紫色非硫光合细菌Rhodopseudomonas capsulata铁氧还蛋白氧化还原电位的研究

本文介绍了从紫色非硫光合细菌Rhodopseudomonas capsulata分离纯化的铁氧还蛋白,经固体硫酸铵分级盐析沉淀和透析进一步纯化的样品,通过循环伏安法检测其对温度的敏感性,所引起的蛋白变性;然后应用定电位电量法和电位阶跃电量法,研究它的电量-电位关系,根据Nernst公式进而计算铁氧还蛋白的中点电位分别为-378mV和-375mV,在其参与氧化-还原反应时,每分子铁氧还蛋白传递电子数目≈2。并对不同菌种来源的铁氧还蛋白的标准氧化-还原电位及其传递电子数目进行了讨论。     

紫色非硫光合细菌Rhodopseudomonas capsulata细胞色素c_3的纯化及理化特性的研究

菌体经超声破碎,高速离心,二次DEAE-52柱层析和Sephadex G-100分离纯化,得到凝胶电泳纯的细胞色素c_3。特征吸收峰在氧化态时为405,525nm;还原态时为417,520,545nm。用Sephadex G-100凝胶过滤,SDS凝胶电泳方法,测得分子量分别为12,500,13,000D。氨基酸组份分析表明最低分子量为13,500D左右。恒电位电量法测其中点电位为-364mV,参与氧化还原作用时,传递电子数目为2。氧化态时在g值为2.581,2.203,1.715处有特征的ESR波谱,还原态时,ESR波谱消失。     

鱼肝铁蛋白铁核表层接受电子能力的研究

采用直接电化学技术研究Hong鱼肝铁蛋白（Liver Ferritin of Dasyatis akajei,DALF）铁核表层接受还原电子的快慢速率和释放铁的动力学级数及规律。实验结果表明,在有氧环境下,DALF铁核表层以两相行为的方式快速地从铂金电极上获得还原电子且用于释放铁反应,其释放铁的还原电们分别为－125mV－375mV(vs.NHE,下同）。在控制还原电位为－200mV和－500mV的条件下,DALF铁核表层解放铁的速率分别为11．1Fe^3 /(DALF.min)和33．3Fe^3 (DALF.min）,因而认为DALF从铂金电极接受电子和解放铁的速率快慢与还原电位高低有关。血红素不仅能络合于DALF蛋白壳（DALFh）上,而且还能加速DALFh释放铁的速率,但无法增加DALFh释放铁的总量。DALF铁核结构中的磷铁组成存在着非均匀性。DALF铁核表层磷铁结构具有接受来自于蛋白壳电子隧道提供的还原电子能力。     

叶绿体硫氧还蛋白系统的调节机制

硫氧还蛋白(Trx)属于巯基-二硫键氧化还原酶家族, 通过作用于底物蛋白侧链2个半胱氨酸残基之间的二硫键(还原、异构和转移)来调控胞内蛋白的结构和功能。叶绿体Trx系统包括Trx及Trx类似蛋白、铁氧还蛋白(Fd)依赖的硫氧还蛋白还原酶(FTR)和还原型烟酰腺嘌呤二核苷磷酸(NADPH)依赖的硫氧还蛋白还原酶C (NTRC)。除了基质蛋白酶类活性变化及叶绿体蛋白的转运受Trx系统调控之外, 在叶绿体中还存在1条跨类囊体膜的还原势传递途径, 把基质Trx的还原势经跨膜转运蛋白介导, 最终传递给类囊体腔蛋白。FTR和NTRC共同作用维持叶绿体的氧化还原平衡。该文对叶绿体硫氧还蛋白系统的调节机制进行了综述, 同时讨论了叶绿体硫氧还蛋白系统对维持植物光合效率的重要意义。     

拟南芥中绿色荧光蛋白技术的改进及其意义

用氧化还原敏感的绿色荧光蛋白(roGFP)转化拟南芥,使其定位表达于线粒体和细胞质中.线粒体和细胞质是对氧化还原敏感的,因此随着电位的不同在410/474 nm照射下的510 nm光的比率也不同.410/474 nm荧光比率与植物的细胞、组织、器官的氧化还原电位有关.roGFP能被DTT还原和H2O2氧化.在根部细胞质中平均静息电位是-318 mV而在线粒体中是-362 mV.     

