异养微生物还原氧化铁的研究

所试的民养微生物能在静止状态含蔗糖和氧化铁的培养液中生长。它们在氧化蔗糖到CO₂时,伴随着Fe³⁺还原到Fe²⁺、Fe²⁺移动到基质表面与O₂接触后,又会氧化为Fe³⁺培养液Fe³⁺被还原的适宜pH和温度分别为7.0、25℃。若培养液中加入0．1％硝酸盐时,还原Fe³⁺的过程会停滞或减慢。     

不同浓度Fe2+与Zn2+对羊草幼苗生长和生理特性的影响

以羊草幼苗为研究对象,通过调整全营养培养基(CK,0.05 mmol/L Fe²⁺、0.015 mmol/L Zn²⁺)中铁或者锌含量设置0、10倍、20倍Fe²⁺(Zn²⁺)浓度处理Fe₀(Zn₀)、Fe₁₀(Zn₁₀)、Fe₂₀(Zn₂₀),以及在高铁培养基中单独添加0.15 mmol/L Zn²⁺或同时添加10 mmol/L Ca²⁺、5 mmol/L Mg²⁺、20 mmol/L K⁺处理,测定培养6 d后幼苗生长指标和矿质元素含量、以及高铁(Fe₂₀)处理下幼苗根中抗氧化指标和相关基因表达量,探究不同浓度Fe²⁺、Zn²⁺对羊草幼苗生长、矿质元素吸收积累及抗氧化指标、基因表达的影响。结果表明：(1)缺锌(Zn₀)显著抑制羊草幼苗鲜重的增加和Zn元素的积累,但促进Fe、Mg元素的积累;高浓度锌(Zn₁₀、Zn₂₀)显著促进幼苗叶片生长和Zn元素的积累;缺铁(Fe₀)显著抑制幼苗的根长、鲜重和Fe元素的积累,促进Mg、Zn元素的积累;高浓度铁(Fe₁₀、Fe₂₀)显著抑制羊草幼苗根叶生长、根毛发育和Ca、Zn、Mg、K元素的积累。(2)增加Zn²⁺和Ca²⁺、Mg²⁺、K⁺浓度无法恢复高铁胁迫对幼苗生长的抑制作用。(3)高浓度铁(Fe₂₀)处理羊草幼苗48 h后,根部过氧化物酶、超氧化物歧化酶、过氧化氢酶、抗坏血酸过氧化物酶、谷胱甘肽还原酶活性和丙二醛、抗坏血酸、还原型谷胱甘肽含量显著升高;烟酰胺合成酶基因、过氧化物酶基因表达量显著下调,植物类萌发素蛋白基因表达量显著上调。研究发现,羊草幼苗生长发育和矿质元素积累对环境中Zn²⁺浓度变化不敏感,却受到环境中高浓度Fe²⁺的显著抑制,并造成严重的氧化胁迫伤害,这种伤害无法在添加Zn²⁺或同时添加Ca²⁺、Mg²⁺、K⁺的条件下恢复。     

巨大芽孢杆菌BP931胞外青霉素G酰化酶的产生条件

研究了巨大芽孢杆菌(Bacillus megaterium)BP 931胞外青霉素G酰化酶的产生条件。菌在由葡萄糖0.7％,氮源1号0.5％,酵母膏1.0％和苯乙酸0.8％组成的液体培养基(灭菌前pH9.0,灭菌后pH8.0)中,28℃振荡培养44h。以6-硝基-3-苯乙酰胺基苯甲酸为底物,培养滤液酶活力为9.0IU/ml。诱导物苯乙酸于培养6h后加入,酶活力可以提高到11.0IU/ml。Ca²⁺、Al³⁺、Sn³⁺、Mn²⁺和Fe²⁺离子降低酶的形成;Cu⁺和C0²⁺离子显著抑制菌生长,降低酶的形成;Zn²⁺,Cd²⁺和Hg²⁺离子完全抑制菌生长和酶形成。     

