蓖麻蚕氨基酰-tRNA合成酶与丝心蛋白合成的关系

蓖麻蚕Phtlosamta cynthia ricim后部丝腺体在五龄后期主要合成一种蛋白质——丝心蛋白。在组成丝心蛋白的氨基酸成分中,丙氨酸和甘氨酸占了78％,其中内氨酸的含量比甘氨酸高(Kirimura等1962)。已经知道在五龄期,蓖麻蚕后部丝腺体tRNA含量与丝心蛋白的氨基酸成分之间存在着相关性(辜祥荣等,1981)。在生物体内,氨基酸必须与其相应的tRNA结合才能参与蛋白质的合成,而两者的结合反应是由其相应的氨基酰-tRNA合成酶所催化的。本文测定了五龄期蓖麻蚕后部丝腺体中甘氨酰-tRNA合成酶和丙氨酰-tRNA合成酶的活力,以及这两个酶的Km值,观察到在五龄期,这两个酶的活力是随着蛋白质合成的增加而升高的,而且并没有同功酶或酶的变构产生。     

蓖麻蚕后部丝腺体丙氨酸-tRNA和甘氨酸-tRNA同功受体相对含量的变化

用氨基酸选择性地保护相应的tRNA同功受体,使其3′端羟基不被过碘酸氧化,去氨酰化后用³²pCp标记、双向聚丙烯酰胺凝胶电泳分离的方法,分析了蓖麻蚕后部丝腺体tRNA^Ala和tRNA^Gly同功受体相对含量的变化。从5龄期24小时到85小时,这两种tRNA同功受体的数目和电泳相对位置没有明显变化,tRNA^Ala主要分为四个同功受体,tRNA^Gly主要为三个。tRNA^Ala同功受体的相对含量有变化,其中tRNA₃^Ala增加10%,tRNA₂^Ala下降11%,tRNA^Gly同功受体的相对含量无明显变化。     

蓖麻蚕遗传转化体丝心蛋白氨基酸的研究

蓖麻蚕和家蚕是我国天然丝生产的两个主要蚕种,分别隶属于天蚕蛾科(Saturniidac)和家蚕蛾科(Bombycidae)这两种蚕不仅在形态上,而且也在其所合成的生物产品上都有明显的差异。有些作者指出:丝心蛋白的氨基酸中,含量最多的是甘氨酸和丙氨酸;家蚕是甘氨酸比丙氨酸多,蓖麻蚕则是丙氨酸的含量大大地超过了甘氨酸(匡达人等;Kirimura等)。     

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。     

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。     

家蚕丝蛋白的合成和保幼激素的调节

本实验查明家委品种的后丝腺细胞数目为1080个,在透射电镜观察下,后丝腺细胞内质网呈片层状,分布着大量的核蛋白体颗粒,细胞核内染色质成块状。用液面铺展技术显示出染色质的特别结构。每个后丝腺细胞能合成DNA0.6—0.8微克,为原来体细胞数的一百万倍,奠定了后丝腺细胞染色体的多线化的物质基础。第7天后丝腺的RNA为5.4毫克,mRNA为总RNA的1%,占细胞核RNA的2.5%,rRNA的碱基比(G+C)为53.1%,热增色效应为22.5%,融点温度?值为43.7℃。染色质丝DNA的融点温度为70.5℃,碱基比(G+C)为40.5%,并分析了染色质的DNA、RNA、组蛋白和非组蛋白的相对比值。每个后丝腺细胞合成240.6微克丝心蛋白,每个细胞每秒钟可合成6×10⁸个丝心蛋白分子。中丝腺储存的丝心蛋白为后丝腺的二十倍。 经保幼激素类似物处理后,蚕的生长期延长,体重和丝腺重量、后丝腺内蛋白质和RNA含量增高,合成丝心蛋白的功能单位——多核蛋白体在量的方面也有所提高。例如在后丝腺RNA方面,雄蚕第7天增加到6.20毫克,每个后丝腺细胞能合成丝心蛋白243.6微克。因此,我们认为,外源保幼激素能促进RNA的合成,维持后丝腺细胞的正常活动,提高多核蛋白体的合成量,从而增加丝心蛋白的合成。     

