可溶性核糖核酸的研究 Ⅰ.金属离子对可溶性核糖核酸酶解稳定性的作用

(1)各种金属离子对大腸杆菌RNase活力的影响不同,Mg~++不仅沒有抑制作用而且是大腸杆菌RNase表現活力的必需因素。Ca~(++)与Ag~(++)相似,Co~(++)对酶活力影响較小,而Ni~(++)則有抑制作用。(2)在Mg~(++)、Ca~(++)或Na~+等存在下,大腸杆菌RNase和牛胰RNase降解SRNA的速度远比HRNA为慢;利用Mg~(++)对这两种RNase活力的影响不同,在Mg~(++)存在与否下,比較SRNA与HRNA降解速度的結果指出,SRNA的二級結构是其酶解緩慢的主要原因,而Mg~(++)等金属离子对稳定其二級結构起着重要的作用。这种作用在60℃仍然存在。(3)SRNA影响RNase对HRNA的降解。这种現象可能用酸溶性核苷酸与RNA一起沉淀的作用解释,但也不能完全排除两个結构相似底物(SRNA与HRNA)同时存在相互竞爭的可能性。(4)对SRNA不能为其他核酸降解酶完全降解或降解速度緩慢的原因及其生理意义进行了討論。     

大腸杆菌多核苷酸磷酸化酶的研究 Ⅱ.核酸的結构与磷酸解作用

(1) 利用磷酸单酯酶切除商品酵母RNA末端磷酸,可以提高大腸杆菌多核苷酸磷酸化酶对其磷酸解速度达5—7倍之多,說明大分子核酸和寡核苷酸一样,3′-磷酸末端是妨碍磷酸解的重要因素。(2) 商品酵母RNA,經过脫氨后,磷酸解速度有所提高;說明RNA二級結构的破坏,有利于磷酸解反应的进行。(3) 磷酸解脫氨RNA时,要求較高濃度的Mg~(++)其最适濃度由5×10~(-3)M提高到8×10~(-2)M。(4) 3′-单核甘酸对RNA的磷酸解无影响。     

常用的核糖核酸制备条件对牛胰核糖核酸酶活力的影响

(1)RNA的存在与否对牛胰RNase在酚水两相体系中的分配性质有决定性的影响。(2)6%以上的苯酚基本上抑制了RNase的活力,加入鼠肝匀浆,抑制作用不变。但用乙醚将苯酚除去后,RNaso活力可以恢复。(3)水层中的RNase能和RNA、DNA或白蛋白一同为乙醇所沉淀。RNase也能和RNA为1M氯化钠所共沉。(4)比较了几种常用的RNA制备方法对牛胰RNase活力的影响。磺酸十二酯钠和苯酚相似,是RNase的可逆抑制剂,膨润土是除去RNase的良好材料。(5)对文献上RNA样品不稳定的原因进行了分析。     

核糖核酸結构的研究 Ⅲ.利用核糖核酸酶T_1研究絲腺与酵母可溶性核糖核酸的結构

(1) 从高峰淀粉酶制剂(Taka-Diastase)制得RNase T_1,提纯了2800倍,可用于结构研究,从上海四万酿造厂的米麯也分得类似纯度、类似特异性的酶。(2) 用RNase T_1单独或与RNaseⅠ联合作用的结果,均发现啤酒酵母与蓖麻蚕絲腺腺体sRNA的结构有显著差异。例如用RNase T_1单独作用时,由蓖麻蚕蒜腺sRNA所得Gp大于啤酒酵母sRNA,而UpUpGp则小于后者。用两个酶联合作用时,由蓖麻蚕絲腺sRNA所得Cp、(Gp+Gp!)大于啤酒酵母sRNA,且前者较后者多出许多含稀有成份的紫外光吸收点,其电泳层析行为及表现熒光性质较为特殊。(3) 蓖麻蚕蒜腺sRNA合有-Gp(Ap)_4Cp-及-Gp(Ap)_3Cp-等结构。(4) RNase Ⅰ与RNase T_1联合水解sRNA所得Gp!/Gp值大于RNase T_1单独作用时所得Gp!/Gp值。     

