NADH和KCN对水稻硝酸还原酶的不可逆钝化作用

硝酸还原酶(NADH:硝酸氧化还原酶,EC.1.6.6.1,NR)是高等植物氮同化的关键酶,是将NO_3~-还原为NH_4~-的限速因子。其活性受多种内在(如激素、活化因子和钝化蛋白等)和外界(如光照、氧气、水份和无机离子等)因子的影响。一些作者已开始探讨将它作为栽培或育种指标的可     

硝酸还原酶的研究——Ⅰ.小麦叶片硝酸还原酶—钝化蛋白的分离和特性

从小麦叶片得到的硝酸还原酶(NR)-钝化蛋白用作钝化小麦叶片NR。通过硫酸铵分级分离和Sephadex G-100柱纯化的小麦蛋白分为两个部分,对NR都有明显的钝化活力,但又有着不同的性质。在Tris-甘氨酸缓冲液系统中进行聚丙烯酰胺凝胶电泳时,钝化蛋白部分Ⅰ的蛋白下移缓慢,保持在起端,而钝化蛋白部分Ⅱ的蛋白则下移迅速,接近底端。对NR的钝化作用,钝化蛋白部分Ⅱ明显高于同样量的部分Ⅰ。钝化蛋白部分Ⅰ的最适pH为7.5,部分Ⅱ的最适pH为6.5。钝化蛋白部分Ⅰ和部分Ⅱ对NR的作用方式也不同。前者对NR无明显水解作用,后者对NR有较强水解作用且与NR-起预保温后在Sephadex G-75柱上移动性无明显变化。小麦叶片NR-钝化蛋白部分Ⅱ可能是个特异的水解蛋白,而钝化蛋白部分Ⅰ可能不是个水解蛋白。     

硝酸还原酶的研究——Ⅲ.硝酸还原酶钝化蛋白的专一性及其对硝酸还原酶的水解作用

以同样的提取方法,分别从小麦叶片、曼陀罗愈伤组织中提取的硝酸还原酶(NR)钝化蛋白均可明显钝化小麦、水稻、玉米等叶片的NR,而从水稻、豌豆叶片中提取的NR钝化蛋白也均可明显钝化小麦叶片NR的事实显示出植物体内NR钝化蛋白存在的普遍性及不同植物种间这种钝化蛋白作用的共同性。水稻叶片及曼陀罗愈伤组织NR钝化蛋白只能钝化NR,而不能钝化与NR同为植物氮素同化关键酶的亚硝酸还原酶(NiR),小麦叶片NR钝化蛋白只能钝化NR而不能钝化与NR同为诱导酶的α-淀粉酶又表明NR钝化蛋白对NR的钝化作用具有一定的专一性。在小麦叶片NR钝化蛋白(部分Ⅰ)与NR一起保温时,同时加入作为水解酶抑制剂的大豆胰蛋白酶抑制物或丝氨酸酶抑制物PMSF,均可部分解除钝化蛋白的钝化效力,可作为此种钝化蛋白是个水解酶的进一步证明。     

硝酸还原酶的研究——Ⅱ.6-BA和光对小麦硝酸还原酶诱导的影响

黄化麦苗在暗中不能由NO_2~-诱导产生NR,而生长在水中的黄化麦苗经6小时以上的预照光,则可在随后的暗期中由NO_3~-诱导产生高活性的NR。白光、红光和远红光的短暂照光,不能使麦苗获得在暗中由NO_3~-诱导高活性NR的能力。无论在诱导介质或非诱导介质中,这种诱导能力在暗中都逐渐消失。DCMU可部分抑制黄化麦苗NR的光下诱导。预照光后植株的NR暗诱导被砷酸钠抑制。葡萄糖能促进离体黄化叶片在暗中诱导形成高于对照的酶活性。预照光通过光合产物为NR合成提供能量,可能是使麦苗能在暗中诱导NR的原因之一。6-BA可促进麦苗NR诱导。单独6-BA对NR无明显诱导作用,但它可明显促进NO_3~-对酶的诱导。NO_3~-、NO_3~-和6-BA的诱导作用均受环己酰亚胺抑制。6-BA缩短了NR诱导的滞后期,6-BA对NR诱导的促进紧密平行于它对叶绿素积累的促进。而光合作用影响NR的诱导,6-BA缩短NR诱导滞后期可能与6-BA加快叶绿体的发育,促进光合作用之间存在着紧密的联系。     

