Bacillus subtilis 168中亚硝酸盐还原酶基因的敲除及表型鉴定

该研究首先通过同源重组方式将Bacillus subtilis 168菌株nir基因位点置换为两端具有同向排列的loxP序列选择性标记基因,再运用Cre重组酶将两个loxP间的全部序列切除,成功敲除了Bacillus subtilis 168菌株亚硝酸盐还原酶(nitrite reductase,NiR)的3个亚基基因nasB、nasD和nasE。其中,敲除nasD基因的B.subtilis 168菌株在不同生长时期均未分解培养基中亚硝酸盐,表明该nasD基因缺陷型菌株NiR活性已被完全消除,不再具备降解亚硝酸盐的能力。

氮钾锌配施对烟草超氧化物歧化酶和硝酸还原酶活性及根系活力的影响

采用盆栽试验,研究了氮钾锌配施对烟草超氧化物歧化酶(SOD)活性、硝酸还原酶(NR)活性以及根系活力的影响,结果表明:随着氮、钾、锌用量的增加,超氧化物歧化酶(SOD)活性、硝酸还原酶(NR)活性以及根系活力呈现先增长后降低的趋势,其中旺长期受影响最大,以处理组合N1K1Zn1(氮150mg/kg,钾450mg/kg,锌80mg/kg)的效果最优,由此可见,适当的氮钾锌配施能提高烟草超氧化物歧化酶活性、硝酸还原酶活性以及根系活力。

施氮量对小麦叶片硝酸还原酶活性、一氧化氮含量和气体交换的影响

研究了不同施氮量对冬小麦分蘖到抽穗期叶片硝酸还原酶(NR)活性、一氧化氮(NO)含量、气体交换参数和籽粒产量的影响.结果表明:叶片光合速率(Pn)、蒸腾速率(Tr)、瞬时水分利用效率(IWUE)和产量均随施氮量的增加呈先升高后降低的趋势,在180kg.hm-2氮处理时达到最高.随施氮量的增加,叶片NR活性提高;在分蘖期和拔节期,叶片NR活性与NO含量呈显著线性相关(R2≥0.68,n=15),NO含量和气孔导度(Gs)呈显著正二次相关(R2≥0.43,n=15);低氮处理下,NR活性较低使叶片NO含量维持在较低水平,促进气孔开放,高氮处理下,NR活性较高使叶片NO含量增加,诱导气孔关闭;在抽穗期叶片NR活性和NO含量无显著相关关系,虽然NO含量和Gs也呈显著正二次相关(R2≥0.36,n=15),但不能通过施氮提高NR活性来影响叶片NO含量,进而调节叶片气孔行为.合理施氮使小麦叶片NO含量维持在较低水平,可提高叶片Gs、Tr和IWUE,增强作物抗旱能力,促进光合作用,提高小麦产量.

硝酸还原酶也是植物体内的NO合成酶

一氧化氮 (NO)是一种广泛存在于植物体内的氧化还原信号分子和毒性分子。文章介绍了近年来有关植物硝酸还原酶具有催化亚硝酸盐单电子还原合成NO功能及其调节机制和生理意义的研究进展。

硝酸还原酶介导的一氧化氮对植物铝胁迫耐受性的增强作用

以拟南芥野生型、一氧化氮（NO）产生途径相关突变体Atnoa1（NO合成酶缺失突变体）和nialnia2（硝酸还原酶缺失突变体）为材料,研究铝毒害对拟南芥野生型、Atnoa1和nialnia2的影响.试验结果显示,不同浓度（0～200μmol/L）AlCl3处理抑制了拟南芥中根的生长,野生型和Atnoa1突变体表现出一致的抑制趋势,而nialnia2突变体中根生长的抑制程度更严重.进一步的结果显示,AlCl3处理增加了拟南芥中丙二醛和活性氧（H2O2和O-2·）含量,野生型和Atnoa1突变体表现出一致的增加趋势,而nialnia2突变体中丙二醛和活性氧含量增加幅度更大;此外,AlCl3处理显著增加了拟南芥中还原型抗坏血酸（AsA）和谷胱甘肽（GSH）的含量,野生型和Atnoa1突变体表现出一致的增加趋势,而nialnia2突变体中AsA和GH含量增加幅度最小.这些结果表明,硝酸还原酶途径介导的NO在增强植物抗铝毒害过程中起着重要的作用.

