光滑球拟酵母中α-酮戊二酸脱氢酶系生理作用

摘要：【目的】研究α-酮戊二酸脱氢酶系在光滑球拟酵母碳代谢流、能量代谢和氨基酸代谢中的生理作用。【方法】通过敲除光滑球拟酵母中编码α-酮戊二酸脱氢酶系中E1酶的基因kgd1,构建α-酮戊二酸脱氢酶活性缺失菌株T. glabrata kgd1::kan,并考察KGDH缺失引起TCA循环关键酶活性,碳代谢流量以及胞内氨基酸和能荷水平等方面的变化。【结果】光滑球拟酵母中α-酮戊二酸脱氢酶活性的缺失导致：(1)细胞启动乙醛酸途径,通过形成TCA-乙醛酸循环实现TCA循环的正常代谢;(2)胞内NADH/NAD+水平     

植物呼吸及代谢的研究 Ⅴ.水稻幼苗亚细胞颗粒的氧化途径

本文报导了关于4天水稻黄化幼苗地上部的亚细胞颗粒氧化丙酮酸的途径的研究。下述结果证明在其中有三羧酸循环运行:1.琥珀酸、α-酮基戊二酸能迅速地被氧化,柠檬酸、苹果酸、延胡索酸以顺序降低的速率为此颗粒制剂氧化。2.丙酮酸的氧化能为催化量的琥珀酸所引发,说明有缩合酶的活性存在。3.琥珀酸的氧化能为丙二酸所抑制。α-酮基戊二酸的氧化能为亚砷酸钠所抑制,并且此被抑制的耗氧可借加入琥珀酸而得到恢复。4.氧化产物的纸上层析鉴定表明:琥珀酸能转化为延胡索酸、苹果酸和异柠檬酸;α-酮基戊二酸能转化为琥珀酸、延胡索酸和苹果酸。对亚细胞制剂及组织匀浆所作异柠檬酸酶及苹果酸合成酶的活性鉴定指出,在水稻幼苗氧化丙酮酸的途径中,乙醛酸循环可能与三羧酸循环同时存在。     

光滑球拟酵母中α-酮戊二酸脱氢酶系生理作用解析

[目的]研究α-酮戊二酸脱氢酶系在光滑球拟酵母碳代谢流、能量代谢和氨基酸代谢中的生理作用.[方法]通过敲除光滑球拟酵母中编码α-酮戊二酸脱氢酶系中E1酶的基因kgd1,构建α-酮戊二酸脱氢酶活性缺失菌株T.glabrata kgd1::kan,并考察KGDH缺失引起TCA循环关键酶活性,碳代谢流量以及胞内氨基酸和能荷水平等方面的变化.[结果]光滑球拟酵母中α-酮戊二酸脱氢酶活性的缺失导致:(1)细胞启动乙醛酸途径,通过形成TCA-乙醛酸循环实现TCA循环的正常代谢;(2)胞内NADH/NAD+水平下降33.7%,ATP/ADP水平下降31.8%,而与NADH代谢相关的丙酮酸脱氢酶、异柠檬酸脱氢酶和苹果酸脱氢酶的活性分别提高58.1%、33.3%和32.5%;(3)胞内丙酮酸含量下降50.1%,而胞内琥珀酸、苹果酸和α-酮戊二酸含量则分别增加了172.7%、66.1%和41.1%;(4)丙酮酸族氨基酸含量下降29.3%,而胞内谷氨酸族氨基酸和天冬氨酸族氨基酸含量则提高了34.7%和26.8%.[结论]上述研究结果表明,α-酮戊二酸脱氢酶系在微生物细胞中心碳代谢、能量代谢和氨基酸代谢中发挥着重要作用.     

白地霉的氧化代谢

1．自地霍完整静息幼胞氧化乙醇、乙酸、丙酮酸及草酰乙酸的速度很高,对其他三羧酸循环各酸如：琥珀酸、延胡索酸、a-酮戊二酸、苹果酸、柠檬酸、顺岛头酸及异柠檬酸也能氧化,但速度甚低。 2．在白地霉无细胞提取液中测出了三羧酸循环中以下各种酶活力：柠檬酸精合酶、异柠檬酸脱氢酶、顺岛头酸酶、a-酮戊二酸脱氢酶、琥珀酸脱氢酶、延胡索酸酶、苹果酸脱氢酶、苹果酸酶、草酰乙酸羧化酶等,并间接得知有乙酸激活酶及L-谷氨酸脱氢酶存在。 3．在白地霉无捆胞提取液中测出了乙醛酸循环的两个关键的酶皂口异柠檬酸酶及苹果酸合成酶。 4．由以上结果可知白地霉可利用三羧酸循环及乙醛酸循环作为末端呼吸途径。     

