蓝藻Anabaena 7120光漂白细胞的吸氢

蓝藻光漂白细胞吸氢比其正常细胞小,对CO和O_2也很敏感。C_2H_2和分子氢预处理都导致蓝藻光漂白细胞吸氢下降。光下蓝藻光漂白细胞吸氢明显高于暗中,光强大的高于光强小的,暗中很微弱。此种吸氢也可为光合抑制剂所削弱或抑制。     

缺钼培养的蓝藻吸氢

培养液中缺钼时,蓝藻(Anabaena 7120)吸氢量显著下降,补加钼时吸氢量恢复到有钼培养的蓝藻水平。缺钼培养的蓝藻吸氢对氧和CO都敏感,暗中经乙炔或光下以分子氢预处理后,吸氢量减少。光下缺钼培养的蓝藻吸氢比暗中高,光合抑制剂和结合态氮明显地抑制此种蓝藻吸氢。     

分子氮影响下的蓝藻Anabaena7120乙炔还原

经分子氮预处理的蓝藻乙炔还原活性下降。分子氮对乙炔还原的抑制作用可因CO_2的加入而削弱,氮浓度增高时,CO_2的此种有益作用即消失。在5％ CO_2条件下:(1)光照强度大时,经分子氮预处理的蓝藻乙炔还原活性比未经处理的(氮气中)高些,弱光下则削弱,暗中削弱更大;(2)它受到光合抑制剂的抑制较大;(3)对CO_2和O_2的敏感度比未经氮预处理者小;(4)分子氢对其支持与来经氮预处理的相差甚微,但对其受O_2损伤时的保护作用则大些;(5)MSX对分子氮预处理的蓝藻乙炔还原也有明显的抑制,且比单加CO_2的大。     

蓝藻Anabaena 7120光漂白细胞的放氢

蓝藻Anabaena 7120光漂白细胞的放氢显著地比正常细胞高,而固氮活性则低。此种放氢对CO的敏感度和对O_2抑制的忍受度都大于正常细胞。乙炔预处理后放氢下降,而分子氢预处理后则增加。CO_2、N_2、结合态氮和光合抑制剂都明显地抑制蓝藻光漂白细胞放氢。加入外源的碳水化合物可促进放氢,如同时加入抑制剂,则有益作用受到削弱,甚至消失。     

经短期高温处理的蓝藻Anabaena 7120的吸氢

经短期高温处理的蓝藻吸氢和固氮活性平行地下降,温度越高,处理时间越长,下降越大,且对氧的敏感度增高。暗处理、光合抑制剂、CO_2和N_2导致此种蓝藻吸氢下降程度加剧,CO_2和N_2以及H_2和N_2的加合对其促进程度也小一些,而H_2的支持和CO的抑制程度则与未经高温处理的蓝藻相近。     

蓝藻(Anabaena 7120)的光合放氢和参与放氢的酶

蓝藻Anabaena 7120放氢是一个依赖于光的过程,暗中几乎测不出放氢活性。静置方式培养的蓝藻预先进行强化培养是测得高放氢活性的重要条件。年轻的蓝藻放氢活性比年老的高。氯化铵和一系列光合作用抑制剂对蓝藻放氢有抑制作用,弱光加剧氯化铵对放氢的抑制。在弱光加光合抑制剂的条件下,受氯化铵抑制的放氢活性恢复速度比强光下慢。CO_2、N_2、NaN_3和KNO_3与放氢竞争电子而抑制蓝藻的放氢。C_2H_2促进蓝藻放氢,CO则抑制放氢,C_2H_2和CO一起加入时,放氢受到的促进显著比单加C_2H_2的大。经分子氢预处理过的蓝藻,其放氢活性在光下可以得到明显的促进。     

蓝藻Anabaena 7120的固氮放氢和同化力之间的关系

分子氮和二氧化碳对蓝藻Anabaena 7120固氮的抑制作用可因反应系统中pH值的提高以及对蓝藻进行预照光处理而削弱或消除。分子氢对经预照光处理的蓝藻固氮活性不但不支持,且有削弱。预暗处理的效应恰好相反。蓝藻经低温(4℃)预处理后,分子氢对其固氮活性支持减弱,甚至抑制。蓝藻放氢对分子氢和同化力水平的反应规律在趋势上与固氮基本相同。     

