东方田鼠雌雄个体不同器官组织中苹果酸脱氢酶比较分析

为了解东方田鼠(Microtus fortis)雌雄个体不同器官组织中苹果酸脱氢酶(malate dehydrog enase,MDH)的活性及分布,采用非变性不连续的聚丙烯酰胺凝胶电泳对东方田鼠雌雄个体的心脏、肝脏、肾脏、肌肉、脑、肺脏中的革果酸脱氢酶进行分离,建立电泳图谱并进行比较分析.结果表明,东方田鼠雌雄个体中革果酸脱氢酶分离出迁移率为0.019~0.514的23条谱带,苹果酸脱氢酶在东方田鼠雌雄个体的6种器官组织中均有表达,东方田鼠雌雄个体之间及同一个体不同器官组织之间酶的活性及分布有差异.本研究为东方田鼠实验动物化及农林鼠害的防治提供了基础的生化数据资料.

过量表达大豆异丙基苹果酸脱氢酶基因GmIPMDH促进植株开花和生长

异丙基苹果酸合成酶(isopropylmalate synthase,IPMS)和异丙基苹果酸脱氢酶(isopropylmalate dehydrogenase,IPMDH)是亮氨酸生物合成中的重要限速酶,但二者在植物生长发育中的功能鲜有报道。本研究对拟南芥AtIPMDH2基因在大豆中的同源基因GmIPMDH进行了克隆和分析。该基因编码的氨基酸序列中含有Iso_dh亚家族保守结构域,且启动子中含有大量的光反应元件及激素应答元件。实时荧光定量PCR显示大豆叶片中GmIPMDH的表达量随着植株的生长发育逐渐升高。对GmIPMDH进行了烟草的异位表达和大豆的过量表达,表型分析发现GmIPMDH的过量表达显著提前了烟草和大豆的开花时间,且株高和节数均显著增加。转录组分析显示,GmIPMDH过量表达大豆叶片中的若干开花相关基因及赤霉素合成相关基因的表达量发生变化,推测GmIPMDH可能通过赤霉素合成通路参与赤霉素介导的植物开花诱导和株型调控。本研究首次阐明了GmIPMDH在开花期调控中的作用,为今后进一步研究GmIPMDH调控大豆开花和生长发育的分子机制提供了一定的基础。

苹果酸脱氢酶的结构及功能

苹果酸脱氢酶(MDH)可以催化苹果酸与草酰乙酸间的可逆转换,主要参与TCA循环、光合作用、C4循环等代谢途径。苹果酸脱氢酶可分为NAD-依赖性的MDH(NAD-MDH)和NADP-依赖性的MDH(NADP-MDH)。在所有真核生物和大部分细菌中,MDH通常形成同源二聚体,在少数细菌中为四聚体。不同来源的MDH催化机制和它们的动力学性质十分类似,显示了它们具有高度的结构相似性。MDH的功能多样,包括线粒体中的能量提供和植物的活性氧代谢等。回顾了苹果酸脱氢酶在生理学、医学、农学领域的研究进展,并针对其生化特性、空间结构特点、催化机理等生物学功能的分子生物学进展进行了综述。

超量表达苹果酸脱氢酶基因提高苜蓿对铝毒的耐受性

在酸性土壤中,铝毒是许多作物正常生产的主要限制因子.虽可通过施用生石灰来改良土壤酸碱度,但只能改善土壤表层,在实际应用中受到很大限制.紫花苜蓿作为一种非常重要的牧草、饲料,在酸性土壤条件下苜蓿生长缓慢甚至死亡.我国南方水热资源丰富,但土壤多偏酸性,限制了苜蓿南移.有机酸能螯合铝离子,减轻铝对植物根系的危害.苹果酸是游离铝离子的有效螯合剂,而苹果酸脱氢酶(Malate Dehydro-genase,MDH)催化草酰乙酸形成苹果酸.本研究在苜蓿中超量表达苹果酸脱氢酶基因,通过抗生素筛选、组织化学染色和PCR扩增等技术鉴定出转化植株,并对转化株系进行了耐铝胁迫试验,比较分析了转基因株系与非转基因株系的的相对伸长量,转基因株系根相对伸长量比对照高出3.6%～22.5%.说明超量表达neMDH基因可提高了转基因苜蓿对铝毒的耐受性.

