浑球红假单胞菌在暗处发酵生长时的固氮酶、吸氢酶以及放氢机制的研究

光合细菌浑球红假单胞菌(Rhodopesudomonas sphaeroides)能在黑暗厌氧条件下生长。首次发现发酵生长的浑球红假单胞菌有固氮酶和吸氧酶的活性。试验比较了在光营养、黑暗厌氧呼吸和好氧呼吸生长方式下该菌的放氢作用,认为黑暗厌氧呼吸过程中的放氢是氢酶催化的放氢。     

镍在浑球红假单胞菌氢酶合成中的作用（简报）

在固氮酶能表达的生长条件下,镍可促进浑球红假单胞菌菌株601的氢酶合成,而在含氨培养基上则没有影响。镍促进氢酶合成的最适浓度为10μmol/L,并具有金属专一性,其他二价金属离子对氢酶合成没有作用。镍在促进氢酶吸氢的同时,抑制菌体的放氢,但对固氮酶的乙炔还原活性则几乎没有影响。     

镍对荚膜红假单胞菌氢酶和固氮酶活性的促进作用

本文报道了过渡金属镍离子对荚膜红假单胞菌(Rhodopseudomonas capsulata)菌株N3氢酶吸氢活性和固氮酶乙炔还原活性的促进作用,当培养基内的镍离子浓度为IμM时,生长菌体的氢酶具有最大的吸氢活性,但镍离子对固氮酶活性的最适浓度为5pjIfo镍离子加入到整体细胞或无细胞提取液中,对氢酶话性无促进作用。镍离子加入到整体细胞中,固氮酶活性也没有被促进。其它一些过渡金属离子,例如Co2+、Cu2+、Zn2+什对氢酶和固氮酶活性均无促进作用。无论有无镍离子存在,螯合试剂。O-phenanthroline 和EDTA 对生长菌体的氢酶和周氮酶的活性均有少量的抑制作用,基于以上试验结果,对Ni2+参与Rps. Capsulata 氢酶蛋白质合成以及有关作用机理进行了讨论。     

浑球红假单胞菌及其谷氨酸合成酶突变株氢酶活性和合成

浑球红假单胞菌野生型菌株的氢酶表达被有机碳、氮底物所抑制。在光照和黑暗时,氧浓度变化对氢酶的作用不同,但高氧浓度都阻遏氢酶的表达。微量Ni~(2+)能专一性地促进氢酶活性,固氮酶的产氢也可以调节氢酶的表达水平。该野生菌株的GOGAT突变株缺乏固氮酶和氢酶活性,在加入谷氨酰胺合成酶抑制剂MSX后,固氮酶和氢酶以相关联的方式合成出来,固氮酶产生的氢看来诱导了氢酶的合成。然而在固氮酶不表达的情况下,外源氢也可诱导氢酶的合成。     

红假单胞菌H菌株生长细胞光照放氢条件的研究

本文报道红假单胞菌属（Ｒｈｏｄｏｐｓｅｕｄｏｍｏｎａｓ）Ｈ菌株光照放氢的主要条件。结果表明,Ｈ菌株除利用苹果酸外,还可以利用葡萄糖、丁酸钠、乳酸钠等底物光照放氢,尤以葡萄糖产氢量较高。Ｈ菌株光照放氢的适宜ｐＨ为７．０,与细胞生长最适ｐＨ值一致。可以明显地抑制生长细胞放氢,在气相完全为Ｎ_２条件下,Ｈ菌株仍能以较高速率光照放氢。Ｈ菌株光照放氢的适宜温度为３０℃。空气能抑制光照放氢,加入一定浓度的Ｎａ_２Ｓ可以缓解这种抑制作用。     