乳酸克鲁维酵母β－半乳糖苷酶的分离纯化及性质研究

乳酸克鲁维酵母(Kluyveromyces lactis)经高压破壁后的粗提液,其β-半乳糖苷酶(E．C．3．2．1．23)比活力为5．56u／mg。经硫酸铵沉淀,丙酮沉淀,PAPMA—Sepharose 4B柱层析后,乳糖酶比活力达370u／mg,纯化了66．2倍,SDS—PAGE鉴定为一条带,分子量85000Da。酶作用的最适pH在6．4—6．8之间,最适温度40℃,50℃保温15min酶活丧失90％。以邻硝基苯一β一半乳糖苷(ONPG)为底物的米氏常数为2．78mmoI／L。酶的正常水解产物半乳糖对酶活力有一定的抑制作用,核糖强烈抑制酶活力,Fe²⁺、Zn²⁺、Cu²⁺、Ag⁺、PCMB和NBS都能使酶活丧失。Mg²⁺、Mn²⁺和还原剂巯基乙醇的存在能提高酶活力。     

氧化铝为载体的固定化葡萄糖异构酶某些性质的研究

本文报道了以廉价的大孔氧化铝作为葡萄糖异构酶的固定化载体。该固定化酶的热稳定性是60—70℃,如高于70℃就开始失活。最适Ph和温度分别为7．2—8．0和70℃。Gu²⁺、Fe²⁺、Zn²⁺、Mn²⁺和Ba²⁺等金属离子对它的酶活有抑制作用,Co²⁺和Mg²⁺金属离子却有明显的激活作用。该固定化酶酶活是6000—7000μ／g。通过柱运转,它的半衰期为40天以上,转化率是葡萄糖异构为果糖理论值的80一85％。     

Spectral response of rice (Oryza sativa L.) leaves to Fe2+ stress

In the management of lake eutrophication, the regulation effect of Fe is considered, in addition to the controlling nitrogen- and phosphorus input. Based on the “Fe hypothesis”, this paper tentatively ap-plied plant spectral response to the remote sensing early-warning mechanism of lake eutrophication. A laboratory water culture experiment with rice (Oryza sativa L.) was conducted to study Fe uptake by plants and the chlorophyll concentration and visible-near infrared spectrum of vegetable leaves as well as their interrelations under Fe²⁺ stress. Three spectral indices, i.e., A₁ (integral value of the changes of spectral reflectivity in the range 460―670 nm under Fe²⁺ stress), A₂ (integral value of the changes of spectral reflectivity in the range of 760―1000 nm under Fe²⁺ stress) and S (blue-shift range of red edge curve under Fe²⁺ stress), were used to establish quantitative models about the relationships between the rice leaf spectrum and Fe²⁺ stress. With the increase of Fe²⁺ in a culture solution, the Fe content in rice plants increased, while the chlorophyll concentration in vegetative leaves decreased. The spectral reflectivity of vegetable leaves increased in the visible light band but decreased in the near infrared band, and the blue-shift range of the red edge curve increased. The indices _A1, A₂ and S all had sig-nificant correlations with the Fe content in rice leaves, the correlation coefficient being respectively 0.951 (P < 0.01), −0.988 (P < 0.01) and 0.851 (P < 0.01), and simulated (multiple correlation coefficients R² > 0.96) and predict the Fe level in rice leaves.     

