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。     

谷氨酰胺合成酶在固氮鱼腥藻固氮调节中的作用

在MSX(methlonine sulfoximine,谷氨酰胺合成酶的不可逆抑制剂)存在下,固氮鱼腥藻(Anabaena azotica)所分泌的氨量和谷氨酰胺合成酶(GS)活力有较好的负相关性,证明谷氨酰胺合成酶-谷氨酸合成酶(GS-GOGAT)是固氮鱼腥藻氨同化的重要途径。在蛋白质合成受到氯霉素拟制时,NH_4~ 对固氮酶的失活是迅速的,同时GS活力有较大下降,表明NH_4~ 的调控酶的失活或降解。在氮固定条件下,固氮酶活力半衰期小于4小时,GS活力半衰期大于10小时,则GS并不是固氮酶的正调节因子。NH_4~ 和谷氨酰胺(gln)对固氮酶的失活作用随它的浓度增加而提高,但GS并没有这种相关性,低浓度NH_4~ (0.1—0.5mmol/L·NH_4Cl)对GS活力没有抑制作用,高浓度gln(1.0—2.0mmol/L)也没有抑制GS活力,说明GS并不直接调控固氮酶。MSX能消除NH_4~ 和gln对固氮酶的抑制作用,并与藻龄有关。     

谷氨酰胺合成酶参与Rhodopseudomonas capsulata固氮活性的氨瞬间调节

Rhodopseudomonas capsulata固氮酶活性对氨的敏感性及谷氨酰胺合成酶(GS)活性的变化在很大程度上受菌龄和氮素营养的影响。对数生长后期,固氮酶活性对氨最敏感,GS也处于高水平。限量氨(0.2mM)培养的菌体,其固氮酶活性的氨敏显著减弱,与谷氨酸(7.5 mM)培养的菌体相比,前者的GS活性较后者低50％左右。来自这两种氮源的GS本身对氨的敏感性也不一样,谷氨酸培养的其敏感性较限量氨培养的为低。此外,GS活性与氨关闭固氮酶活性的程度之间呈正相关。而与关闭的持续时间呈负相关。GS活性被抑制后,氨同化受阻,固氮酶活性的氨敏现象消失,基于上述结果,可以认为活性GS参与氨瞬间凋节光合细菌固氮酶的活性。     

头状轮生链霉菌谷氨酰胺合成酶的研究 Ⅰ.酶的生成和纯化

以氨为氮源培养头状轮生链霉菌(Streptoverticillium caespitosus)时粗抽提液中谷氨酰胺合成酶(glutamine synthetase, GS)对热稳定,以硝酸盐为氮源时GS对热不稳定。以硫酸链霉素沉淀、热处理、聚乙烯亚胺(PEI)沉淀和Affini-gel Blue柱纯化了前者,以DE-52柱和Affini-gel Blue柱纯化了后者,纯化后两个酶分子量同为550000,亚基分子量同为56000,热稳定性相同,转谷氨酰基酶活力的最适pH均在6.4～6.7之间,对谷氨酰胺的K_m值同为11.1mmol/L,寸羟胺的K_m值同为1.6mmol/L,所以认为此菌中总是同一GS表现出活力。     

头状轮生链霉菌谷氨酰胺合成酶的研究 Ⅱ.酶的性质和调节

头状轮生链霉菌(Streptoverticillium caespitosus)谷氨酰胺合成酶(Glutamine synthetase,GS)生物活性的最适pH为7。测活系统中必须加入Mn~(2 )或Mg~(2 ),二者分别作激活离子时得到的酶的参数不同。Mn~(2 )对GS有稳定作用。一些金属离子如Ca~(2 )等强烈地抑制生物活性。GS的最适温度为50℃,对ATP、谷氨酸和NH_4Cl的Km值分别为1.75、2.78和5mmol/L。NH_4Cl的浓度小于10mmol/L时对酶有正协同效应,大于10mmol/L时对酶有负协同效应。GS可被氨阻遏,比活能被硝酸盐促进。一些代谢物对GS有累积反馈抑制作用。发酵过程中加入氨后无“氨休克”现象,高氨条件下的GS不受蛇毒磷酸二酯酶(SVPDE)的作用,所以此酶无腺苷酰化—去腺苷酰化调节。     

