生物信息学预测铜离子载体诱导细胞死亡关键因子铁氧化还原蛋白1的特性

目的通过对人铁氧化还原蛋白1(ferredoxin 1,Fdx1)的氨基酸序列进行分析,预测其蛋白结构、蛋白翻译后修饰以及组织表达等性质。方法利用各类数据挖掘工具,分析从UniProt中获取的人Fdx1蛋白氨基酸序列,从而预测其基本性质(ProtParam等)、特征结构(SMART等)、空间结构(SOPMA等)、翻译后修饰(NetPhos 3.1等)、生物学功能(STRING等)以及组织表达(ProteomicsDB等)等各类生物学信息。结果基本性质:氨基酸序列全长有184 aa,分子质量是19 kDa,分子式为C819H1341N251O275S9。氨基酸组成中丙氨酸和甘氨酸占比最高(10.9%);属亲水性蛋白。未发现跨膜结构和信号肽;线粒体是定位几率最高的亚细胞结构。特征结构:第72~157位存在高度保守的结构功能域——Fer2。空间结构:人Fdx1蛋白二级结构最多的形式是α-螺旋(36.96%)。翻译后修饰:磷酸化、糖基化和甲基化等十种翻译后修饰预测出了位点。生物学功能:与铁硫簇组装酶等多个蛋白存相互作用(P=0.0008)。涉及超过二十种信号通路,与疾病和代谢的关系尤甚。组织表达:正常机体里蛋白表达前高的是内脏系统鼻腔呼吸上皮组织(log10650 ppm);模式生物细胞株中表达最高的为脑癌U251细胞(log10557 ppm)。结论对人Fdx1蛋白结构和功能的生物信息学分析,为探究其在新的细胞程序性死亡——“铜死亡”的机制研究提供了重要参考。

pH与石灰性水稻土铁氧化还原过程的关系

光照和pH是调控土壤铁氧化物厌氧生物氧化还原的关键环境因素。本文采用恒温厌氧培养试验研究了黑暗、光照条件下土壤pH的变化及pH对铁氧化还原的影响，探索了pH与Fe（II）和水溶性无机碳的关系。结果表明，光照可改变土壤厌氧培养过程中pH的变化趋势，避光培养时土壤pH呈降低趋势，光照时呈先降低后增加趋势。pH介于4-9之间均可发生铁的还原反应，pH=7时还原量最大，128.5 μmol g^-1，pH调至4和9均可抑制避光条件下的铁还原。光照条件下pH 6-8时可发生Fe（II）的再氧化，控制初始pH为7时可使其再氧化量增加77.13%，达49.17 μmol g^-1。厌氧培养过程中Fe（II）与水溶性无机碳在避光时存在显著线性正相关关系，pH与Fe（II）和水溶性无机碳之间均存在显著线性负相关关系。

铁氧化还原蛋白在多壁碳纳米管上的固定、表征及直接电子转移

将来源于SpinaciaOleracea的铁氧化还原蛋白(ferredoxin,SOFd)固定在多壁碳纳米管(CNT)表面,紫外-可见及红外光谱表明,SOFd在CNT表面没有变性,仍保持原来的二级空间结构.循环伏安结果表明,SOFd在CNT表面能进行有效和稳定的直接电子转移反应,伏安曲线上出现一对良好的、几乎对称的氧化还原峰,式量电位E0'为(-570.4±1.5)mV(vs.SCE,0.1mol/L磷酸盐缓冲液),且不随扫速和溶液pH值的变化而变化.SOFd直接电子转移的表观速率常数ks为(0.73±0.04)s-1.