沼泽红假单胞菌乙酸光合放氢研究

依据光合细菌生长代谢特性和有机废水降解主要产物类型,11种有机物被用于沼泽红假单胞菌（Rhodopseudomonas palustris）Z菌株的光合产氢研究,其中,乙酸反应体系产氢活性最高。在此基础上,研究了该菌株的生长与产氢动力学行为,探求了影响该菌株光合放氢的主要限制性影响因素。结果表明,该菌株产氢与生长部分相关。种子培养基和菌龄对产氢活性有明显影响。细胞最适产氢和生长所需要的光照强度和温度基本一致。当种子来源于硫酸铵高菌龄预培养物或谷氨酸钠对数期预培养物时,该菌株产氢活性显著增加,产氢延滞期明显缩短。氧浓度和接种量对产氢活性也有显著影响。供氢体和氮源浓度直接决定细胞的生长与光放氢活性。在低于70 mmol/L乙酸钠和15 mmol/L谷氨酸钠时,产氢活性随底物浓度的增加而增强。谷氨酸钠浓度高于15mmol/L时,由于游离NH₄⁺的出现,产氢活性受到抑制,但却明显刺激细胞的生长。在标准状况下,该菌株的最大产氢速率可达19.4 mL·L^-1·h^-1。     

氨和谷氨酰胺对浑球红假单胞菌（Rhodobacter sphaeroides）固氮酶...

浑球红假单胞菌菌株601具有迅速对外源氨作出“关闭”固氮酶活性的反应。氨对固氮酶的抑制作用,可被谷氨酰胺合成酶(GS)抑制剂MSX所解除。反之,加入Glu代谢抑制剂DON,可延长氨抑制的持续时间。Gln对固氮酶也有抑制作用。在脱腺苷化GS的透性细胞中,加入Gln可抑制固氮酶活性,同时,GS腺苷化状态提高。然而,氨则对透性细胞的固氮酶活性和GS腺苷化状态没有影响。     

丙酮酸对浑球红假单胞菌突变株(GOGAT~-Nif~-)固氮酶活性的调节

固氮无效的浑球红假单胞菌GOGAT突变株经丙酮酸诱导产生固氮酶活性。固氮酶比活随丙酮酸浓度增加而提高,同时依赖于蛋白质合成的菌体生长。丙酮酸产生固氮酶时氮源Glu的浓度高达60 mmol/L。液相色谱分析表明,丙酮酸诱导固氮酶活性的形成与胞内Gln耗竭有关而与Asn无关。用丙酮酸代替苹果酸诱导,突变株向胞外分泌的游离氨大大减少。丙酮酸诱导时变种谷氨酰胺酶比活较高,它可能参与胞内Gln的分解。     

浑球红假单胞菌GOGAT缺失株中依赖Z—酮戊二酸的固氮酶诱导

2—酮戊二酸加于限量氮培养基中后,引起泽球红假单胞菌谷氨酸合成酶(GOGAT)缺失菌株(asm~-,Nif~-)固氮酶的诱导表达,诱导生成的固氮酶的活性随着培养时间的延长而下降。此时如果加入谷氨酸,固氮酶活性又重新出现,而谷氨酸通常是阻遏GOGAT缺失菌株固氮酶表达的。诱导出的固氮酶与野生菌株固氮酶有相同的调节方式,但前后两次出现的固氮酶活性在氨的敏感性上有差异。此外,在GOGAT缺失菌株内含有较高的谷氨酰胺库,同时谷氨酸胺合成酶(GS)的腺苷酸化状态也较野生型菌株高。     

缺乏固氮活性的浑球红假单孢菌谷氨酸合成酶突变株

光合细菌浑球红假单孢菌601菌株,经过NlG诱变获得谷氨酸缺陷型204菌株。生化分析表明,突变株204缺乏谷氨酸合成酶活性(GoGAT),谷氨酰胺合成酶话性比亲株低,用放氢和乙蛱还原法未测出固氮酶活性。此外,突变株204不能在多种氮源上生长,例如：氨、尿素、组氨酸、丝氨酸、精氨酸和腺嘌呤,表现出氮素代谢上多效缺陷的表型。从含氨基础培养基或充氮气的低限培养基上分离回复子,自发回复突变频率均为2×10一·回复子的固氮酶和GS活性恢复到亲株的水平,同时重新获得利用上述各种氮源的能力。胞内游离氨基酸库分析表明,突变株的谷氨酰胺含量是亲株的16倍,外源谷氨酰胺加入培养基也抑制固氮活性。从上述结果推论,浑球红假单胞菌具有对固氮酶调节高度敏感的反馈系统,它随代谢中间产物而变化,胞内谷氨酰胺的含量是固氮酶活性反馈调节的关键成份。     