头状轮生链霉菌谷氨酰胺合成酶的研究 Ⅰ.酶的生成和纯化

以氨为氮源培养头状轮生链霉菌(Streptoverticillium caespitosus)时粗抽提液中谷氨酰胺合成酶(glutamine synthetase, GS)对热稳定,以硝酸盐为氮源时GS对热不稳定。以硫酸链霉素沉淀、热处理、聚乙烯亚胺(PEI)沉淀和Affini-gel Blue柱纯化了前者,以DE-52柱和Affini-gel Blue柱纯化了后者,纯化后两个酶分子量同为550000,亚基分子量同为56000,热稳定性相同,转谷氨酰基酶活力的最适pH均在6.4～6.7之间,对谷氨酰胺的K_m值同为11.1mmol/L,寸羟胺的K_m值同为1.6mmol/L,所以认为此菌中总是同一GS表现出活力。     

头状轮生链霉菌谷氨酰胺合成酶的研究 Ⅱ.酶的性质和调节

头状轮生链霉菌(Streptoverticillium caespitosus)谷氨酰胺合成酶(Glutamine synthetase,GS)生物活性的最适pH为7。测活系统中必须加入Mn~(2+)或Mg~(2+),二者分别作激活离子时得到的酶的参数不同。Mn~(2+)对GS有稳定作用。一些金属离子如Ca~(2+)等强烈地抑制生物活性。GS的最适温度为50℃,对ATP、谷氨酸和NH_4Cl的Km值分别为1.75、2.78和5mmol/L。NH_4Cl的浓度小于10mmol/L时对酶有正协同效应,大于10mmol/L时对酶有负协同效应。GS可被氨阻遏,比活能被硝酸盐促进。一些代谢物对GS有累积反馈抑制作用。发酵过程中加入氨后无“氨休克”现象,高氨条件下的GS不受蛇毒磷酸二酯酶(SVPDE)的作用,所以此酶无腺苷酰化—去腺苷酰化调节。     

林肯链霉菌谷氨酰胺合成酶活力调节的研究

对不同氮源生长条件下林肯链霉菌无细胞粗提液中谷氨酰胺合成酶 (GS)的研究结果表明 ,高浓度NH+4阻遏了GS的生物合成。从不同氮源生长条件下林肯链霉菌中分离纯化了GS ,其性质没有差别。以受腺苷化调节的产气克雷伯氏菌GS作对照 ,林肯链霉菌GS没有明显的氨休克作用 ,经蛇毒磷酸二酯酶处理后 ,其活力没有变化。这些结果都说明林肯链霉菌GS不存在腺苷化共价修饰这一调节方式。反馈抑制作用是林肯链霉菌GS的一种重要的调节方式 ,这种抑制作用是以累积的方式进行的 ,这表明各种抑制剂对GS作用位点不同 ,各种抑制剂对GS的抑制作用是相互独立的。由此推测 ,林肯链霉菌GS是一种变构酶。     

抗生素和干扰素

920494氮素同化作用对调节抗生素生产的影响〔俄〕/Chi-peva,V.…产Antibiot.Khimioter一1991,36(3)一5~s〔译自DBA,1992,20(22),91-06742〕 研究了在发酵吸水链霉菌(尽加。川。。,。e。甸卯os““州“哪)生产抗生素期间,氮素同化作用途径中酶的活力,这些酶包括谷氨酸脱氢酶(GD-H)、谷氨酞胺合成酶(GS)、谷氨酸合酶(G-OGAT)和丙氨酸脱氢酶(ADH)。将吸水链霉菌155置于含各种N源的培养基(2 09/1葡萄糖、3 .59/IKH:PO‘、0.69/IMgSO‘·了H:O和zml微量元素溶液)中,于28℃、240印m搅拌下培养。没有观察到GDH活性,高浓度的钱和丙氨…     