硝酸还原酶合成的NO通过诱导酸敏感水稻根尖ROS积累引起酸毒

酸毒是酸性土壤中限制作物生长的重要因子之一,但酸毒通常与金属离子毒性共存,难以在土壤中直接研究,目前关于水稻酸毒机制的报道较少。选用前期筛选的酸耐性不同的两个水稻品种Kasalath(酸耐性)和Jinguoyin(酸敏感),研究水稻的酸敏感性与活性氧(ROS)积累及氧化还原代谢相关酶的关系,并试图探讨酸毒害中一氧化氮(NO)信号与活性氧信号的调控关系。结果显示,低pH引起酸敏感水稻品种Jinguoyin中根尖NO和ROS的富集,但酸耐性水稻品种Kasalath中无显著变化。NO清除剂2-(4-羧基苯基)-4,4,5,5-四甲基咪唑啉-1-氧基-3-氧化物钾盐(cPTIO)可清除Jinguoyin根尖富集的NO和ROS。硝酸还原酶反馈抑制剂谷氨酰胺(Gln)可明显降低Jinguoyin在低pH下的根尖NO信号,而一氧化氮合酶抑制剂N’-硝基-L-精氨酸甲酯盐酸盐(L-NAME)对根尖NO信号无影响。低pH显著提高了Jinguoyin中硝酸还原酶基因NIA1、NIA2和NIA3的表达,同时也提高了硝酸还原酶活性。可见,低pH下Jinguoyin受到的酸毒与NO介导的ROS富集有关,酸毒下产生的NO信号主要由硝酸还原酶合成,其硝酸还原酶基因NIA1和NIA2的表达调控硝酸还原酶活性的提高。

应用硝酸还原酶法检测HSK患者血清一氧化氮水平

目的探讨单疱病毒性角膜炎(HSK)患者血清一氧化氮(NO)的变化及其临床意义。方法对43例HSK患者(其中活动期15例,非活动期28例)用硝酸还原酶法测定血清NO含量;并用同样方法对45例正常献血员作正常对照。结果所有HSK患者血清NO水平较正常对照高;HSK活动期患者NO水平较HSK非活动期患者高;HSK非活动期患者血清α肿瘤坏死因子(TNF-α)、α干扰素(IFN-α)、外周血淋巴细胞CD4/CD8比值(CD4/CD8)与正常对照比较无明显差异(P值均>0.05);HSK活动期患者TNF-α、IFN-α、CD4/CD8与正常对照比较有显著差异(P均<0.01);HSK活动期患者血清NO水平与TNF-α水平正相关(r=0.89),与IFN-α、CD4/CD8负相关(r分别为-0.79和-0.87)。结论HSK非活动期患者血清NO水平轻度增加是机体对炎症的正常应答,对角膜细胞起保护作用;HSK活动期患者血清NO水平明显增高,对角膜组织有损伤作用。血清NO水平异常增高是活动期HSK的成因之一;用硝酸还原酶法检测HSK患者的NO水平,可为HSK患者愈后评估提供参考指标。

硝酸盐还原酶还原─比色法测定一氧化氮代谢产物

为测定体液中的一氧化氮代谢产物（硝酸盐／亚硝酸盐，NO／NO），建立了一种采用硝酸盐还原酶还原一比色测定NO／NO的方法。该法的原理为硝酸盐还原酶将硝酸盐还原成亚硝酸盐，后者与对氨基苯磺酸发生重氮反应，并与α-萘胺偶联显色。检测灵敏度为3．5μmol／L，100μmol／L以内线性良好，还原率为96．8％，平均回收率为99．3％，批内、批间变异系数分别为3.22％和5.20％。该法无需除蛋白，还原率和灵敏度高，操作简单，反应时间短，是检测生物体液标本中一氧化氮代谢产物较理想的方法。

黄嘌呤氧化还原酶在血管内皮细胞缺氧损伤硝酸盐一氧化氮转化中的作用探讨

目的:探讨缺氧状态下的血管内皮细胞硝酸盐转化生成一氧化氮(NO)的机制及黄嘌呤氧化还原酶(XOR)在其中的作用。方法:通过人血管内皮细胞缺氧复氧损伤模型,细胞使用含不同浓度的硝酸钠和亚硝酸钠培养基培养,检测血管内皮细胞内硝酸钠含量,使用NO探针检测NO水平,实时定量PCR及免疫印迹实验检测内皮源性一氧化氮合成酶(eNOS)和XOR的表达。使用相关抑制剂L-NMMA和别嘌呤醇(allopurinol)后,再次检测NO生成水平。采用GraphPad Prism 8.0软件包进行统计学分析。结果:较高浓度的细胞外硝酸盐在常氧和缺氧条件下都会增加细胞内硝酸盐含量,细胞外一定浓度的亚硝酸盐和硝酸盐仅在缺氧条件下会增加细胞内NO水平。使用XOR阻断剂别嘌呤醇后,细胞外硝酸盐不再使细胞内NO水平升高。结论:缺氧状态下,血管内皮细胞启动硝酸盐NO转化,XOR可能是这一过程中的关键因素。