基于Ti4+-IMAC富集的分枝菌酸小杆菌深度覆盖磷酸化蛋白质组研究

【目的】本研究以分枝菌酸小杆菌(Mycolicibacterium smegmatis)为研究对象,探索适于原核微生物理想的磷酸化富集方法。【方法】我们比较了二氧化钛(TiO₂)、Fe³⁺-NTA和Ti⁴⁺螯合在磷酸酯修饰的固相微球(Ti⁴⁺-IMAC) 3种不同富集方法磷酸化肽段的富集效率,并用不同分辨率的质谱仪评估富集稳定性。【结果】Ti⁴⁺-IMAC富集效率最高,磷酸化位点数是TiO₂或Fe³⁺-NTA方法的7倍以上;TiO₂和Fe³⁺-NTA方法富集到的磷酸化位点数相差不大,与已报道的用TiO₂方法富集的磷酸化位点数目接近。Ti⁴⁺-IMAC富集结果稳定性很好,高分辨率Lumos质谱仪鉴定到的磷酸化位点数是Velos的2.6倍。【结论】本研究较高效地实现了分枝菌酸小杆菌磷酸化事件的鉴定,共鉴定到2 280个磷酸化蛋白、10 880个磷酸化肽段及4 433个可信磷酸化位点,有望用于其他微生物的磷酸化蛋白质组学研究。     

长潭水库铁锰含量与环境因子的季节性变化相关性分析及铁锰氧化菌群的富集培养

【背景】目前对水库水体污染原因的研究往往专注于水体的富营养化、pH值、溶解氧、氨氮、菌落总数指标的变化,而重金属含量与环境因子的季节性变化相关性分析研究较少,同时对于典型季节原位微生物种群的多样性差异研究尚未见报道。【目的】研究浙江省台州市长潭水库底部水中正二价金属离子(二价锰离子Mn²⁺;二价铁离子Fe²⁺)浓度与不同环境因子的季节性变化规律,并对其相关性进行分析;富集平水期(2月)和丰水期(8月)水库底部水体中功能微生物菌群,分析其种类和丰度的差异。【方法】分别检测12个月的水库水Mn²⁺和Fe²⁺浓度及多种环境因子(水体溶解氧浓度、pH值、总磷浓度、浊度、水库环境温度及降水量),过滤并富集培养水库底部水体的功能微生物菌群,对其16S rRNA基因V3-V4区测序并分析其菌群结构。【结果】长潭水库水中Mn²⁺和Fe²⁺浓度呈季节性变化,每年的春夏交替季节水体中铁锰含量从零开始慢慢升高,至夏秋高温季节水体中Mn²⁺和Fe²⁺浓度达到最高值,然后慢慢降低,至秋末冬初检测不到含量。在检测的多种环境因子中,水体溶解氧浓度、水库环境温度及降水量呈明显的季节性规律变化。Mn²⁺和Fe²⁺浓度与温度、降水量和浊度有正相关性,与溶解氧浓度、pH值和总磷浓度有负相关性,其中在正负相关性分析中两种金属离子的浓度与溶解氧浓度的相关性最强,其次是环境温度及降水量。丰水期和平水期中富集获得的功能微生物菌群的种类和丰度差异很大,从属水平上分类,丰水期时菌群只包含不动杆菌(Acinetobacter)和鲑色沉积物杆状菌(Sediminibacterium)这2个属的菌株,含量各占约50%;平水期时菌群则主要由杆菌属(Bacillariophyta) (47.62%)和Limnohabitans(9.52%)等9个属的菌株构成。富集获得的平水期和丰水期的两个可培养的菌群均具有去除水库水中Mn²⁺的功能,去除率分别约为35.9%和11.4%。【结论】长潭水库底部水体中Mn²⁺和Fe²⁺浓度与不同环境因子均呈季节性规律变化,它们之间呈现不同的正负相关性,丰水期和平水期的功能微生物菌群结构差异很大。本研究为利用微生物进行重金属污染水体的治理储备了微生物资源,为实现国家“美丽乡村”的建设目标提供一定的参考价值。     

木霉GXC产β-葡聚糖酶条件和酶学性质

研究了木霉GXC产 β 葡聚糖酶的条件。结果表明 ,最适产酶碳源为麸皮 ,氮源为硫酸铵 ;产酶的最适条件为 :初始pH为 4 0～ 5 0 ,30℃培养 44h。粗酶液经硫酸铵沉淀、SephadexG 2 5、SephadexG 1 0 0和DEAE SephadexA 50柱层析得到纯β 葡聚糖酶 ,SDS PAGE凝胶电泳显示一条带 ,测得分子量为 35kD。该酶最适反应pH5 0 ,最适反应温度为 60℃ ,在 40℃以下、pH4 0～ 5 0酶活力相对稳定。 5 0mmol L以下的Ca²⁺、Zn²⁺和Fe²⁺,以及 1 0 0mmol L以下的Co²⁺对酶活力有激活作用 ;而Cu²⁺和Fe³⁺具有抑制作用。     