大腸杆菌可溶性核糖核酸的提取及其性质的研究

大腸杆菌經酚直接抽提后以硫酸銨处理,可以得到在电泳与超速离心图譜上均一的, 具有单一末端及接受甲硫氨酸活力較高的sRNA。对sRNA制品的蛋白貭,DNA,多糖含量,比旋光度,紫外光吸收光譜,克原子磷消光系数,核碱組成与链长也进行了测定。     

核酸化学结构的研究——Ⅰ.1-氟-2,4-二硝基苯与可溶性核糖核酸的反应

(一)本工作报告了FDNB与RNA的作用条件,并研究了不同断裂程度的RNA和FDNB的反应。(二)对DNP-在大肠杆菌S-RNA分子中的结合位置通过紫外线吸收光谱和牛胰RNase以及蛇毒磷酸双酯酶的降解作用做了探讨,由实验结果推断:DNP-似结合在S-RNA末端5′-G核苷酸的磷酸单酯上。(三)本文说明DNP-的结合量可以用来计算S-RNA的链长及分子量;也可以利用DNP-标记pG末端,以便利于该末端核苷酸排列顺序的研究。     

大肠杆菌可溶性核糖核酸的研究 Ⅲ.可溶性核糖核酸5’-磷酸单酯末端核苷酸的排列

(1)比较了E.coli DNP-S-RNA和S-RNA的紫外光谱,并研究了DNP-S-RNA的RNase I的降解条件,结果表明两者无显著差别。(2)对DNP-S-RNA的RNase I降解产物的双向电泳层析图谱进行了分析,并与S-RNA图谱进行了比较,两者图谱中光吸收点的分布一致,相应点经洗脱后,由光谱分析与核碱组成测定证明均含有相同的核苷酸组成。(3)在DNP-S-RNA和S-RNA于同一条件下得到的图谱中,前者的某些光吸收点中含有不同量的DNP-。根据DNP-可以标记S-RNA末端5′-磷酸单酯,分析了DNP-结合物,说明在E.coli S-RNA分子中,B末端核苷酸除pGp…以外,尚有pAp…,pCp…以及痕量的pUp…。和末端相邻的核苷酸排列形式,随特异S-RNA而有不同,有pGpUp…,pGpCp…,p(GpGpAp)Up…,p(GpAp)Up…+pGpGpUp…,p(GpAp)Cp…,pApUp…和pApCp…。其他四核苷酸以上多核苷酸未分析。由于电泳和层析后原点部分标记了DNP-,估计末端核苷酸排列有五、六核苷酸以上的多嘌呤核苷酸的排列形式,其中以G为主。     

核糖核酸酶A超家族：不仅仅是一组降解RNA的酶

核糖核酸酶A超家族(ribonuclease A superfamily; RNase A superfamily),也称脊椎动物分泌型核糖核酸酶超家族(vertebrate secreted ribonucleases superfamily),是二十世纪蛋白质结构、酶学和分子进化领域研究最多最广泛的核糖核酸酶家族。自上世纪初期从牛胰腺中分离鉴定第一个成员以来，已从哺乳动物、两栖动物、爬行动物、鸟和鱼等几百种动物中鉴定了几千个成员。早期对该家族成员的研究不仅促进了蛋白质化学技术的发展，而且为现代生物学研究奠定了基础。目前已知人的核糖核酸酶A超家族成员包括8个典型成员(RNase 1～RNase 8)和5个非典型成员(RNase 9～RNase 13)。功能方面，曾一度以为该家族成员只具有降解核糖核酸的能力。随着血管生成素(angiogenin; RNase 5)、嗜酸性粒细胞衍生神经毒素(eosinophils-derived neurotoxin, EDN; RNase 2)、嗜酸性粒细胞阳离子蛋白(eosinophils cationic protein, ECP; RNase ...     

