色氨酸残基在碳-碳水解酶催化中的关键作用

碳-碳水解酶(C-C水解酶)作为α/β水解酶超家族中的一员,负责催化环裂产物C-C键的断裂,该反应是细菌降解芳香族化合物途径中的关键步骤.为了解水解酶的催化特性,本文对该酶部分氨基酸进行了定点突变,并对突变体的动力学参数,化学修饰剂对突变体活性的影响以及突变体的二级结构进行了测定.各突变体的动力学参数特征为:突变体S110A,H265A和D237A的催化效率为野生型的1/104～1/103;突变体W85A和W219A催化效率分别为野生型的5/18和1/3,而同为色氨酸的突变体,W266A的催化效率只有野生型的1/104.化学修饰剂对突变体S110A,H265A,D237A和W266A的酶活性几乎没有影响;而对突变体W85A和W219A却有较大的影响,修饰后,其相对活性仅为对照的10%～30%.突变体的圆二色谱(CD谱)分析表明,与野生型相比,突变体的二级结构没有发生改变.证明了Ser110,Asp237,His265是2-羟基-6-氧-6-苯基己-2,4-二烯酸水解酶(HOPDA hydrolase,HOPDA水解酶)催化反应所必需的氨基酸,并提出了Trp266在催化反应中也同样起到了非常关键的作用.

土壤和沉积物中非水解有机碳对菲的吸附

采用改进的酸水解方法对土壤和沉积物中的有机质组分进行了分离和提取,用固体13C核磁共振(13CNMR)表征了非水解有机碳(NHC),同时研究了不同有机质组分对菲的吸附行为,结果表明,菲的吸附等温线都呈现出明显的非线性,能很好地拟合Freundlich方程;而且NHC和碳黑(BC)比其原始和去矿样品的吸附容量都有明显提高.这些结果揭示了NHC和BC主要控制着菲在土壤和沉积物中的吸附行为.沉积物及其NHC对菲的吸附容量要高于土壤及其NHC,这与土壤和沉积物中有机质的不同来源有关.

保护性耕作对太行山前平原土壤热水解和酸解有机碳的影响

【目的】研究传统耕作转为保护性耕作后土壤热水解碳(HWC)和酸解碳(AHC)的分布和积累特征。【方法】2001年在河北栾城设置翻耕+玉米秸秆不还田(CK)、翻耕+玉米秸秆粉碎还田(CT)、旋耕+玉米秸秆粉碎还田(RT)和免耕玉米秸秆直立还田(NT)4个处理。2007年小麦收获后,采集0—5 cm、5—10 cm、10—20 cm和20—30 cm土层样品,测定热水解有机碳(HWC,80℃水浴下提取24 h)和酸解有机碳(AHC,6 mol.L-1HCl,105℃下提取4 h)的浓度,分析两种活性碳的层化比率值(SR),并基于等效质量碳库储量计算方法,比较了不同耕作处理对土壤活性碳分布和储量的影响。【结果】连续6年保护性耕作后,HWC和AHC在土壤表层积累,具有较高的层化比率值。在0—10 cm土层,保护性耕作(RT和NT)系统HWC的SR值(1.68—1.98)显著高于传统翻耕(CK和CT)处理(1.30—1.50),保护性耕作下AHC的SR值(1.62—1.83)亦高于传统翻耕(1.12—1.63)。与传统翻耕CT相比,保护性耕作系统0—30 cm剖面的HWC储量无显著变化,但免耕显著增加了AHC的储量。【结论】在太行山前平原地区,保护性耕作导致土壤剖面中HWC和AHC在表层积累,呈现高度层化特征,可能会潜在影响土壤质量和农田固碳速率。