H2O2－Fe3+所致人淋巴细胞DNA双链断裂损伤

采用脉冲电场凝胶电泳法检测H₂O₂－Fe³⁺体系产生的OH^·对人淋巴细胞DNA的双链断裂损伤．H₂O₂－Fe³⁺浓度与DNA双链断裂呈明显量效关系;随OH^·作用时间延长,细胞DNA双链断裂加重;过氧化氢酶对OH^·损伤有明显抑制作用．脉冲电场凝胶电泳法可检测到的H₂O₂和FeCl₃引起细胞DNA双链断裂的最低浓度为0.3 mmol/L和6 μmol/L．     

大豆斑疹病菌铁摄取因子PiuB在致病性中的作用分析

铁作为生命必需的基本元素,在细菌生长代谢过程中具有重要作用。然而,大豆斑疹病菌(Xanthomonas axonopodis pv. glycines, Xag)中编码铁摄取因子的piuB基因是否参与病原菌的铁摄取和致病性并不清楚。为解析PiuB的作用,采用同源重组策略获得了Xag的piuB基因缺失突变株(ΔpiuB),并对该突变株进行功能研究。研究表明：相较于野生型,突变株ΔpiuB在寄主大豆上的毒性和生长能力显著削弱;铁载体分泌量激增;对Fe³⁺、Cu²⁺、Zn²⁺和Mn²⁺的敏感性显著增强。此外,该突变株的H₂O₂抗性、胞外多糖产量、生物膜形成能力以及游动性等相较于野生型均显著减弱;添加外源Fe³⁺不能有效恢复ΔpiuB的上述特性;功能互补株可完全恢复ΔpiuB的缺陷性表型至野生型水平。这说明PiuB是Xag摄取Fe³⁺的潜在因子,并且是Xag在寄主大豆上致病所需的。     

嗜碱细菌环状糊精葡糖基转移酶的纯化和性质

嗜碱细菌52—2除去菌体的培养液经硫酸铵沉淀和DEAE－纤维素离子交换柱层析,得到凝胶电泳均一的环状糊精葡糖基转移酶,纯化了11.5倍,酶活力回收为5.7％。用浓度梯度PAGE测分子量为151700。酶反应最适温度为65℃,50℃以下比较稳定。酶反应最适pH为7．0,在6．0～9.0范围内稳定。Zn²⁺、Hg²⁺、Pb²⁺、Al³⁺、Cu²⁺、Ag⁺和Fe²⁺强烈抑制酶活力。紫外光谱在270nm和244nm处分别有最大和最小吸收。荧光光谱的最大激发波长和发射波长分别为283nm和335nm。用NBS、NEM、NAI、DEP和EDC对酶进行了化学修饰,初步推测组氨酸和色氨酸残基可能为酶活力必需基因,羧基与酶活力有一定关系。     

粗毛栓菌诱变菌株SAH-12漆酶的分离纯化及酶学性质研究

粗毛栓菌Trametes gallica诱变菌株SAH-12是通过紫外诱变选育所得的漆酶高产菌株,Active-PAGE分析表明SAH-12在高氮低碳无机盐培养液（LM3）中至少分泌3种漆酶同工酶（Lac1、Lac2、Lac3）。采用硫酸铵盐析、透析和Sephadex-G75分子筛层析从其培养液中分离纯化得到电泳纯的Lac1,纯化倍数6.54,酶活性回收59.7%。Lac1经SDS-PAGE验证为一条带,其表观分子量为61.5kDa。Lac1为一种糖蛋白,含糖量11.6%,等电点pI 4.40,催化氧化底物ABTS的最适反应温度为60℃,最适pH为2.6,Km值为25μmol/L。Lac1在40℃（pH4.0）以下和pH1.5～5.0（28℃）范围内稳定。金属离子Fe²⁺、Ag⁺、Hg²⁺和Cr³⁺与抑制剂DTT、SDS、EDTA和DMSO对Lac1有抑制作用,其中Fe²⁺和DTT完全抑制酶活,而Cu²⁺对酶有明显激活作用,Mn²⁺、Zn²⁺对酶活影响不大。Lac1不仅可使一些合成染料明显脱色,而且对苹果汁多酚祛除也有较好效果。40℃用该酶（1U/mL）处理苹果汁5h,其多酚含量可降低40%。     