提高光滑球拟酵母乙酰辅酶A水平促进a-酮戊二酸合成

【目的】为了了解光滑球拟酵母中乙酰辅酶A含量对其碳代谢及其通量的影响。【方法】将来源于酿酒酵母中编码乙酰辅酶A合成酶ACS2基因过量表达于发酵法生产丙酮酸的生产菌株Torulopsis glabrata中,获得了一株乙酰辅酶A合成酶活性提高9.2倍(1.20 U/mg protein)的重组菌T. glabrata ACS2-1。【结果】与出发菌株WSH-IP303相比,重组菌T. glabrata ACS2-1：(1)能以乙酸为唯一碳源在胞内积累0.94 mmol/(L·g DCW)的乙酰辅酶A;(2)以葡萄糖为唯一碳源时胞内乙酰辅酶A浓度、a-酮戊二酸产量和Ca-KG/Cpyr是出发菌株WSH-IP303 的3.22、2.05和2.52倍;(3)在葡萄糖培养基中添加4 g/L乙酸,使乙酰辅酶A浓度、a-酮戊二酸产量和Ca-KG/Cpyr是出发菌株WSH-IP303的4.55、2.47和3.75倍,a-酮戊二酸浓度达到17.8 g/L。【结论】这一结果表明,改变细胞内关键辅因子的浓度能使碳代谢流的流向与通量发生改变,从积累丙酮酸转向过量积累a-酮戊二酸。     

提高光滑球拟酵母乙酰辅酶A水平促进α－酮戊二酸合成

[目的]为了了解光滑球拟酵母中乙酰辅酶A含量对其碳代谢及其通量的影响.[方法]将来源于酿酒酵母中编码乙酰辅酶A合成酶ACS2基因过量表达于发酵法生产丙酮酸的生产菌株Torulopsis glabrata中,获得了一株乙酰辅酶A合成酶活性提高9.2倍(1.20 U/mg protein)的重组菌T. glabrataACS2-1.[结果]与出发菌株WSH-IP303相比,重组菌T glabrataACS2-1:(1)能以乙酸为唯一碳源在胞内积累0.94 mmol/(L·g DCW)的L酰辅酶A;(2)以葡萄糖为唯一碳源时胞内乙酰辅A浓度、α-酮戊二酸产量和Cα-KG,Cpyr是出发菌株WSH-IP303的3.22、2.05和2.52倍;(3)在葡萄糖培养基中添加4 g/L 乙酸,使乙酰辅酶A浓度、α-酮戊二酸产量和CαKG>>/Cpyr是出发菌株WSH-IP303的4.55、2.47和3.75倍,α-酮戊二酸浓度达到17.8 g/L.[结论]这一结果表明,改变细胞内关键辅因子的浓度能使碳代谢流的流向与通量发生改变,从积累丙酮酸转向过量积累α-酮戊二酸.     

人脑胶质瘤中的IDH1/2突变

胶质母细胞瘤的基因组突变分析中发现的异柠檬酸脱氢酶(isocitrate dehydrogenase,IDH1)突变对胶质瘤的认识具有突破性意义。随后,在胶质瘤中发现了IDH1的R132碱基和IDH2的R172碱基突变。IDH1突变较多的发生在WHOII-III级胶质瘤和继发胶质母细胞瘤中。这种突变改变了异柠檬酸脱氢酶的结构,从而使将异柠檬酸转化为a-酮戊二酸的能力丧失,而获得将a-酮戊二酸转化为2-羟基戊二酸这一新的酶活性。在临床中,IDH1和IDH2突变已经显示对胶质瘤患者有诊断和预后意义。同时,现今也发展了一些检测方法。     

胶质瘤中的异柠檬酸脱氢酶突变

胶质母细胞瘤的基因组突变分析中发现的异柠檬酸脱氢酶（isocitrate dehydrogenase,IDH）突变对胶质瘤的认识具有突破性意义.随后,在胶质瘤中发现了IDH1的R132碱基和IDH2的R172碱基突变.IDH1突变较多的发生在WHOⅡ～Ⅲ级胶质瘤和继发胶质母细胞瘤中.这种突变改变了异柠檬酸脱氢酶的结构,从而使将异柠檬酸转化为α-酮戊二酸的能力丧失,而获得将α-酮戊二酸转化为D-2-羟基戊二酸这一新的酶活性.在临床中,IDH1和IDH2突变已经显示对胶质瘤患者有诊断和预后意义.同时,现今也发展了一些检测方法.     