核酸类化合物对C~(14)—甘氨酸参入大腸杆菌原生质体制剂的影响

用Lissapol处理的大腸杆菌原生貭体的制剂具有C~(14)-甘氨酸的参入活性,RNA有提高参入的能力,但不稳定;碱水解的RNA則有更显著的作用。四种2′,3′-核苷酸对甘氨酸参入都有刺激,一般以尿嘧啶核苷酸的效应为高,核苷的刺激作用較核苷酸为差,核糖无影响,碱基稍有抑制,用羧肽酶水解及2,4-二硝基氟苯处理标記的蛋白貭,証明C~(14)-甘氨酸参入到蛋白貭的肽鏈中。     

大肠杆菌可溶性核糖核酸结构的研究 Ⅰ.可溶性核糖核酸的结构分析和一种测定核苷酸分布的方法

(一)利用不同工具酶和化学因素对于核酸的特异降解作用,提出一种简便的系统分析S-RNA RNase I降解物的方法。方法共分四个步骤,连续在纸上进行,可以测定末端以及—PypCpNp—,—PypUpNp—,—PypApNp—,—PypGpNp—,—PupApNp—,—PupGpNp—,—PupCpNp—,—PupUpNp—在核酸链中的分布。(二)对大肠杆菌S-RNA的内部结构进行了分析,得到以下结论:(1)在S-RNA链中,嘧啶或嘌呤核苷酸有“成堆”的排列。属于这种排列的核苷酸,嘧啶占总嘧啶量的56.5%;嘌呤占总嘌呤量的56.4%。(2)S-RNA经RNase I降解后多核苷酸片段(Pup)_nPyp中,嘧啶端C>U,C/U比值为1.5;嘌呤端G>A,G/A比值为1.2。(三)大肠杆菌S-RNA根据本方法分析结果计算,由76±1核苷酸残基组成(未包括(?)Up),分子量约为25000±1000,与应用核碱组成分析计算的结果基本符合。(四)根据—PupCpNp—与—PypGpNp—以及—PupUpNp—与—PypApNp—的测定值基本相同一点,讨论了S-RNA双螺旋结构,核碱成G—C、A—U对排列的可能性。并估计在S-RNA链中,少数不成对排列的碱基,可能分布于嘧啶或嘌呤“成堆”的链节中。     

核糖核酸一级结构微量分析方法的研究 Ⅲ.萤光标记法测定寡核糖核苷酸3′端及核苷酸顺序

本文报导了一种新的萤光试剂DNS-GIy-NHNH_2在寡核糖核苷酸一级结构分析中的应用。寡核糖核苷酸3′端经高碘酸氧化后能与萤光试剂DNS-Gly-NHNH_2反应,经红酵母RNase 酶解后得到DNS-Gly-核苷腙。通过聚酰胺薄板层析鉴定DNS-Gly-核苷腙,从而能测定寡核糖核苷酸3′端核苷。另外,运用β消去循环,对寡核糖核苷酸进行化学逐步降解,在此基础上结合上述萤光标记测定寡核糖核苷酸3′端技术,对化学合成片段UpCpCpA 进行了顺序分析。片段用量为0.16A~(260)单位。这一方法较紫外吸收法灵敏,易在一般实验室中使用。     

可溶性核糖核酸的研究 Ⅲ.酵母可溶性核糖核酸中抗碱二核苷酸的分离与鉴定

利用Tomlinson和Tener的DEAE-纤维素柱层析方法,我们从酵母SRNA的碱水解产物分得抗碱二核苷酸的层析峰。将抗碱二核苷酸混合物用大肠杆菌碱性磷酸单酯酶处理后,纸层析分离可得到四个部分,分别称A_1,A_2,A_3及A_4。经鉴定A_1为2′-O-甲基鸟便嘌呤核苷-3′-磷酸-5′-鸟便嘌呤核苷(G'pG),A_2主要为2′-O-甲基胞嘧啶核苷-3′-磷酸-5′-鸟便嘌呤核苷(C'pG,纯度约为87%),A_3则至少合2′-O-甲基胞嘧啶核苷-3′-磷酸-5′-腺嘌呤核苷(C'pA)和2′-O-甲基鸟便嘌呤核苷-3′-磷酸-5′-腺嘌呤核苷(G'pA),A_4较为复杂,未最后鉴定。因此酵母SRNA中至少含有下列四种抗碱二核苷酸:2′-O-甲基鸟便嘌呤核苷-3′-磷酸-5′-鸟便嘌呤核苷酸(G'pGp),2′-O-甲基胞嘧啶核苷-3′-磷酸-5′-鸟便嘌呤核苷酸(C'pGp),2′-O-甲基胞嘧啶核苷-3′-磷酸-5′-腺嘌呤核苷酸(C'pAp)及2′-O-甲基鸟便嘌呤核苷-3′-磷酸-5′-腺嘌呤核苷酸(G'pAp)。除此以外,还得到核苷二磷酸的层析峰,其中主要为鸟便嘌呤核苷-2′(3′),5′-二磷酸,只有少量的腺嘌呤核苷-2′(3′),5′-二磷酸。     