粗毛栓菌诱变菌株SAH-12漆酶的分离纯化及酶学性质研究

粗毛栓菌Trametes gallica诱变菌株SAH-12是通过紫外诱变选育所得的漆酶高产菌株,Active-PAGE分析表明SAH-12在高氮低碳无机盐培养液（LM3）中至少分泌3种漆酶同工酶（Lac1、Lac2、Lac3）。采用硫酸铵盐析、透析和Sephadex-G75分子筛层析从其培养液中分离纯化得到电泳纯的Lac1,纯化倍数6.54,酶活性回收59.7%。Lac1经SDS-PAGE验证为一条带,其表观分子量为61.5kDa。Lac1为一种糖蛋白,含糖量11.6%,等电点pI 4.40,催化氧化底物ABTS的最适反应温度为60℃,最适pH为2.6,Km值为25μmol/L。Lac1在40℃（pH4.0）以下和pH1.5～5.0（28℃）范围内稳定。金属离子Fe²⁺、Ag⁺、Hg²⁺和Cr³⁺与抑制剂DTT、SDS、EDTA和DMSO对Lac1有抑制作用,其中Fe²⁺和DTT完全抑制酶活,而Cu²⁺对酶有明显激活作用,Mn²⁺、Zn²⁺对酶活影响不大。Lac1不仅可使一些合成染料明显脱色,而且对苹果汁多酚祛除也有较好效果。40℃用该酶（1U/mL）处理苹果汁5h,其多酚含量可降低40%。     

低自旋氰配位紫色震颤菌血红蛋白血红素及其周围质子的核磁共振研究

报道了低自旋氰配位紫色震颤菌血红蛋白 (VtHb CN)血红素及其周围质子的核磁共振谱 .通过MCOSY ,NOESY ,1DNOE和TOE ,以及SUPERWEFT实验对VtHb -CN的¹H核磁共振谱进行识别 .已识别了血红素和配位组氨酸的几乎所有共振峰 ,获得了这些共振峰的自旋 晶格弛豫时间和它们的化学位移随温度的变化关系 ,由此可分别获得这些质子到血红素Fe³⁺ 的距离和抗磁化学位移 .通过化学位移的pH滴定 ,得到了配位组氨酸 (His 85 )的咪唑环的电离平衡常数pK_a( =4.95 ) .这一较低的pK_a 值 ,归因于带正电的Fe³⁺ 以及His 85与血红素Fe³⁺   的配位 .     

兔肌3-磷酸甘油脱氢酶的提纯及性质研究

目的:研究兔肌3-磷酸甘油脱氢酶的分离纯化方法及其酶学性质,为测定血清甘油三酯所用酶联试剂的开发提供试验基础和理论依据。方法:通过硫酸铵分级沉淀、DEAE-Sepharose、Blue-Sepharose和羟磷灰石纯化兔肌3-磷酸甘油脱氢酶,利用凝胶过滤和梯度PAGE(5%～15%)法测定酶分子量,采用常规酶学动力学分析方法,考察pH、温度、底物浓度以及部分金属离子与有机化合物对酶促反应的影响。结果 纯化后的兔肌3-磷酸甘油脱氢酶经PAGE(12%)分析为单一条带;酶分子量为115～122 kDa;酶最适温度45℃,最适pH 9;酸碱稳定范围pH6～9,低于45℃时热稳定性好;最适条件下,以3-磷酸甘油和NAD⁺为底物,测得酶的K_m分别为7.4×10^-3mol/L和1.47×10^-4mol/L;Ba²⁺、Mn²⁺、Fe²⁺、Al³⁺、Cu²⁺、Ni²⁺、Ag⁺、Hg²⁺、NaN₃、EDTA对酶有不同程度的抑制作用,Mg²⁺、Ca²⁺、Co²⁺、Zn²⁺有一定程度的激活作用,其中Co²⁺和Zn²⁺对酶的激活作用能达到200%以上,有机化合物NaF对酶的活性没有影响。     

