低等生物谷氨酸脱氢酶基因用于作物遗传改良的研究进展

谷氨酸脱氢酶(glutamate dehydrogenase,GDH)是生物体中普遍存在的氮代谢相关酶.高等植物GDH因对NH4+的亲和力较低而在氨同化过程中仅起辅助作用,但在碳氮代谢、光呼吸和逆境响应中起着重要作用.低等生物GDH对NH4+的亲和力高,氨同化能力强,可异源表达于作物中以提高其氮素利用效率.本文对低等生...     

谷氨酸脱氢酶与几种肿瘤的关系

大多数生物体中都含有谷氨酸脱氢酶(Glutamate dehydrogenase, GDH)(E.C. 1.4.1.2–1.4.1.4)。在真核生物中,该酶主要存在于线粒体中,并在氮和碳的代谢以及信号通路中起着至关重要的作用。研究发现谷氨酸脱氢酶与肿瘤发生及发展有一定的关系,对于肿瘤研究具有一定意义,但是关于其与人类肿瘤的关系方面的综述很少见。文中对谷氨酸脱氢酶与乳腺癌、胶质瘤、结直肠癌以及卵巢癌等的关系进行了归纳和总结,希望可以为相关研究提供帮助。     

慢性氨暴露对中华鳖幼鳖血浆总氨氮、皮质酮浓度及组织氨代谢酶活性的影响

本文观测了慢性氨暴露对中华鳖(Pelodiscussinensis)幼鳖血浆总氨氮、皮质酮浓度及与氨代谢有关的酶活性的影响。将中华鳖暴露在总氨氮(TAN)浓度为32.4、57.6、83.5mg/L(分别记为1、2、3组)的水环境中饲养42d,以自然晾晒脱氯自来水饲养组为对照(记为0组),pH值控制在7.80-7.85。检测氨暴露2、4、8、24、48h、42d后血浆TAN与8、24、48h、42d后皮质酮浓度,42d后肝、肌肉与脑中谷氨酰胺合成酶(Glutaminesynthetase,GS)、谷氨酸脱氢酶(Glutamatedehydrogenase,GDH)的活性以及特定生长率(Specificgrowthrate,SGR)的变化。结果表明:0、1组血浆TAN随时间没有明显变化,2、3组血浆TAN随时间呈现先增加后降低的趋势,分别在8h和48h达到峰值,42d时各组间血浆TAN没有显著差异。氨暴露显著影响暴露初期血浆皮质酮水平,暴露后24h,1、3组血浆皮质酮水平显著高于对照组;42d后除2组外其他组间无显著差异。4组之间肝、肌肉和脑中GS活性均没有显著差异,肝和肌肉GDH(氨化和去氨化方向)活性也没有显著差异。各暴露组脑GDH活性和对照组相比差异不明显,但各处理组间氨化和去氨化方向脑GDH酶活差异显著。42d饲养期间各处理组SGR没有显著差异。     

浑球红假单胞菌氨同化途径的研究

本文测定了浑球红假单胞菌(Rhodobacter sphaeroides)菌株601谷氨酰胺合成酶(GS)、谷氨酸合酶(GOGAT)、谷氨酸脱氢酶(GDH)和丙氨酸脱氢酶(ADH)的活性。低氨时,GS/GOGAT活力高,GDH活力低,高氨时,GS/GOGAT活力低,GDH活力高。在以分子氮或低浓度氨为氮源的培养条件下,加入GS抑制刑MSX(L—methionine—DL—sulphoximine),细菌生长受到抑制。但是,生长在以谷氨酸为氮源的细菌则不受影响。上述结果表明,浑球红假单胞菌菌株601氨同化是通过GS/GOGAT途径和GDH途径。     

不同烤烟品种衰老叶片的无机氮积累及其生理调控

以不同烤烟品种‘红花大金元’和‘中烟100’为试验对象,研究同一生育期不同部位叶片的无机氮积累及其与氮素代谢和氨挥发的关系。结果表明,烟草植株下部衰老叶片（第5片叶）NO3^-和NH4^＋的含量要高于中部叶（第10和第15片叶）和上部叶（第20片叶）,并且‘红花大金元’下部叶NO3^-和NH4^＋的含量比‘中烟100’显著偏高;‘中烟100’植株各部位叶片的氨气补偿点比‘红花大金元’高。两个品种在第5到第20叶位间的谷氨酰胺合成酶（GS）、硝酸还原酶（NR）和谷氨酸脱氢酶（GDH）活性大小及其变化不一致,是叶片无机氮积累存在品种间差异的生理基础。     

