ATP对菠菜二磷酸核酮糖羧化酶的热稳定作用

纯化的菠菜RuBP羧化酶有热易变性。加入ATP对RuBP羧化酶的热失活有明显的保护作用。如同时加入DTT则可进一步提高ATP对酶的热稳定作用。此外,ADP,AMP和无机磷也有热稳定作用,但效果比ATP差。照光叶子的ATP含量比暗处理的叶子高一倍,而其RuBP羧化酶粗提液在60℃保温后的酶蛋白含量及酶活力分别比暗处理的高3至7倍。如果在暗处理的RuBP羧化酶粗提液中加入外源ATP时,则酶的热稳定性可达到光处理的86％。     

苜蓿二磷酸核酮糖(RuBP)羧化酶体内活化作用的调节

苜蓿RuBP羧化酶的初活性和活化作用在不饱和光强下与光合速率一样随光强增加而增加。缺硫培养苜蓿叶片的光合速率和RuBP羧化酶的含量、初活性及总活性均比对照有不同程度的降低,其中酶的初活性与光合速率两者减少的趋势比较接近,说明RuBP羧化酶的初活性可能在光合CO_2固定作用中具有决定作用。然而,缺硫植株中酶的活化作用比对照明显增高。酶的活化作用与叶片中的叶绿素,6-PG,NADPH及ATP相对酶含量的比值成正比,与体内的酶量成反比。     

分光光度法与^14C标记法测定RuBP羧化酶的活性的比较

方法的原理分光光度酶偶联法是根据RuBP羧化酶催化RuBP产生的磷酸甘油酸与NADH的氧化作用相偶联的原理设计的。当加入ATP及NADH后,NADH在PGK和GAPDH的催化下氧化为NAD~ ,每羧化1molRuBP有2molNADH被氧化,根据在波长340nm处光密度的变化,可测知NADH     

叶绿体结构和功能的研究——Ⅳ、红霉素对叶绿体能量转换的效应

研究了红霉素对叶绿体能量转换的效应,获知:10(-4)M红霉素抑制循环和非循环光合磷酸化,这种抑制是与反应底物ADP非竞争性的。在抑制ATP合成的浓度范围内,红霉素对基础电子传递的速率并无影响,但它抑制因偶联磷酸化而促进的那部分电子传递。红霉素还抑制膜上Mg~(2 )-ATP酶的活性。以上结果表明,红霉素似有光合磷酸化能量传递抑制剂的特点,它的作用部位可能接近膜上CF_2,或ATP酶的催化部位。     

ATP合成酶的结合变化机制和旋转催化——1997年诺贝尔化学奖的部分工作介绍

保罗.博耶(P.D.Boyer)教授为阐明ATP酶作用机制所提出的结合变化机制有两个基本要点：一是ATP合成所需要的能量原则上是用于促进酶上紧密结合的ATP的释放和无机磷、ADP的结合;二是在净ATP形成过程中,酶上的各催化部位是高度协同地顺序起作用的.γ亚基在F₁-ATP酶中的旋转运动使三个催化部位构象不对称是实现结合变化的基础.高分辨率牛心线粒体F₁-ATP酶的晶体结构发表以后,出现了一些支持旋转催化机制的直接实验证据.     

制备1,5-二磷酸核酮糖的简易方法

核酮糖1,5—二磷酸羧化酶—加氧酶(RuBPCase—Oase)是植物叶绿体中最丰富的蛋白质,它有两种催化功能:在CO_2分压高时,使1,5—二磷酸核酮糖(RuBP)羧化,产生2分子的3—磷酸甘油酸(PGA);而在O_2分压高时,使RuBP加氧,产生1分子PGA和1分子2—磷酸乙醇酸(光呼吸的主要底物),反应如下:     

用未标记免疫酶技术在甘蔗大豆叶片内定位RUBP羧化酶

RuBP羧化酶是绿色植物同化CO_2的关键酶。研究RuBP羧化酶在C_4植物叶片内的分布,有助于阐明C_4植物的光合作用结构和功能的特点,以及RuBP羧化酶对光合作用的调控功能。这种工作具有明显的理论意义和实用价值。     

光和暗条件培养的眼虫藻(Euglena gracilis)内RuBP羧化酶的免疫定位

应用免疫金标记技术证明,在眼虫藻和其它藻类中RuBP羧化酶主要分布在蛋白核部位,这与高等植物中RuBP羧化酶分布不同,在眼虫藻叶绿体间质中有少量RuBP羧化酶存在,这与高等植物中RuBP羧化酶的分布也有相似之处。 暗中培养的眼虫藻不能形成类囊体,无RuBP羧化酶,无光合能力,只能进行异养代谢。     