紫云英根瘤菌及巴西固氮螺菌的氢酶表达特征

紫云英根瘤菌氢酶表达依赖于H_2并受碳底物和高O_2浓度的阻遏及cAMP的显著促进。整体细胞的吸氢活性对O_2不敏感,受碘乙酸(50mmol L~(-1))的强烈抑制。少数氧化还原电位为正值的人工电子受体可支持吸氢活性。与紫云英根瘤菌不同,巴西固氮螺菌氢酶表达并不依赖于H_2,受碳底物阻遏及cAMP促进的效应均不显著,而对O_2敏感。整体细胞吸氢活性受碘乙酸的抑制作用不明显。无论正、负值氧化还原电位人工电子受体均可支持吸氢活性。在经饥饿的静止细胞中,H_2可支持固氮活性并增强固氮酶对O_2的耐受能力。     

受短期高温伤害的蓝藻固氮活性恢复过程中的去铵阻抑

在受短期高温伤害的蓝藻固氮活性恢复过程中,铵阻抑效应逐渐消失。温度愈高,去铵阻抑速率愈慢,温度过高,铵阻抑效应即不能消除。低光照度、光合抑制剂、氧和分子氮都延缓蓝藻固氮的去铵阻抑,外源蔗糖、氢、CO_2、CO_2 N_2和 H_2 O~2则对固氮的去铵阻抑速率有不同程度的促进。     

水稻根际兼性厌氧催娩克氏杆菌和阴沟肠杆菌的固氮与氢代谢

兼性厌氧细菌Enterobacter cloacae菌株E-26和Klebsiella oxytoca菌株NG-13的氢酶与固氮酶同时形成。固氮的最佳碳源为蔗糖、葡萄糖和丙酮酸,此外延胡索酸和苹果酸也能支持固氮。支持固氮的碳源也支持放氢,两者动力学基本一致。40％乙炔预处理后,吸氢活性下跌,放氢量未增加;NH_4~ 抑制固氮酶,但未导致放氢量降低;可能E-26菌株的放氢主要依赖于氢酶。菌株E-26和NG-13的吸氢反应,既能以O_2为电子受体,也能以延胡索酸、硝酸、MB为电子受体。但仅延胡索酸为电子受体时,E-26菌的固氮活性被分子H_2促进,它的氢吸收利用与固氮相偶联;而在CO_2和NH_4~ 代谢与H_2利用之间并无明显相关性,吸氢活性不被CO_2和NH_4~ 促进。     

几种植物中的过氧化物酶同工酶分析

过氧化物酶(E.C.1.11.1.7)是一族能够利用H_2O_2氧化供氢体的酶。它对H_2O_2的需求是非常专一的,而对供氢体的要求则较为广泛。酚类、胺类化合物、某些杂环化合物和一些无机离子等都可以作为过氧化物酶的供氢体。它们的催化反应式为: AH_2 H_2O_2(?)A 2H_2O式中AH_2为供氢体,A为氧化型产物,E为过氧化物酶。     

分子氢支持蓝藻Anabaena7120固氮的生理基础研究

1.在一般条件下供给分子氢,蓝藻的乙炔还原活性相对增长百分率不如加入光合及代谢抑制剂那样显著。弱光和暗处理条件下,分子氢对蓝藻的增益作用较明显。2.分子氢对年轻蓝藻固氮作用的促进比对年老的大。3.在氨和尿素等结合氮影响下,蓝藻固氮活性受到抑制,同时加入分子氢,则其活性便有所提高。4.用氮气、二氧化碳和二氧化碳+氮气处理蓝藻,其固氮活性受到削弱,同时供给分子氢,则蓝藻的乙炔还原活性便得到明显的促进。5.经以乙炔预先处理过的蓝藻,无论添加光合和代谢抑制剂与否,其固氮活性均下降。加分子氢与不加分子氢的乙炔还原活性相近,分子氢对固氮的增益作用显著被削弱以至消失,加和不加抑制剂的氢耗也都下降,不加抑制剂的氢耗相对下降百分率更大。这表明分子氢支持蓝藻固氮和氢酶活动有联系。     

分子氢在鱼腥蓝藻Anabaena 7120固氮活性受氧损伤中的保护作用

分子氢在一定程度上可以消除氧对蓝藻固氮活性的损伤而起一种保护作用。氧对蓝藻固氮活性的损伤主要在固氮反应初期,且是不可逆的。分子氢的保护作用也在反应初期,分子氢过迟加入,其保护作用就会受到削弱或消失,其最大保护作用是在与氧同时加入之时。分子氢的保护作用和生理条件有一定联系。年老的蓝藻中,分子氢支持的固氮活性对氧敏感小些。温度、CO_2、氮气和一系列抑制剂都只影响固氮活性的高低,并不改变分子氢的有益行为。蓝藻经乙炔预处理导致氢酶受抑时,分子氢对固氮活性受氧损伤时的保护作用即受到削弱或消失。     