氧化磷酸化作用的研究 Ⅱ.2,4-二硝基苯酚对琥珀酸氧化抑制效应的解除

进一步研究DNP对大白鼠肝脏綫粒体琥珀酸氧化的激活和抑制,发現当琥珀酸氧化已被DNP抑制时琥珀酸脫氫酶并沒有受到明显的抑制。DNP对琥珀酸氧化的抑制可以被α-酮戊二酸、(?)柠檬酸、柠檬酸、丙酮酸、β-羟基丁酸等解除。α-酮戊二酸的解除作用与底物水平磷酸化作用无关,但与脫氫过程有密切关系;当加入0.2mM亚砷酸鈉时,α-酮戊二酸不再能使呼吸恢复。谷氨酸解除DNP对琥珀酸氧化抑制的作用不受天門冬氨酸α-酮戊二酸轉氨酶的抑制剂环絲氨酸的影响,Amytal使呼吸恢复的作用与线粒体內源底物含量有关?疚慕Y果进一步說明琥珀酸氧化需要能量激活,我們认为某些底物脫氫生成的NADH可以通过琥珀酸氧化引起NAD~+需能还原的逆反应生成高能磷酸化合物因而激活了琥珀酸的氧化。通过这样的途径生成高能磷酸化合物可能是对DNP較不敏感的。     

镍对荚膜红假单胞菌氢酶和固氮酶活性的促进作用

本文报道了过渡金属镍离子对荚膜红假单胞菌(Rhodopseudomonas capsulata)菌株N3氢酶吸氢活性和固氮酶乙炔还原活性的促进作用,当培养基内的镍离子浓度为IμM时,生长菌体的氢酶具有最大的吸氢活性,但镍离子对固氮酶活性的最适浓度为5pjIfo镍离子加入到整体细胞或无细胞提取液中,对氢酶话性无促进作用。镍离子加入到整体细胞中,固氮酶活性也没有被促进。其它一些过渡金属离子,例如Co2+、Cu2+、Zn2+什对氢酶和固氮酶活性均无促进作用。无论有无镍离子存在,螯合试剂。O-phenanthroline 和EDTA 对生长菌体的氢酶和周氮酶的活性均有少量的抑制作用,基于以上试验结果,对Ni2+参与Rps. Capsulata 氢酶蛋白质合成以及有关作用机理进行了讨论。     

四氢嘧啶羟化酶的研究进展

作为相容性物质,5-羟化四氢嘧啶不仅可以调节渗透压,还可以稳定蛋白结构,在医药、生物制造和化工行业具有广阔的发展前景。四氢嘧啶羟化酶属于Fe2+与2-酮戊二酸依赖型双加氧酶超家族,主要催化四氢嘧啶生成5-羟化四氢嘧啶。我们简要介绍了四氢嘧啶羟化酶的基因来源、活性检测、蛋白结构、催化机理及活性中心等方面的研究进展。     

真核细胞顺乌头酸酶活性检测新技术——胶内酶活性分析法

顺乌头酸酶（aconitase,Aco）是细胞内重要的铁硫蛋白酶,它催化细胞内柠檬酸经中间产物顺乌头酸生成异柠檬酸. 真核细胞中顺乌头酸酶有两种,分别定位在细胞质的顺乌头酸酶1（c-Aco）和定位在线粒体的顺乌头酸酶2（m-Aco）.检测它们活性的变化能敏感地反映出细胞中能量代谢、自由基产生、铁硫簇组装及铁代谢水平的改变. 顺乌头酸酶活性的传统检测方法通常是测定细胞中总的顺乌头酸酶活性,该方法难以准确区分出c-Aco和m-Aco各自的活性变化.因此我们建立一种胶内酶活性分析法检测顺乌头酸酶活性. 该方法利用非变性电泳技术将c-Aco和m-Aco浓缩分离,通过泡染底物显色,条带颜色深浅反映了酶活性的强弱. 同时,比较了胶内酶活性分析法和分光光度法检测细胞内c-Aco和m-Aco的活性,并对比检测了过氧化氢处理细胞前后Aco活性的变化.结果显示,这两种方法均可敏感地检测出Aco的活性改变,并有广泛的细胞系实用性,但胶内酶活性分析法可区别测定c-Aco和m-Aco活性,不需繁琐的细胞质和线粒体分离,简便易行.文中介绍的线粒体分离纯化技术也为线粒体功能深入研究提供了一个快速、高效的分离纯化方法.     