变色酸显色法同时测定核酮糖-1,5-二磷酸羧化酶/加氧酶活性

提出一个用变色酸-硫酸显色浊同时测定核酮糖-1,5-二磷酸(RuBP)羧化酶/加氧酶活性的方法:RuBP羧化酶/加氧酶与底物作用后,用碱性磷酸酯酶将其产物水解生成乙醇酸和甘油酸,然后与变色酸试剂在1:5的体积比下,沸水浴中显色反应90min,乙醇酸与变色酸反应生成红紫色化合物,甘油酸生成淡棕色化合物,分别在573nm,745nm各有一特征吸收峰。根据A_(573),A_(745)与乙醇酸和甘油酸浓度间的函数关系式,求出RuBP羧化酶/加氧酶活性。     

牛心线粒体ATP酶抑制蛋白对酶的催化部位构象的影响

以标记在ＡＴＰ酶（Ｆ１）催化部位的ＴＮＰ－ＡＴＰ为荧光探针,比较测定了Ｆ１与其抑制蛋白（ＩＦ１）结合前后的ＴＮＰ－ＡＴＰ荧光光谱,荧光寿命和荧光偏振光谱,结果表明在ＩＦ１的作用下,酶分子催化部位的极性下降,ＴＮＰ－ＡＴＰ分子的自由度减小,提示ＩＦ１引起了Ｆ１催化部位的构象改变。     

牛心线粒体ATP酶抑制蛋白对酶的催化部位构象的影响

以标记在ＡＴＰ酶（Ｆ_１）催化部位的ＴＮＰ－ＡＴＰ为荧光探针,比较测定了Ｆ_１与其抑制蛋白（ＩＦ_１）结合前后的ＴＮＰ－ＡＴＰ荧光光谱、荧光寿命和荧光偏振光谱。结果表明在ＩＦ１的作用下,酶分子催化部位的极性下降,ＴＮＰ－ＡＴＰ分子运动的自由度减小,提示ＩＦ_１引起了Ｆ_１催化部位的构象改变。     

Rubisco活化酶的分子生物学

Rubisco活化酶是广泛存在于光合生物中、调节Rubisco活性的酶,Rubisco活化酶同时具有活化Rubisco和催化ATP水解的作用.它依赖ATP水解,促使RuBP或其它磷酸糖类从Rubisco上解离下来,以恢复Rubisco的活性.该文介绍Rubisco活化酶的分子特性、作用机制、光合作用调节及基因工程的最新研究进展.     

脱氧核酶:生物催化剂的新成员

具有酶活性的ＤＮＡ分子称为脱氧核酶(ｄｅｏｘｙｒｉｂｏｚｙｍｅ或ＤＮＡｚｙｍｅ) ,其发现是人类对于酶的认识的又一次重大飞跃。1 .脱氧核酶的几种结构Ｃａｒｍｉ等[1] 通过体外选择技术合成了一种依赖Ｃａ2 的具有自我切割功能的手枪型二级结构脱氧核酶分子 (图 1 )。茎Ⅰ是结合部位 ,茎Ⅱ是催化部位。结合部位不同的碱基序列可以识别不同的底物 ;催化部位则相对保守。由于结合部位碱基配对是催化剂识别底物的基础 ,延长茎Ⅰ序列可以增加酶 底物复合物的稳定性 ,但序列过长则会造成ＤＮＡ分子自我构建 (ｓｅｌｆ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ)…     

人类线粒体肌酸激酶uMtCK的底物结合位点分析

研究人类线粒体肌酸激酶u Mt CK的结合位点,将其与底物肌酸和ATP结合有关的关键氨基酸进行突变,并对突变体进行酶动力学和圆二色谱数据分析,探讨这些关键氨基酸在底物识别和催化过程中的作用。结果显示,与野生酶相比,突变体Q313A和R336A的K_m~(Cr)分别提高了2.6和2.9倍,k_(cat)下降了19%和55%;同样地,与ATP结合相关的突变体R125A和R287A分别使得K_m~(ATP)升高了3.2和4.2,k_(cat)下降了72%和38%。以上结果表明突变体R125A、R287A、Q313A和R336A影响对底物的结合,同时也降低了酶促反应的速度。利用圆二色谱比较野生酶与不同突变体的二级结构并无明显变化,但进一步的结构模拟表明底物结合位点氨基酸在与底物之间的氢键对底物的识别和酶催化过程中发挥着重要作用。     

高粱叶片PEP羧化酶的溶液构象——近紫外圆二色性光谱研究

用近紫外CD光谱技术追踪了PEP羧化酶与各种配基的相互作用。底物PEP、必需金属离子Mg~( )、PEP-Mg~( )以及效应剂G6P、Gly、G6P-Gly,均可引起高粱叶片PEP羧化酶近紫外CD光谱各不相同的变化。这表明高粱叶片PEP羧化酶分子构象有较大的灵活性,不同的配基与酶相互作用可引起酶分子不同的构象变化,因而使酶分子表现出催化功能、调节特性、必需氨基酸残基的化学反应性以及稳定性诸方面的差异。     

植物磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶的研究——Ⅳ精氨酸残基在高粱叶片PEP羧化酶催化和调节功能中的作用