高等植物铁氧还蛋白的结构与功能

该文介绍了高等植物中铁氧还蛋白（Fd）的结构,铁氧还蛋白与铁氧还蛋白：NADP^＋氧化还原酶（FNR）的相互作用,氧化还原电势和电子传递活性;阐述了铁氧还蛋白结构与功能的关系。     

NADPH依赖性硫氧还蛋白还原酶C在植物质体中的作用

硫氧还蛋白的氧化还原调节作用在生物界中普遍存在。它能够还原目标蛋白的二硫键,而自身的活性位点则被氧化。因此,对于新的催化循环,则需要由相应的还原酶将其再次还原成活性形式。硫氧还蛋白对维持高等植物的光合效率同样具有重要意义。叶绿体中的硫氧还蛋白分别由铁氧还蛋白依赖性硫氧还蛋白还原酶和NADPH依赖性硫氧还蛋白还原酶C(NTRC)两种酶还原。NTRC的本质是一种黄素蛋白,除了具有还原酶活性外,还整合了一个硫氧还蛋白结构域,在叶绿体和淀粉体的氧化还原调节中处于核心地位。这种特殊的双功能酶在卡尔文-本森循环、氧化戊糖磷酸途径、抗过氧化、四吡咯代谢、ATP和淀粉合成、生长素和光周期调控中扮演了多重角色。本综述总结了NTRC的生理功能,并讨论了该蛋白质对植物质体氧化还原稳态的调节机制。     

黄素氧还蛋白参与的固氮链电子传递

棕色固氮菌中电子载体Fld直接向固氮酶铁蛋白传递电子。Fld_(ox)至Fld_R是双电子二步还原反应,极谱半波电位分别为-210、-550 mV。Fld_(ox)至Fld_(SR)的中点电位为-280 mV,Fld_(SR)至Fld_R为-500mV。铁蛋白中点电位为-256mV,加MgATP后为-390 mV。Fld_R与铁蛋白ox组成的电池电动势为244mV,电子传递可自发进行,反应的J△G~o为-23KJ/摩尔,铁蛋白被Fld_R还原的K_a=1.3×120~4,加入MgATP后△G~o为-10.6KJ/摩尔,K_a=72。因此,未加入MgATP时电子传递反应更易进行。     

固氮作用

本综述总结了固氮酶的一些物理化学性质。考察了该酶的催化特性,包括固氮酶的电子分配和体内固氮酶的能量要求。主要综述了电子向固氮酶转运的生物能学,包括电子载体和产生还原电势的机制。描述了固氮生物中的铁氧还蛋白/黄素氧还蛋白还原系统,包括专性厌氧固氮菌、     

谷氧还蛋白系统及其对细胞氧化还原态势的调控

细胞内氧化还原调控主要是由谷氧还蛋白系统和硫氧还蛋白系统完成。谷氧还蛋白属于硫氧还蛋白超家族,广泛分布在各种生物体内。作为一种巯基转移酶,它能够催化巯基．二硫键交换反应或者还原蛋白质谷胱甘肽二硫化物,以维持胞内的氧化还原态势。谷氧蛋白系统参与氧化胁迫、蛋白修饰、信号转导、细胞调亡和细胞分化等多种生物过程。对其体内作用靶蛋白的研究,有助于阐明谷氧还蛋白在整个细胞氧化还原网络的重要调控作用。     

利用氧化还原电位调控乳酸发酵

研究了控制不同氧化还原电位（oxidation—reduction potential,ORP）对乳酸发酵过程的影响。通过5L发酵罐分批发酵实验发现ORP水平控制在-170mV时最有利于乳酸生成,乳酸最高质量浓度达176g／L,糖酸转化率为94％,其平均乳酸产率3．7g/（L·h）,比ORP控制在-220mV和-120mV时分别高19％,37％;通过对发酵过程胞外有机酸浓度及代谢流分析发现氧化还原电位是通过影响细胞内代谢流分布来影响乳酸合成的。     