灌浆期不同水分处理对玉米籽粒蛋白质及其组分和相关酶活性的影响

蛋白质作为氮素代谢的终极产物,与玉米(Zea mays)籽粒品质呈正相关关系,其生物合成主要在硝酸还原酶(NRase)、谷氨酰胺合成酶(GS)、谷氨酸脱氢酶(GDH)等一系列酶催化下完成,受制于品种自身遗传特性及环境因素,栽培管理措施和生态环境条件对玉米品质具有十分重要的影响。关于土壤水分供应状况对玉米籽粒主要品质成分的分布、积累动态和相关酶活性的影响的研究尚少见报道。以两种不同类型玉米:普通玉米‘掖单22’和高油玉米‘高油115’为研究对象,采用防雨棚池栽试验。水分处理以开花期为界线,设置3种水分处理,花后不浇水(W0)、花后浇1水(灌浆期,W1)、花后浇3水(灌浆期、乳熟期、蜡熟期,W2)。结果表明:两种类型玉米籽粒蛋白质及其组分含量的积累动态基本一致,且不受土壤水分供应状况的影响。玉米籽粒蛋白质及清蛋白、谷蛋白含量,均为‘高油115’较高,球蛋白含量为‘掖单22’较高,醇溶蛋白两类型玉米含量相近。在不同水分供应条件下,两种类型玉米叶片中NRase、GS酶活性和籽粒中GS、GDH酶活性的变化动态一致,NRase酶活性自灌浆初期至成熟期一直下降,GS、GDH酶活性呈单峰曲线,在授粉后20~40 d达到高峰,充足的水分供应有利于酶的活性维持较高水平;玉米叶片中NRase酶活性,‘掖单22’高于‘高油115’,叶片GS和籽粒GDH酶活性显著低于‘高油115’。研究表明:用玉米叶片中NRase和GS活性的高低表征籽粒蛋白质含量的高低不确切,土壤水分条件与不同类型玉米穗位叶和籽粒中GS 和GDH活性关系密切。     

氮素水平对花生氮素代谢及相关酶活性的影响

 在大田高产条件下研究了氮素水平对花生(Arachis hypogaea)可溶性蛋白质、游离氨基酸含量及氮代谢相关酶活性的影响, 结果表明, 适当提高氮素水平既能增加花生各器官中可溶性蛋白质和游离氨基酸的含量, 又能提高硝酸还原酶、谷氨酰胺合成酶和谷氨酸脱氢酶等氮素同化酶的活性, 使其达到同步增加; 氮素水平过高虽能提高硝酸还原酶和籽仁蛋白质含量, 但谷氨酰胺合成酶(GS)和谷氨酸脱氢酶(GDH)的活性下降; N素施肥水平不改变花生植株各器官中可溶性蛋白质、游离氨基酸含量以及硝酸还原酶(NR)、谷氨酰胺合成酶、谷氨酸脱氢酶活性的变化趋势, 但适量施N (A2和A3处理)使花生各营养器官中GS、GDH活性提高; 氮素水平对花生各叶片和籽仁中GS、GDH活性的高低影响较大, 但对茎和根中GDH活性大小的影响较小。     

夏季遮阴对茶树茶氨酸合成及其代谢相关基因表达的影响（英文）

为了研究夏季遮阴对茶树茶氨酸代谢途径的影响及对茶树内含物品质的改良作用,本研究以多年实生茶树为研究对象,利用Western blotting检测了夏季遮阴对茶树不同部位中茶氨酸合成酶(TS)、谷氨酰胺合成酶(GS)蛋白表达的影响,确定遮阴有利于嫩叶中TS的表达;随后利用实时荧光定量PCR检测方法探索了茶氨酸代谢途径中相关基因:TS、GS、谷氨酰胺α-酮戊二酸氨基转移酶(GOGAT)、谷氨酸脱氢酶(GDH)以及与氮素吸收和转化密切相关的亚硝酸还原酶(NiR)、精氨酸脱羧酶(ADC),在老、嫩叶中及不同遮阴时期的表达情况。结果表明遮阴有利于嫩叶中TS基因的表达,与叶部氨的再同化作用密切相关的GS、GOGAT和GDH基因均在老叶中有明显增加,而与硝基氮代谢相关的NiR、ADC基因表达在老叶与嫩叶中均明显下降。利用HPLC对遮阴后嫩叶中游离氨基酸含量的检测结果表明,遮阴明显促进茶叶部游离氨基酸总量的提高,其中贡献率最大是茶氨酸。本研究从分子水平上解析了遮阴促进茶叶部茶氨酸积累的调控机制,为今后夏秋茶栽培措施改良和品质改善提供理论基础。     