苹果细胞质型苹果酸脱氢酶基因克隆、表达及酶活性分析

根据亚细胞定位,苹果酸脱氢酶可分为5种类型,其中依赖于NAD的细胞质型苹果酸脱氢酶(cyMDH)在植物上的研究较少。从苹果果实中分离了cyMDH的全长cDNA序列,命名为Mal-cyMDH(GenBank登录号为DQ221207),该序列含有一个996bp的开放阅读框(ORF)。序列同源性分析表明Mal-cyMDH与其他物种cyMDH有较高的同源性,进化树分析表明几乎所有的cyMDH可以聚类在一个分支上,并且cyMDH可能是MDH的最原始种。原核表达得到一个37kD左右的融合蛋白,酶活测定表明该酶主要催化合成苹果酸。苹果果实中cyMDH酶活分析表明在高酸和低酸基因型中该酶的还原活性存在明显差异。

牦牛肌红蛋白的基因克隆测序、分离纯化、含量及其与乳酸脱氢酶和苹果酸脱氢酶活力的关系

为探索牦牛适应高原缺氧环境的分子机制,测定了麦洼牦牛心肌和骨骼肌中肌红蛋白(Mb)含量及乳酸脱氢酶(LDH)、苹果酸脱氢酶(MDH)活力,并对牦牛Mb进行了分离纯化和基因克隆测序。牦牛心肌和骨骼肌中Mb含量显著高于水牛和黄牛(P<0.01);牦牛、黄牛和水牛心肌MDH/LDH活力比均显著高于骨骼肌;牦牛心肌MDH/LDH活力比显著高于水牛和黄牛,但在不同牛种骨骼肌之间无显著差异。各组织Mb含量与MDH/LDH活力比呈显著正相关。试验用RT-PCR方法从牦牛心肌中克隆了Mb基因,与普通牛相比,核苷酸序列同源性为99.5%,氨基酸序列完全相同;用盐析、CM-Sephadex阳离子交换层析、Sephadex G-50凝胶层析等方法分离纯化了牦牛Mb,SDS-PAGE显示其分子量约为17 ku。

香蕉苹果酸脱氢酶基因克隆及其逆境胁迫表达

从香蕉果实抑制差减文库中获得一条香蕉苹果酸脱氢酶基因片段,采用RACE技术获得全长,命名为MaMDH;MaMDH基因全长1 249bp,编码332个氨基酸。生物信息学分析预测其编码蛋白分子量约35 448Da,等电点为6.53。与已知植物苹果酸脱氢酶基因相比,氨基酸同源性均达92%。保守结构域分析发现,MaMDH基因具有NAD结合位点、苹果酸结合位点和二聚体结合位点。系统进化树比对分析表明,MaMDH与玉米和小麦的亲缘关系较近。MaMDH基因在乙烯利处理香蕉苗中上调表达;在盐、Al 3+胁迫和香蕉尖孢镰刀菌4号生理小种处理幼苗中先上调表达,后下调表达;在冷害胁迫幼苗中先下调表达,后上调表达;而在干旱胁迫、伤害胁迫幼苗中表达没有明显变化。研究表明,香蕉中的苹果酸脱氢酶基因具有响应生物胁迫和非生物胁迫能力,可能在香蕉适应衰老、盐、铝、低温胁迫和枯萎病菌侵染等逆境中发挥重要作用。

齐口裂腹鱼及草鱼乳酸脱氢酶和苹果酸脱氢酶同工酶的比较研究

测定了两种不同生长环境的齐口裂腹鱼和草鱼肌肉组织的乳酸脱氢酶和苹果酸脱氢酶活力,采用聚丙烯酰胺凝胶电泳分析了这两种鱼类的心脏、肝胰脏、鳃、脑及肌肉5种组织的乳酸脱氢酶同工酶谱。结果显示:齐口裂腹鱼的苹果酸脱氢酶/乳酸脱氢酶活力显著高于草鱼(P<0.05),齐口裂腹鱼和草鱼乳酸脱氢酶同工酶谱具有明显的物种特异性和组织特异性,草鱼各组织中乳酸脱氢酶的迁移率明显快于在齐口裂腹鱼各组织中,两种鱼的心脏和脑中乳酸脱氢酶的含量比较丰富;两种鱼的心、脑组织中乳酸脱氢酶1-乳酸脱氢酶3占优势,乳酸脱氢酶4和乳酸脱氢酶5在肌肉组织中占优势。

低温冷藏提高家蚕滞育卵NAD含量和胞质苹果酸脱氢酶活性

为了调查5℃低温处理是否改变家蚕Bombyxmori卵滞育NAD代谢,本研究利用HPLC和分光光度法测定了经25℃和5℃分别处理的滞育卵中NADH含量、NAD+含量、乳酸脱氢酶(LDH)活性和胞质苹果酸脱氢酶(cMDH)活性。结果表明:5℃处理的NAD(NADH+NAD+)含量和cMDH活性分别增加了106%和53%,并且显著高于25℃处理(P<0.01);但是两种处理的NADH/NAD+比值和LDH活性没有显著差异(P>0.05)。据此推测,5℃低温处理加强了家蚕滞育卵NAD+合成和再生能力。

