铁氰化钾氧化固氮酶钼铁蛋白与铁、钼、硫化合物重组的研究

棕色固氮菌固氮酶钼铁蛋白经铁氰化钾氧化后变为“漂白蛋白”,其活性损失约75％,同时释放出80％的钼和50％左右的铁。与铁、钼、硫重组溶液重组,金属组成和乙炔还原活性均得到明显恢复。穆斯鲍尔(M／issbauer)谱表明,重组溶液中的Fe、Mo、S已形成FeMc6原于簇的类似物,“重组蛋白”的M6ssbauer谱和天然MoFe蛋白相似。     

固氮作用

<正>棕色固氮菌(Azorobacter。 vinelan dii)的固氮酶含有钼,它在N_2培养下需要钼,但在NH_3培养下不需要钼。本综述中讨论了有关固氮酶中钼的重要性质,特别是Fe一Mo辅因子和Mo辅因子的关系。用突变种和钼对固氮酶的调节研究了     

棕色固氮菌固氮酶的金属原子簇III.邻菲啰啉处理的铁钼蛋白的催化活性、光谱特性与铁含量的关系

棕色固氮菌固氮酶铁铝蛋白与邻菲啰啉混合后,生成一种红色的亚铁一邻菲哕啉螯合物。处理蛋白的M。含量几乎不变,但Fe／Mo比降低;处理蛋白的乙炔还原活性、克分子消光系数870com。和圆二色性克分子消光系数△S45unm。随着失去的Fe原子数目的增加而几乎成比例降低;失去的活性可为轻度氧钝化的铁钼蛋白恢复。结果表明,邻菲哕啉可能通过专一螯合P—cluster中的Fe原子而使其结构受到破坏,从而使铁钼蛋白失去活性。 由此可推论出,P—clustcr在铁钼蛋白还原底物过程中起着重要的作用。     

固氮酶钼铁蛋白铁钼辅因子的抽提研究进展

固氮酶由两种铁硫蛋白(钼铁蛋白和铁蛋白)组成。由还原剂提供电子经铁(Fe)蛋白传递给钼铁(MoFe)蛋白,在MoFe蛋白的活性中心部位进行N_2、C_2H_2等多种底物的还原[10,11,20]。MoFe蛋白中的Mo、Fe原子和酸不稳定性硫原子(S~*)组成2个M簇(FeM-oco)、3—4个P簇(P-cluster)及1—2个S(2Fe)簇。在底物还原过程中,这些原子簇都可能参与电子的传递。铁钼辅因子(FeMoco)已被认为是络合和还原底物的重要部位。因此,要阐明MoFe蛋白的作用机理就得研究FeMoco的结构和功     

Na_2MoO_4KBH_4系统模拟固氮酶催化反应的研究

本文报导了以Na_2MoO_4-KBH_4系统模拟固氮酶催化反应的研究工作。钼酸钠是一种最简单的钼的无机化合物。在硼氢化钾存在的情况下,钼酸钠就能催化乙炔还原为乙烯的反应。以反应初速度计,其比活达4.1moleC_2H_4/分·mole Mo,约为固氮酶活性的1%。米氏常数为0.77大气压、2.78×10~(-2)M。表观活化能为6.5千卡/克分子。处于活性状态的钼不是单核的,而可能是双核的。虽然乙炔还原的产物除乙烯外还有乙烷生成,但乙烯不能作为反应底物被还原。乙炔还原为乙烯和乙炔还原为乙烷的反应二者不相关。它们是由不同的活性钼络合物所催化。以20种不同的可作为钼的配位体的有机化合物对Na_2MoO_4-KBH_4系统乙炔还原催化反应的影响在相同条件下进行比较,可以看到一些有趣的规律。α、α′-二巯基己二酸-Na_2MoO_4-KBH_4系统的催化活性最高。二巯基乙烷-Na_2MoO_4-KBH_4系统只表现催化乙炔还原为乙烯的活性,反应产物中只有乙烯而没有乙烷或其他产物生成。象固氮酶一样,Na_2MoO_4-KBH_4系统还具有催化乙腈还原的活性。在相同条件下用钨代替钼,无论Na_2WO_4-KBH_4系统还是半胱氨酸-Na_2MoO_4-KBH_4系统都不表现催化乙炔还原为乙烯的活性。解释了含钨的固氮酶无反应活性的原因。同时还解释了在含钨的固氮酶及其他含钨的“钼”酶中钨不能与相应的蛋白有效地结合这一现象。本文还就Na_2MoO_4-KBH_4固氮酶模型系统的作用,反应规律,以及配位体和不同配位基团的作用等进行了讨论,并对当前通过模型系统来研究固氮酶的结构与功能的工作中的一些问题提出了作者的看法。     

