蚕氨基酸代谢之研究 Ⅰ.比较家蚕和野蚕各种氨基酸和α-酮戊二酸之转氨作用并自蓖麻蚕丝腺体中提取支链氨基酸-谷氨酸转氨酶及其一些性质的研究

(1)比較家蚕(华九-云瀚)和野蚕(蓖麻蚕、柞蚕和樗蚕)各种氨基酸和α-酮戊二酸之轉氨作用;发現在家蚕和野蚕絲腺体后部及脂肪体中都存在有活力強的谷丙轉氨酶和谷天轉氨酶。(2)在野蚕(萞麻蚕、柞蚕和樗蚕)之絲腺体后部存在有支鏈氨基酸((?)白氨酸、白氨酸和缬氨酸)和α-酮戊二酸及丙酮酸之間的轉氨作用。闡明了絲腺体中丙氨酸生物合成之另一途径。(3)在家蚕及野蚕之体液中,和Koide之結果不同,存在有谷天轉氨酶及谷丙轉氨酶。比較了五龄不同日期以上两酶和支链氨基酸-谷氨酸轉氨酶活力之变化。(4)証明了支鏈氨基酸和α-酮戊二酸之間的轉氨作用是酶促的轉氨反应,而非由氨基酸供体之脫氨作用,继而和α-酮戊二酸之加氨作用而形成谷氨酸。(5)自萞麻蚕絲腺体提取支鏈氨基酸-谷氨酸轉氨酶。和原始之活力相比提高了比活39倍,回收率为81%。(6)支鏈氨基酸-谷氨酸轉氨酶在α-酮戊二酸浓度較低时随浓度之增加而上升,到一定浓度时,反应速度反而下降。(?)白氨酸和α-酮戊二酸之間的轉氨作用,在1小时之內,谷氨酸之形成速度基本上呈直线关系。对热不稳定,在50℃时活力降低82%。(7)巯基抑制剂对支鏈氨基酸-谷氨酸轉氨酶具有显著的抑制作用。PCMB(10~(-4)M)抑制該酶60%,溴化乙酰胺(10~(-4)M)为37%;DL-环絲氨酸对該轉氨酶之抑制作用指出,該酶是属于对环絲氨酸具有低度敏感性的轉氨酶类。     

昆虫激素调节控制的研究——保幼激素类似物对合成甘氨酸和丙氨酸有关酶系的调节控制

五龄后期蚕丝腺后部的细胞几乎只合成蚕丝的丝心蛋白。保幼激素类似物(JHA)能增加蚕丝心蛋白的生物合成。家蚕和蓖麻蚕丝心蛋白中,甘氨酸和丙氨酸的含量约占75%。我们用ZR515和ZR777分别处理五龄蚕后,观察到丝腺后部和脂肪体中合成甘氨酸和丙氨酸有关转氨酶的活力均有明显增加。(1)用ZR515处理五龄家蚕后,使五龄期延长1～2天,茧层量增加约10%。蚕丝腺后部的丙氨酸-乙醛酸转氨酶,丙氨酸-酮丙二酸转氨酶,谷丙转氨酶和谷天转氨酶活力,JHA 组均比对照组增高约10～40%,脂肪体中这些酶活力也相应地比对照组增高约30%,其中丙氨酸-乙醛酸转氨酶活力增加到165%。酶活力增加的持续时间约3～5天。(2)用ZR777处理五龄蓖麻蚕后,丝腺后部和脂肪体中的谷天转氨酶、异亮氨酸-α-酮戊二酸转氨酶和丙氨酸-乙醛酸转氨酶活力,均比对照组高。本文认为JHA 对蚕丝腺后部和脂肪体中形成甘氨酸和丙氨酸的转氮酶有明显的调控作用,从而为丝心蛋白的合成提供更多的甘氨酸和丙氨酸。这也许是JHA 增丝机制的一个重要方面。     

家蚕中的5-氧脯氨酸酶及保幼激素类似物对它的影响

本工作首次在家蚕Bombyx mori的马氏管、中肠、丝腺及脂肪体等组织中测到了γ-谷氨酰循环中一个关键酶——5-L-氧脯氨酸酶的活力.该酶以马氏管中活力最高,在蚕的中肠、血淋巴中均存在有游离的5-氧脯氨酸.观察了保幼激素类似物(JHA)处理后,家蚕中肠、丝腺和脂肪体中5-L-氧脯氨酸酶活力的变化,同时观察了血淋巴中5-氧脯氨酸含量的变化.对该酶及γ-谷氨酰循环在蚕体中氨基酸转运上的可能作用进行了讨论.     