鱼精蛋白对黑曲霉细胞内的琥珀酸脱氢酶和苹果酸脱氢酶的影响

鱼精蛋白是一种多聚阳离子天然肽类,它是一种碱性蛋白质。为探讨其抑菌作用,我们研究了鱼精蛋白对黑曲霉细胞内的琥珀酸脱氢酶和苹果酸脱氢酶的影响。结果表明,鱼精蛋白具有抑制琥珀酸脱氢酶和苹果酸脱氢酶的活性(p<0.01),但效果低于纳他霉素。提示鱼精蛋白用作食品防腐剂具有很大的潜力。

玉米苹果酸脱氢酶基因的分离与结构分析

以一个玉米（ＺｅａｍａｙｓＬ．）杂种一代超亲表达的ｃＤＮＡ片段为探针，从玉米幼苗期ｃＤＮＡ文库中筛选到一个全长１２８７ｂｐ的ｃＤＮＡ克隆。序列分析表明，该ｃＤＮＡ编码细胞质苹果酸脱氢酶，推导的氨基酸序列与龙须海棠（Ｍｅｓｅｍｂｒｙａｎｔｈｅｍｕｍ ｃｒｙｓｔａｌｌｉｕｍ Ｌ．）及拟南芥（Ａｒａｂｉｄｏｐｓｉｓ ｔｈａｌｉａｎａ（Ｌ．）Ｈｅｙｎｈ．）同一编码基因的氨基酸序列同源性分别为９０％和８４％。这是禾谷类作物中首次克隆的编码细胞质苹果酸脱氢酶的完整基因。

云杉种源间苹果酸脱氢酶同工酶变异的研究

采用聚丙烯酰胺凝胶电泳技术 ,研究了云杉不同种源的苹果酸脱氢酶 (MDH)同工酶的遗传变异。结果表明 :不同种源的MDH的酶带有较大的差异 ,不同的地理、生态气候因子如海拔、纬度、经度等均会影响云杉同工酶酶谱的某些复等位基因的分化 ,即弱带有差异而强带变化不大。不同种源的同工酶形成与不同生态环境相对应的特征谱带。

京海黄鸡苹果酸脱氢酶基因多态性遗传效应的研究

以京海黄鸡为试验素材,采用PCR-RFLP方法研究苹果酸脱氢酶(malate dehydrogenase,MDH)基因单核苷酸多态性(SNPs)对京海黄鸡生长、屠宰及繁殖性状的遗传效应。结果表明,MDH基因的3种基因型对京海黄鸡母鸡的初生重,4、8、12、16周龄体重,和成年体重无显著影响(P>0.05)。母鸡的AA基因型个体和BB型个体的腹脂重差异显著(P<0.05);BB型个体的腿肌重显著低于AA型和AB型的个体(P<0.05)。公鸡的AB型和BB型个体的腹脂重显著高于AA型个体(P<0.05);AA型和AB型个体的胸肌重显著高于BB型个体(P<0.05)。母鸡BB型个体的300日龄产蛋数和66周龄产蛋数极显著低于AA型和AB型个体(P<0.01)。说明MDH基因可能是影响鸡屠宰性状和繁殖性状的主效基因或与之存在紧密遗传连锁的一个标记。

苹果酸脱氢酶与异柠檬酸脱氢酶在滞育七星瓢虫中的差异表达

为分析七星瓢虫滞育相关蛋白质的类别和功能,在滞育调控及滞育后生物学研究的基础上,应用双向电泳、质谱分析(ESI-QUAD-TOF)、生物信息学等蛋白质组学方法,对表达量存在2倍及以上差异且差异显著的蛋白点进行鉴定。应用Mascot软件进行数据库检索,根据数据的匹配程度鉴定蛋白质。所得蛋白质中,参与三羧酸循环的两种关键酶呈现差异性表达,其中苹果酸脱氢酶(gi|212508346)呈上调表达,异柠檬酸脱氢酶(gi|21392222)则呈下调表达。苹果酸脱氢酶的增加,推测与滞育状态下的生理需求相关:一方面与昆虫对NAD的合成和利用有关,另一方面或是七星瓢虫应对滞育环境条件的一种应激方式,与正常个体的代谢通路相比,滞育个体开启了另外的代谢通路以适应环境条件的改变。异柠檬酸脱氢酶作为三羧酸循环中起关键调节作用的限速酶,在滞育个体中下调表达,或反映了三羧酸循环整体速率的降低,表现在滞育七星瓢虫体内维持了低水平的能量代谢。本文的研究结果,为从蛋白质水平深入揭示七星瓢虫滞育调控及其机理提供一定的参考。