两株不同来源的嗜酸氧化亚铁硫杆菌对黄铜矿浸出的研究

为了比较两株不同来源的嗜酸氧化亚铁硫杆菌菌株在不同培养基中的亚铁氧化活性和黄铜矿浸出能力,本研究采用了分离自广东梅山酸性矿坑水中的菌株M1和标准菌株ATCC 23270,对其在9K培养基中的亚铁氧化活性和矿物培养基中氧化还原电位以及浸矿效率进行了测定,该矿物培养基中黄铜矿来自广东梅山.研究结果表明,菌株M1在9K培养基中需5天才能将亚铁完全氧化.而ATCC 23270只需4天,但是菌株MI的铜离子浸出效率(38%)却高于ATCC 23270(31%),浸出30天后,菌株M1浸矿体系的氧化还原电位从最初348 mV上升到520 mV,而ATCC 23270上升较小,仅从最初350 mV上升到491 mV.氧化还原电位的变化说明从广东梅山分离得到的菌株M1在浸矿体系中亚铁氧化活性比ATCC 23270更高.菌株M1比长期实验室培养的标准菌株ATCC 23270更适合当地矿物的微生物浸出,因而在生物浸出工艺中,应考虑采用分离或富集当地原生菌株来进行浸矿.     

高等植物铁氧还蛋白-NADP~+氧化还原酶研究进展

高等植物叶绿体定位的铁氧还蛋白-NADP+氧化还原酶(LFNR)负责催化光合线性电子传递的最后一步反应,催化电子由还原态的铁氧还蛋白(Fd)传递给NADP+。LFNR分布在叶绿体的3个不同的组分中,即叶绿体基质中、类囊体膜上和叶绿体内膜上。最近的研究表明,大多数膜定位的LFNR并非光合作用所必需的,叶绿体基质中的LFNR足以维持光合作用的正常进行。叶绿体中的两个蛋白——Tic62和TROL作为LFNR的锚定蛋白,可以与LFNR在类囊体膜上形成高分子量的蛋白复合体。Tic62-LFNR复合体主要负责在夜间保护LFNR的活性,但它不直接在光合作用中起作用。然而,TROL-LFNR复合体对植物的光合作用有一定的影响。本文将概述植物LFNR的最新研究进展。     

高等植物铁氧还蛋白-NADP＋氧化还原酶研究进展

高等植物叶绿体定位的铁氧还蛋白-NADP＋氧化还原酶（LFNR）负责催化光合线性电子传递的最后一步反应,催化电子由还原态的铁氧还蛋白（Fd）传递给NADP＋。LFNR分布在叶绿体的3个不同的组分中,即叶绿体基质中、类囊体膜上和叶绿体内膜上。最近的研究表明,大多数膜定位的LFNR并非光合作用所必需的,叶绿体基质中的LFNR足以维持光合作用的正常进行。叶绿体中的两个蛋白——Tic62和TROL作为LFNR的锚定蛋白,可以与LFNR在类囊体膜上形成高分子量的蛋白复合体。Tic62-LFNR复合体主要负责在夜间保护LFNR的活性,但它不直接在光合作用中起作用。然而,TROL-LFNR复合体对植物的光合作用有一定的影响。本文将概述植物LFNR的最新研究进展。     

硫氧还蛋白在凋亡途径中的作用机制

硫氧还蛋白（Trx）是体内广泛存在的氧化还原蛋白,其家族中两种重要的硫氧还蛋白：硫氧还蛋白1（thioredoxin1,Trx1）和硫氧还蛋白2（thioredoxin2,Trx2）都含有保守的-Cys-Gly-Pro-Cys-还原序列。由于Trx具有调节细胞生长增殖和抗凋亡的作用,因此Trx在凋亡途径中的作用机制就成为了对抗肿瘤的研究热点。     

硫氧还蛋白的结构及在生物抗氧化中的功能

硫氧还蛋白(thioredoxin,Trx)是广泛存在于原核与真核生物体内的氧化还原调节蛋白。Trx通过对目标蛋白质进行还原,从而调节机体的氧化还原平衡。Trx与硫氧还蛋白还原酶(thioredoxin reductase,TrxR)及NADPH共同组成硫氧还蛋白系统参与众多生理过程。细胞中的活性氧是导致生物氧化胁迫的一个主要方面。Trx可以通过对细胞内被氧化的二硫键的还原来修复机体的氧化损伤,并通过这种方式防止机体衰老。同时,Trx系统可以与其它氧化还原系统如谷胱甘肽(GSH)系统协调配合,并消除体内过多的活性氧。     