铁氧化还原蛋白的直接电化学

将来源于Spinacia oleracea的铁氧化还原蛋白(ferredoxin,SoFd)通过吸附的方法固定在碳纳米管(CNT)表面.红外光谱表明SoFd固定在CNT表面后没有变性.循环伏安结果表明,SoFd在CNT表面能进行有效和稳定的直接电子转移反应,伏安曲线上表现出一对良好的、几乎对称的氧化还原峰;式量电位E0′不随扫速(在20—120 mV/s的扫速范围内,其平均值为(-571.7±1.9)mV(vs.SCE,pH 7.0))变化而变化;SoFd直接电子转移的表观速率常数ks为(0.73±0.04)s-1.

浸矿细菌中硫化氢-三价铁氧化还原酶的纯化

利用Fe3+作为元素硫的电子受体,由铁生长的T.f硫化氢 三价铁氧化还原酶纯化至电泳匀质状态,对主要浸矿细菌氧化亚铁硫杆菌(T.f dx)中的硫氧化酶关键酶进行分离与纯化。用质谱仪测定硫氧化酶的相对分子质量为46072.06(精确度为±0.01%);SDS PAGE(电泳)结果表明硫氧化酶由2个相同的亚基组成。在硫氧化过程中硫氧化酶绝对依赖于还原型谷胱苷肽(GSH),该酶的等电点和最适pH值分别为4.6和6.5。

铜死亡关键调控基因铁氧化还原蛋白1的生物信息学分析

目的:通过生物信息学方法对铜死亡关键调控基因铁氧化还原蛋白1(ferredoxin 1,FDX1)的基因结构和特性进行解析。方法:从GenBank数据库获取人FDX1基因DNA序列,利用数据挖掘软件对其一般特性、结构识别、特性分析和组织表达4个方面进行生物信息学分析。结果:人FDX1基因定位于11q22.3,基因总长35553 bp,密码子偏性较强,重复序列占基因总长61.40%;上游2000 bp区域存在5个启动子(评分>0.90)、71个转录因子结合位点、多聚腺苷酸尾信号在518位点,未预测到CpG岛;亚细胞定位在线粒体的可能性最大;分子功能预测其具有2Fe-2S簇结合等活性;人FDX1 mRNA相对表达水平最高为肾上腺[146(100×FPKM)1/2],各组织癌症特异性程度都较低。结论:FDX1的线粒体亚细胞定位、具有2Fe-2S簇活性以及涉及的信号通路等基因特性,从生物算法角度证实其可作为铜死亡关键调控基因。

盐度对硝酸盐还原型铁氧化菌亚铁氧化与硝酸盐还原的影响研究

作为重要的嗜中性铁氧化菌,硝酸盐还原型铁氧化菌一直以来都被认为是在环境污染修复中具有广阔应用前景的一类微生物,其广泛分布于淡水沉积物、地下水、稻田土壤、海岸沉积物等各种盐度的水土环境中。已有研究指示,盐度可能会对此类铁氧化菌的生长代谢和亚铁氧化过程产生抑制作用,但是具体作用机制尚不清楚。为深入探究盐度对硝酸盐还原型铁氧化菌生长代谢的影响,选取Acidovorax sp.BoFeN1为模式菌株,设置微宇宙培养实验,并利用NaCl调节反应体系盐度(NaCl质量浓度分别为0、15、35、55 g·L^(-1))。通过监测反应过程中亚铁离子和硝酸盐的浓度变化,并对产物进行矿物学表征,探究硝酸盐还原型铁氧化菌在不同盐度条件下亚铁氧化和硝酸盐还原过程;进一步设置真实海水(盐度为34 g·L^(-1))的模拟实验对实验结果进行验证。亚铁氧化和硝酸盐还原动力学结果表明,尽管低浓度氯化钠影响不大,但当NaCl质量浓度为35 g·L^(-1)和55 g·L^(-1)时,Acidovorax sp.BoFeN1的亚铁氧化和硝酸盐还原过程会被促进。利用SEM、XRD和FTIR对反应终点产物进行物相分析,结果显示盐度会促进微生物亚铁氧化成矿类型由纤铁矿向针铁矿转变。最后,真实海水验证实验表明,在海水提供的盐度条件下Acidovorax sp.BoFeN1的亚铁氧化和硝酸盐还原能力分别提升了1.2倍和1.3倍;此时,微生物亚铁氧化的成矿类型为纤铁矿和针铁矿。这一结果与微宇宙培养实验所得结论一致。从环境意义上看,该研究证明了硝酸盐还原型铁氧化菌能够适应海水入侵等高盐水土污染环境,更新了盐度抑制细菌代谢的传统认识,这将有助于推动此类细菌在高盐环境污染修复中的应用。