重组CHO细胞培养过程中氨对细胞代谢的影响

研究了重组CHO细胞批培养过程中,氨浓度对细胞的葡萄糖、谷氨酰胺及其它氨基酸代谢的影响。表明,细胞对葡萄糖和谷氨酰胺的得率系数随着氨浓度的增加而降低,起始氨浓度为566mmol/L的批培养过程与起始氨浓度为021mmol/L的批培养过程相比,细胞对葡萄糖和谷氨酰胺的得率系数分别下降了78%和74%,细胞对其它氨基酸的得率系数也分别下降了50%～70%。氨浓度的增加明显地改变了细胞的代谢途径,葡萄糖代谢更倾向于厌氧的乳酸生成。在谷氨酰胺的代谢过程中,谷氨酸经谷氨酸脱氢酶进一步生成α酮戊二酸的过程受到了氨的抑制,而氨对谷氨酸经谷氨酸转氨酶反应生成α酮戊二酸的过程有促进作用,但总体上谷氨酸进一步脱氨生成α酮戊二酸的反应受到了氨的限制。     

食品上的应用

852492糖源对黑曲霉产生柠橄酸的影响〔英〕/Hossain,M.…1 Appl.Mierobiol.Biote。hnol一1984,19(6)一393~397〔译自DBA,1984,3(18),84一08731」 将黑曲霉MH15一15培养在糖和盐类的合成培养基中,培养温度30℃,并进行搅拌通气。发酵试验于30℃在通气和搅拌的情况下在小型的发酵罐中进行。业已发现蔗糖是柠檬酸生产的最佳糖源,其次是葡萄糖、果糖和乳糖。看来在柠檬酸产生与发酵试样中制备的非菌丝细胞抽提液中的某些酶的活性之间具有明显相关性。当采用蔗糖、葡萄糖或果糖作为糖源时,丙酮酸叛化酶活性高。葡萄糖和果糖可抑制酮戊二酸脱…     

利用液体石蜡发酵生产α-酮戊二酸

“一酮戊二酸,又名1-氧代戊二酸,是测定肝功能指标谷-丙转氨酶(G.P.T.)的生化试剂。以往国内生产采用有机合成法,但在原料来源和安全生产上存在一定问题。我们利用解脂假丝酵母2.1207,采用液体石蜡和其它适当条件,发酵生产α-酮戊二酸,1000升罐发酵产α-酮戊二酸为3%,经提炼可得符合标准的α-酮戊     

通气状况、某些呼吸中间产物和抑制剂对甘蔗幼叶原生质体酶解释离的影响

甘蔗幼叶原生质体酶解释离期间呼吸速率逐渐降低。通气良好者原生质体产量高,但各处理原生质体存活率差异不大。以无机盐为稳压剂者,苹果酸、α-酮戊二酸、丙酮酸钠、琥珀酸钠、柠檬酸钠等呼吸中间产物均能提高原生质体产量,尤以琥珀酸钠和丙酮酸钠效果最好。而以糖醇为稳压剂者,苹果酸、α-酮戊二酸、丙酮酸钠和琥珀酸钠等有促进作用,柠檬酸钠却有严重抑制效应,产物几全部为具壁细胞。 呼吸抑制剂如碘乙酸、氟化钠、丙二酸、叠氮化钠和2,4-二硝基酚等对原生质体产量和存活率均有抑制作用。随抑制剂浓度增加,呼吸受抑制越甚,原生质体产量和存活率的降低也越甚。琥珀酸能消除丙二酸对呼吸的抑制,并减轻丙二酸对原生质体释离的不利影响。 用酶法从具壁细胞中分离原生质体是既受细胞的代谢水平所调控,又受组成酶液的稳压剂的组分所影响。其原因需进一步研究。     

微生物发酵生产α-酮戊二酸研究进展

α-酮戊二酸是微生物三羧酸循环中重要的代谢中间产物,是连接细胞内碳-氮代谢的关键节点,具有广泛的应用价值.文中从4个方面归纳了国内外关于α-酮戊二酸研究进展:能够过量积累α-酮戊二酸的原核和真核微生物的发现和筛选;硫胺素缺陷型和氮源饥饿引起的α-酮戊二酸过量积累的生理学特性;控制培养环境中的pH、溶氧和辅因子对生产α-酮戊二酸发酵过程控制与优化;调控辅因子再生和代谢途径改造高产菌株.最后,讨论了微生物法生产α-酮戊二酸存在的不足和今后研究的方向.     