紫云英根瘤菌109菌株氢酶诱导表达

根瘤菌自生培养物的吸收分子氢系统,不但可以在自养或异养的固体培养基上表达,而且也可以在异养的液相培养基中表达。其表达受碳水化合物、氧和分子氢浓度诸环境因子调节。诱导氢酶须用指数后期的培养物进行;所有试验过的可利用的碳水化合物均可阻抑氢酶表达;而20m mol/L的KNO_3和NH_4Cl对氢酶表达也有阻抑作用。正交组合试验指出紫云英根瘤菌的高吸氢活性是在40％N_2,14％H_2,4％O_2以及4.2％CO_2的气相条件下表达。Ar取代H_2后,无吸氢活性;氢酶表达后,移去H_2,则表达停止。氧浓度稍高阻抑氢酶表达;氯霉素的阻抑表达效应与氧阻抑类似。     

去除氯化钠胁迫后的蓝藻固氮去铵阻抑

蓝藻在去除NaCl胁迫后,其固氮活性可以恢复,几乎接近生长蓝藻的水平,铵阻抑效应也逐渐消失。光合受抑(弱光下和加抑制剂)或呼吸代谢受阻(厌氧下),以致能源供应受限以及有分子氯或氧的条件下,蓝藻固氮活性恢复和去铵阻抑速率减慢,而改善能源或还原剂供应、外源蔗糖、H_2、CO_2、CO_2+N_2和H_2+O_2等处理则对去铵阻抑有不同程度促进。     

短期高温伤害蓝藻Anabaena7120的固氮活性恢复与生理条件的关系

蓝藻经短期高温处理后,其固氮活性显著下降,但在合宜条件下,这种受伤害的固氮活性可以有一定程度的恢复。光下不仅比暗中恢复快,而且活性也高得多。光合抑制剂和外源碳水化合物分别减缓和促进受高温伤害的蓝藻固氮活性恢复。在光、暗和供给外源碳水化合物的条件下,厌氧(氩和氮中)对受高温伤害的蓝藻固氮活性恢复不利。与正常蓝藻有异的是,H_2,CO_2及H_2与O_2,CO_2与N_2的加合都阻碍受高温伤害的蓝藻固氮活性的恢复。     

蓝藻Anabaena7120的固氮活力及其和光合作用的关系

蓝藻Anabaena 7120经用Ar+CO_2、空气和Ar处理后,固氮活性有明显不同。Ar+CO_2处理的活性比空气处理的高出数倍,而Ar处理的则比空气中的低很多。以上三种处理的Anabaena 7120固氮对不同生理条件反应不一样,固氮活性高者对CO和O_2的敏感程度小些、受到CO_2和N_2的抑制程度也轻。但是分子氢对三者固氮作用的支持效用相同,并且也是和氢酶活动有联系。弱光下固氮活力低的蓝藻固氮活性下降得更大些。光合抑制剂和结合态氮对固氮活力高的蓝藻固氮活性的抑制显著比固氮活力低者小。三者的放氢和放氧能力也不同,固氮活力高者放氧高而放氢量小些,低固氮活力的蓝藻正好相反。     

缺钼培养的蓝藻Anabaena 1720放氢的研究

培养液中缺钼时,蓝藻Anabaena 7120的放氢受到削弱,其削弱程度比固氮活性的削弱小。此种蓝藻的放氢对CO和氧都敏感,预先以乙炔处理时,其放氢即受抑制,而在光下以分子氢预处理则促进放氢。这类蓝藻光下放氢比暗中高,当添加光合抑制剂或氯化铵于反应系统时,其放氢便明显下降。     

不同生理条件下外源蔗糖对蓝藻固氮去铵阻抑的影响

外源蔗糖促进蓝藻固氮和其去铵阻抑。空气氧下蔗糖的促进作用比厌氧(氩)中更显著,而且此种促进作用只有在光下才表现出来。暗中或添加光合抑制剂时蔗糖的促进作用消失。在有蔗糖的条件下,O_2,H_2和N_2 CO_2对蓝藻固氮和其去铵阻抑都没有良好作用,但H_2 O_2对其则有一定程度的促进。     

外源脯氨酸对受NaCl胁迫的蓝藻固氮活性的影响

营养液中NaCl浓度提高后,蓝藻的固氮活性下降,NaCl浓度越高,下降越大。在正常的光强条件下,外源脯氨酸可在一定程度上削弱NaCl对固氮活性的胁迫,NaCl浓度大者受到脯氨酸的良好效应大一些。加入光合抑制剂,光强减弱,添加外源蔗糖、厌氧环境、氮(N_2)的供给、H_2和O_2以及CO_2和N_2的加合时,脯氨酸的效用减弱或消失。