应用化学修饰的方法观察精氨酸残基在PEP羧化酶的催化和调节功能中的作用。用丁二酮在硼酸盐缓冲液存在下处理PEP羧化酶使酶活性迅速丧失。其失活速度表现为拟一级反应动力学特性。 低温处理(15℃),或者PEP、G6P、甘氨酸,苹果酸,G6P加甘氨酸和PEP加甘氨酸等酶的底物和效应剂的存在对酶的丁二酮失活均具不同程度的保护作用。PEP和G6P的P_(0.5)值各为4mM和1.5mM。 丁二酮对酶的修饰表现为可逆失活。在Tris-H_2SO_4缓冲液中透析可使被丁二酮修饰而丧失的酶活性恢复。 丁二酮处理还使酶失去对G6P的敏感性,但不影响甘氨酸对酶的调节作用。低温(15℃)下丁二酮修饰酶的G6P脱敏速度比常温下(30℃)底物保护的修饰酶的G6P脱敏速度慢。比较脱敏速度常数(k_(dG6P))前者是0.0116(分~(-1)),后者是0.0562(分~(-1))。甘氨酸的加入不影响底物保护的修饰酶的G6P脱敏速度而明显降低酶的丁二酮失活速度。 这些结果表明精氨酸残基不仅存在于酶的催化部位并为酶的催化所必需,同时还存在于酶的G6P结合部位而参与G6P对酶的调节功能。     

生物膜能量偶联ATP酶的比较研究——Ⅰ.鼠肝线粒体内膜与ATP酶(F_1)的人工重组及ANS萤光探针与ATP酶的结合

本文报导了大鼠肝线粒体内膜ATP酶的析离和重组,以及膜对ATP酶的结构和功能的影响。用(1)胰蛋白酶-尿素、(2)硅钨酸盐和(3)枯草杆菌蛋白酶三种方法分别制备的去ATP酶(F_1)的线粒体内膜与可溶性的F_1重组后,完全恢复或部分恢复到天然线粒体内膜的ATP酶活力水平。寡霉素敏感性测定、ANS结合的发射萤光光谱测定、电镜负染标本观察和低温处理试验等都一致证明,ATP酶与膜重组后表现了一系列与天然膜相似的性质。ANS萤光探针与线粒体内膜结合的萤光增强效应主要在于ANS与ATP酶(F_1)的结合并与F_1的分子构象有密切关系。经胰蛋白酶-尿素处理去掉F_1的线粒体内膜基本上丧失了ANS的萤光增强效应。可溶性F_1经0℃处理2小时后,丧失酶水解活力的84%和ANS萤光增强效应的96.4%。F_1与膜结合后,则表现了对0℃低温的稳定性。结果提示,ANS可能与ATP酶分子的疏水微区相结合;ATP酶分子疏水结构的存在对于表现酶的水解活力和ANS的萤光增强效应是必要的条件;低温处理破坏了酶分子内的疏水结构;膜与ATP酶结合则有稳定酶分子的疏水结构和分子构象的作用。     

硫氧还蛋白(Thioredoxin)与光合作用

引言多年来认为光合作用中碳素还原环(Calvin环)的反应是暗反应,但Bassham测定小球藻在照光后1,5—二磷酸核酮糖(RuBP)的量时,表明与照光时的量不同,RuBP减少的速度与RuBP的含量不成正比关系。从这一现象推测是由于暗条件下降低了RuBP羧化酶(RuBPCase)活性的结果,因此认为RuBPCase可被光活化。这一推测后为实验所证实。已获得的结果表明,光对Calvin环中许多酶的活性有调节作用。     

二磷酸核酮糖羧化酶与细胞质雄性不育性的研究

小白菜和几种禾本科作物的二磷酸核酮糖羧化酶(RuBP羧化酶)已用葡聚糖凝胶过滤的方法分离纯化。制备的样品经电泳鉴定,表现为1条酶带。小样品的植物材料用电泳方法制备。小白菜、玉米、高梁等作物的RuBP羧化酶在等电点聚焦电泳上,均可分离为5个条带,3个大亚基条带和2个小亚基条带。细胞质雄性不育系及其保持系的RuBP羧化酶的等电点聚焦电泳图谱上,由于有相同的核背景,所以其小亚基相同;但是由叶绿体基因组控制的大亚基则有差异。实验中还测定了RuBp羧化酶的活性,发现玉米、高粱、水稻、小麦和烟草等作物的细胞质雄性不育系的RuBp羧化酶活性均高于其相应的保持系,说明RuBp羧化酶与植物细胞质雄性不育性之间存在着一定关系。并推论,细胞质雄性不育的形成可以与叶绿体遗传系统有关。     

酶和底物分子之间相互作用力对扩散控制反应速率的影响

本文是探讨在溶液中酶和底物分子之间相互作用力对扩散控制反应速率的影响,特别考虑到酶分子具有活性中心这一空间结构,及由它产生的力场作用,处理非球形对称扩散过程。从此可看到作用力是如何控制着底物分子的扩散及其在酶分子活性中心上定向作用,各种分子力对反应速率的影响,并且解释了一些实验结果。此外,给出了在溶液中酶-底物分子反应体系的力场等高线和浓度等高图。