miR-214对骨形成的抑制作用

越来越多的研究表明microRNA广泛参与骨代谢的调控,调节骨髓间充质干细胞、成骨及破骨细胞的增殖及分化,调控骨形成与骨吸收之间的平衡,在维持骨代谢平衡中发挥重要作用。近年来有研究报道老年性骨质疏松、绝经后骨质疏松均与miR-214的高表达有关。miR-214通过靶向作用于Osterix、ATF-4、FGFR1、Pten以及LZTS1等基因调控骨髓间充质干细胞、成骨细胞以及破骨细胞等骨组织细胞的增殖及分化,进而抑制骨形成,促进骨吸收。本文主要综述了miR-214对骨髓间充质干细胞、成骨细胞以及破骨细胞分化的调控作用,旨在探讨miR-214对骨形成的抑制作用,为骨质疏松等骨疾病的诊断及治疗提供理论依据。     

氨氮对鱼类毒性的影响因子及气呼吸型鱼类耐氨策略

氨氮广泛存在于养殖水体中,在氨氮过高的养殖环境下可能会导致鱼类的大量死亡。从生态、环境及养殖效益角度来看,研究氨氮对鱼类的毒性以及鱼类应对环境或体内高氨浓度的策略均具有重要意义。某些鱼类具有其特殊的策略来降低氨毒性,使得这些种类能适应极高的环境或体内氨浓度。这些耐氨策略主要为(1)合成谷氨酰胺、(2)合成尿素排出、(3)增强机体排泄、(4)Rh蛋白促进氨解毒、(5)降低周围环境pH、(6)NH_3挥发和体表碱化、(7)降低体内氨生成、(8)特定氨基酸代谢生成丙氨酸、(9)组织高氨耐受性。鱼类的氨耐受策略较多而且是可变的,主要受特定种类的生活习性和栖息环境影响。文章综述了氨氮对鱼类的毒性机理以及鱼类的应对策略,为相关的研究提供基础资料。     

壳聚糖调节不结球白菜叶片GDH和GS基因的差异表达研究

应用半定量RT—PCR技术检测了壳聚糖对不结球白菜叶片GDH和GS的mRNA水平的影响。结果表明GDHmRNA的变化与GDH活性的变化趋势基本一致,而GSmRNA的量基本恒定,并未与GS的活性变化相符合。即壳聚糖可能在转录水平上对氨同化关键酶GDH进行调控;而对GS的调控则不在转录水平上,有可能发生在翻译水平上。     

高等植物绿叶中的氮素代谢与光合作用的关系

高等植物绿叶把光合碳素同化和氮素同化集于一体。在绿叶中进行的光合作用光化学过程,不仅能将CO_2同化成碳水化合物,而且参与在叶绿体内进行的亚硝酸还原成氨及氨转化成氨基酸的过程。因此,光合作用光反应、碳素同化与氮素同化之间存在着密切的关系,研究这些过程之间的相互联系,有助于我们调节植物体内碳、氮代谢的平衡。本文试就这方面的研究概况作一综述。     

分蘖期冷水胁迫下施氮量对寒地粳稻氮代谢和籽粒蛋白质含量的影响

以寒地粳稻东农428、龙稻7和松粳10为试验材料,研究分蘖期冷水胁迫下不同施氮量处理对功能叶片氮代谢关键酶活性、籽粒蛋白质含量以及产量的影响,并探讨功能叶片氮代谢关键酶活性与籽粒蛋白质含量以及产量的关系。研究结果表明,分蘖期冷水胁迫使NR,GS活性及籽粒蛋白质含量升高,GOGAT和GDH活性下降。分蘖期冷水胁迫下,增加施氮量使各品种功能叶酶活性及籽粒蛋白质含量均缓慢升高,其中NR、GS和GOGAT活性在N150处理下最高,GDH活性和籽粒蛋白质含量在N175处理下最高,可知,高施氮量不利于寒地粳稻抗冷。不同品种在冷水胁迫下酶活性表现不一,其中耐冷型品种东农428在各处理下氮代谢关键酶保持较高生理活性,龙稻7次之,松粳10最弱。分蘖期冷水胁迫下,纯氮施用量为100 kg/hm2,其产量表现最佳,3个品种表现一致。     