硝酸还原酶的研究——Ⅵ.水稻硝酸还原酶的纯化和特性

水稻叶片NR在Blue Dextran-Sepharose 4 B亲和层析法的纯化过程中,继100μMNADH洗脱出现一个酶活峰后,再用0.25MKNO_3洗脱又出现一个更高的酶活峰。酶与BlueDextran-Sepharose 4B有两个结合位点,它们可能就是酶与底物NADH和NO_3的结合位点。NADH能和Blue Dextran竞争与酶结合而把NR从亲和柱上洗脱下来。硝酸盐除了具一般盐类的离子强度外,还有明显的底物效应。如果将KNO_3-洗脱的NR再反复进行亲和层析,又可得到NADH-洗脱和KNO_3-洗脱的两部分NR。这两部分NR在聚丙烯酰胺凝胶电泳和SDS-聚丙烯酰胺凝胶电泳上都呈现一条相同的蛋白带。 水稻NR的全酶分子量约330Kd,亚基分子量约57Kd,故全酶可能由6个相同亚基组成,酶活的pH范围为6.5～8.5,最适pH为7.5;酶对底物NO_3-和NADH的K_m值分别为3.3×10~(-4)M和2.9×10~(-5)M。     

琥珀酸脱氢酶的研究——Ⅳ.若干螯合剂对重组合的作用

(一)观察了若干金属螫合剂对于SD与AHMP重组成琥珀酸氧化酶系的影响,发现它们都有明显的抑制作用。(二)粗氨酸与OP能抑制SD与AHMP的结合,而氰化钾不抑制它们的结合,但影响组成的琥珀酸细胞色素c还原酶系的电子传递。(三)从螯合剂对重组合的抑制作用可看出SD的铁在重组合中是有功用的。(四)SD与AHMP结合后,以正铁氰化钾为受体测出的琥珀酸脱氢酶活力较之结合前增加3—5倍。关于这有趣现象的原因曾加以讨论,但肯定的解释尚有待于进一步的研究。     

植物中硝酸还原酶和亚硝酸还原酶的作用

植物通过硝酸盐同化途径以硝酸盐和氨的形式吸收氮元素。硝酸盐的同化是一个受到严格控制的过程,其中两个先后参加反应的酶——硝酸还原酶(NR)和亚硝酸还原酶(NiR)对初级氮的同化起主要调控。在高等植物中,NR和NiR基因的转录及转录后加工受到各种内在和外在因素的影响,翻译后调控是消除亚硝酸盐积累的重要机制。随着分子生物学技术的发展,可以更容易地通过突变体和转基因方式来研究NR和NiR基因的调控。     

细胞分裂素促进小麦硝酸还原酶的诱导

细胞分裂素促进硝酸还原酶的诱导,脱落酸强烈抑制该酶的诱导,并抵消细胞分裂素的作用。6-苄基腺瞟呤(6-BA)的促进效应与 NO_3~-的诱导作用有关。无 NO_3~-存在时,6-BA 无直接诱导作用,适宜浓度的 NO_3~-可诱导较高的酶活性,这时6-BA 的促进作用也较强。无光照时,NO_3~-只能诱导黄化叶片产生很低的酶活性,这时6-BA 的促进作用也很弱。在1—2小时的诱导期内,环己酰亚胺抑制酶的诱导。结果表明细胞分裂素对酶诱导的促进作用不仅与 NO_3~-的存在有关,还与 NO_3~-诱导硝酸还原酶的必要条件有关,即依赖于酶的诱导过程。     

多核苷酸合成的研究——Ⅳ.UpCpCpA的合成

用化学合成或化学与酶促合成相结合的方法均能制备得到UpCpCpA(图1)。化学合成包括“2 2”和“1 3”两条路线。参考Mackey和Gilham方法,在PNPase催化下,引物UpCpC与2′(3′)-O-甲氧乙基ADP反应进行单一加成可产生30%的UpCpCpA。为了获得纯的产品,采用了二次柱层析法(图2)。文中讨论了PNPase连接的转核苷酸作用问题。     

有机酸对蔬菜硝酸还原酶亚硝酸还原酶活性的影响

本文通过水培试验,测定了有机酸对蔬菜的效应,结果表明：１．在进行试验的七种有机酸中,α－酮戊二酸和柠檬酸对蔬菜ＮＲ和ＮｉＲ活性有较大促进作用,同时有利于其生物量的提高,但这些有益作用只有在适当浓度下才能实现,浓度过高反而有抑制作用甚至有害。２．这些有机酸均有促进蔬菜吸收ＮＨ的趋势。３．蔬菜根际增施有机酸有增加叶中游离Ａ。Ａ。及游离ＮＨ的趋势,其中α－酮戊二酸的这一影响较小。４．ＮＲ对光敏感,光不足时活性骤降,ＮｉＲ对光不报敏感。５．蔬菜叶中ＮＨ量高于根中,遮光下叶中ＮＨ量,游离Ａ。Ａ。游离ＮＨ的量均高于光照下的量。６．在蔬菜正常生长条件下,植株体内不会有ＮＯ的积累．     

胰岛素作用原理的研究——Ⅳ.胰岛素受体定位的放射自显影观察

胰岛素是一种代谢功能比较广泛的激素。早期许多工作,主要是研究它对脂肪和糖代谢的调节作用和途径;近年来,又认识到它能刺激核酸和蛋白质的合成,有促进细胞生长的功能。但对它的原发作用部位一直不清楚,这是许多人关心的一个问题。Sutherland(1972)提出蛋白质激素作用方式的假说,认为首先是激素与细胞膜上的特异性部位结合,激发了细胞内cAMP的改变,这种变化做为第二信使再引起细胞产生一系列生理效应。Cuatrecasas(1969,1972)的一系列工作更进一步证明胰岛素的特异性受体是在细胞膜上,最后并得出一结论认为细胞质内没有胰岛素的特异性结合物质,这样就使人们形成一个     

