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。     

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。     

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。     

无机钼酸在棕色固氮菌(Azotobacter vinelandii)体内的累积和转化

醋酸铵培养的棕色固氮菌(Azotobacter vinelandii),经超声击碎高速离心制备粗提取液、DEAE-纤维素柱层析表明,体内~(99)MoFe蛋白合成受到阻遏,在0.15 M NaGl洗脱分部中,除~(99)Mo储存蛋白峰外,还存在一个无机~(99)MoO_4~=组分。醋酸铵培养的棕色固氮菌经去阻遏后,在体内固氮活性出现的同时,可观察到原先菌体内累积的~(99)Mo储存蛋白峰降低,无机~(99)MoO_4~=的组分几乎消失以及~(99)MoFe蛋白合成。若去阻遏过程存在氯霉素,则菌体不显示固氮活性,(99)MoFe蛋白不再合成,储存蛋白和无机铝酸组分中~(99)Mo的转移停止。     

两种价态铬(Ⅲ,Ⅵ)对真核酵母细胞谷胱甘肽水平影响

工业的迅猛发展使得重金属污染加剧,得到了人们的广泛关注。铬(Cr)在化工业中的广泛应用,使其成为一种主要的环境污染重金属离子。酿酒酵母是研究金属毒性最常用的生物之一。本文比较了三种铬盐(三氯化铬、三氧化铬、重铬酸钾)对酿酒酵母生长的影响,半抑制浓度的两种价态铬(Cr^3+,Cr^6+)处理酵母细胞,Cr^6+引起细胞的致死率更高。已有研究表明谷胱甘肽是胞内重要的还原剂,常用于细胞的重金属解毒,因此探究了两种价态的铬对酵母胞内谷胱甘肽水平的影响。结果显示重铬酸钾和三氧化铬浓度的升高都会引起胞内含量显著降低,而三氯化铬基本不变,过表达GSH1基因有利于提高酵母细胞对Cr^6+的抗性,但对Cr^3+没有明显效果,这说明两种价态铬在胞内生化作用方式不同,细胞应对的解毒机制也不一样。该研究对工业含铬废弃物处理和微生物治理环境污染提供了理论依据。     

核磁共振在生物学医学方面应用的进展

核磁共振(NMR)技术在医学生物学中具有广泛的用途,它既能研究活的动物器官中的蛋白质、核酸等生物大分子的代谢过程,也能研究像水、金属离子小分子含量和分布状态。它还能使整个组织器官成像,用以无损伤地诊断身体内部器官的病变。总之其优越性是其他方法,如放射性同位素、X射线计算机断层术等无法比拟的,所以它近年来发展很快。一、核磁共振谱仪在生物医学中的应用 NMR谱仪最初用它研究生物大分子,后来用于完整的细胞、细胞器、器官,进而研究体内     

木质素及其衍生物在提取冶金中的研究进展

在介绍木质素的结构、来源、提取方法及其改性的基础上,对木质素及其衍生物在提取冶金中的应用进行综述。总结了木质素及其衍生物在去除废水中一些重金属离子(Pb~(2+)、Cu~(2+)和Cr~(3+)等)、回收溶液中有价金属离子及选择性分离特定金属离子的应用效果,并指出现阶段木质素及其衍生物在提取冶金中存在的问题,特别是对吸附机理、解吸机理及解吸行为的研究不够系统深入,最后展望了木质素及其衍生物在提取冶金中的应用。     

生物大分子质谱电离技术的突破及核磁共振三维结构测定方法的建立——2002年诺贝尔化学奖简介

2002年诺贝尔化学奖授予了质谱和核磁共振领域的三位科学家以表彰他们对生物大分子鉴定及结构分析方法做出的贡献．其中两位科学家J．B．Fenn和K．Tanaka分别发展了生物大分子质谱分析的软解吸电离方法;另一科学家K．Wüthrich则将核磁共振技术成功地应用于生物大分子如蛋白质的溶液三维结构测定．他们的研究成果已使质谱和核磁共振技术成为生物大分子强有力的研究手段,极大地促进了生物大分子的研究进程,必将对整个生命科学研究产生深远的影响．     

青霉吸附水体重金属铬条件与特性研究

目的:研究青霉(Penicillium lh-1)作为吸附剂去除水体中六价铬的吸附条件与吸附特性.方法:菌种摇瓶培养收获茵体,干燥粉碎分选,添加吸附剂到体积100ml浓度50mg/L六价铬溶液中,对最优吸附温度、pH、共存离子以及铬被吸附形式进行研究.结果:①温度28℃以及酸性环境(pH 3)为最优吸附条件,10 h内,Cr(Ⅵ)的生物吸附去除效率达99%.②铬的生物吸附主要以六价形式,约占80%,部分Cr(Ⅵ)被还原成Cr(Ⅲ),约占20%.③溶液中共存离子对六价铬吸附的影响不同,一价阴离子与Cu2+对Cr(Ⅵ)的吸附几乎没有影响,二价阴离子和Ni2+的存在却明显地影响了生物吸附剂对Cr(Ⅵ)的吸附.结论环境温度、溶液pH以及溶液中共存离子对铬的生物吸附有显著的影响.     