核糖核酸一级结构微量分析方法的研究 Ⅲ.萤光标记法测定寡核糖核苷酸3′端及核苷酸顺序

本文报导了一种新的萤光试剂DNS-Gly-NHNH_2在寡核糖核苷酸一级结构分析中的应用。寡核糖核苷酸3′端经高碘酸氧化后能与萤光试剂DNS-Gly-NHNH_2反应,经红酵母RNase酶解后得到DNS-Gly-核苷腙。通过聚酰胺薄板层析鉴定DNS-Gly-核苷腙,从而能测定寡核糖核苷酸3′端核苷。另外,运用β消去循环,对寡核糖核苷酸进行化学逐步降解,在此基础上结合上述萤光标记测定寡核糖核苷酸3′端技术,对化学合成片段UpCpCpA进行了顺序分析。片段用量为0.16A_(260)单位。这一方法较紫外吸收法灵敏,易在一般实验室中使用。     

高效降解石油细菌的分离鉴定及降解能力的研究

目的:为获得高效降解原油的菌株,从石油污染严重的土壤中采样,富集分离得到原油降解菌,并初步考察它们降解原油的能力。方法:通过富集培养、多次筛选分离得到三株优势菌,编号为SWH-1、SWH-2和SWH-3。通过16S rDNA序列分析和NCBI数据库的Blast比对分析,对其鉴定到种。通过差量法测定它们在室内摇瓶中对原油的降解率。结果:经鉴定,这三株菌分别为枯草芽孢杆菌(Bacillus subtillus)、多食鞘氨醇杆菌(Sphingobacterium multivorum)和嗜温鞘氨醇杆菌(Sphingobacterium thalpophi-lum)。在0.5g/L的原油培养基内培养1w,SWH-1和SWH-2的降解率较高,分别为33.89%和46.31%。将这两株菌进行混合培养降解原油,降解率高达51.73%。结论:所筛选到的枯草芽孢杆菌和多食鞘氨醇杆菌在生物修复方面具有很好的应用潜力,而且多食鞘氨醇杆菌在石油降解方面的报道尚属首次。     

鸡源和猪源乳杆菌胆盐水解酶的表达及酶学性质比较

【目的】随着抗生素生长促进剂(AGPs)在动物饲料中逐步禁止使用,AGPs替代物的研究成为热点。由于胆盐水解酶(BSH)在脂类代谢中的关键作用,成为AGPs替代物研究的一个重要方向。在原核表达和纯化的基础上鉴定鸡源和猪源乳杆菌BSH在酶学性质方面的差异性。【方法】分别对鸡源胆盐水解酶(BSHc)和猪源胆盐水解酶(BSHp)基因进行原核表达和蛋白纯化,通过测定对6种甘氨结合胆盐和牛磺结合胆盐的水解效率获得两种酶的酶学动力学性质,进而测定了温度、pH和金属离子对酶活力的影响。【结果】BSHc和BSHp对甘氨结合胆盐的水解效率高于牛磺结合胆盐,BSHc对甘氨结合胆盐的水解效率较BSHp稍高;BSHc和BSHp的最适酶解温度分别为45°C和42°C;BSHc和BSHp的最适反应pH分别为6.0和5.4;含有Cu~(2+)、Fe~(3+)、Mn~(2+)和Zn~(2+)的金属盐对BSHc和BSHp的酶活力均具有不同程度的抑制作用,特别是Cu~(2+)和Fe~(3+)抑制作用比较强;含有Na~+、K~+、Mg~(2+)和Ca2+的金属盐对BSHc和BSHp酶活力的抑制作用相对较弱或无抑制作用,但KIO3对BSHc和BSHp酶活力具有强抑制作用,KI和CaCl_2对BSHp酶活力也具有较强的抑制作用。【结论】原核表达和纯化的BSHc和BSHp对甘氨结合胆盐的水解效率高于牛磺结合胆盐,BSHc的最适酶解温度和pH稍高于BSHp,Cu~(2+)、Fe~(3+)、Mn~(2+)和Zn~(2+)等金属离子对BSHc和BSHp酶活力具有明显抑制作用,试验结果为鉴定BSH抑制物进而研制AGPs替代物奠定了基础。     