木犀草素抑制丙酮酸铁氧还蛋白氧化还原酶及其抗艰难梭菌作用研究

目的考察木犀草素对丙酮酸铁氧还蛋白氧化还原酶(PFOR酶)的抑制作用及其抗艰难梭菌活性。方法将艰难梭菌PFOR编码序列克隆至表达载体pET-2a,转染至感受态大肠杆菌,异丙基-β-D-硫代吡喃半乳糖苷(Isopropylβ-D-Thiogalactoside,IPTG)诱导表达后进行粗酶液制备。40μmol·L^(-1)待测化合物与PFOR酶在厌氧25℃条件反应8 h后,测定待测化合物对PFOR酶的抑制率。通过对菌液OD_(600)的考察,测定PFOR酶强抑制剂对艰难梭菌细菌(ATCC BAA 1382和ATCC BAA 1870)的最小抑菌浓度(MIC)。借助分子对接技术考察PFOR-抑制剂间可能的相互作用机制。结果在所测化合物中,黄酮木犀草素对PFOR的抑制活性最强,单点抑制率约为33%,与阳性抑制剂硝唑尼特的抑制率(40%)相当。分子对接发现木犀草素可与PFOR结构域中的Asp428、Val431、Gly429、Asp456、Lys458、Lys459等形成氢键。木犀草素对艰难梭菌的MIC约为32μg·mL^(-1)。结论木犀草素具有较好的抗艰难梭菌活性,PFOR酶可能是其抗菌作用靶点。

STEAP4基因蛋白铁氧化还原酶活性分析

目的分析肥胖相关基因STEAP4的铁氧化还原酶活性。方法体外温箱培养昆虫细胞株(Sf9),分别将pAcSec1-STEAP4转移载体和pAcSec1-vector转移载体与SapphireTM杆状病毒基因组混合后共转染Sf9昆虫细胞,通过G418药物筛选稳定表达STEAP4蛋白的细胞株,并抽提细胞总蛋白进一步应用Western blot技术验证其转染情况。应用分光光度计法检测铁氧化还原酶活性。应用SPSS11.5软件进行统计学分析。结果 Western blot技术证实STEAP4过表达细胞株构建成功;分光光度计法检测STEAP4铁氧化还原酶活性,STEAP4过表达组A值为5.182 5±0.230 4,空载组A值为1.615 0±0.822 6,STEAP4过表达组铁氧化还原酶活性明显高于空载组,差异有统计学意义(Pa<0.001)。结论 STEAP4基因蛋白具有铁氧化还原酶活性。