厌氧氨氧化体的组成、结构与功能

厌氧氨氧化(Anammox)是微生物和环境领域的研究热点之一。厌氧氨氧化菌(AnAOB)是Anammox的功能载体。不同于大部分原核微生物,AnAOB具有独特的细胞器——厌氧氨氧化体,它是进行Anammox代谢的场所。研究厌氧氨氧化体有助于探明厌氧氨氧化菌的代谢特性。本文综述了厌氧氨氧化体的组成、结构与功能,以期为从事Anammox研究的同行提供参考。     

克雷伯杆菌甘油脱氢酶和1,3-丙二醇氧化还原酶的动力学机制

本研究主要对克雷伯杆菌甘油转化1,3-丙二醇代谢途径中的2个关键酶甘油脱氢酶(GDH)、1,3-丙二醇氧化还原酶(PDOR)反应机制和动力学进行了研究。首先,通过初速度和产物抑制动力学研究确定了GDH、PDOR双底物酶促反应机制为有序BiBi机制,明确了由反应物消耗到产物生成之间的历程。其次,建立了GDH、PDOR双底物酶促反应动力学模型,由动力学模型可知,在偶合反应中,如果GDH和PDOR酶量相同,GDH氧化反应成为限速反应,而辅酶I将主要以氧化型NAD+形式存在。动力学信息为酶法合成1,3-丙二醇和代谢工程研究提供理论指导。     

肝癌癌变机制的生化研究:喂偶氮染料对大鼠肝癌酶活性的影响

在3'-MeDAB誘发的肝癌組織中,G-6-PD、6-PGD、二肽酶的活性都較正常肝高,而另一些酶如GDH、GMA、OCT、TP、TD、TTA的活性則較正常肝低或甚至測不出来。大多数酶活性都在癌前期即有明显的变化,其变化情况多趋向于癌的特征,如肝癌組織中活性較高的酶,在引癌过程中其活性較对照組有升高趋势,如G-6-PD、6-PGD、二肽酶(以甘氨酰甘氨酸为底物);肝癌組織中活性降低的酶,在引癌过程中其活性有降低趋势,如GDH、GMA、OCT。但以丙氨酰甘氨酸为底物的二肽酶活性的变化則与对照組基本相似。癌前期TP及TTA活性較对照組都无明显差异。肝癌組織中GSSGR活性与正常肝相似,但在引癌过程中(4—13周)則有升高趋势。苏氨酸去水酶受基础食料中营养因素的影响較大,癌前期看不出3'-MeDAB对它的影响。非致癌物,2-MeDAB,除了使GDH活性升高外,对上述其他酶活性都无明显的影响。肝癌綫粒体內GMA和GDH比活性都較对照組及正常肝綫粒体为低。癌前期肝綫粒体GMA比活性較对照組显著降低,而GDH比活性則无明显改变。根据本实驗及其他实驗室結果,我們认为:3'-MeDAB所引起的肝脏酶活性变化,可能是由于它在肝內进行代謝引起G-6-P旁路代謝的活跃,以及3'-MeDAB代謝产物通过各种不同机制对酶的影响所致。这些酶活性的变化可能导致肝細胞的异常生长和异常分化因而形成肝癌(图12)。非致癌物,2-MeDAB,可能与3'-MeDAB的代謝途径不同,因而产生不同的影响,而3'-MeDAB所产生的特殊影响則可能与其致癌作用有关。     