固氮酶钼铁蛋白的拆卸与组装研究的进展

由钼铁(MoFe)蛋白和铁(Fe)蛋白组成的固氮酶可还原N_2、C_2H_2等不饱和的小分子。由还原剂提供的电子经Fe蛋白传递给MoFe蛋白,在MoFe蛋白的活性中心进行多种底物还原。由两种不同亚基组成四聚体(α_2β_2)的MoFe蛋白,每分子含有2个Mo原子、30个左右的Fe原子及数目与Fe原子大致相同的酸不稳定性硫(S~*)原子,由它们组成2个M簇(FeMoco)、3—4个P簇(P-cluster)及1—2个S(2Fe)簇。FeMoco     

利用扰动角关联研究固氮酶反应的机理

结合新颖而敏感的受扰角关联(PAC)技术,初步利用了~(99)Mo,~(111)In作为研究固氮酶及其模型系统反应机理的探针。~(99)Mo,~(111)In发射的γ射线的角关联,当它们与化合物或生物大分子配位形成络合物时,就被强烈地干扰。实验指出:当~(99)MoO_4~-与半胱氨酸形成络合物时,~(99)Mo的角关联受扰,衰减因子G_2值降低。加入ATP,G_2值进一步降低,说明ATP对Mo-SH催化剂的Mo活性中心发生作用。在pH≈9.0左右的溶液中,只有那些具催化活性的固氮酶模型系统,G_2值降低。In~(+++)能代替Mg~(++)参与固氮酶反应,因此,~(111)In的PAC技术有助于阐明固氮酶的反应机理,特别是有关ATP的作用问题。     

利用扰动角关联研究固氮酶反应的机理

结合新颖而敏感的受扰角关联(PAC)技术,初步利用了~(99)Mo,~(111)In 作为研究固氮酶及其模型系统反应机理的探针。~(99)Mo,~(111)In 发射的γ射线的角关联,当它们与化合物或生物大分子配位形成络合物时,就被强烈地干扰。实验指出:当~(99)MoO_4~-与半胱氢酲形成络合物时,~(99)Mo 的角关联受扰,衰减因子G_2值降低。加入ATP,G_2值进一步降低,说明ATP 对Mo-SH 催化剂的Mo 活性中心发生作用。在pH≌9.0左右的溶液中,只有那些具催化活性的固氮酶模型系统,G_2值降低。In~(+++)能代替Mg~(++)参与固氮酶反应,因此,~(111)In 的PAC 技术有助于阐明固氮酶的反应机理,特别是有关ATP 的作用问题。     

棕色固氮菌缺失nifZ基因的突变种固氮酶MoFe蛋白的纯化和性质

采用 52℃下加热 6 min,后经 DEAE- 52、Sephacryls S- 2 0 0和 Q- Sepharose等柱层析方法 ,分离纯化了棕色固氮菌 (Azotobacter vinelandii)缺失 nif Z基因突变种固氮酶 Mo Fe(Δnif Z Mo Fe)蛋白 ,其纯度达到电泳纯。Δnif Z Mo Fe蛋白的固氮活性为 2 83nmol C2 H2 还原 / (min·mg蛋白 ) ,远低于野生种 Mo Fe蛋白。Δnif Z Mo Fe蛋白对氧更敏感 ;热稳定性略低于野生种。Δnif Z Mo Fe蛋白的可见光吸收光谱与野生种 Mo Fe蛋白极为相似。其圆二色谱和磁圆二色谱在 450～ 550 nm与野生种 Mo Fe蛋白显著不同 ,表明其 P- cluster及其周围环境与野生种 Mo Fe蛋白有所差异。这亦可能是造成缺失 nif Z突变种 Mo Fe蛋白固氮活性低的原因。     

Na_2MoO_4-KBH_4系统模拟固氮酶催化反应的研究

本文报导了以Na_2MoO_4-KBH_4系统模拟固氮酶催化反应的研究工作。钼酸钠是一种最简单的钼的无机化合物。在硼氢化钾存在的情况下,钼酸钠就能催化乙炔还原为乙烯的反应。以反应初速度计,其比活达4.1mole C_2H_4/分·mole Mo,约为固氮酶活性的1%。米氏常数为0.77大气压、2.78×10~(-2)M。表观活化能为6.5千卡/克分子。处于活性状态的钼不是单核的,而可能是双核的。虽然乙炔还原的产物除乙烯外还有乙烷生成,但乙烯不能作为反应底物被还原。乙炔还原为乙烯和乙炔还原为乙烷的反应二者不相关。它们是由不同的活性钼络合物所催化。以20种不同的可作为钼的配位体的有机化合物对Na_2MoO_4-KBH_4系统乙炔还原催化反应的影响在相同条件下进行比较,可以看到一些有趣的规律。α、α′-二巯基己二酸-Na_2MoO_4-KBH_4系统的催化活性最高。二巯基乙烷-Na_2MoO_4-KBH_4系统只表现催化乙炔还原为乙烯的活性,反应产物中只有乙烯而没有乙烷或其他产物生成。象固氮酶一样,Na_MoO_4-KBH_4系统还具有催化乙腈还原的活性。在相同条件下用钨代替钼,无论Na_2WO_4-KBH_4系统还是半胱氨酸-Na_2MoO_4-KBH_4系统部不表现催化乙炔还原为乙烯的活性。解释了含钨的固氮酶无反应潘性的原因。同时还解释了在含钨的同氮酶及其他含钨的“钼”酶中钨不能与相应的蛋白有效地结合这一现象。本文还就Na_2MoO_4-KBH_4同氮酶模型系统的作用,反应规律,以及配位体和不同配位基团的作用等进行了讨论,并对当前通过模型系统来研究固氮酶的结构与功能的工作中的一些问题提出了作者的看法。     