酰胺态氮瞬间调节荚膜红假单孢菌光合固氮活性的GS传感机制

天门冬酰胺(Asn)和谷氨酰胺(Gln)对荚膜红假单孢菌固氮酶活性抑制,在表观上类似于氨关闭效应,这种抑制效应由GS参与,相似于氨抑的传感机制。中断Gln代谢的6-diazo-5-oxo-L-norleucine(DON)存在时,氨抑的持续时间延长,与此相类似,Gln抑制加剧,这可能归之于Gln的积累。但是,Gln抑制被methionine sulfoximine(MSX,GS的抑制剂)消除,消除时MSX对Gln的浓度比值约为0.2,与氨抑消除所需的MSX对氨的浓度比值相当。此外,MSX消除氨抑不为DON拮抗,表明Gln抑制固氮酶活性由GS传感。然而,不能抑制GS转谷酰基活性的methionine suffone(MSF,谷氨酸的类似物)却与MSX相同,能消除Gln和氨对固氮活性的抑制。上述观察结果也可延伸至Asn的关闭固氮酶活性效应。     

Sul folobus sol fataticus P2嗜热嗜酸α-淀粉酶在大肠杆菌和毕赤酵母中的表达

通过PCR方法从Sulfolobus solfataticus P2中扩增到2．6kb的α-淀粉酶基因（SS01172）,将其分别克隆到表达载体pET32a（＋）和pPICZaA,并在E．coliRosetta和Pichia pastoris GS115中进行表达。结果表明α-淀粉酶基因在Rosetta中得到了高效表达,酶活为143．466U／mL;而在GS115中表达量稍低,发酵液酶活力为98．102U／mL。     

力复霉素产生菌地中海拟无枝菌酸菌U32丙氨酸脱氢酶基因克隆及表达

丙氨酸脱氢酶(EC1411)可逆催化丙氨酸脱氨生成丙酮酸和NADH。它是生物体内的氨基酸代谢和氨同化途径的关键酶。在地中海拟无枝菌酸菌(Amycolatopsis mediterranei)U32中,丙氨酸脱氢酶的活力与力复霉素的生物合成有负相关现象,其活力受KNO3全局效应的调控。根据结核分枝杆菌(Mycobacterium tuberculosis)和天蓝链霉菌(Streptomyces coelicolor)的丙氨酸脱氢酶氨基酸的保守序列和地中海拟无枝菌酸菌U32对氨基酸密码子的使用偏好,设计一对简并PCR引物。以此引物从地中海拟无枝菌酸菌U32中扩增到一555bp的片段,并以此片段为探针从地中海拟无枝菌酸菌U32 基因组cosmid文库中成功的克隆到了丙氨酸脱氢酶结构基因(ald)。它编码了一个371个氨基酸的蛋白质,基因的GC含量为72.5％,符合链霉菌的基因结构特征。在起始密码子的上游6个碱基处,有一典型的链霉菌核糖体结合位点(RBS)：AGGAGG,第75位的氨基酸为赖氨酸,是丙酮酸结合位点。以pET28b为载体,在E.coli BL21(DE3)中高效表达了ald基因。用IPTG在22℃时诱导得到的丙氨酸脱氢酶活力最高。用HisTag柱纯化了表达的丙氨酸脱氢酶。酶学性质研究表明该酶专一性以LAla和NAD(H)为底物。     

角毛壳菌几丁质酶基因chi58多点突变及在毕赤酵母中的高效表达

应用重叠延伸PCR技术(gene splicing by overlap extension PCR,gene SOEing),简称SOE-PCR对角毛壳菌(Chaetomium cupreum)的几丁质酶基因chi58进行多点突变.依据毕赤酵母密码子偏爱性,将毕赤酵母中编码Arg使用频率几乎为0的密码子CGC突变为使用频率高的AGA,构建了含有正确突变的酵母表达载体pPIC9K-chi58A,电转化毕赤酵母GS115,获得的重组酵母株在诱导120 h酶活力最高,平均可达101.71 U/mL±3.33 U/mL;其活力比未优化重组酵母株(31.83 U/mL±4.85 U/mL)提高了约3倍,且经10代传代培养后遗传稳定性良好.表达产物的SDS-PAGE分析表明,酶蛋白分子大小为58 kD.     

氨和谷氨酰胺对浑球红假单胞菌（Rhodobacter sphaeroides）固氮酶...