家蚕中的5-氧脯氨酸酶及保幼激素类似物对它的影响

本工作首次在家蚕Bombyx mori的马氏管、中肠、丝腺及脂肪体等组织中测到了γ-谷氨酰循环中一个关键酶——5-L-氧脯氨酸酶的活力.该酶以马氏管中活力最高,在蚕的中肠、血淋巴中均存在有游离的5-氧脯氨酸.观察了保幼激素类似物(JHA)处理后,家蚕中肠、丝腺和脂肪体中5-L-氧脯氨酸酶活力的变化,同时观察了血淋巴中5-氧脯氨酸含量的变化.对该酶及γ-谷氨酰循环在蚕体中氨基酸转运上的可能作用进行了讨论.     

昆虫激素调节控制的研究——保幼激素类似物对合成甘氨酸和丙氨酸有关酶系的调节控制

五龄后期蚕丝腺后部的细胞几乎只合成蚕丝的丝心蛋白。保幼激素类似物(JHA)能增加蚕丝心蛋白的生物合成。家蚕和蓖麻蚕丝心蛋白中,甘氨酸和丙氨酸的含量约占75%。我们用ZR515和ZR777分别处理五龄蚕后,观察到丝腺后部和脂肪体中合成甘氨酸和丙氨酸有关转氨酶的活力均有明显增加。(1)用ZR515处理五龄家蚕后,使五龄期延长1～2天,茧层量增加约10%。蚕丝腺后部的丙氨酸-乙醛酸转氨酶,丙氨酸-酮丙二酸转氨酶,谷丙转氨酶和谷天转氨酶活力,JHA组均比对照组增高约10～40%,脂肪体中这些酶活力也相应地比对照组增高约30%,其中丙氨酸-乙醛酸转氨酶活力增加到165%。酶活力增加的持续时间约3～5天。(2)用ZR777处理五龄蓖麻蚕后,丝腺后部和脂肪体中的谷天转氨酶、异亮氨酸吨-α-酮戊二酸转氨酶和丙氨酸-乙醛酸转氨酶活力,均比对照组高。本文认为JHA对蚕丝腺后部和脂肪体中形成甘氨酸和丙氨酸的转氨酶有明显的调控作用,从而为丝心蛋白的合成提供更多的甘氨酸和丙氨酸。这也许是JHA增丝机制的一个重要方面。     

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%。     

氧化磷酸化作用的研究 Ⅱ.2,4-二硝基苯酚对琥珀酸氧化抑制效应的解除

进一步研究DNP对大白鼠肝脏綫粒体琥珀酸氧化的激活和抑制,发現当琥珀酸氧化已被DNP抑制时琥珀酸脫氫酶并沒有受到明显的抑制。DNP对琥珀酸氧化的抑制可以被α-酮戊二酸、(?)柠檬酸、柠檬酸、丙酮酸、β-羟基丁酸等解除。α-酮戊二酸的解除作用与底物水平磷酸化作用无关,但与脫氫过程有密切关系;当加入0.2mM亚砷酸鈉时,α-酮戊二酸不再能使呼吸恢复。谷氨酸解除DNP对琥珀酸氧化抑制的作用不受天門冬氨酸α-酮戊二酸轉氨酶的抑制剂环絲氨酸的影响,Amytal使呼吸恢复的作用与线粒体內源底物含量有关?疚慕Y果进一步說明琥珀酸氧化需要能量激活,我們认为某些底物脫氫生成的NADH可以通过琥珀酸氧化引起NAD~+需能还原的逆反应生成高能磷酸化合物因而激活了琥珀酸的氧化。通过这样的途径生成高能磷酸化合物可能是对DNP較不敏感的。     

蓖麻蚕和家蚕中的谷胱甘肽及正丁基高半胱氨酸亚砜亚胺对它的抑制作用

本文利用乙醛酸排除昆虫中比较高的游离半胱氨酸的干扰,用5,5′-二硫代双(2-硝基苯甲酸)(DTNB)方法测定了蓖麻蚕、家蚕中还原谷胱甘肽的含量及其组织分布,观察到脂肪体、后部丝腺、中肠等均含有非常丰富的谷胱甘肽(GSH),说明谷胱甘肽在昆虫氨基酸的代谢调节控制中起着重要的作用。蓖麻蚕和家蚕中,GSH含量及分布有所区别。五龄中期注射S-正丁基高半胱氨酸亚砜亚胺(BSO)引起家蚕脂肪体GSH含量明显降低,提示蚕γ-谷氨酰半胱氨酸合成酶受RSO强烈抑制;五龄后期,可能由于合成酶活力及GSH周转率均处于较低水平,未观察到GSH含量有明显下降。     