含铬固氮酶组分Ⅰ蛋白的纯化和特性

在含Mo固氮培养基中不能生长而在无Mo条件下可固氮生长的固氮菌(Azotobacter vinelandii Lipmann)突变种UW3, 能在无Mo而含Cr的无氮培养基中生长.从菌体中分离得到的部分纯固氮酶组分Ⅰ蛋白含有Cr和Fe 原子(Fe/Mo/Cr为11.60∶0.41∶1.00),并能表达相当于棕色固氮菌野生型固氮菌MoFe蛋白对乙炔和质子还原的70%的活性.与从Mn中生长的UW3菌体中所提取纯化的MnFe蛋白不同,这种含铬蛋白与MoFe蛋白(α2β2)一样,是由两种亚基组成的四聚体.初步结果表明,这种含Cr蛋白可能是一种固氮酶组分Ⅰ蛋白.     

含铬固氮酶组分Ⅰ蛋白的纯化和特性(英文)

在含Mo固氮培养基中不能生长而在无Mo条件下可固氮生长的固氮菌 (AzotobactervinelandiiLipmann)突变种UW3 ,能在无Mo而含Cr的无氮培养基中生长。从菌体中分离得到的部分纯固氮酶组分Ⅰ蛋白含有Cr和Fe原子 (Fe/Mo/Cr为 11.6 0∶0 .41∶1.0 0 ) ,并能表达相当于棕色固氮菌野生型固氮菌MoFe蛋白对乙炔和质子还原的 70 %的活性。与从Mn中生长的UW3 菌体中所提取纯化的MnFe蛋白不同 ,这种含铬蛋白与MoFe蛋白 (α2 β2 )一样 ,是由两种亚基组成的四聚体。初步结果表明 ,这种含Cr蛋白可能是一种固氮酶组分Ⅰ蛋白。     

含铬固氮酶组分I蛋白的纯化和特性

在含Mo固氮培养基中不能生长而在无Mo条件下可固氮生长的固氮菌（Azotobacter vinelandii Lipmann)突变种UW3,能在无Mo而含Cr的无氮培养基中生长。从菌体中分离得到的部分纯固氮酶组分I蛋白含有Cr和Fe原子（Fe/Mo/Cr为11.60:0.41:1.00),并能表达相当于棕色固氮菌野生型固氮菌MoFe蛋白对乙炔和质子还原的70％的活性。与从Mn中生长的UW3菌体中所提取纯化的MnFe蛋白不同,这种含铬蛋白与MoFe蛋白（α2β2)一样,是由两种亚基组成的四聚体。初步结果表明,这种含Cr蛋白可能是一种固氮酶组分I蛋白。     

含锰固氮酶组分Ⅰ蛋白的纯化和特性

棕色固氮菌（Azotobacter vinelandii Lipmann)突变种UW3能在无Mo的无氨培养基中固氮生长,低浓度的Mn对UW3突变种生长有促进作用,从在Mn中生长的UW3菌体中分离得到的部分纯固氮酶组分Ⅰ蛋白含量有Mn和Fe原子（Fe/Mo/Mn为10．41：0．19：1．00）并有OP MoFe蛋白一半的还原乙炔和质子的活性。这种蛋白的吸收光谱和圆二色谱与MoFe蛋白存在明显的差异,含Mn蛋白的亚基分子量都与MoFe蛋白的α亚基相近。初步结果表明,这种含Mn蛋白可胡是一种固氮酶组分Ⅰ蛋白。     