长期有机培肥对南方红壤区稻田土壤碳循环功能基因的影响

【目的】研究长期有机培肥对南方红壤区稻田土壤碳循环功能基因的影响,为南方稻田土壤碳库高效利用和施肥策略提供理论参考。【方法】依托江西省红壤研究所长期定位试验平台,设4个处理:不施肥处理(CK)、单施化肥处理(NPK)、早稻施绿肥紫云英处理(M1)、早稻施绿肥紫云英+晚稻秸秆还田处理(M2)。晚稻收获后采集土壤样品,测定土壤基本理化性质,利用实时荧光定量PCR测定土壤碳循环功能基因的绝对定量,分析不同活性碳含量及碳循环相关基因与环境因子的关系。【结果】长期有机培肥处理提高了土壤有机碳组分中活性有机碳含量,其中M2处理易氧化有机碳、热水提取态有机碳、可溶性有机碳含量均显著高于CK(P<0.05,下同);M1处理土壤微生物量碳含量最高(193.98 mg/kg)。各处理中,M1和M2处理参与碳水解、碳固定和甲烷代谢过程的相关功能基因表达量均处于较低水平。相关分析结果表明,碳水解过程相关功能基因(除amyX、IsoP、lig和naglu)、碳固定过程相关功能基因(除mcrA)和甲烷代谢(除emGDH)与全钾、微生物量碳和胡富比均呈显著负相关。碳固定过程功能基因和甲烷代谢过程功能基因(除emGDH)与pH和速效钾呈正相关。随机森林分析结果显示,长期有机培肥稻田土壤对碳水解功能基因和环境因子的解释率为89.22%,对碳固定功能基因和环境因子的解释率为90.12%,对甲烷代谢功能基因和环境因子解释率为87.14%;结构方程建模结果表明,长期有机培肥稻田土壤中mnp和apu基因、mct和rbcL基因、em GDH和pmoA基因分别直接影响碳水解、碳固定和甲烷代谢过程,土壤有机碳、胡敏素和胡富比间接影响碳水解和碳固定基因表达量,胡敏酸、有机碳和胡敏素间接影响甲烷代谢过程功能基因表达量。【结论】长期有机培肥有利于增加南方稻田土壤活性有机碳组分含量,降低碳循环功能基因表达量,提高土壤的稳定性,有助于环境变化中保持农田生产力的稳定。

产OXA-23型碳青霉烯水解酶鲍曼不动杆菌基因研究

目的 了解临床分离 12株耐碳青霉烯鲍曼不动杆菌的耐药情况、耐药株来源以及产碳青霉烯酶的类型。方法 收集本院对碳青霉烯类药中介或耐药的鲍曼不动杆菌 12株 ,用琼脂稀释法测定最低抑菌浓度(MIC) ,脉冲场凝胶电泳 (PFGE)分析其同源性 ,并用聚合酶链反应 (PCR)检测分析其耐药基因。结果 12株细菌均为多重耐药株 ,有 9株对亚胺培南耐药 ,6株对美罗培南耐药。对青霉素类、头孢菌素类、复方磺胺甲唑均耐药 ,对氟喹诺酮类和酶抑制剂复合物耐药率最低。 12株PFGE图谱分为A、B(B1、B2 ) 2型 ,以A型为主要流行株 (9株 ) ,主要集中在重症监护病房 (ICU)。PCR检出 12株菌株均携带OXA 2 3基因 ,未能检出OXA 2 4基因。结论 本院碳青霉烯类耐药鲍曼不动杆菌流行主要为医院感染所致 ,该流行株呈多重耐药 ,12株菌株均产OXA 2 3型碳青霉烯酶。

泛素碳端水解酶L1在邻苯二甲酸二丁酯诱导大鼠睾丸发育异常中的表达变化

目的：利用邻苯二甲酸二丁酯（DBP）诱导大鼠睾丸发育异常，验证泛素碳端水解酶L1（UCHL1）在异常睾丸与正常大鼠睾丸中的差异表达，以进一步探讨UCHL1在DBP导致的大鼠睾丸发育异常中的作用机制。方法：孕SD大鼠40只，妊娠14～18d，随机分为2组，实验组和对照组分别予DBP800mg／（kg·d）、大豆油5ml／d灌胃，孕期第19d（GD19）和出生后22d（PND22），分别取胎鼠及仔鼠睾丸，定量定位分析UCHL1在胎鼠及仔鼠睾丸中的表达变化。结果：GD19，UCHL1在实验组的相对表达量为0．075±0．02（n=10），对照组为0．150±0．02（n=10），2组差异有显著性（P〈0．05），UCHL1在实验组中比正常对照组下降50％；而PND22，UCHL1于实验组隐睾睾丸中的相对表达量为0．344±0．03（n=10），实验组非隐睾睾丸中为0．326±0．02（n=10），对照组为0．322±0．02（n=10），3组间无明显统计学差异（P〉0．05）。UCHL1主要定位于睾丸发育时期的精原细胞，初级精母细胞和次级精母细胞的胞质与胞核中。结论：DBP在染毒期间影响了睾丸生精细胞UCHL1的表达，影响了泛素-蛋白酶体系的平衡，从而导致生精小管的变薄，各层生精细胞数目减少的睾丸发育异常现象。