从大肠杆菌制备专一性谷氨酸脱羧酶及其用于血清与组织中谷氨酸转氨基酶的测定

根据五株大腸杆菌在不同成分与pH的培养基內培养的結果,选择了pH7.5的牛肉湯加蛋白腖与琼脂的固体培养作为細菌培养条件。从18—20小时在37度培养的大腸杆菌制成了高产量的专一性谷氨酸脫羧酶丙酮粉,其最适pH为5.1,米氏常数为4.3×10~(-3)M。拟定了一种血清及动物組織中轉氨基酶的測定法。此方法是利用大腸杆菌谷氨酸脫羧酶丙酮粉测定轉氨基作用所生成的谷氨酸量。应用此方法測得我国正常成人血清的谷門轉氨基酶活性为0.70±0.22单位与谷丙轉氨基酶活性为0.58±0.25单位(每单位等于在37度轉氨基作用生成1微克分子L-谷氨酸/1毫升血清/1小时)。应用此方法也試測了大白鼠六种組織中五种氨基酸对α-酮戊二酸的轉氨基酶活性。     

白地霉中甘露醇的鉴定及其形成机制的研究

(1)白地霉菌絲中含有大量的多元醇,經紙层析、紙电泳及提純結晶制备衍生物等方法鉴定为甘露醇。(2)白地霉无細胞提取液中有NADP-甘露醇脫氫酶存在,催化甘露醇被NADP氧化为果糖或相反地果糖被NADPH_2还原为甘露醇。(3)白地霉无細胞提取液中有磷酸酯酶,催化果糖磷酸酯水解为自由果糖及无机磷酸。(4)白地霉中測不出果糖-6-磷酸还原酶活力。(5)确定了甘露醇的形成途径为: D-果糖磷酸→Pi→D-果糖←NADPH_2 NADP→D-甘露醇(6)D-木糖培养的白地霉适应形成了NAD-艾杜糖醇脫氫酶,催化: 木糖醇←NAD NADH_2→D-木酮糖D-山梨醇←NAD NADH_2→D-果糖     

应用滤纸层析法作维生素丙定量测定

(一)利用濾紙層析法分離維生素丙時,氧氣是破壞維生素丙的主要因素,防上這種破壞作用的最有效方法是用CO_2把層析室及溶媒中的O_2排出,並加一定量的H_2S。 (二)以正丁醇、三氯醋酸和水(混合四體積的正丁醇和六體積的4％三氯醋酸水溶液)為溶媒,用CO_2把溶媒及層析室中O_2盡量完全排出,並置飽和H_2S水溶液50—100毫升於層析室內,可以完全防止層析分離時維生素丙的破壞。用這種方法測定動植物組織中維生素丙的總合量時,回收率茌98％以上。 (三)層析室中的H_2S對脫氫維生素丙的還原能力不規律,因此不能用這種方法測定樣品中脫氫維生素丙的含量,只能用以測定還原維生素丙的總合量(浸取液先經H_2S處理然後層析)。     

亚硝酸诱变导致枯草杆菌中L-丙氨酸脱氢酶对L-谷氨酸脱氢酶的转换 Ⅰ.二个脱氢酶在某些性质上的相似

枯草杆菌野生型菌株(細胞內仅有L-丙氨酸脫氫酶ADH,没有L-谷氨酸脫氫酶GDH),經亚硝酸处理后引起突变。变种菌株沒有ADH,但获得GDH。将野生型細菌中的ADH与变种細胞中的GDH分別純化60倍后,比較它們的性貭,发現这两种脫氫酶在DEAE-纤維素柱层析,与热稳定性方面均无区別,ADH与GDH的动力学常数也非常相似。只有在免疫学反应方面,这两者有較明显的不同。由于这两种脫氫酶的性貭非砄嗨?同时野生型菌株(ADH~+)經亚硝酸誘发成GDH~+变种以及GDH~+变种誘发回变为野生型的頻率都相当高。因此我們认为因突变而使細菌細胞內ADH轉换为GDH可能由于一点变异所引起。     