过程优化提高解脂亚洛酵母积累α-酮戊二酸

目前,应用解脂亚洛酵母发酵生产α-酮戊二酸由于产量和底物转化率低、生产周期长等问题,仍未大规模工业化生产。为了解决这些问题,以研究室诱变选育获得的1株高产α-酮戊二酸的解脂亚洛酵母Yarrowia lipolytica WSH-Z06 C3为出发菌株,考察了该菌株在50 L发酵罐中转速、碳酸钙浓度、溶氧以及补料方式(多节点补料、恒速补料)等因素对α-酮戊二酸积累的影响。结果表明,当转速为300 r/min时,α-酮戊二酸和丙酮酸的产量分别为32.4 g/L和19.66 g/L;碳酸钙质量浓度为20 g/L时,α-酮戊二酸的产量提高至38.55 g/L,丙酮酸降低至8.28 g/L;控制溶氧水平在50%时,α-酮戊二酸产量为42.39 g/L,此时丙酮酸为6.22 g/L。比较高初始甘油浓度和不同的补料发酵策略,发现恒速补料效果最好,发酵144 hα-酮戊二酸产量达到66.27 g/L,丙酮酸产量为20.82 g/L。通过上述发酵过程参数的优化,α-酮戊二酸的产量和底物的转化率比未优化前分别提高了67.3%和4.56%,为解脂亚洛酵母工业化生产α-酮戊二酸提供一定参考。     

动物细胞培养及单克隆抗体

94一01025] 用3种血清添加培养基定量了草地夜蛾 (spodbpter口,rugiperda)Sf9细胞和顶灯蛾 (Estigme％e口ctea)BTI—EAA细胞摇瓶培养 物的生长、营养素消耗和终产物累积。计算了培养 基中大多数被分析成份的单细胞消耗率和产率。 TNM—FHJ音养基中的葡萄糖限制生长,但它是全 部培养物重要的有机碳唯一来源。ol一酮戊二酸和 苹果酸对TNM—FH中细胞的碳累积有重要意义。 细胞生长时一般不累积乳酸。细胞消耗大多数氨基 酸,但产生丙氨酸。应充分供应大多数氨基酸,谷 氦酸消耗最快,其次是谷氨酰胺。丙氨酸累积与葡 萄糖消耗相关。 (王颖…     

叶面喷施有机碳对铁皮石斛碳水化合物代谢及Fe、Zn含量的影响

碳是植物体的结构与能量物质, 植物所需要的碳主要来自于自然界的二氧化碳, 就对植物生长需求而言, 远远满足不了对碳的需求, 植物常处于碳饥饿状态。为分析外施有机碳对铁皮石斛碳水化合物积累及微量元素铁、锌含量的影响, 通过叶面分别喷施20 mg·L–1的蔗糖和α-酮戊二酸, 研究了外施蔗糖和α-酮戊二酸对铁皮石斛总碳、总氮、总磷、几种糖类物质含量及蔗糖合成酶活性的影响, 分析了各测定指标之间的相关性。结果表明, 外施有机碳均显著提高了铁皮石斛总碳含量, 对总氮和总磷含量没有明显影响。施加α-酮戊二酸对铁皮石斛蔗糖、可溶性多糖、非结构性碳水化合物含量和蔗糖合成酶活性均有显著提高, 与对照相比, 分别提高了16.35%、29.76%、22.1%和40%。施加α-酮戊二酸显著提高了铁皮石斛铁、锌含量, 与对照相比, 分别提高了36.46%和7.23%。相关分析表明, 蔗糖合成酶与蔗糖、可溶性多糖、铁、锌和非结构性碳水化合物均呈极显著正相关(P<0.01)。可见, 施加α-酮戊二酸对提高铁皮石斛的可溶性多糖及微量元素铁、锌含量, 提高铁皮石斛抗逆性比蔗糖有更好的肥效; 通过对铁皮石斛叶面喷施有机碳α-酮戊二酸可以促进其生长发育、提高品质, 起到用量少、见效快的显著效果。