一株同时产OXA-23型碳青霉烯水解酶和PER-1型超广谱β-内酰胺酶的鲍曼不动杆菌

目的 分析多重耐药鲍曼不动杆菌对 β 内酰胺耐药的原因及其耐药基因的转移方式。 方法 用等电聚焦电泳试验和三维试验分析多重耐药鲍曼不动杆菌临床菌株所产 β 内酰胺酶 ,并进行初步分类 ,用聚合酶链反应 (PCR)扩增和产物测序方法确认 β 内酰胺酶基因 ,用PCR扩增整合子全可变区和质粒接合实验来判定其耐药基因的转移方式。结果 该临床菌株产超广谱 β 内酰胺酶 ,经分子生物学方法证实有blaPER 1基因 ,同时还有blaOXA 2 3 基因和aacA4基因。结论 发现一株产OXA 2 3型碳青霉烯酶和可转移的PER 1型超广谱 β 内酰胺酶的鲍曼不动杆菌 ,blaPER

水解-接触氧化-气浮-生物碳工艺处理高浓度印染废水工程实例

采用水解 接触氧化 气浮 生物碳工艺处理印染废水 ,设计规模为 14 4 0m3 d。总排放口水质为 :pH =6 98,CODCr=83mg L ,BOD5=2 3 5mg L ,SS=5 3mg L ,色度 =4 0倍。

常温氧化锌脱硫剂和硫氧碳水解催化剂通过省级鉴定

由江苏省昆山市精细化工研究所研制开发的K1310型常温氧化锌脱硫剂和852型常温硫氧碳水解催化剂,最近在昆山通过了江苏省石化厅组织的技术鉴定。

参与碳氮磷转化的水解酶对不同施肥响应的差异

本文旨在研究土壤水解酶对不同施肥的响应差异以及影响因素。通过在红壤中添加牛粪有机肥、化肥进行90 d的室内土壤培养试验,采用微孔板荧光法动态分析5、30和90 d参与碳氮磷转化的土壤水解酶(α-1,4-葡萄糖苷酶、β-1,4-葡萄糖苷酶、纤维素酶、木聚糖酶、亮氨酸氨基肽酶、β-1,4-N-乙酰氨基葡萄糖苷酶、磷酸酶)活性。与不施肥(对照)相比,在30 d后,化肥处理的总酶活性显著下降,对应的参与碳氮磷转化酶活性均有不同程度下降;而有机肥处理的总酶活性在培养期内均未发生显著变化,但是其α-1,4-葡萄糖苷酶显著增加,而磷酸酶活性显著降低。参与碳转化的4种水解酶中,只有α-1,4-葡萄糖苷酶活性对施肥的响应较强,且施加有机肥增加其活性而无机肥则降低其活性;对于参与氮转化的水解酶而言,化肥明显抑制了亮氨酸氨基肽酶活性,而有机肥增加了β-1,4-N-乙酰氨基葡萄糖苷酶活性;磷酸酶活性明显受到有机肥的抑制作用,而对化肥的响应总体不明显。不同水解酶对不同施肥的响应有明显差异,NMDS分析表明,α-1,4-葡萄糖苷酶和亮氨酸氨基肽酶响应最明显,其次为磷酸酶与木聚糖酶;相关和冗余分析显示,土壤pH、可溶性有机碳对酶活性的影响最大,一定程度说明了不同肥料通过影响土壤理化性质进而影响水解酶活性。

碳青霉烯水解酶研究新进展

碳青霉烯类抗生素是目前临床治疗严重感染的有效抗菌药物,但近几年由于产碳青霉烯水解酶而导致对该类抗生素耐药的菌株不断增多,给临床治疗带来困难。本文对碳青霉烯水解酶及细菌对碳青霉烯类抗生素耐药性的研究进展作了综述。