β-蜕皮素对家蚕丝腺成长及合成甘氨酸、丙氨酸有关酶系的调节控制

本文研究了植源性β-蜕皮素(简称MH)对家蚕丝腺成长及合成甘氨酸、丙氨酸有关酶系的影响,探讨了5龄不同时期添食β-蜕皮素后丝腺体的成长及后部丝腺和脂肪体中丙氨酸-酮丙二酸、丙氨酸-乙醛酸和鸟氨酸转氨酶活力的变化。通过实验观察到:(1)5龄早期(饷食)添食β-蜕皮素,龄期延长8—9小时,茧层量增加,后部丝腺和脂肪体内丙氨酸-酮丙二酸转氨酶、丙氨酸-乙醛酸转氨酶在处理后6-12小时内,比对照组增高40—50%。随之酶活力略下降,至5龄后期复又升高,明显超过对照组。脂肪体中鸟氨酸转氨酶在β-蜕皮素处理后6小时和48小时均低于对照组。12—24小时以及48小时后直至老熟则明显高于对照组。(2)5龄后期(V—136小时)口腔注射β-蜕皮素,龄期缩短12—18小时。脂肪体和丝腺体中丙氨酸-酮丙二酸转氨酶、丙氨酸-乙醛酸转氨酶活力明显高于对照组(一般增高20—40%),老熟时迅速下降。本文对有关保幼激素和β-蜕皮素对5龄家蚕两种靶细胞(丝腺细胞和脂肪细胞)的相互配合和制约以完成对蚕整体的调节控制,以及这两种昆虫激素应用于蚕业生产以控制5龄期的长短和增加蚕丝产量等方面进行了讨论。     

家蚕后部丝腺遗传物质的研究

家蚕(Bombyx mori)后部丝腺的脱氧核糖核酸(DNA)和信使核糖核酸(mRNA)直接关系到丝心蛋白(fibroin)的合成,因此引起人们较大的重视。我们从本省蚕丝生产中常用的蚕体后部丝腺中分离纯化了DNA和mRNA,并观察了它们的重要理化性质。     

还原辅脱氢酶Ⅱ的氧化问题

利用自动記录白金微氧电极定氧与分光光度計测定的方法,发現大白鼠肝脏微粒体能氧化NADPH。微粒体的NADPH氧化系統活力不受氰化物、双香豆素、2,4二硝基酚、5乙,5(?)戊巴比妥酸鈉与迭氮酸鈉等所抑制。鼠肝匀浆經45,000×g离心所得的上清液不能催化NADPH被氧气所氧化。但含有对双香豆素高度敏感的还原菸酰胺核苷酸脫氫酶,其性貭与Ernster所提出的“DT黃递酶”很相似。微粒体制剂中加入上清液后NADPH氧化系統活力增大約1倍左右。此时若加入双香豆素,則NADPH氧化系統总活力被抑制大約一半。我們认为上清液中对双香豆素敏感的还原菸酰胺核苷酸脫氫酶能通过某种与微罫宓牧到M成NADPH氧化系統。这样NADPH就可以不需通过线粒体氧化。我們认为在鼠肝中NADPH的氧化途径如下: →还原性生物合成NADPH—?→通过綫粒体氧化(包括通过轉氫酶的作用) →微粒体NADPH氧化系統→O_2 →还原菸酰胺核苷酸脫氫酶→微粒体上未知系統(可能和微粒体上NADPH氧化系統部分相同) →O_2     

日本血吸虫琥珀酸氧化酶的研究

应用測压法和分光光度法証明了日本血吸虫含有琥珀酸氧化酶,琥珀酸脫氫酶,琥珀酸-細胞色素c还原酶和細胞色素氧化酶等完整系統。血吸虫的琥珀酸氧化酶活力与細胞色素c浓度有关,浓度增加,酶活力上升,在0.4×10~(-5)—2×10~(-5)M之間与酶活力成直綫关系。酶活力与磷酸盐浓度亦有一定关系,浓度愈低,酶活力愈強。在酶作用的最适条件下(琥珀酸鈉,0.02M;細胞色素c,2×10~(-5)M;磷酸盐緩冲液,0.01M,pH7.4)測定合抱成虫匀浆的酶活力,結果为:氧耗量Qo_2=30.3微升/小时/毫克氮量;琥珀酸耗量Q_S=322微克/小时/毫克氮量;延胡索酸产生量Q_F=157微克/小时/毫克氮量。当雌雄虫分別測定时,在等氮量基础上,雌虫酶活力比雄虫高。丙二酸鈉,二乙基二硫代氨基甲酸鈉(銅試剂)和氰化物都能強烈地抑制琥珀酸氧化酶活力。治疗血吸虫病常用的几种銻剂在2×10~(-3)M时,体外試驗,对此酶活力无明显的抑制作用。此外,氰化物除抑制細胞色素氧化酶外,还能抑制琥珀酸脫氫酶(用甲烯蓝方法測定)。与細胞色素c相似,維生素K_3亦能刺激匀浆的呼吸。此外,我們发現了日本血吸虫匀浆經过加热处理后,可以分离出一种耐热的“还原物貭”,对細胞色素c有化学的还原作用。本文还討論了血吸虫琥珀酸的代謝途径和細胞色素系統在呼吸鏈中可能占有重要地位。     