在棕色固氮菌中诱导的硝酸还原酶和固氮酶相互关系的初步研究

0.1MNaNO₃ 可使棕色固氮菌诱导出硝酸还原酶,其粗提物的比活性为21．9 NO₂ 毫微克分子／分钟·毫克蛋白。在诱导硝酸还原酶过程中,诱导的粗提物中固氮酶活性比未诱导的下降更迅速。实验结果表明这是由于在诱导过程中固氮酶铁蛋白失活,而与钼铁蛋白无关。应用相同的方法对缺乏Fe.Mo辅因子的棕色固氮菌突变种Uw₄₅进行诱导,结果出现硝酸还原酶活性,证明硝酸还原酶和固氮酶钼铁蛋白不共享相同的含钼亚基。     

棕色固氮菌固氮酶钼铁蛋白中含钼铁活性小分子组分的解离

棕色固氮菌固氮酶钼铁蛋白结晶,经酒石酸解离后得到一个含钢铁小分子组分,与棕色固氮菌突变株uw_(45)无细胞提取液的重组比活为6.8nM Mo natom~(-1) min~(-1)。它是由二种物质组成的混合物,其分子量分别为2100和1850道尔顿,分子量为2100道尔顿的成分含钼铁。酒石酸处理后的沉淀,再用N—甲基甲酰胺抽提得到的含钼铁组分具有恢复突变株uw_(45)乙炔还原活性的能力。经纸层析鉴定与用Shah法制备的铁钼辅因子相类似。由于Shah和Smith法制备的两种铁钼辅因子还原乙炔和氰化钾的比活不同,而且分子量也有大小,说明这两种铁钼辅因子结构可能不尽相同。     

茉莉花茎糖类化合物抗氧化活性及其构效关系和作用机理研究

研究广西茉莉花茎糖类的抗氧化活性。利用大孔树脂吸附结合制备液相色谱技术进行单体分离纯化,根据光谱分析进行结构鉴定。测定所得化合物对DPPH、O_2~-·、OH等自由基的清除能力,还原Fe~(3+)能力,与金属离子(Fe~(2+))螯合能力。从广西茉莉花植物茎部位共分离得到4个化合物,分别为Molihuaside A、Sambacoside A、Sambacoside F和Cycloolivil(环橄榄树脂素)。4个化合物在清除DPPH自由基、O_2~-·自由基、OH自由基,还原Fe~(3+)能力,与金属离子(Fe~(2+))螯合能力均呈现出较好的活性。4个化合物均为首次从广西茉莉花植物茎部位中分离得到,所具有的抗氧化活性与其所含糖类成分清除自由基、还原Fe~(3+)、与金属离子(Fe~(2+))螯合等活性有关,且抗氧化活性与其结构中的羟基数目和位置以及糖苷的空间位阻有关。     

钼,铁,硫化合物激活曝氧的棕色固氮菌固氮酶钼铁蛋白的研究

曝氧后,棕色固氮菌(Azotobacter vinelandii)固氮酶钼铁蛋白的催化活性和圆二色信号都显著降低,而吸收光谱则显著增加。与钼、铁、硫化合物和二硫苏糖醇组成的重组溶液保温后,曝氢蛋白的圆二色信号和吸收光谱几乎完全恢复至天然状态的同时,乙炔还原活性也得到了显著的恢复,表明重组溶液可使曝氧蛋白中的 P-cluster和其它活性部位都得到了不同程度的修复。     

光合细菌(Rhodopseudomonas capsulata)固氮活性与钼的吸收

利用紫色非硫细菌能在厌气光照下和好气黑暗下交替生长的特点和同位素~(99)Mo示踪,来探讨Rhodopseudomonas capsulata中Mo的积累与固氮酶合成的关系。 用硫酸铵和谷氨酸盐作为氮源,把Rps. capsulata置于厌气光照下生长。由于硫酸铵阻遏固氮酶,所以菌体内既无固氮酶活性也无~(99)Mo积累。而谷氨酸盐解遏固氮酶的合成,菌体则显示固氮活性并有~(99)Mo积累。 黑暗好气生长的Rps. capsulata菌体既无固氮活性,也没有~(99)Mo的积累。将这样的菌体转移到含~(99)Mo(无谷氨酸)的培养液进行光照,固氮酶活性迅速出现,同时有~(99)Mo的积累。在Rps. capsulata中钼的吸收与固氮酶的合成及活性是紧密偶联的。     

N2和NH4^＋培养下粪产碱菌固氮酶钼铁蛋白的合成及其特性

应用柱层析和制备电泳分别将N_2和 NH_4~ 培养的粪产碱菌固氮酶钼铁蛋白(Af 1和Af 1)分离并纯化,两者理化性质十分相似。分子量分别为226 kD和 222 kD;α亚基和β亚基分子量分别为57 kD和60 kD;氨基酸种类相同,总残基数分别为1790和1750;每分子Af 1和Af 1均含有2个原子Mo和32个原子 Fe;金属原子簇的氧化还原当量数为6。Af 1的比活性为 1477 nmolC_2H_4 mg~(-1)protein min~(-1),Af 1无活性;分子结构两者有差异。