RubisCO的研究进展

1,5-二磷酸核酮糖羧化酶/加氧酶(RubisCO)是调节光合和光呼吸,决定净光合作用的一个关键酶;也是植物可溶性蛋白质中含量最高的蛋白质.该酶广泛存在于植物及一些微生物体内.综述了近年来有关RubisCO的一些研究进展. 包括RubisCO的基本性质、结构与功能、酶基因工程、酶活性调节及其活化酶等.     

原核生物RubisCO的研究进展

核酮糖-1,5-二磷酸(RuBP)羧化酶/加氧酶(RubisCO)是Calvin循环中的关键酶,也是地球上最丰富的酶,广泛地存在于一些原核生物、真核生物以及高等植物中.对原核生物RubisCO的结构、活化、动力学性质、基因结构表达与调节、基因工程等方面的最新进展作一综述.     

水稻RubisCO的纯化及其与烟草RubisCO性质的比较

利用蔗糖密度梯度离心和DEAE-Sepharose fast flow柱层析等步骤从水稻叶片中纯化了RubisCO。此法不仅快速,而且酶的收得率高,酶的比活达1.15 μmol CO_2 min~(-1) mg~(-1)。 水稻RubisCO的热稳定性比烟草酶差,在活化时对Mg~(2 )较敏感。水稻和烟草RubisCO钝化态时总巯基数和表面巯基数相同,然而当酶活化后,水稻酶表面巯基数增加,而烟草酶则减少。当这些表面巯基被修饰后,水稻酶活性损失60％而烟草酶活力仅损失15％。水稻和烟草RubisCO的远紫外CD光谱有明显的区别,这显示了两者在二级结构、酶比活和性质上的重大差别。     

多能硫杆菌RubisCO基因同源性分析

以氧化亚铁硫杆菌1,5—二磷酸核酮糖羧化酶/加氧酶(RubisCO)基因为探针,与氧化硫硫杆菌和多能硫杆菌的染色体DNA杂交。结果表明,氧化硫硫杆菌的染色体DNA能够与氧化亚铁硫杆菌RubisCO基因探针杂交。而多能硫杆菌不能与其杂交,然而却能够与球形红杆菌RubisCO基因探针杂交,同源性高。由于RubisCO在进化上的高度保守性,因此认为它们在RubisCO进化关系上应属于不同的类群。     

光和蛋白合成抑制剂对水稻RubisCO大、小亚基和RubisCO亚基结合蛋白基因表达的影响

水稻RubiCO在体内周转率很低,而其亚基结合蛋白(rbcBP)的周转却很迅速。水稻黄化幼苗随照光时间增加,在24h内Ru—bisCO蛋白量迅速上升,而 rbcBP在照光 6h后,其蛋白含量即维持恒定。 在转录水平上,RubisCO小亚基(rbcS)对光最为敏感;同样,rbcS的转录对蛋白合成抑制剂的反应也最为敏感。用亚胺环己酮和氯霉素处理水稻叶片,得到结果与光处理基本一致。 光与蛋白质合成抑制剂对rbcL、rbcS和rbcBP在基因表达各种水平上均有不同程度的影响,而以翻译水平上的调控较为灵敏。rbcS在基因表达调控上可能起某种支配作用;rbcBP与 rbcL、rbcS表达调控协调性不很紧密。     

杂种小麦及亲本旗叶老化过程中RubisCO特性的研究

小麦（ＴｒｉｔｉｃｕｍａｅｓｔｉｖｕｍＬ．）旗叶的ＲｕＢＰｃａｓｅ活性、含量及ＲｕＢＰｏａｓｅ活性在旗叶全展或全展后１０ｄ达最大值,以后逐渐下降。与亲本相比,供试杂种小麦“麦优４号”在旗叶一生中尤其老化后期上述参数皆表现明显的杂种优势。旗叶ＲｕＢＰｃａｓｅ比活性在叶绿素缓降期保持平稳,在叶绿素速降期逐渐下降。供试杂种小麦较亲本具有较高的ＲｕＢＰ羧化酶和加氧酶活性,表明杂种小麦不仅具有较强的光合羧化作用,而且叶片光合作用过程中的光呼吸也较强。结果与旗叶ＲｕｂｉｓＣＯ亲合ＣＯ２和Ｏ２的动力学常数的测定结果相符。     