测定腦氨含量的一些技術問题

(一) 我們用固體二氧化碳和丙酮的混合液來代替液體空氣固定動物,所测得的大鼠腦氨含量與用液體空氣所得結果基本上一致。 (二) 改良了Conway測定氨的微量瀰散器皿使之適用於少量組織及0.05—0.50微克氨的测定。 (三) 採用了Conway的半量瀰散法,減少了由榖氨酰胺水解所引起的誤差。 (四) 利用上述改良的方法我們分別测定了大鼠腦各部的氨含量。     

转植酸酶基因家蚕的制作及表达检测

家蚕Bombyx mori丝腺具有高效合成蛋白质的特性,开发在丝腺特异表达外源蛋白质的生物反应器具有重要的意义。本研究利用piggyBac来源的两种载体pPIGA3GFP和pBac{3×P3-EGFPaf},建立了稳定的家蚕转基因技术体系; 然后,利用一株黑曲霉来源的植酸酶基因,构建了在家蚕后部丝腺特异表达的融合表达载体pBac [3×P3-EGFP+ FibLphyADsRed],注射蚕卵后,在53个G1蛾区中检测到3个有荧光蚕的蛾区。经Southern blot和反向PCR验证,转基因表达盒整合到家蚕染色体上。RT-PCR结果显示,植酸酶基因特异性地在后部丝腺表达,其表达模式与家蚕轻链丝素基因一致。结果表明我们成功获得了在后部丝腺特异表达植酸酶融合蛋白的转基因蚕,这为进一步开发家蚕生物反应器,利用转基因蚕生产各种重组蛋白具有积极的促进作用。     

链霉菌的菸酰胺核苷酸酶

发現鏈霉菌的細胞抽出液能够抑制以NAD或NADP作为受氫体的脫氫酶的反应系統中还原型輔酶的形成。实驗証明,这种抑制作用的原因是細胞抽出液中存在有菸酰胺核苷酸酶,它能迅速地水解菸酰胺輔酶,而使脫氫酶无法表現其活力。这一发現足以解析为什么在鏈霉菌的抽出液中一直不能測出各种脫氫酶的活力来。鏈霉菌的菸酰胺核苷酸酶与已知各种来自动物或微生物的菸酰胺核苷酸酶不同,鏈霉菌中酶的特点是: (1)經純化以后,酶制剂中仍含有核酸。(2)对某些蛋白貭变性剂与对热非常稳定,在除去酶制剂中的DNA以后,其对热稳定性即行降低;向已去核酸的酶中加入核酸或其分解产物,可以使其对热稳定性恢复、甚至超过原来的水平。(3)在pH5.5—9.0之間,酶活力相等,但在去除酶制剂中的核酸以后,出現了酶活力的最适pH值。     

昆虫激素调节控制的研究——尿素循环问题和保幼激素类似物对精氨酸酶的调节控制

尿素循环在生物体氮化合物代谢和调节控制中起着极为重要的作用。昆虫排出的尿素是否由于存在尿素循环而形成,尚未定论。我们对各种蚕体组织所作的研究表明,不存在尿素全循环,但脂肪体中精氨酸酶活力甚高,该酶与蚕的变态密切相关,并受保幼激素类似物(JHA)的调控。家蚕、蓖麻蚕和柞蚕脂肪体中,除精氨酸酶具有明显活力外,氨基甲酰磷酸合成酶,鸟氨酸转氨甲酰磷酸酶和精氨酸合成酶均无可检出的活力。在蚕幼虫期,尤其在五龄中后期,精氨酸酶活力最高;眠期和蛹期,该酶活力很低;蛹化蛾后,该酶活力又明显增高。用不同剂量的JHAZR515处理家蚕,观察到在适当剂量时,精氨酸酶活力明显地高于对照组,提高范围从30%到110%;当用高剂量ZR515处理蚕后,引起不结茧蚕,精氨酸酶活力先低于对照组,以后再逐步回升并高于对照组,而且持续增高的时间也较长。这表明蚕的变态和精氨酸酶活力的变化与JHA的量密切相关联并受JHA的调节控制。