猪血红蛋白(Hb)脉冲酶解效果比较研究

目的寻找一种高效快捷有效地降解猪血红蛋白(Hb)新方法。方法在波型为双向方波,电极间距离为1.2 cm,脉冲频率为200 kHz的脉冲电场下,利用胰蛋白酶在温度为37℃,水解时间为4 h条件下水解猪血红蛋白。结果在脉冲电场作用下,胰蛋白酶水解血红蛋白获得的降解产物,利用高效凝胶色谱、紫外可见扫描及SDS-PAGE蛋白质电泳检测,发现其吸收峰或色带明显多于单一利用胰蛋白酶降解血红蛋白所得降解产物的吸收峰或色带。结论当脉冲电场通过血红蛋白时,血红蛋白内部的分子结构便产生斯塔克效应(Stark effect),引起血红蛋白分子剧烈振动,从而改变其分子结构振辐、吸收峰和偶极矩,并分别引起斯塔克频率、偶极矩、极化率的改变、使血红蛋白分子结构的极化跃迁和超极化,因此,在脉冲电场作用下,促进了血红蛋白酶解反应。     

浸麻类芽孢杆菌葡甘露聚糖降解酶的异源表达及功能研究

【目的】克隆表达浸麻类芽孢杆菌(Paenibacillus macerans)的葡甘露聚糖降解酶,研究其性质和功能,丰富葡甘露聚糖降解酶资源,了解浸麻类芽孢杆菌降解葡甘露聚糖机制。【方法】检索浸麻类芽孢杆菌的葡甘露聚糖降解酶基因,构建重组菌株,表达纯化重组酶,系统研究其功能及在降解葡甘露聚糖中的作用。【结果】克隆表达了5个葡甘露聚糖降解酶组分。结果显示PmMan1和PmMan2为内切β-甘露聚糖酶,PmGlc1、PmGlc2和PmGlc3为外切β-葡萄糖苷酶。其中PmGlc1只能水解pNPβGlc,PmGlc2能水解二糖和人参皂苷的β-1,6-葡萄糖苷键,而PmGlc3对β-葡萄糖苷键的选择性较为广泛。PmMan1、PmMan2、PmGlc2和PmGlc3能够降解葡甘露寡糖,PmMan1和PmMan2可以降解葡甘露聚糖。共同降解葡甘露聚糖时,PmGlc2和PmGlc3与PmMan2具有协同效应,且PmGlc3与PmMan2的协同作用更为显著。【结论】从浸麻类芽孢杆菌中获得了4种葡甘露聚糖降解酶,阐明了该菌葡甘露聚糖降解酶系成员的作用,丰富了酶资源和理论研究成果的同时,为酶法制备活性葡甘露寡糖提供了有效工具。     