多能硫杆菌RubisCO基因鉴定以及在大肠杆菌中的表达

多能硫杆菌(Thiobacillus versutus)是兼性化能自养细菌,在生理学和分类学上具有重要的地位,也是研究硫杆菌生理、生化、遗传学的理想材料。该菌通过卡尔文循环固定CO_2,其关键酶是1,5-二磷酸核酮糖羧化酶/加氧酶(简称RubisCO)。我们从多能硫杆菌中分离得到的RubisCO基因片段能够在大肠杆菌细胞中表达,说明自养细菌与异养细菌在基因表达方面是相似的。     

水稻叶片生育过程中RubisCO活性与光合,光呼吸的关系

水稻生育过程中，ＲｕＢＰ羧化酶活性与光合速率，ＲｕＢＰ加氧酶活性与光呼吸速率、ＲｕＢＰ羧化酶活性与加氧酶活性以及光合速率与光呼吸速率之间是相关的。籼型品种与粳型品种间酶活性的高低及光合、光呼吸速率的高低基本一致，籼型三系杂交稻无明显的光合优势。酶的羧化活性搞低只在一定范围内与光合速率的高低平行，在正常生育条件下，酶蛋白的数量不是水稻光合速率的限制因子。     

光强对两种硅藻光合作用、碳酸酐酶和RubisCO活性的影响

为研究海洋浮游硅藻光合固碳能力与光强的关系, 以三角褐指藻和威氏海链藻为实验材料, 测定了不同光强培养下三角褐指藻和威氏海链藻生长、光合特性、碳酸酐酶和核酮糖-1, 5-二磷酸羧化/氧化酶活性(RubisCO)的变化, 结果显示高光强促进两种硅藻的生长, 但对威氏海链藻的影响更明显。高光强导致两种硅藻叶绿素a、c含量、光系统Ⅱ的最大光化学效率和实际光化学效率明显下降, 非光化学淬灭系数明显升高, 但对光化学淬灭系数并没有明显影响。在高光下威氏海链藻和三角褐指藻胞内外碳酸酐酶活性明显升高。在高光强下培养的威氏海链藻RubisCO活性明显高于低光下培养, 但三角褐指藻正好相反, 不管高光还是低光培养威氏海链藻RubisCO活性始终高于三角褐指藻。以上结果表明不同硅藻对光强变化的响应存在差异, 它们可以通过调节光合生理特征、光合固碳关键酶和CO2供应以适应光强的变化。       

水稻叶片生育过程中RubisCO活性与光合、光呼吸的关系

水稻生育过程中,ＲｕＢＰ羧化酶活性与光合速率、ＲｕＢＰ加氧酶活性与光呼吸速率、ＲｕＢＰ羧化酶活性与加氢酶活性以及光合速率与光呼吸速率之间是相关的。籼型品种与粳型品种间酶活性的高低及光合、光呼吸速率的高低基本一致,籼型三系杂交稻（Ｆ１）无明显的光合优势。酶的羧化活性的高低只在一定范围内与光合速率的高低平行。在正常生育条件下,酶蛋白的数量不是水稻光合速率的限制因子。     