泛素蛋白酶体碳末端水解酶L3

泛素蛋白酶体碳末端水解酶L3(Ubiquitin C-terminal hydrolases L3,UCH-L3)是泛素蛋白酶体中碳末端水解酶的一种,可以将泛素分子从底物上水解下来,使得泛素蛋白酶体在细胞内再循环利用。目前对UCH-L3的研究还不充分,近年来发现它在多种疾病中都呈现高表达,可能与多种疾病的发生和发展有一定的联系。

急性颅脑损伤病人血清外泌体中泛素碳末端水解酶L1和神经丝蛋白轻链多肽的表达及意义

目的探讨急性中、重度创伤性脑损伤(TBI)病人血清外泌体中泛素碳末端水解酶L1(UCH-L1)及神经丝蛋白轻链多肽(NF-L)的表达及临床意义。方法我院2017年1月~2020年8月就诊的中、重度TBI病人94例为观察组,同期健康体检者52例作为对照组。分别于受伤后2小时、12小时、24小时、48小时、72小时抽取外周血约5 ml,提取外泌体,用蛋白酶联免疫吸附试验(ELISA法)检测各时间点外泌体中UCH-L1及NF-L浓度。结果观察组病人外周血外泌体中UCH-L1蛋白浓度于伤后12小时达到高峰,后逐步下降,但各时间点均高于对照组,NF-L蛋白浓度逐渐升高,与对照组比较,差异有统计学意义(P<0.05)。UCH-L1及NF-L蛋白浓度与年龄、性别及是否合并脑水肿无关,UCH-L1与病灶是否弥漫性轴索病变或局灶性病变亦无关,但NF-L能很好区分弥漫性轴索损伤或局灶性轴索损伤,差异有统计学意义(P<0.05)。入院后1周内死亡病人中,外泌体UCH-L1蛋白的浓度变化呈持续升高趋势,与未死亡病人比较差异有统计学意义(P<0.05)。结论在中、重度TBI病人发病早期,外周血外泌体中UCH-L1及NF-L升高;NF-L可以很好地区分弥漫性或局灶性轴索损伤,UCH-L1可以预测发病早期死亡率。外泌体UCH-L1及NF-L有可能成为TBI预测疾病程度及预后的理想生物标志物。

以液体核磁共振波谱分析与帕金森氏病相关的I93M突变对人类泛素碳端水解酶结构的影响（英文）

人类泛素碳端水解酶(UCH-L1)是涉及帕金森氏病并且在神经元高度表达的蛋白.UCH-L1的家族性突变与转译后修饰会引起聚集倾向增加与去泛素活性损失,这二者都可能成为致病因素.作者所在实验室之前的研究指出与帕金森氏病相关的突变I93M显著降低UCH-L1的折叠稳定性并且加速其构型展开动力学.该研究使用液体核磁共振分析方法,包括侧链甲基化学位移,松弛骨干动力学和残余偶极耦合,以进一步阐明I93M突变如何影响UCH-L1的结构和动态.结果显示I93M显著影响突变位点周围的疏水核心侧链构型.然而,这样的结构扰动并不会影响在纳秒时间尺度的快速骨干动力学.透过残余偶极耦合分析显示UCH-L1在水溶液中的结构与之前报道的晶体结构有相当显著的偏离,另外I93M突变也导致超出突变位点的远距离结构扰动.这一系列水溶液结构的分析结果可补充之前已知的晶体学数据,并对UCH-L1在帕金森氏病相关的基因突变影响并提供详细的见解.