二维核磁共振与核酸的溶液结构

二维核磁共振技术(2D-NMR)是近十几年出现的核磁共振方法的一个分支,已能在溶液态测定蛋白质、核酸等生物大分子的三维结构,成为与单晶X-射线研究相互补充的重要手段.与蛋白质的二维核磁共振研究相比,核酸的2D-NMR研究起步略晚,但近三、五年来已取得长足的进步,在作核酸的结构测定、研究核酸—蛋白质相互作用中发挥了其     

荧光能量转移技术在生物学研究中的应用

荧光能量转移(FRET)是指两个携带不同荧光基团的大分子在相互间距离足够近时(10～100A)所发生的能量非放射性地由一个荧光基团向另一个荧光基团转移的现象。结合绿色荧光蛋白的发现,FRET技术可用于检测生物大分子中不同亚基的位置和生物大分子间的相互作用。近年来,FRET技术在生物学研究中的突破性进展是在活体细胞中实时监测生物大分子之间的相互作用。本文就绿色荧光蛋白的发现,FRET技术的原理、研究进展和应用前景作简要综述。     

小角中子散射研究铯对溶液中tRNA~(Phe)构象的影响

用小角中子散射技术研究生物大分子的构象,图样清晰,可同时获得结构参数和热力学参数。 tRNA~(phe)在pH7.0的CsCl-TMA溶液中会形成Cs-tRNA~(phe),由于溶液中的电荷颗粒的作用使tRNA~(phe)的构象可能发生变化,本文研究不同浓度CsCl-TMA溶液中Cs对tRNA~(phe)在溶液中构象有无变化。 制备各浓度的CsCl-TMA—D_2O-tRNA~(phe)和以H_2O代D_2O的上述溶液样品。在小角中子散射装置D_(11)上测定Cs-tRNA~(qhe)的结构参数和热力学参数。 实验结果是不同浓度的CsCl-TMA-D_2O溶液中的Cs-tRNA~(phe)迥旋半径Rg的数值无大变化,中子散射密度增量(ds/dc)~2即I(o)/C的数值大致相同,颗粒的微分体积V_2值随盐浓度增加稍有加大,体积参数φ(?)的绝对值随盐浓度稍加.从以上结构参数Rg和热力学参数dρ/dc,V_2和φ′s等值分析发现Cs-tRNA~(phe)在Cs的作用下在溶液中构象无大变化。##原图像不清晰     

Shewanella putrefaciens CN32对粘土附着态铵氮释放的影响

【目的】研究产胞外分泌物微生物Shewanella putrefaciens CN32对土壤中常见粘土矿物附着态NH_4~+的释放效果及影响机制。【方法】以吸附NH_4~+的蒙脱石、蛭石、伊蒙混层矿物和黑云母为对象,通过监测S. putrefaciens CN32作用下不同粘土释放的NH_4~+含量及过程,以及监测微生物量及释放的胞外聚合物(Extracellular Polymeric Substances,EPS)的含量变化,研究S. putrefaciens CN32作用下不同粘土矿物类型附着态NH_4~+释放的差异性。【结果】粘土矿物附着态NH_4~+含量从高到低依次为蒙脱石蛭石伊蒙混层矿物黑云母(黑云母NH_4~+吸附量极低,会在非生物作用下几乎完全释放),CN32作用下粘土附着态NH_4~+相对释放量依次为蒙脱石伊蒙混层矿物蛭石;然而,尽管CN32有效促进了粘土附着态NH_4~+释放,但释放的NH_4~+并未在溶液中大量累积,而是多被微生物同化吸收转化为生物有机氮(EPS为主)并吸附在粘土表面,且粘土对EPS的吸附能力表现为蒙脱石伊蒙混层矿物蛭石黑云母;由于粘土吸附NH_4~+及EPS都与矿物中的羟基(结构水或层间水)关系密切,推测EPS对矿物羟基的竞争吸附可能是CN32促进NH_4~+释放的重要原因之一。【结论】以上结果表明,产EPS微生物S. putrefaciens CN32能够促进各类粘土矿物的附着态NH_4~+释放,但释放的NH_4~+可以通过微生物作用转化为有机氮,从而在减少NH_4~+流失的同时增加土壤氮肥的生物可利用性,因此微生物在降低土壤氮肥流失、转化土壤氮肥污染过程中可能起到了重要作用,也揭示了深入系统地分析不同类型土壤(粘土类型不同)中粘土附着态NH_4~+在不同功能微生物作用下的迁移转化过程,是精准评估土壤氮肥施用效率及流失风险的前提之一。     

辐射对三种类型的淋巴细胞DNA及RNA合成能力的影响

正常人外周血淋巴细胞,包含不同的亚群,分别执行细胞免疫、体液免疫及维持免疫平衡等重要功能。辐射损伤后免疫功能受抑制。利用同位素双标记技术,以~3H-TdR及~(14)C-UR示踪,观察不同剂量~(60)Co-Υ线照射后,血中三种不同类型的淋巴细胞,在体外培养转化过程中DNA及RNA的合成能力,比较两种标记化合物在不同类型淋巴细胞中的掺入率;并依据辐射对三种不同类型淋巴细胞中,DNA及RNA两种生物大分子合成的受抑程度,反映血     