烤烟叶片衰老期氨气挥发特征及其生理调控研究

以烤烟品种K326为试验材料,利用氨气收集装置测定烟叶的氨气挥发量,并利用谷氨酰胺合成酶(GS)抑制剂(Glufosinate)处理叶片和质外体提取等方法,研究了叶片氨气挥发及其与氮代谢相关生理指标的关系。结果表明:(1)随着叶片的衰老,氨气挥发量在叶龄70d时最大(10.96μg.m-2.h-1),与衰老初期(叶龄40d)相比增加了2.15倍;质外体NH4+浓度和pH、氨气补偿点逐渐上升,GS和硝酸还原酶(NR)活性下降,谷氨酸脱氢酶(GDH)活性升高,可溶性蛋白和总氮降解,叶片NH4+浓度升高。(2)GS抑制剂处理后,叶片组织NH4+浓度和氨气补偿点升高,氨气挥发量增大,与对照相比差异显著。(3)氨气挥发量与质外体NH4+浓度、质外体pH和氨气补偿点呈极显著或显著正相关,与GS活性呈显著负相关,与GDH活性呈显著正相关,与叶片组织NH4+浓度等其他指标相关性不显著。研究认为,烤烟叶片衰老期间氨挥发量大幅上升,挥发量的大小受气孔氨气补偿点、GS和GDH活性的直接调控,以及其他氮素代谢相关指标的间接调控,其中GS起主导作用。     

S1P 信号通路：心血管疾病治疗的新靶点

1- 磷酸鞘氨醇是一种有生物活性的脂质代谢产物,具有调节细胞增殖、再生、迁移,细胞内钙离子移动,黏附分子表达以及激活单核细胞黏附内皮细胞等功效,在血管生理性再生及动脉粥样硬化斑块发生发展中发挥重要作用。1- 磷酸鞘氨醇在高密度脂蛋白中含量在所有脂蛋白中最高,其参与调节高密度脂蛋白的抗氧化、抗血栓、抗炎等效应,而这些反应与1- 磷酸鞘氨醇的生物学功能如血管发生、内皮保护、抑制平滑肌细胞迁移、心肌缺血再灌注损伤的保护等密切相关。对1- 磷酸鞘氨醇信号通路在心血管系统中的作用及以该通路为靶点的相关药物研究进展进行综述,为今后研究提供参考。     

谷氨酸生产菌S9114中的谷氨酸脱氢酶的研究

谷氨酸脱氢酶(GDH)是谷氨酸生物合成的关键酶,谷氨酸棒杆菌S9114是目前我国味精工业应用最广泛的生产菌种,其谷氨酸脱氢酶的研究尚未见报道。分离纯化该菌中的谷氨酸脱氢酶,研究其辅酶组成,对揭示谷氨酸脱氢酶的分子结构和性质,提高谷氨酸产率很有必要。将培养至对数期中期的细胞离心收集并用含适量DTT、EDTA的Tris-HCl缓冲液 (pH 7.5)洗涤,用French pressure cell press 破碎,离心去除菌体碎片得无细胞抽提液。然后使用?KTA_100快速纯化系统经DEAE_纤维素柱、疏水柱(HIC)、G-200凝胶过滤柱层析得到纯化大约70倍的以NADPH为辅酶的GDH和部分纯化的以NADH辅酶的GDH。这两个酶分别对NADPH、NADH高度专一,不能相互代替。经HPLC和SDS_PAGE测得前一种酶的分子量和亚基分子量分别为188kD和32kD,表明该酶为具有相同亚基的六聚体。酶活性测定使用HITACHI U-3000 分光光度计利用NAD(P)H在340nm氧化的初速度进行。蛋白质含量测定利用Bradford 方法进行,并以牛血清白蛋白为标准蛋白。纯化结果表明S9114中确实存在两种GDH,其中以NADH为辅酶的GDH尚未见报道。和某些具有两种GDH的微生物一样,S9114可能也是以NADPH为辅酶的GDH参与谷氨酸的合成代谢,以NADH为辅酶的GDH参与谷氨酸的分解代谢。同时发现以NADPH为辅酶的GDH在280nm吸收很弱,在215nm吸收很强。说明此酶中酪氨酸、苯丙氨酸含量较低。     

力复霉素合成与谷氨酰胺合成酶活力的正相关性

本文报道了地中海诺卡氏菌U一32的氮代谢研究的初步结果。U一32的丙氨酸脱氢酶(ADH)和谷氨酰胺合成酶(GS)同化氨途径受培养基中氨浓度的调节。高氨时,GS的活力低,ADH活力高;低氨时,GS话力高,ADH活力低,发酵后期ADH活力近于零。