戴云山黄山松林土壤碳组分的海拔变化特征及影响因素

海拔梯度可能通过多种环境因子影响土壤有机质,土壤有机碳库是土壤有机质的重要组成部分,其微小变化将会产生极其重要的影响。因此海拔差异可能导致海拔间土壤碳库差异。土壤有机碳是反映土壤肥力的重要指标,可能受土壤理化性质和微生物等多种因素的影响。黄山松是高山地绿化和用材的优良树种,近年来戴云山自然保护区内高海拔地区的黄山松群落呈现衰退趋势。研究戴云山黄山松林土壤有机碳组分沿海拔梯度的变化情况,不仅可以为该区域碳库估算提供科学依据,而且有助于揭示影响黄山松生长变化的机理。因此,选取戴云山不同海拔[1300 m(L)、1450 m(M)和1600 m(H)]梯度的黄山松林,对其土壤基本理化性质、有机碳组分及微生物特征进行测定和分析。研究发现,海拔梯度下土壤养分含量呈先升高后降低的变化趋势,土壤碳组分含量与其变化一致,且微生物生物量碳和微生物生物量氮均在M海拔处最高,海拔梯度对碳水解酶没有显著影响。冗余分析表明,总氮是影响土壤有机碳变化的最主要因素,其次是碳氮比。因此在海拔跨度不大的情况下,土壤有机碳动态可能主要受氮素而非温度的影响。高海拔地区土壤惰性碳占比高,未来可能会持续加剧该地区黄山松的生长困境,使该区域碳库受到影响。

凋落物和根系输入对亚热带米槠天然林土壤有机碳组分的影响

植物残体添加和去除试验(the detritus input and removal treatments,DIRT)作为一种研究碳输入来源变化对土壤质地与质量影响的试验设计,对研究土壤养分来源以及主要影响机制具有关键作用。选择福建省三明森林生态系统与全球变化研究站的米槠常绿阔叶天然林,设置对照(CT)、去除凋落物(NL)、去除根系(NR)、去除凋落物+去除根系(NI)、添加双倍凋落物(DL)5种处理,于2018年12月对各处理不同土层(0-10,10-20 cm)土壤进行取样,研究其土壤有机碳组分及其影响因子。结果表明:(1)在0-10 cm土层中,DL中NH_(4)^(+)-N与TN含量明显高于其他处理。NR处理的NH_(4)^(+)-N与DON含量显著大于NL与NI处理。在10-20 cm土层中,DL处理在NH_(4)^(+)-N、NO_(3)^(-)-N、DON以及TN含量显著大于其他处理。NI处理的NH_(4)^(+)-N含量显著低于其他处理。(2)DL处理有机碳含量显著高于NL处理,但DL处理土壤有机碳含量与CT处理无明显差异(P>0.05),其余各处理间差异均不显著。(3)含有凋落物的处理土壤活性碳组分含量显著高于去除凋落物处理,活性碳组分含量顺序为DL>CT>NR>NL>NI。去除凋落物处理(NL)土壤惰性碳组分含量显著高于去除根系处理(NL、NI)。(4)凋落物和根系的输入对0-10 cm土层土壤β-葡萄糖苷酶以及纤维素水解酶活性具有显著影响,呈现与土壤活性碳组分相同的变化趋势。冗余分析表明,土壤有机碳组分的变化主要是受控于β-葡萄糖苷酶。pH以及土壤含水率也是影响土壤有机碳及其组分的关键因子。凋落物的输入有利于提高土壤养分有效性以及土壤质地,加快碳循环;植物根系则对土壤中有机碳的稳定性具有关键作用。

种植不同油茶品系实生苗对红壤胞外酶活性的影响

【目的】为了解野生油茶与栽培种油茶对土壤物理、化学、生物性质的影响的差异情况,给栽培种油茶的选育提供一定的科学理论依据。【方法】以红壤土盆栽野生油茶和栽培种赣油1号和赣永6号油茶实生苗,研究了不同品系油茶种植土壤理化性质和酶活性的差异情况。【结果】种植不同油茶品系实生苗对土壤pH值均无影响。种植野生油茶的土壤其有机质、全磷、有效磷和速效钾等养分含量均显著低于种植赣油1号和赣永6号油茶的土壤各养分含量,而栽培种赣油1号和赣永6号油茶的种植土壤中这些养分含量间均无差异。种植赣油1号油茶的土壤铵态氮含量低于赣永6号种植土壤的,但其硝态氮含量却显著高于赣永6号种植土壤的。种植野生油茶的土壤纤维二糖水解酶活性显著高于赣油1号和赣永6号种植土壤的,其增幅分别为18.76%和19.34%,而其土壤中β-1,4-葡糖苷酶和β-1,4-木糖苷酶活性均显著低于赣油1号和赣永6号种植土壤的。种植赣永6号的土壤氮水解酶(β-乙酰葡糖胺糖苷酶和亮氨酸氨基肽酶)的活性显著高于野生油茶和赣油1号油茶种植土壤的,其增幅分别为9.45%、14.34%、8.57%和10.39%,而种植野生油茶和赣油1号油茶的土壤亮氨酸氨基肽酶和β-乙酰葡糖胺糖苷酶活性之间的差异均不明显。种植野生油茶的土壤磷酸单酯酶活性显著低于赣油1号和赣永6号油茶种植土壤的磷酸单酯酶活性,其降幅分别为20.88%和13.91%。【结论】栽培种赣永6号油茶对土壤地力的影响程度比野生油茶和栽培种赣油1号油茶对土壤地力的影响程度大。