浑球红假单胞菌菌株601具有迅速对外源氨作出“关闭”固氮酶活性的反应。氨对固氮酶的抑制作用,可被谷氨酰胺合成酶(GS)抑制剂MSX所解除。反之,加入Glu代谢抑制剂DON,可延长氨抑制的持续时间。Gln对固氮酶也有抑制作用。在脱腺苷化GS的透性细胞中,加入Gln可抑制固氮酶活性,同时,GS腺苷化状态提高。然而,氨则对透性细胞的固氮酶活性和GS腺苷化状态没有影响。     

米根霉乙醇脱氢酶(ADH)突变菌株的诱变选育

米根霉发酵生产L-乳酸过程中,由于丙酮酸在丙酮酸脱羧酶、乙醇脱氢酶(ADH)催化下生成乙醇,使得丙酮酸向乳酸转化的流量减少。采用亚硝基胍(NTG)诱变米根霉AS3．3462孢子液,诱变剂量为0．15 mg/ mL时,致死率为70%～80%。在含丙烯醇的YPD筛选培养基上筛选获得两株ADH活力降低的突变株mut-1和mut-2,检测突变株mut-1和mut-2的最大ADH活力分别为35．67和43．09U/mL,是原始菌株的41．63%和50．29%。发酵72h后,原始菌株的乙醇与乳酸浓度分别为28．9g/L和40．31g/L,而mut-1和mut-2突变株的乙醇产量分别为4．87g/L和6．56g/L,乳酸产量为54．45g/L和44．07g/L。在相同的发酵条件下,米根霉ADH突变株mut-1和mut-2对还原糖的利用速率高于出发菌株,其生物量积累亦高于出发菌株。     

林肯链霉菌谷氨酰胺合成酶的酶学性质

在分离纯化的基础上,报道了pH、温度和金属离子对林肯链霉菌(Streptomyceslincolnensis)Z-512谷氨酸胺合成酶(GS)活力的影响及GS底物专一性的研究结果.在动力学性质的研究中,发现林肯链霉菌GS在生物合成反应系统中,对底物NH_4CI的饱和曲线不遵守米氏方程.Hill作图呈两相曲线.在NH_4CI浓度低的情况下,Hill系数大于1,具有正协同效应;当NH_4CI浓度增加到一定程度时,Hill系数小于1,具有负协同效应.这说明NH_4CI不仅作为林肯链霉菌GS的底物,而且作为一种效应物调节GS的活性.林肯链霉菌GS对底物Glu及ATP的饱和曲线遵守米氏方程.在不同的激活离子存在下,GS对Glu、ATP的Km值也不同.     

急性氨氮胁迫下大弹涂鱼解毒代谢途径的研究

为探明大弹涂鱼(Boleophthalmus pectinirostris)在氨氮环境适应过程中的氨转化及代谢机制,通过氨氮(8 mmol/L NH4Cl)胁迫的方法对大弹涂鱼进行了72 h急性实验;利用酶活性测定方法检测了氨代谢相关酶:谷氨酰胺合成酶(Glutamine synthetase,GS)活性及血氨浓度;酶联免疫技术检测氨代谢协同转运蛋白:碳酸酐酶(Carbonic anhydrase,CA)、钠氢交换蛋白3(Na+/H+exchanger,NHE3)表达水平;运用qPCR技术测定急性氨氮胁迫下大弹涂鱼氨代谢相关基因:GS、CA15、NHE,以及氨转运蛋白(Ammonium transporter Rh type C-1,Rhcg1)基因mRNA的相对表达变化情况。结果表明:在急性氨氮胁迫下,大弹涂鱼血氨浓度呈先上升(12 h)后下降至平稳状态的变化趋势。肝脏GS基因表达量在12 h和48 h显著上升,酶活性在24 h显著上升。鳃中NHE3蛋白表达水平与GS活性变化趋势相同,而CA蛋白水平分别在胁迫后12 h和48 h显著上升。排氨相关基因CA15,NHE,Rhcg1的表达量在氨氮胁迫下均有不同程度的上调,其中NHE基因最早(24 h)上调,而CA15和Rhcg1在48 h显著上升,表明其可能共同参与离子氨的排泄。研究结果表明,氨氮胁迫下大弹涂鱼主要通过两种途径进行氨代谢:(1)在肝脏GS的作用下合成无毒的谷氨酰胺以避免氨在体内过量积累;(2)在鳃组织CA作用下使CO2质子化提供H+,协同NHE3,Rhcg1蛋白复合体实现氨排泄过程。     