二氧化氮对樟树幼苗硝酸还原酶活力和氮元素积累的影响

采用开顶式人工熏气装置,对1年生樟树幼苗进行了为期2个月不同体积分数NO2(0.1、0.5和4.0μL/L)熏气试验,研究其对幼苗叶片硝酸还原酶活力(NR)和氮元素积累的影响。结果表明:在整个熏气过程中,0.1和0.5μL/L NO2均增强了樟树幼苗叶片的NR活力,其中0.5μL/L NO2处理的NR活力为各处理中最强,且显著强于对照,4.0μL/L NO2则抑制了NR活力;3种处理均不同程度提高了樟树幼苗叶片N元素的积累,其中0.1和0.5μL/L NO2均使樟树幼苗叶片N元素含量显著提高,4.0μL/L NO2的影响则因熏气时段而不同。

Ce(NO_3)_3对大鼠内脏组织和大脑一氧化氮及合成酶的影响

本文研究了硝酸铈对大白鼠内脏组织、大脑及骨骼肌中一氧化氮、一氧化氮合成酶的影响。结果显示 ,腹腔注射高浓度的稀土后 ,大鼠肝脏、心脏、肾脏、骨骼肌中一氧化氮、一氧化氮合成酶的水平明显增加 ,注射低浓度的稀土后 ,肝脏、肾脏内一氧化氮的量显著增加。提示稀土能够广泛影响机体一氧化氮、一氧化氮合酶的水平 ,一氧化氮有可能参与了稀土的中毒过程。

植物硝酸还原酶功能的研究进展

硝酸还原酶(Nitrate Reductase,简称NR)是高等植物氮素同化的限速酶,可直接调节硝酸盐还原,从而调节氮代谢,并影响到光合碳代谢。发掘NR新的生理功能并探讨其作用机理具有重要的理论和实际意义。随着分子生物学技术的迅猛发展,可以从分子水平上深入了解NR的生理功能及作用机制;此外还可能由此了解氮代谢及其与其他生理过程之间的关系;同时也深入了解NR、NO与植物抗逆性的关系;以及研究硝酸还原酶的展望。

植物体内一氧化氮合成途径研究进展

一氧化氮(NO)作为一种气体信号分子,在植物生理过程中发挥重要作用,它参与调节植物的生长、发育及对外界环境的应激反应。植物体内主要通过酶催化途径和非酶催化途径合成NO。酶催化途径合成NO的主要酶包括一氧化氮合酶(nitric oxide synthase,NOS)和硝酸还原酶(nitrate reductase,NR),以及在某些植物的特定组织或器官或在特殊环境条件下存在的一氧化氮氧化还原酶(nitric oxide oxidoreductase,Ni-NOR)和黄嘌呤氧化还原酶(xanthine oxidoreductase,XOR)。非酶催化合成途径主要是在酸性和还原剂存在条件下将亚硝酸盐还原成NO。该文主要结合研究方法,综述了植物体内NO合成途径的研究进展,为植物体内NO信号的作用机理的深入研究提供信息资料。

一氧化氮合成酶水平对高血压辅助诊断的临床应用研究

目的对高血压、正常高值血压、正常血压人群分别采用硝酸还原酶比色法进行血清一氧化氮合成酶(NOS)、一氧化氮(NO)的测定,研究其效果。方法本研究选取我院管理的高血压患者、血压正常高值,各30例,在同一时期选择正常体检者30名作为正常对照组。对三组研究对象进行硝酸还原酶比色法测血清NOS、NO水平。结果正常高值组NOS和NO水平显著高于高血压组,且显著低于正常对照组(P<0.01)。高血压组NOS和NO水平与正常对照组相比均显著降低(P<0.01)。结论NOS和NO可作为高血压辅助诊断,且具有重要的临床应用价值。

植物一氧化氮合成(清除)体系及其生理作用的研究进展

一氧化氮是植物体内重要的气体信号分子,参与了多种生理过程和胁迫响应。为了阐述植物一氧化氮的产生和消除情况,本研究对植物体一氧化氮的产生体系、清除体系、缓冲和储存体系进行了归纳说明。其中,产生体系依据底物、反应性质、细胞定位不同可分为两大类七小类;清除体系主要为非共生血红蛋白和自由基(及其抗氧化)系统;而缓冲和储存体系主要为S-亚硝基-谷胱甘肽(GSNO)及其还原酶(GSNOR)。在此基础上,进一步总结了不同一氧化氮体系在不同生理(胁迫)条件下所执行的功能。文章最后分析了目前针对植物一氧化氮的产生(清除)方面仍未解决的问题,如体内一氧化氮作用的剂量,植物NOS-like存在的试验控制条件的标准化问题,多胺与一氧化氮作用相关性等。

硝酸盐还原酶两点法测定硝酸盐含量

由于一氧化氮（ＮＯ）在生物体内半衰期很短，直接测定困难，ＮＯ代谢终产物ＮＯ－２与ＮＯ－３分析已成为ＮＯ间接定量的常用手段。ＮＯ－２分析方法受干扰因素多，应用范围窄，在某些环境中很容易向ＮＯ－３转变［１］，因此一定时间内ＮＯ－３的定量更能反应ＮＯ的代谢...