土壤和沉积物中的聚合有机质对多环芳烃分布和提取的影响

为了研究土壤和沉积物中凝聚型有机碳(碳黑、干酪根)的含量及其对多环芳烃(PAHs)分布和提取的影响,分别用三氟醋酸(TFA)和在375℃下通氧燃烧的方法从珠江三角洲2个污染土壤和5个河口沉积物样品中提取酸非水解有机碳(NHC)和碳黑(BC);用索氏抽提法和不同溶剂的加速溶剂萃取法(包括连续加速萃取法ASESum和标准溶剂萃取法ASESTD)抽提土壤和沉积物中的多环芳烃,并在不同温度梯度(25℃到150℃)下用水为溶剂加速溶剂萃取其水溶态.结果表明,1)NHC是珠江三角洲土壤和沉积物中总有机碳的重要组成部分,NHC碳明显高于BC碳,NHC和BC分别占土壤和沉积物中有机碳的25.6%￣73.8%和4.64%￣17.3%.2)3种有机溶剂(丙酮、甲苯1、甲苯2)连续抽提的PAHs含量是索氏抽提的2.11倍;5种ASE方法(丙酮、甲苯1、甲苯2、ASESum、ASESTD)提取的PAHs含量与NHC含量存在明显的相关性,而且比PAHs含量与BC或无定型有机碳(AOC)含量的相关性更明显.3)在不同温度梯度下水溶态PAHs浓度符合Van’tHoff方程.研究说明除了BC外,非水解有机碳对土壤和沉积物中PAHs的分布和提取具有重要影响.

土壤和沉积物中凝聚态有机质的表征

在375℃条件下用三氟醋酸(TFA)、通氧燃烧的方法,从珠江三角洲被污染的3个土壤和6个沉积物样品中提取非水解有机碳(NHC)和碳黑(BC),并进行了元素分析、傅里叶变换红外光谱(FTIR)、固态13C核磁共振(13CNMR)、放射性碳加速质谱等一系列定性、定量的研究。结果表明:用三氟醋酸(TFA)可以成功地提取凝聚态的非水解碳,消除了碳水化合物等可水解有机质对凝聚态有机质研究的干扰。样品中非水解碳和碳黑碳分别占总有机碳含量的25.6%～70.5%和4.14%～17.3%,其平均值分别为44.2%和11.2%。非水解碳和碳黑两者的O/C和H/C比值都比较低;13C核磁共振显示NHC中主要含有脂肪碳和芳香碳峰,其中含氧官能团几乎可以忽略。研究表明,非水解碳主要由不同成熟度的沥青或干酪根、古老的陆源有机质、碳黑、煤、木质素等组成。实验结果表明:用水解的方法可以从土壤和沉积物中分离出凝聚态的碳。

土壤和沉积物中不同形式有机质的表征

从北京通州地区3个河流沉积物和天津渤海湾地区4个土壤样品中提取胡敏酸(HA)和非水解碳(NHC),并进行了元素分析、X射线光电子能谱分析(XPS)、傅里叶变换红外光谱(FTIR)和固态13 C核磁共振(13 C NMR)等一系列定性定量的研究。结果显示:同一来源的NHC中H/C和O/C比值低于HA的H/C和O/C比值;NHC和HA表面含氧官能团的含量分别为7.6%～10.7%,40.9%～46.7%;13 C NMR和FTIR显示NHC主要由脂肪碳和芳香碳组成;从土壤中比从沉积物中提取的NHC的芳香度高。研究结果表明,与HA相比,NHC的热成熟度高,疏水性强。