家蚕后丝腺细胞染色质的一些特性

在家蚕幼虫发育阶段,丝腺细胞的大小和脱氧核糖核酸(DNA)的含量均有巨大增长,而没有细胞分裂发生,这种DNA含量的增加是由于细胞内整个染色体组型多次全部复制的结果,因此称之为多倍化现象。细胞染色体组型的多倍化现象,也在其他生物种类中存在,可是同丝腺细胞比起来可以说是相差很大。后丝腺和中丝腺每个细胞所含DNA最高量大约是体细胞的20—100万倍。这是与它们制造和分泌大量丝蛋白相一致的。后丝腺细胞是合成丝腺的核心——丝心蛋白的主要部位。为了阐明昆虫激素是如何调节和控制丝心蛋白的合成,需要分离出一定纯度的后丝腺细胞染色质来。后丝腺细胞体积大、细胞核呈树枝状使分离工作困难。我们在这方面作了一个尝试,结果报道如下:     

蓖麻蚕后部丝腺体Poly (A)RNA的cDNA在大肠杆菌中的克隆

家蚕（B. mori）后部丝腺体丝心蛋白 mRNA及其基因克隆，前人已有报道^[6,9,11,13]. 本文介绍我们以蓖麻蚕(Attacus ricini）后部 丝腺体为材料分离出Poly(A)+RNA，通过反 转录途径将mRNA-cDNA杂双链与质粒pBR 322重组，转化大肠杆菌C600，从转化菌中筛 选出一株含有插人了外源cDNA片段的重组 克隆，并对它进行了初步鉴定。     

家蚕后丝腺亚细胞组分中核酸和蛋白质的分布

丝心蛋白是家蚕后丝腺的分泌产物。在家蚕五龄早期,后丝腺细胞中迅速形成丝心蛋白合成所必需的一些亚细胞结构,在后丝腺细胞质中粗糙内质网迅速增多,平滑内质网迅速形成空泡状或管状。而且生化测定表明,在五岭早期后丝腺中DNA,RNA、蛋白质和脂肪的含量皆迅速增加,这些为在五龄后期丝心院的合成,即为丝心蛋白信息的转录和翻译,提供亚细胞结构和生化代谢的物质基础(Tashiro等1968;赤井弘1973)。因此有必要对家蚕后丝腺亚细胞组分如细胞核、线粒休、微粒体和105,000g上清液中核酸和蛋白质代谢进行研究。本文初步建立一种分离家蚕后丝腺亚细胞组分的差级离心方法,并测定各亚细胞组分中核酸和蛋白质的含量。     

蜕皮激素与丝蛋白合成:植源性蜕皮激素对家蚕丝腺蛋白质合成中3H标记甘氨酸参入活性的影响

用³H标记甘氨酸参人法证明:家蚕后部丝腺中丝心蛋白的大量合成, 是在五龄4日以后, 熟蚕时合成活性最高;中部丝腺中丝胶蛋白的大量合成, 是在五龄5日以后, 以熟前一日合成活性最高.五龄每日低剂量连续添食和前期一次添食植源性蜕皮激素(简称MH), 能促进后部丝腺对³H标记甘氨酸的吸收, 显著提高丝心蛋白的合成活性, 而抑制中部丝腺的吸收, 使丝胶蛋白的合成活性明显下降.本试验结果为阐明外源MH对丝蛋白合成的调节机理提供了直接的证据.     

A REINTERPRETATION OF THE ONTOGENY OF THE ASCOCARP OF SPECIES OF THE ERYSIPHACEAE

A study of four species of Erysiphaceae (Uncinula salicis, Podosphaera leucotricha, Erysiphe cichoracearum, and Microsphaera diffusa) revealed that the binucleate stages of the ascocarp are initiated in a similar manner to those of Diporotheca rhizophila Gordon & Shaw. The “appendages” developing on immature ascocarps are considered to be receptive hyphae. Appendages characteristic of mature ascocarps are produced much later. Lysis of certain centrum cells occurs, and asci are initiated from some of the remaining binucleate centrum cells. Resorption of centrum cells by the asci is supported by this investigation, corroborating Björling's earlier studies on Erysiphe graminis.