小球藻RubisCO的纯化及其在异养向自养转变过程中的含量变化

经硫酸铵分部沉淀、ＳｅｐｈａｃｒｙｌＳ－３００和ＤＥＡＥ－纤维素柱层析纯化了小球藻ＲｕｂｉｓＣＯ,得率为１５％,比活力达１．２３２μｍｏｌＣＯ２ｍｓ－１ｍｉｎ－１,分子量是５００ｋＤ,它和菠菜叶片ＲｕｂｉｓＣＯ在分子量、亚基组成和免疫特性等方面相似,反映ＲｕｂｉｓＣＯ在高等和低等植物中有较高的同源性。自养小球藻ＲｕｂｉｓＣＯ占细胞可溶性蛋白质的２４％。而异养转变后的小球藻细胞内不含ＲｕｂｉｓＣＯ。异养小球藻向自养生长转变过程中,２０ｈ后细胞内叶绿素含量逐渐增加,２４ｈ时细胞内出现ＲｕｂｉｓＣＯ,２４ｈ后大量增加,至４１ｈ时含量达最高峰;标志着小球藻细胞光合作用能力的恢复和加强。     

几种水稻RubisCO小亚基基因在大肠杆菌中表达方法的比较与产物的纯化

本文采用常规IB液体培养基37℃培养;增加0．66MM甜菜碱,0．33M山梨醇＋0．33M甜菜碱,0．66MM山梨醇,25℃培养于常规LB液体培养基培养以及更换温敏表达载体PBV200等三种方法,比较RubisCO小亚基基因在大肠杆菌中表达。结果表明,采用降低温度和增加培养介质的方法,目的基因以可溶性蛋白形成表达,且表达量与常远规LB培养基表达量相同;而以温敏表达载体PBV200质粒,表达总量增加且培养周期大大缩短。     

A short history of RubisCO: the rise and fall (?) of Nature's predominant CO2 fixing enzyme

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基于16S rRNA和RubisCO基因对嗜酸硫杆菌的系统发育及多样性北大核心CSCD

【目的】明确不同地理来源的Acidithiobacillus spp.种群是否表现出显著的地域性和异域物种形成;为了解微生物谱系地理、多样性维持机制和微生物分子地理学提供基础数据。【方法】采用16S r RNA基因、核酮糖-1,5-二磷酸羧化酶/加氧酶(Rubis CO)功能基因序列同源性分析构建相应的系统发育树,分析Acidithiobacillus spp.种群的遗传多样性。【结果】从3个不同的地域分离到35株菌聚为5大类群,其中菌株YNTR4-15可能是铁氧化细菌(Leptspirillum ferrooxidans),菌株HBDY3-3被鉴定为另一铁氧化细菌(Leptospirillum ferrodiazotrophum);有4株可能是Acidithiobacillus ferrivorans;6株是Acidithiobacillus ferridurans,其余菌株均被鉴定为Acidithiobacilus ferrooxidan。对26株代表性菌株的Rubis CO I型cbb L基因和II型cbb M基因的分析,发现19株菌具有双拷贝cbb L基因,分别为cbb L1和cbb L2基因;7株菌只检测到了cbb L1。cbb L1和cbb L2基因都有3个序列型;而cbb M基因是单拷贝。Rubis CO基因的密码子偏爱性不强。【结论】分离自3个地域的菌株16S r RNA/Rubis CO基因存在序列差异,Acidithiobacillus spp.种群存在显著的遗传多样性。嗜酸硫杆菌分离菌株基于16S r RNA基因的系统发育树和Rubis CO基因的发育树不一致。     

动物的的变态

变态是动物学中一个较重要的专用名词,有关内容在中学课本也多处涉及到。现择要介绍一点动物变态的知识,供动物学教学参考。何谓动物的变态动物由于外在和内在的原因,个体形态发生变化,这叫变态。但动物学所讲的变态,是狭义地从发生学角度理解,即胚胎不直接转变为成体,而是在后期发育过程中,先形成形态、生理、生态方面特殊的幼体,行独立生活和生长,以后在某阶段发生急剧变化,转变为成体。青     

活的不可培养的细菌的研究进展

活的不可培养微生物(VBNC)即一些微生物明显地丧失了可培养的特性,但是保留了自身原有的代谢活力,并且在一定条件下,又可以回复到可培养的状态。从VBNC细菌的诱导条件、生物学特性和检测方法3个方面对VBNC细菌研究进展做一综述。