硝酸盐还原酶一步法测定血清中硝酸盐浓度

为建立简便快速的一氧化氮 (NO)间接测定方法 ,根据硝酸盐还原酶还原硝酸盐 (NO3- )至亚硝酸盐 (NO2 - )的过程中 ,所消耗的还原型辅酶Ⅱ (NADPH)的量与NO3- 浓度呈正比的原理 ,用 340nm处NADPH吸光度的下降值 ,推算出NO3- 的量。所建体系的反应时间为 90min ,NADPH浓度为 6mmol/L ,硝酸盐还原酶浓度为 5 0 0U/L。NaNO3 在 0u mol/L～ 2 0 0umol/L范围内 ,与NADPH吸光度的变化量具有良好的线性关系 ,r =0 993。批内变异系数 (CV) =4 4% ,批间CV =10 5 % ;回收率为 92 36 %。 2 0例 2 5～ 5 5岁的正常人血清中NO3- 浓度为 5 2 42± 19 76umol/L。用此法测定血清中NO3- 浓度简便快速、特异性高、干扰因素少 ,不需昂贵仪器 。

血红素蛋白的亚硝酸盐还原酶功能及其生物学意义

血红素蛋白在生物体系中执行重要的生物功能。在乏氧状态下,一系列血红素蛋白,如血红蛋白(Hb)、肌红蛋白(Mb)、细胞色素C(CytC)、神经红蛋白(Ngb)和胞红蛋白(Cgb)等,表现出不同的亚硝酸盐还原酶(NIR)活性,催化NO-2还原成NO,这与生物体在常氧状态下由L-精氨酸氧化产生NO的通路形成互补。研究表明:蛋白质构象、血红素的配位状态、分子内二硫键以及氢键网络等,可以调控其NIR催化活性,同时受生物体内微环境的影响,如NO-2浓度和pH等。文章对不同血红素蛋白的NIR催化活性进行了分析比较,探讨了其生物学意义,特别是NO-3-NO-2-NO通路在调节心血管系统内稳态平衡中的重要作用。

氧化还原介体对短程反硝化细菌亚硝氮积累影响研究

【目的】亚硝酸盐的稳定获得对于厌氧氨氧化工艺的研发和应用具有重要意义。期望通过筛选投加合适的氧化还原介体将反硝化控制在亚硝氮的阶段,实现稳定的短程反硝化,并优化反应条件进一步增加亚硝氮的积累量,为厌氧氨氧化工艺应用提供一种新的亚硝氮供给方式。【方法】通过序批式试验分别考察了不同浓度2-羟基-1,4萘醌(ME)、蒽醌(AQ)和1-氯蒽醌(1-AQ)的投加对短程反硝化细菌亚硝氮积累的影响,并且通过酶促动力学实验对其影响机制进行了深入探索,最后通过16S rDNA分析,对短程反硝化细菌菌群群落结构进行了深入分析。【结果】首先,相比对照,投加75μmol/L AQ和1-AQ分别导致亚硝酸盐氮的积累量提高了74.8%和1.06倍,但是ME的投加几乎没有增加亚硝氮的积累;其次,试验结果表明,当投加C/N比为2时,亚硝氮积累量最多,使得投加1-AQ效果最好,亚硝氮积累量最高达到了52.98 mg/L(初始硝氮为100 mg/L);再次,酶促动力学试验揭示了1-AQ使得亚硝酸盐迅速积累的原因在于其提高了69.13%的硝酸盐还原酶活性,却仅仅将亚硝酸盐还原酶活性提高了36.74%;最后,16S rDNA结果显示,本试验所用菌群中具备短程反硝化能力的菌群有Yersinia frederiksenii、Thauera、Hydrogenophaga、Trichococcus、Klebsiella和Dechloromonas。【结论】合适的氧化还原介体投加能够明显增加短程反硝化细菌亚硝氮的积累量,氧化还原介体筛选的关键在于其对硝酸盐还原酶活性的增加速率高于亚硝酸盐还原酶。