西方蜜蜂六个亚种苹果酸脱氢酶Ⅱ基因的遗传差异

研究了西方蜜蜂Apismellifera 6亚种———浙农大 1号意蜂 (ZND A .m .ligustica)、东北黑蜂 (A .m .ssp .)、卡尼鄂拉蜂 (A .m .carnica)、喀尔巴阡蜂 (A .m .carpatica)、高加索蜂 (A .m .caucasica)和乌克兰蜂 (A .m .acervorum)苹果酸脱氢酶Ⅱ的基因型频率、基因频率和杂合纯合度。浙农大 1号意蜂、喀尔巴阡蜂和高加索蜂的纯合度较高 ,但浙农大 1号意蜂等位基因c频率最高 ,喀尔巴阡蜂等位基因b频率最高 ,高加索蜂等位基因a频率最高 ;东北黑蜂、卡尼鄂拉蜂和乌克兰蜂是高度杂合的亚种 ,但东北黑蜂等位基因a、b、c的频率差异较小 ,卡尼鄂拉蜂和乌克兰蜂主要存在a、c两个等位基因 ,b出现频率很小 ;6亚种的基因型频率、基因频率和杂合纯合度都有极显著差异。这些差异将从遗传和生化角度为西方蜜蜂 6个亚种的鉴别提供依据。

牛带绦虫亚洲亚种苹果酸脱氢酶基因的生物信息学分析

利用美国国家生物技术信息中心(NCBI)和瑞士生物信息学研究所的蛋白分析专家系统(ExPASY)中有关基因和蛋白的序列和结构信息分析工具,结合其他生物信息学分析软件包进行分析。牛带绦虫亚洲亚种苹果酸脱氢酶(MDH)基因是全长基因,长度为1212bp,编码区为30～1028bp,编码332个氨基酸,无跨膜区,具有多个磷酸化位点,蛋白理化性质稳定;预测3个主要的抗原表位(aa95～aa100、aa322～aa327和aa117～aa122)在MDH空间结构上相距较远的分子表面,aa117～aa122属于带绦虫共有的线性抗原表位。预测胞桨型苹果酸脱氢酶是一个潜在的诊断抗原。

双须叶须鱼5种组织乳酸脱氢酶和苹果酸脱氢酶的组织特异性分析

为了解双须叶须鱼的生化遗传特性,采用聚丙烯胺凝胶垂直板电泳对双须叶须鱼5种组织(心脏、眼睛、肌肉、肝脏和肾脏)的乳酸脱氢酶(LDH)和苹果酸脱氢酶(MDH)进行了分析。结果表明,双须叶须鱼LDH同工酶和MDH同工酶具有组织特异性和个体差异性,双须叶须鱼的MDH分为上清液型(s-MDH)和线粒体型(m-MDH)。

刚地弓形虫苹果酸脱氢酶基因的克隆表达及免疫原性分析

目的克隆、表达刚地弓形虫苹果酸脱氢酶(TgMDH)基因,并分析其免疫原性。方法提取弓形虫RH株速殖子总RNA,根据TgMDH的基因编码序列(GenBank登录号为AY650028)设计引物,RT-PCR扩增产物双酶切后连接入pET30a(+)载体,重组质粒转化入大肠埃希菌(E.coli)DH5α,经双酶切、PCR和测序鉴定阳性菌落。重组质粒pET30a(+)-TgMDH转化至E.coli BL21,经异丙基β-D-硫代半乳糖苷(IPTG)诱导表达,十二烷基硫酸钠-聚丙烯酰胺凝胶电泳(SDS-PAGE)结合考马斯亮蓝染色检测表达产物。优化表达条件,获得大量可溶性蛋白。经镍亲和层析法纯化后滴鼻免疫BALB/c小鼠,制备小鼠抗重组rTgMDH蛋白血清。分别以小鼠抗rTgMDH血清和兔抗弓形虫血清为一抗,蛋白质印迹(Western blotting)分析rTgMDH蛋白的免疫原性。结果 TgMDH基因RT-PCR扩增产物约为951 bp。经双酶切、PCR和测序结果显示重组质粒pET30a(+)-TgMDH构建成功。SDS-PAGE结果显示,经IPTG诱导获得相对分子质量(M_r)约36 000的可溶性重组蛋白。Western blotting分析结果显示,rTgMDH蛋白能被该蛋白免疫的小鼠血清和兔抗弓形虫血清识别。结论本研究克隆的TgMDH基因序列能在原核表达系统中高效表达,且具有免疫原性。

一种新的苹果酸脱氢酶同工酶染色法

以N -甲基吩嗪甲基硫酸盐 (PMS)为介体 ,使苹果酸脱氢酶 (MDH)同工酶催化反应产生的NADH将铁氰化钾还原为亚铁氰化钾 ,再利用亚铁氰化钾与三氯化铁反应生成普鲁士蓝的性质 。