施氮水平间单株谷重、单株草重和穗数的差异大于其他农艺性状。在不同施氮水平下,单株谷重与单株草重均呈极显著正相关;单株谷重的氮素反应指数与单株谷重、单株草重和谷草比均呈极显著正相关。在未施氮水平下,单株谷重与株高、穗数、穗粒数和单株草重的相关性以及单株谷重的氮素反应指数与穗数、单株谷重、单株草重和谷草比的相关性比施低氮或普通施氮水平更为密切。花峰稻、中作9059、旱稻9号、旱稻502和IRAT359等种质资源表现较迟钝的氮素反应,具有较强的耐低氮能力。     

L-谷酰胺高产菌株X4-23的诱变选育

采用钝齿棒状杆菌Hu7251为出发菌株,经亚硝基胍和硫酸二乙酯处理,用磺胺胍药物平皿进行定向筛选,获得L-谷酰胺(L-Gln)高产菌株X4-23。该菌株具有稳定的遗传性能,在适宜的培养条件下可积累33—35mg/ml L-谷酰胺。     

L—谷酰胺高产菌株X4—23的诱变选育

采用钝齿棒状杆菌Hu7251为出发菌株,经亚硝基胍和硫酸二乙酯处理,用磺胺胍药物平皿进行定向筛选,获得L-谷酰胺(L-Gln)高产菌株X4-23。该菌株具有稳定的遗传性能,在适宜的培养条件下可积累33—35mg/ml L-谷酰胺。     

Frankia纯培养菌株氮代谢的研究

利用膜过滤法将Frankia纯培养菌株Cc01和Mg+的顶囊分离出来。并在顶囊悬液中加入一定量的ATP及NADH,发现顶囊能在固氮的同时将NH+4排到顶囊之外,顶囊中没有测出最初同化NH+4的酶——谷酰胺合成酶(GS)活性,游离氢基酸的总含量也比完整菌丝中少,且GLN(GLU)含量也不如菌丝中的含量高。这些结果表明,虽然固氮作用发生在顶囊中,但NH+4的进一步同化则是在菌丝中进行的。