VD_3羟化酶及其电子传递链的体外构建及活性研究

活性维生素D_3具有广泛生理活性及药用价值,利用分子操作技术,在大肠杆菌细胞中重组表达VD_3羟化过程的关键酶体系,是实现活性维生素D_3生物法合成的有效手段。构建了来源于自养无枝酸菌(Pseudonocardia autotrophica)VD_3羟化酶(Vdh,EC 1.14.13.159)及来源于不动杆菌(Acinetobacter sp.OC4)的铁氧还蛋白Fdx及铁氧还蛋白还原酶FdR的重组表达载体p ET28b-Vdh、p ET28b-FdR-Fdx,以大肠杆菌为宿主细胞,体外诱导表达并通过镍柱纯化三种蛋白质,通过CO差光谱法评价羟化酶Vdh体外活性,并利用2,6-二氯靛酚钠(DCIP)和细胞色素c作为电子受体评价电子传递链FdR-Fdx对NADH和NADPH的氧化活性及与羟化酶Vdh的偶联作用,最后利用Vdh及其电子传递链催化维生素D_3的选择性羟化合成25(OH)VD_3。     

硫氧还蛋白-1(Trx1)氧化还原状态的检测

硫氧还蛋白-1(thioredoxin-1,Trx1)是一种广泛存在于生物体内的氧化还原调节蛋白,其氧化还原状态的变化是细胞内发挥氧化还原调控作用的重要过程.本文建立了Trx1氧化还原状态的检测方法—氧化还原蛋白免疫印迹法(redox Western blot),即通过碘乙酸(IAA)标记Trx1,根据蛋白所带负电荷的不同,达到分离蛋白氧化与还原状态的目的,并根据能斯特方程计算出相应的氧化还原电势.本方法是在蛋白免疫印迹(Western blot)的基础上建立的,具有低成本、易操作的特点.实验中分别采用H2O2和DTT处理样本,利用此方法检测了细胞裂解液中、细胞内及过表达Trx1氧化还原电势的变化;并检测了HEK293细胞不同生长时期Trx1的氧化还原状态.     

紫色非硫光合细菌Rhodopseudomonas capsulata铁氧还蛋白的分离纯化

采用超声破碎,Triton X-100处理,30％丙酮提取,经三次DEAE-52纤维素离子交换柱层析分离纯化,我们第一次从紫色非硫光合细菌Rps.capsulata N-3菌株中,获得聚丙烯酰胺凝胶电泳纯的铁氧还蛋白(Ferredoxin)及其结晶。吸收光谱的峰值位于275舳,375nm;在450 nm、480 nm处各有较小的吸收峰。特征吸收峰比A375nm/A275nm=0.74。凝胶过滤测定它的分子量为9,000道尔顿;每分子含有8个非血红素铁和等数量的酸性不稳定硫。铁氧还蛋白能被连二亚硫酸钠化学还原,氢气和氢酶构成的酶体系还原,亦能作为电子传递载体参与菠菜叶绿体催化的DCPIPH_2→铁氧还蛋白→NADP~ 光还原。     

玉米过氧化物还原蛋白BAS1的原核表达及其功能研究

植物过氧化物还原蛋白BAS1是巯基依赖的过氧化物酶,通过催化的Cys残基还原过氧化氢,依赖NADPH的叶绿体硫氧还蛋白还原酶保持BAS1的还原态。玉米含有两种BAS1:2-Cys PrxA和2-Cys PrxB。利用RT-PCR方法从玉米幼叶中克隆了编码成熟2-Cys PrxA的基因,并将蛋白Cys34残基突变成Ser34。SDS-PAGE显示纯化的野生型和突变体蛋白为一条主带,分子量约为23kDa;体外蛋白结合实验表明纯化的叶绿体硫氧还蛋白还原酶通过分子间二硫键结合纯化的2Cys PrxA的C34S突变体,非还原SDS-PAGE显示纯化的野生型2Cys PrxA含有分子间二硫键组成的二体,而纯化的C34S突变体呈现单体,巯基专一性标记化合物AMS修饰及活性分析表明纯化的BAS1还原态是催化还原过氧化氢所所必须的,它由硫氧还蛋白还原酶及其辅酶NADPH所催化。