Clostridium ljungdahlii乙醛铁氧还蛋白氧化还原酶基因插入失活载体的构建

合成气/富CO废气发酵制乙醇是一项新的乙醇生产技术。该技术能以生物质、有机废物气化产生的合成气(主要成分CO,CO2和H2)或炼钢厂的废气为原料,利用特殊的微生物将其发酵为乙醇,因而在生物质、富CO废气及一些有毒或难降解的有机废物利用上将发挥重要作用。Clostridium ljungdahlii是最早发现也是研究得最多的合成气乙醇发酵菌株,其全基因组序列已报道。乙醛铁氧还蛋白氧化还原酶是Clostridiumljungdahlii乙醇合成过程中催化乙酸/乙醛转化的一个重要的酶。本研究根据Clostridium ljungdahlii乙醛铁氧还蛋白氧化还原酶基因序列设计了Ⅱ型内含子插入识别位点及相关引物,其最适插入位点为基因的有义链第360与361位核苷酸之间,之后采用重叠延伸PCR法扩增了内含子的IBS,EBS1d和EBS2序列,在质粒pMTL007的基础上构建了用于Clostridium ljungdahlii乙醛铁氧还蛋白氧化还原酶基因插入失活的质粒pMTL007-Clj-aor-360s,经酶切和DNA测序验证,再转化含质粒pMCljS的大肠杆菌E.coli XL1-blue,利用氯霉素和奇霉素双抗性筛选获得了经甲基化修饰的目的质粒,可用于下一步电转化Clostridium ljungdahlii以构建Clostridiumljungdahlii乙醛铁氧还蛋白氧化还原酶基因失活的基因工程菌。

铁焦中铁氧化物还原特性的研究

采用压块-传统炼焦工艺生产铁焦,重点考察了铁精矿加入量、焦化温度、煤粉粒度及煤种对铁焦中铁氧化物还原的影响及金属铁分布形态的影响研究。实验表明,铁精矿加入量、焦化温度、煤种类对铁氧化物还原的影响较大,煤粉粒度对其影响相对较小。

铁-氧化还原法脱硫化氢技术进展

从20世纪20年代就发展起来的液体氧化还原脱硫工艺，现最好的代表是以“铁-氧化还原工艺”或“螫合铁工艺”。此工艺已为用户服务了25年以上，现能经济地用于每日20t硫以下规模的装置，趋势是不断提高硫回收率(一般已达99．9％以上)。

水分调控下冶金污染土壤铁氧化物相转化研究

该文考察了不同水分调控下冶金污染场地中土壤铁氧化物含量变化及形态转化过程,以2种冶炼厂土壤为研究对象,通过恒温恒湿培养实验观察不同水分调控下土壤铁氧化物之间的含量变化,采用扫描电镜-能谱分析,对土壤微观形貌及矿物元素变化趋势进行了表征。运用主成分分析法探究2种土壤受不同水分调控的铁氧化物响应变化。结果表明:在180 d的水分调控下,相对于空白处理,2种不同土壤中的游离铁含量呈不同降低趋势,最大降幅分别为18.58%和36.23%,而无定形铁含量明显增加,最大增幅分别为64.36%和53.35%。扫描电镜-能谱分析结果表明,Fe的还原影响了重金属的形态分布。以上结果有利于揭示水分诱导过程中铁氧化物含量变化及形态转化对污染场地中重金属环境行为的影响。

湖泊生态系统中微生物驱动氮-铁耦合反应研究进展

由于人类活动的影响,许多湖泊面临着氮(N)素富集引起的富营养化问题,这影响了湖泊生态系统的氮平衡和生态功能。系统地阐述了湖泊生态系统中微生物利用硝态氮和广泛分布的铁所驱动的氮-铁耦合脱氮过程,重点梳理了微生物参与的反硝化、异化硝酸盐还原成铵和厌氧氨氧化与铁耦合过程研究的最新进展,并说明了Fe(Ⅱ)与Fe(Ⅲ)的氧化还原循环可以持续支持与含氮化合物的反应。深入理解微生物驱动的氮-铁耦合机理,有助于认识其对湖泊内源脱氮等方面的生态和环境问题的贡献。

紫花苜蓿中主要黄酮类化合物抗氧化活性研究

为了对紫花苜蓿中槲皮素、木犀草素、染料木素、芒柄花黄素等黄酮类成分的抗氧化能力进行综合评价,试验分别测定了紫花苜蓿中不同黄酮成分的还原能力、DPPH自由基清除能力以及铁还原抗氧化能力(FRAP)。结果表明:苜蓿中的槲皮素和木犀草素抗氧化能力最强,而染料木素的抗氧化能力在黄酮类化合物中相对较弱,芒柄花黄素的抗氧化能力最弱。