浸麻类芽孢杆菌葡甘露聚糖降解酶的异源表达及功能研究

【目的】克隆表达浸麻类芽孢杆菌(Paenibacillus macerans)的葡甘露聚糖降解酶,研究其性质和功能,丰富葡甘露聚糖降解酶资源,了解浸麻类芽孢杆菌降解葡甘露聚糖机制。【方法】检索浸麻类芽孢杆菌的葡甘露聚糖降解酶基因,构建重组菌株,表达纯化重组酶,系统研究其功能及在降解葡甘露聚糖中的作用。【结果】克隆表达了5个葡甘露聚糖降解酶组分。结果显示Pm Man1和Pm Man2为内切β-甘露聚糖酶,Pm Glc1、Pm Glc2和Pm Glc3为外切β-葡萄糖苷酶。其中Pm Glc1只能水解p NPβGlc,Pm Glc2能水解二糖和人参皂苷的β-1,6-葡萄糖苷键,而Pm Glc3对β-葡萄糖苷键的选择性较为广泛。Pm Man1、Pm Man2、Pm Glc2和Pm Glc3能够降解葡甘露寡糖,Pm Man1和Pm Man2可以降解葡甘露聚糖。共同降解葡甘露聚糖时,Pm Glc2和Pm Glc3与Pm Man2具有协同效应,且Pm Glc3与Pm Man2的协同作用更为显著。【结论】从浸麻类芽孢杆菌中获得了4种葡甘露聚糖降解酶,阐明了该菌葡甘露聚糖降解酶系成员的作用,丰富了酶资源...     

定点突变提高解淀粉芽孢杆菌JP-21脲酶应用特性

氨基甲酸乙酯(Ethylcarbamate,EC)是一种存在于发酵食品和酒精饮料中的可致癌物,过量摄入可能会影响人体健康。酶法降解是减少发酵食品中氨基甲酸乙酯及其前体尿素含量的有效方法之一。脲酶具有氨基甲酸乙酯水解酶和尿素酶两种活性,因此在减少发酵食品中氨基甲酸乙酯及其前体尿素方面具有良好的应用前景。目前脲酶降解发酵酒精饮料中氨基甲酸乙酯面临的主要问题是脲酶对氨基甲酸乙酯的催化活性及亲和力较低,因而其降解效果不理想。文中成功在大肠杆菌Escherichia coli中表达了来源于解淀粉芽孢杆菌Bacillus amyloliquefaciens JP-21的脲酶,表达水平为尿素酶3 291.74 U/L,氨基甲酸乙酯水解酶227.26 U/L。通过模拟脲酶中催化亚基UreC与氨基甲酸乙酯对接的结构,确定了M326和M374这两个影响酶与底物结合的位点。采用点饱和突变获得了3株氨基甲酸乙酯水解酶活性提高的突变体M374A、M374T和M326V,以EC为底物时的Km分别为101.84mmol/L、129.49 mmol/L和121.67 mmol/L,比野生型分别降低了37.47%–50.82%。突变体可以降解黄酒中97%的尿素,M374T对黄酒中EC的降解效果最好,可将黄酒中EC从513.90μg/L降至393.57μg/L,降解率是野生脲酶的1.97倍。研究结果对今后改造脲酶催化特性和改善其应用特性具有重要意义,可为开发减控发酵食品中的微生物代谢氨(胺)类危害物策略提供参考。     

降氨除臭芽孢杆菌的筛选鉴定及其氮素迁移过程

【目的】分离和鉴定一株高效降氨除臭芽孢杆菌,并研究其氮素迁移过程。【方法】采用自行设计的筛选平台,根据菌落形态、生理生化特征及16S rRNA基因序列的系统进化树分析进行菌株鉴定;在好氧和厌氧条件下,以NH4+-N为唯一氮源,通过检测NH4+-N、NO2?-N、NO3?-N和产生的气体浓度,明确菌株在降氨过程中氮素的迁移过程及特点。【结果】筛选出一株高效降氨除臭芽孢杆菌,经生化与分子鉴定为凝结芽孢杆菌;其在好氧条件下将NH4+-N降解为NO3?-N,降解率为98%;同时少量NO3?-N经好氧反硝化作用还原为N2;在厌氧条件下进行了硝化作用,但NH4+-N降解率仅为23.7%,且反硝化过程不明显。【结论】筛选得到的高效降氨除臭凝结芽孢杆菌在好氧和厌氧条件下皆具有异养硝化作用,但厌氧条件下反硝化作用不显著,好氧反硝化作用产生的含氮气体为氮气,其在农业和环保领域具有巨大的产业化潜力。