亚精胺和低pH对小麦叶片硝酸还原酶活力的影响

多胺是植物体内的一种生理活性物质,具有多种生理功能,近年来受到人们的重视。已有报道多胺参入植物对逆境的适应以及对光和激素的反应。最近,Young和Galston(1983)指出低pH促进植物体内二胺(putrescine)的形成。在我们的工作中也曾见到低pH对水稻黄化叶片硝酸还原酶的暗诱导有明显促进。本文以小麦叶片为材料,研究了多胺——亚精胺(spermi-dine缩写Spd)和低pH对硝酸还原酶(NR)活力的影响。     

硝酸还原酶活力与作物耐肥性的研究——Ⅶ.水稻叶片硝酸还原酶活力与施氮量的关系

硝酸还原酶是植物体同化硝酸盐的限速酶,它不仅对外界氮肥反应敏感,且在植物对氮肥的吸收利用中起着关键作用。前文已报道在小麦、玉米、水稻幼苗中硝酸还原酶活力与作物耐肥性密切相关。在此基础上,本文观察了在不同施氮水平上,不同耐肥性品种的硝酸还原酶活力的变化,并分析了这一期间叶片中氨基氮及叶绿素含量和光合强度之间的关系。     

细菌分类——Ⅳ.遗传方法

细菌分类采用遗传特征是比较近期的事。廿世纪五十年代中期,发现了细菌基因的转移,而且Watson和Crick用实验证明了DNA的碱基顺序中遗传信息的分子基础。从那时起,分析遗传物质的物理化学技术的发展,以及对细菌作为遗传工具的开发,积累了对细菌分类有意义的材料。     

内外生理条件对小麦黄化幼苗叶片亚硝酸还原酶活力的影响

小麦黄化幼苗叶片的亚硝酸还原酶(NiR)是诱导酶,其活力受光照,诱导物浓度、pH、苗龄、激素等内、外因素的影响。6-BA明显促进NiR活力,钨酸钠和硝酸还原酶(NR)钝化蛋白不抑制NiR活力,表明在体内亚硝酸还原酶活力的变化是由环境因素调节的。     

硝酸还原酶的研究动态

NR的研究已有30多年的历史。近年来,(1)在NR纯化的基础上对其结构和特性已积累了大量资料;(2)根据用新的生物学技术的研究结果,提出酶的诱导可能是酶的从头合成或者酶前体的活化;(3)从NR的合成与降解、活化与钝化等方面,对体内NR活力的调节作了进一步阐述;(4)利用植物NR突变体,开展了NR基因的结构和表达的研究,并取得—定进展。     

东北蕨类植物配子体发育的研究——Ⅳ.铁线蕨科

本文研究了掌叶铁线蕨配子体的发育。孢子四面体形,三裂缝。扫描电镜下见其外壁具大小不等的片状扁平突起。孢子萌发为向心型,丝状体一般为2-5胞细,单列,有时细胞多列。原叶体发育铁线蕨型。原叶体为裸露的心脏形,长倒卵形成宽倒卵形。雌雄异株。精子器长圆状圆球形,盖细胞不分裂。颈卵器较大,颈部细胞高。掌叶铁线蕨的孢子形态和萌发、生殖器较大等特点,均表现为原始形式。但铁线蕨属中的精子器盖细胞,有的种分裂,有的种不分裂,而掌叶铁线蕨的则为不分裂,可能是该属种演化水平较高的种。     

硝酸盐对硝酸还原酶活性的诱导及硝酸还原酶基因的克隆

硝酸盐在植物体内的积累过多已成为影响蔬菜品质并影响人类健康的重要因素。硝酸还原酶（NR）是硝酸盐代谢中的关键酶,提高其活性有利于硝酸盐的降解。为了解植物不同组织中NR的活性,用活体测定法检测了经50mmol/L的KNO₃诱导不同时间后的油菜、豌豆和番茄幼苗根茎叶中NR活性,同时为了明确外源诱导剂浓度与植物体内NR活性的关系,检测了经不同浓度KNO₃诱导2h后的矮脚黄、抗热605、小白菜和番茄叶片中的NRA。结果表明,不同植物组织NR活性有很大差异,叶中NR活性较高,根其次,茎最低;不同植物的NR活性随诱导时间呈不同的变化趋势,相同植物不同组织的NR活性变化趋势相似;不同植物叶片NRA为最高时KNO₃浓度不同。用30mmol/L的KNO3诱导番茄苗2h后,从番茄根和叶中提取总RNA,用RT-PCR方法获得NR cDNA,全长2736bp,编码911个氨基酸。为进一步利用该基因提高植物对硝酸盐的降解能力打下基础。