酶法制备蚕茧层抗氧化多肽水解液的研究

基于利用蚕茧层开发抗氧化剂的目的,采用mu ltifect neutral细菌中性蛋白酶酶解蚕茧层,并用铁离子还原/抗氧化力分析法(FRAP)测定蚕茧层酶解液总抗氧化能力,确定原料预处理的温度和时间;运用正交试验优化酶解条件,比较蚕茧层多肽与丁基甲基苯酚(BHT)和VC的总抗氧化能力。结果表明:蚕茧层在100℃水浴加热2h后,添加质量分数为7.0%的mu ltifect neutral细菌中性蛋白酶,55℃下,pH 6.5、底物质量浓度0.033 3 g/mL、酶解210 m in时的水解物总抗氧化能力最强。

土壤铁矿物形态转化影响有机碳固定研究进展

铁是地壳中丰度第四高的元素,其可通过多种方式影响土壤有机碳累积,尤其铁氧化物与土壤有机碳相互作用形成的稳定有机-矿物复合物,被认为是土壤可溶性有机碳长期固定的关键地球化学机制。促进土壤固定有机碳不仅可以提高土壤质量和肥力,还是应对全球气候变化的主要策略之一。然而,铁活跃的氧化还原反应和多样化的赋存形态,使其转化过程对土壤有机碳累积和稳定性的影响结果受到诸多生物和非生物因素调控。从不同角度,结合多学科的研究成果,综述了近年来国内外关于铁矿物形态转化影响土壤有机碳固定的相关研究,包括铁矿物形态转化过程、土壤有机碳固定机制、铁矿物形态转化影响土壤有机碳固定的机制及其主要影响因素(各种环境条件、自身的铁矿物性质、碳源质量等方面),强调铁在土壤有机碳固定过程中的重要作用。对铁固定土壤有机碳的相关研究提出了建议,为今后研究提供相关参考。

黄山贡菊抗氧化活性成分提取工艺优化与HPLC MS分析

探讨黄山贡菊的抗氧化活性化学成分。以FRAP及DPPH法分析抗氧化活性,采用响应面法优化黄山贡菊抗氧化活性成分的提取条件。在乙醇浓度60%,液料比35∶1(mL/g),超声时间25 min的条件下,黄山贡菊提取物的总抗氧化能力为(2.134±0.011)mmol/L(RSD=1.97%,n=3),与预测值(2.010 mmol/L)吻合很好。总黄酮当量为7.88 mg芦丁/L的黄山贡菊提取物的抗氧化能力相当于2.87 mmol/L亚铁离子的还原力;总黄酮当量为25.85 mg芦丁/L的提取物的DPPH自由基清除率为94.81%。采用HPLC-MS分析黄山贡菊提取物的抗氧化活性成分,共鉴定出了113个化合物,含黄酮类化合物72个,绿原酸及衍生物7个、香豆素类8个。这些化合物可能是黄山贡菊具备抗氧化活性的物质基础。

贵州不同种类茶叶的几种抗氧化成分及其抗氧化能力分析

选用贵州5种茶叶,比较其抗氧化性成分、抗氧化活性及茶汤颜色的差异。结果表明,5种不同茶叶的铁还原氧化能力、ABTS+自由基清除活性、DPPH自由基清除活性、茶多酚等存在显著性差异(P<0.05)。5种茶叶中,湄潭翠芽茶具有较高的茶多酚含量以及较强的抗氧化活性。相关性分析表明,茶多酚与抗氧化性指标呈显著正相关(P<0.05),而抗氧性成分及颜色参数也与抗氧化性、茶多酚有一定的相关性。通过主成分分析表明,茶多酚含量、铁还原氧化能力、ABTS+自由基清除活性、DPPH自由基清除活性等指标是评判茶叶抗氧化性的重要指标。