植物磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶的可逆胍变性

纯化的高梁叶片磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶(PEP羧化酶)经不同浓度的盐酸胍处理变性失活后,在试验的蛋白浓度范围内,它的失活时间进程的动力学分析表明为一级反应。0.4 M盐酸胍处理25分钟后(O℃),酶的催化活性完全丧失,酶蛋白的远紫外圆二色性光谱、内源荧光光谱及免疫特异性等测定均表明酶的结构发生了深刻变化。甘油及PEP羧化酶的变构效应剂G6P和甘氨酸对酶在盐酸胍溶液中的变性作用有一定的保护效果。变性酶用复性缓冲液稀释20倍后,在最佳条件下,再经30分钟保温,酶的催化活性能恢复70％以上。G6P和甘氨酸能促进变性酶的复性,甘油亦有明显效果。随着酶活性的恢复,它的远紫外圆二色性、内源荧光及免疫特异性也随之恢复,变性酶的复性速率在常温下(25℃)比在低温下(0℃)要快得多。     

磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶的分子结构研究进展

磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶(PEPC)广泛存在于高等植物、藻类及大多数细菌中,催化C4光合作用固定CO2的第一步反应。在过去的10年中关于PEPC分子的一级结构研究已取得显著的进展,最近,通过X-射线衍射分析阐明了大肠杆菌和玉米C4型PEPC分子的三维结构,就这些研究进展进行总结。     

转PEPC基因水稻具有初级CO2浓缩机制生理特点

以原种粳稻Kitaake为对照, 研究了转玉米PEPC基因水稻的PEPC的高表达和碳同化特性的关系. 结果显示: 与原种相比, 转PEPC基因水稻气孔导度和光合速率显著增加, 经统计分析, 气孔导度的增加与光合速率的增加并无相关性. 而在高光强 下, 与CO₂浓缩有关的PEPC, CA酶蛋白的表达显著增加. 因此在大气CO₂浓度下可显著增加光合能力(50%); 无CO₂条件下, 可减少叶内CO₂释放量, 从而降低了CO₂补偿点. 用专一的抑制剂DCDP处理, 证明转PEPC基因水稻叶内PEPC的高表达与碳同化能力的提高和Fv/Fm的稳定性有关. 用14C示踪20 s, 转PEPC基因水稻14C较多的分配在C4光合原初产物天冬氨酸中, 意味着叶内存在着一定的C4光合代谢途径. 上述结果说明, 用代谢工程可以在叶内构建初级的CO₂浓缩机制, 为转基因的高光效育种技术提供了生理依据.     

转C4光合酶基因水稻的CO2交换和荧光特性

用转PEPC、PPDK、NADP-ME、PEPC+PPDK酶基因水稻(Oryza sativa L.)及原种为材料 ,研究了光合作用对光照、温度、CO2的响应和光抑制条件下的叶绿素荧光特性,结果如下: 1.转C4光合酶基因水稻的饱和光合速率比原种高,其中转PEPC、PEPC+PPDK双基因水稻的光饱和点比原种高200 μmol*m-2*s-1,饱和光合速率比原种分别高51.6%和 58.5%;转PEPC基因水稻的羧化效率比原种高49.3%,CO2补偿点降低26.2%;在高温(35 ℃)下,转PEPC基因水稻的光合速率比原种高17.5%.2.经光抑制处理8 d后,转PEPC、PEPC +PPDK酶基因水稻的PSⅡ光化学效率(Fv/Fm)和光化学猝灭(qP)下降20%- 30%,非光化学猝灭(qN)增加了约30%;但原种的Fv/Fm和qP下降了5 0%多,qN变化不明显,表明转C4光合基因水稻耐光抑制能力增强.这些结果为用生物技术提高水稻光合效率研究提供了新的依据和途径.     

Rubisco副合基因的构建及其在E.coli中的表达

将编码番茄核酮糖－１,５－二磷酸羧化酶／加氧酶小亚基转运肽的一段ＤＮＡ序列与菠菜Ｒｕｂｉｓｃｏ大亚基的编码区连接,构建了一个Ｒｕｂｉｓｃｏ融合基因。限制性内切酶图谱和ＤＮＡ序列分析证明副合部位的核苷酸序列符合构建前的三联密码子框架。将Ｒｕｂｉｓｃｏ融合基因转入Ｅ．ｃｏｌｉ,用ＩＰＴＧ进行诱导表达。利用蛋白质印迹技术检测到诱导产物的存在。     

磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶cDNA在T7 RNA多聚酶/启动子系统中专一性表达的研究

用PT7和pGP1—2质粒偶联表达系统,通过温度诱导(30～42℃),使温度敏感基因CI875失活;加入利福霉素选择性抑制E.coliRNA多聚酶的表达,从而使外源PEP羧化酶cDNA得到专一性的表达。产物经SDS—PAGE和Wesern杂交分析,表明该系统表达出两条PEP羧化酶带,分子量分别是78kD和80kD。     

气相色谱法测定RuBp羧化酶活性的研究

ＲｕＢｐ羧化酶作用后反应体系中能为加入的ＨＣｌ释放出的剩余,作为ＲｕＢｐ羧化酶活性指示。所释放的ＣＯ＿２以气相色谱法检测,用黄瓜叶片中ＲｕＢｐ羧化酶的反应时间曲线和酶量曲线验征,并与现行的分光光度,￣（１４）Ｃ标记测试方法比较分析,认为本方法具有应用简便、快速、准确、重复性好等优点。所以,可被认为是一种有效的测定ＲｕＢｐ羧化酶活性的方法。     

蔗糖对水稻幼苗叶片谷氨酰胺合成酶和1,5-二磷酸核酮糖羧化酶/加氧酶的影响

报道了在光照和暗处培养下,不同的浓度的蔗水稻幼苗叶片GS及其同工酶、1,5－二磷酸核酮糖羧化酶／加氧酶（Rubisco）的影响。无论是在光照或在暗处,蔗糖对GS活性均有抑制作用,尤其是在较高蔗糖下作用更为明显;虽然Rubisco及可溶性蛋白的水平在光照和暗处有显著的差别,但蔗糖对其未见明显影响。NativePAGE与活性染色表明,在光照下或在暗处,蔗糖对GS2的抑制蔗糖浓度升同而加强,但对GS1未有明显影响。这些结果提示,在水稻幼苗生长中,蔗糖不能象不光一样诱导叶水GS活性及其同工酶表达。     

甘薯质体中的乙酰辅酶A羧化酶亚基基因accD的克隆与序列分析

依据烟草质体全基因组序列设计引物,以甘薯质体基因组DNA为模板,PCR扩增包含质体accD基因完整编码区在内的一段序列（GenBank登录号为GQ395771）。序列分析表明：该片段全长为2209bp,包括1548bp的nccD基因编码序列,推测编码515个氨基酸的蛋白质,该蛋白序列具有异质型β-CT中保守的锌指结构和C末端5个基元。同时绘制了该DNA片段的限制性酶切图谱。相似性比较显示,甘薯accD基因与大豆、马铃薯、拟南芥、人参、莴苣、葡萄、海岛棉、甘蓝、辣椒、菠菜、番茄和烟草的accD基因核苷酸相似性为72％-87％,氨基酸相似性为58％-83％。