饥饿胁迫对曼氏无针乌贼幼体的影响

以曼氏无针乌贼(Sepiella maindroni)初孵幼体为材料,分析了饥饿胁迫对幼体存活、行为变化,消化酶活力,脂肪酸组成,以及饥饿后再投喂对幼体生长及成活率的影响.结果表明:饥饿对曼氏无针乌贼幼体存活、体态和游动行为的影响较大,至第7天全部死亡.初孵幼体的胃蛋白酶活力在饥饿5d时出现最低值0.23±0.04 U·mg-1·prot-l;胰蛋白酶活力在饥饿5d时最高为737.30±26.26 U·mg-1·prot-1;淀粉酶活力在饥饿5d时降至最低13.93±2.00 U·g-1·prot-1;脂肪酶活力在饥饿2d时最低17.46±0.79 U·g-1·prot-1.饥饿状态下,机体消耗利用自身脂肪酸成分的顺序依次为:饱和脂肪酸,单不饱和脂肪酸,多不饱和脂肪酸中的低不饱和脂肪酸,最后是高不饱和脂肪酸.曼氏无针乌贼的不可逆点(PNR)为第5天.实验结果有助于合理制定曼氏无针乌贼育苗前期饵料的投喂策略.     

蚕氨基酸代谢之研究 Ⅰ.比较家蚕和野蚕各种氨基酸和α-酮戊二酸之转氨作用并自蓖麻蚕丝腺体中提取支链氨基酸-谷氨酸转氨酶及其一些性质的研究

(1)比較家蚕(华九-云瀚)和野蚕(蓖麻蚕、柞蚕和樗蚕)各种氨基酸和α-酮戊二酸之轉氨作用;发現在家蚕和野蚕絲腺体后部及脂肪体中都存在有活力強的谷丙轉氨酶和谷天轉氨酶。(2)在野蚕(萞麻蚕、柞蚕和樗蚕)之絲腺体后部存在有支鏈氨基酸((?)白氨酸、白氨酸和缬氨酸)和α-酮戊二酸及丙酮酸之間的轉氨作用。闡明了絲腺体中丙氨酸生物合成之另一途径。(3)在家蚕及野蚕之体液中,和Koide之結果不同,存在有谷天轉氨酶及谷丙轉氨酶。比較了五龄不同日期以上两酶和支链氨基酸-谷氨酸轉氨酶活力之变化。(4)証明了支鏈氨基酸和α-酮戊二酸之間的轉氨作用是酶促的轉氨反应,而非由氨基酸供体之脫氨作用,继而和α-酮戊二酸之加氨作用而形成谷氨酸。(5)自萞麻蚕絲腺体提取支鏈氨基酸-谷氨酸轉氨酶。和原始之活力相比提高了比活39倍,回收率为81%。(6)支鏈氨基酸-谷氨酸轉氨酶在α-酮戊二酸浓度較低时随浓度之增加而上升,到一定浓度时,反应速度反而下降。(?)白氨酸和α-酮戊二酸之間的轉氨作用,在1小时之內,谷氨酸之形成速度基本上呈直线关系。对热不稳定,在50℃时活力降低82%。(7)巯基抑制剂对支鏈氨基酸-谷氨酸轉氨酶具有显著的抑制作用。PCMB(10~(-4)M)抑制該酶60%,溴化乙酰胺(10~(-4)M)为37%;DL-环絲氨酸对該轉氨酶之抑制作用指出,該酶是属于对环絲氨酸具有低度敏感性的轉氨酶类。     

毕赤酵母展示表达南极假丝酵母脂肪酶B

将南极假丝脂肪酶B(CALB)基因N端和C端,分别与酿酒酵母絮凝蛋白(Flo1p)絮凝结构域序列的N端(FS)和C端(FL)融合,构建成脂肪酶毕赤酵母表面展示载体KFS和KFL,并转化毕赤酵母GS115后获得重组子KFS-CALB和KFL-CALB。免疫荧光检测证实脂肪酶已展示于毕赤酵母细胞表面。甲醇诱导120 h后展示酶活性分别达到286 U/g干细胞和182 U/g干细胞。酶的热稳定性较游离酶有较大提高,50℃孵育4 h后KFS-CALB菌株的残留酶活力仍保持初始酶活力70%以上;KFL-CALB在50℃孵育2 h后的酶活力也达到初始酶活力50%,远远高于游离态的CALB,其在50℃孵育0.5 h后仅残留18%的初始酶活力。