骨骼肌内质网Ca2+泵转运Ca2+的结构基础

Ca²⁺泵(Ca²⁺-ATPase)是调节细胞内Ca²⁺浓度的重要蛋白质之一. Ca²⁺泵在转运Ca²⁺的过程中经历一系列构象变化. 其中,E1状态为外向的Ca²⁺高亲和状态,E2状态则为内向的Ca²⁺低亲和状态. 目前,骨骼肌内质网Ca²⁺泵转运Ca²⁺过程中的几个中间状态,包括E1-2Ca²⁺,E1-ATP,E1-P-ADP,E2-Pi和E2状态的三维晶体结构已经解析. 介绍这几种状态的晶体结构,并分析Ca²⁺泵在执行功能过程中结构与功能的关系.     

毛霉脂肪酶的研究

从土样中分离筛选到一株脂肪酶菌株—毛霉(Mucor sp.)M₂,其优化后的培养基组成(%);黄豆粉4.0、蔗糖0.5、橄榄油1.0、硫酸铵0.1、磷酸氢二钾0.2硫酸镤0.01、pH自然。产酶最适条件：初始pH6.5、培养温度28℃、培养周期96h.该酶最适作用温度50℃、最适pH8.0、pH稳定范围为7.0～10.0,Fe²⁺、Ca²⁺、Mg²⁺、K⁺对酶有激活作用。     

氧合血红蛋白Fe-O2键合态 ab initio 研究

本文报道用自旋非限制Hartree-Fock方法(spin unrestricted Hartree-Fock method简写UHF)对氧合血红蛋白的Fe-O₂键合态进行ab initio研究。结果表明Fe^(Ⅱ)、Oc和Or的Mulliken布居值分别为24.18、8.19和7.64。这说明氧合血红蛋白的Fe-O₂键合态不发生电子转移。研究模型所得到的频率与实验频率基本一致。研究结果不支持Weiss提出的Fe³⁺O₂^-模型,为解释血红蛋白传输氧的作用机理提供了新的理论依据。     

嗜热真菌Thermomyces lanuginosus A236热稳足葡萄糖淀粉酶的纯化及其特性

嗜热真菌Thermomyces lanuginosus A2a6在液体培养基中50℃下静止培养14天,粗提酶液经硫酸铵分级沉淀、DEAE-Toyopearl离子交换层析、Butyl-Toyopearl疏水层析、Sephacryl S100凝胶过滤和FPLC Mono Q离子交换层析,得到了凝胶电泳均质的葡萄糖淀粉酶。酶促反应产物经TLC分析为葡萄糖,证明纯化的酶为葡萄糖淀粉酶(EC 3．2．1.3)。SDS-PAGE测定其分子量为72,000,不具亚基,pI为4．0,富含val和Leu。酶反应最适温度和pH分别为70℃和5．0。在pH5．0条件下,酶在60℃保温lh,仍具有原酶活性。酶活性在70℃和80℃的半衰期分别为20min和6min, Ca²⁺对酶有激活作用,Fe³⁺、Al³⁺、Hg²⁺等金属离子对酶活力有一定的抑制作用。纯酶碳水化合物含量为12．4％。纯酶可水解可溶性淀粉,直链淀粉、支链淀粉．糊精、糖原、麦芽三糖和麦芽糖,其中可溶性淀粉为最适底物。