浑球红假单胞菌（Rhodobacter sphaeroides）谷氨酸合酶的纯化及性质

浑球红假单胞菌菌株601经超声击碎,粗提液通过Triton处理,硫酸铵沉淀,DE—52和DEAE—sephadex A—50柱层析及 Seqhadex G—200凝胶过滤等步骤,将谷氨酸合酶(GOGAT)分离纯化,在聚丙烯酰胺凝胶电泳上呈现一条带。GOGAT表观分子量约为138 kD。该酶最大光吸收在278,375,450 nm和475 nm处,表明GOGAT可能是一种黄素蛋白。纯化的GOGAT对其底物 Gln,α—酮戊二酸和NADPH的表观K_m值分别为830,150和6μmol/L。反应产物Gln和NADP,几种氨基酸对GOGAT活力有不同程度的抑制作用,Gln类似物DON对GOGAT活力有强烈的抑制作用。     

荚膜红假单孢菌膜结合态氢酶生理电子受体性质的研究

对光合细菌荚膜红假单孢菌F菌株的部分纯化膜结合态氢酶进行了分离,此酶虽能催化氢的可逆氧化还原反应,但主要行使吸氢功能,其吸氢活性是放氢活性的100倍左右。在吸氢反应中,对电子载体MB的Km为10．4μm;此氢酶放氢活性的最适pH为7．2,电子载体为MV,阴离子F一、Cl-、Br一、I一和SO24一对放氢活性有不同程度抑制。同时,过渡金属阳离子Fe2+、Cu2+、Hg2+以及极性溶剂Me2SO对其放氢活性也有抑制作用。细胞色素c,作为电子载体可参与氢酶放氧反应;在氢酶存在下,细胞色素c,能被分子氢还原。而在相同测定条件下,Fd支持的氢酶放氢活性却很低,并且很难被氢一氢酶体系所还原。基于这些结果,对氢酶的生理电子受体性质进行了讨论。     

浑球红细菌Rhodobacter sphaeroides吸氢酶（hup）基因簇的分离 …

以Ｒｈｏｄｏｂａｃｔｅｒ ｃａｐｓｕｌａｔｕｓ的ｈｕｐＳ‘Ｌ基因ＤＮＡ片段为探讨,通过Ｓｏｕｔｈｅｒｎ杂交,从构建的Ｒｈｏｄｏｂａｃｔｅｒ ｓｐｈａｅｒｏｉｄｅｓ ６０１基因库中调取ｈｕｐ基因。阳性克隆Ｃｏｓｍｉｄ１可与Ｈｕｐ突变株ＪＰ９１,ＲＣＣ８以及ＢＳＥ８互补,而Ｃｏｓｍｉｄ３和Ｃｏｓｍｉｄ９只能与ＢＳＥ８互补。试验所产生的接合转移子均恢复了吸氢酶的活性和自养生长能力。     

固氮螺菌氢代谢与固氮作用的关系I.固氮螺菌放氢现象与吸氢能力的研究

本文研究了固氮螺菌(Azosptrillum brastlense)的放氢现象和吸氢酶活性以及与固氮作用的关系。测定了57株固氮螺菌的放氢现象及其固氮酶活性,其中不放氢41株,微放氢14株,其放氢量为2·63—31.00n mol C2H4／ml菌液·小时。放氢量较多的2株R38{和R256A都是从水稻根表上分离获得,其放氢量分别为185.75n mol H2／ml 菌液·小时和547．00 moIH2／ml 菌液·小时。测定了53株螺菌的吸氢酶活性,它们均具有吸氢能力,其吸氢量各异,0-63-27·38n mol H2／ml菌液。小时。生长在含有NH4CI培养基上的固氮螺菌既没有固氮能力,也不产氢。在无氮培养基上所产生的氢是固氮过程中放出的氢。实验结果指出,C2H2抑制氢酶的活性。当吸氢的菌株与放氢菌株混合培养时,其固氮酶活性比单株纯培养高,有氢存在时,固氮酶活性比不加氢时高。