2002年诺贝尔化学奖"对生物大分子仪器分析方法的重大贡献"简介

20 0 2年诺贝尔化学奖授予了三位在生物大分子研究领域作出突出贡献的科学家 :美国科学家约翰·芬恩 ,日本科学家田中耕一以及瑞士科学家库尔特·维特里希 ,以表彰他们创造性地应用物理化学分析法对生物大分子进行结构分析测定的研究。其中芬恩和田中发明了“对生物大分子进行确认和结构分析方法”和“对生物大分子的质谱法” ,维特里希则是开创了“利用核磁共振测定溶液中生物大分子三维结构的方法”。     

半胱氨酸参与生物体重金属抗性的研究进展

半胱氨酸(Cys)是生物体硫酸盐同化途径的终产物,广泛存在于生物体内。生物体将氧化态硫吸收并还原后固定到半胱氨酸分子中,使其能够顺利参与生物体的其他代谢途径。因半胱氨酸结构中含有巯基,使得其能与重金属离子特异性结合,并直接或间接地参与生物体的重金属抗性。由于生物细胞是在异相条件下进行系列的、有序的生理生化过程,进一步研究Cys及其金属离子配合物在分子水平上的结构特征,对于在分子水平上研究Cys及其与金属离子的生理行为有重要的参考价值。近年来,新技术(如原子力显微镜)在生物科学方面的应用使得这一研究成为可能。对半胱氨酸的基本特性、生物合成途径及其参与生物体重金属抗性的研究进展进行了综述,旨为研究Cys在生物体重金属抗性过程中的解毒机制提供一定的科学理论依据。     

砷与天然溶解性有机质相互作用研究进展

砷(As)是一种来源广泛的重金属元素,其在天然水体中的主要存在形式为无机态的砷酸盐和亚砷酸盐。天然水体中的溶解性有机质(DOM)会与砷发生复杂的络合作用,探究两者间的络合作用对了解砷在水体中的迁移转化规律有着重要意义。现有研究缺乏对As-DOM络合物关系的深入讨论,为厘清水体As与DOM的络合机制及影响因素,本文重点综述了:(1)水体中不同形态、价态砷的来源及转化过程;(2) As与DOM的直接络合及金属离子参与下的间接络合机理;(3) p H、温度和盐度等环境因子对As-DOM络合作用的影响;(4)对As-DOM络合物的分离、分析技术进行归纳对比,如色谱法、光谱法及多种分析手段联用的方法;(5)总结现有研究的不足之处及展望后续研究发展方向。本文为后续水体砷迁移转化及砷-溶解性有机质络合物相关研究提供参考及理论支撑。     

酵母细胞自溶动力学研究

对啤酒酵母细胞自溶的动力学进行了研究,结果表明,在55℃、pH5.5条件下,酵母自溶诱导期约为1.85小时,细胞内贮糖原降解最快,t_(0.5)值仅为1.48小时,蛋白质次之,核酸降解速率最慢,t_(0.5)值为12.38小时.酵母细胞生物大分子的降解动力学存在显著的正协同效应.对不同生理状态酵母自溶液的氨基酸分析表明,生理状态对自溶液的氨基酸组份影响极显著(P<0.01).随着培养时间的延长,相应自溶液中的必需氨基酸、鲜味及苦味氨基酸的比例均显著增加,因而自溶液的鲜味增浓,营养效价提高,但苦味也上升.     

λDNA/HindⅢ片段在凝胶中的电泳性质分析:离子效应及其它

本文以λDN/HinaⅢ片段(2.0kbp至23.1kbp)为材料,研究在各价态金属离子作用下DNA片段在凝胶中电泳迁移率的变化规律.离子效应使DNA聚合链的挠性增大,末端距与持久长度减小,从而使电泳迁移率随离子强度的增加而减小;同时这种离子效应又是价态依赖的.DNA电泳行为的离子效应与Hervet关于DNA聚合键在凝胶中的电泳理论模型分析一致.同时尝试应用现代多聚电解质理论对电泳离子效应的半定量分析也得到了满意的结果.本文还对凝胶浓度、电场强度、以及分子量诸因素对DNA电泳性质的影响进行了实验研究与讨论.     

λDNA/HindⅢ片段在凝胶中的电泳性质分析:离子效应及其它

本文以λDN/HinaⅢ片段(2.0kbp至23.1kbp)为材料,研究在各价态金属离子作用下DNA片段在凝胶中电泳迁移率的变化规律.离子效应使DNA聚合链的挠性增大,末端距与持久长度减小,从而使电泳迁移率随离子强度的增加而减小;同时这种离子效应又是价态依赖的.DNA电泳行为的离子效应与Hervet关于DNA聚合键在凝胶中的电泳理论模型分析一致.同时尝试应用现代多聚电解质理论对电泳离子效应的半定量分析也得到了满意的结果.本文还对凝胶浓度、电场强度、以及分子量诸因素对DNA电泳性质的影响进行了实验研究与讨论.