根皮苷氧化物POP2的酶促反应体系及其结构表征

【目的】根皮苷氧化物POP2是苹果汁加工过程中由酶促氧化生成的一种多酚氧化物,对果汁的褐变和劣变有着重要影响。通过多酚氧化酶氧化根皮苷反应体系的建立,POP2的分离纯化与结构表征,探讨根皮苷氧化物POP2合成条件与反应历程,为苹果汁中POP2的检测分析,及弄清其对果汁褐变和劣变的影响奠定基础。【方法】通过p H、温度、底物浓度3个单因素试验建立根皮苷酶促氧化体系的基础上,研究乙醇溶液对酶促反应的促进作用和反应历程,通过高效液相色谱法检测根皮苷酶促氧化过程中根皮苷、中间产物及POP2含量的变化,通过乙酸乙酯萃取、无水乙醇除盐、重结晶等方法对氧化产物POP2进行分离纯化,并采用质谱(ESI-MS)和红外光谱(IR)对POP2进行结构表征。【结果】根皮苷酶促氧化反应的最佳条件为p H 6.5、35℃、底物浓度3 mg·m L^(-1),添加不同浓度的无水乙醇均能显著提高根皮苷酶促氧化速率,当添加浓度为20%时,可提高反应转化率,最大为2.4倍;根皮苷反应液随时间的变化颜色也发生改变,反应刚开始溶液颜色呈微黄色,随着反应的进行颜色逐渐从亮黄色变为橙黄色,最终产物的颜色为橙红色;高效液相色谱法分析根皮苷酶促氧化反应历程发现,当底物浓度为3 mg·m L^(-1),反应48 h时,根皮苷的转化率最大为90.2%,中间产物X1和POP1也基本接近痕量,POP2的积累量基本不再发生变化;通过乙酸乙酯萃取可以将反应液中残留的根皮苷除去,用无水乙醇除盐并经甲醇重结晶后,获得纯度为96.8%的POP2;经正离子模式ESI-MS分析,POP2的m/z为467,分子式为C_(21)H_(22)O_(12);IR结果发现POP2具有特征性的醚、氧化羧基、酮基及苯环官能团,与推测的根皮苷氧化物结构式吻合。【结论】根皮苷酶促氧化体系中的主要氧化物为POP2,可以根据POP2的含量高低建立苹果汁褐变和劣变的标志性检测指标。

MicroRNA引起mRNA降解关键核酸酶CAF1和POP2的生物进化分析

MicroRNA(miRNA)参与调控高等真核生物中三分之一以上基因的表达,其中核酸酶CAF1(CCR4-associated factor 1)及其同源基因POP2在miRNA引发的mRNA 3′端多聚腺苷酸(poly(A))的脱腺苷酸化过程中起了关键作用.通过实时定量RT-PCR的方法检测了小鼠各个组织中CAF1和POP2的相对表达情况,发现CAF1和POP2的组织分布特征不同.大多数组织中CAF1的表达水平明显高于POP2,并且组织间差异很大,特别是在大脑、小脑以及睾丸组织中CAF1的表达量很高,而POP2的表达量和变化幅度都较低.蛋白质序列比对发现,CAF1和POP2是一类进化过程中高度保守的核酸外切酶,在酵母、线虫、果蝇和尾索动物代表物种海鞘中都只存在单一基因,而进化到鱼类后产生了两个同源基因——CAF1和POP2,其中CAF1的氨基酸序列保守性较POP2更高,更加接近于原始的单一序列.CAF1和POP2这一对同源基因氨基酸序列的主要差别在蛋白质的C端.鱼类中POP2的C端序列同CAF1的序列较为接近,而在爬行动物之后POP2产生了与CAF1具有明显差异的C端序列,并逐渐趋于稳定.我们的分析结果同已有的功能研究一致,表明可能在miRNA产生后的进化过程中产生了CAF1和POP2两个同源基因,其中CAF1主要担负miRNA调控mRNA脱腺苷酸化的功能,而POP2可能主要参与其它不同的调控作用。

LICOM3.0海洋模式中太平洋北赤道逆流的模拟偏差分析

本文用CORE-IAF(Coordinated Ocean-ice Reference Experiments–Interannual Forcing)外强迫场分别强迫LICOM3(LASG/IAP Climate System Ocean Model Version 3)和POP2(Parallel Ocean Program version 2)两个海洋模式,并分析了这两个模式中太平洋北赤道逆流(NECC)的模拟结果。我们发现LICOM3和POP2模拟的NECC强度均弱于实测,这和Sun et al.(2019)的研究结果一致,也进一步证明了海洋模式中NECC偏弱是CORE-IAF外强迫场造成的,海表风应力及对应的风应力旋度是海洋模式准确模拟NECC的最主要因子。同时,我们也分析了NECC的模拟在动力机制上的差别,这里的动力强迫项包括风应力项、平流项和余项。我们发现模式的外强迫场虽然相同,但是两个模式中各动力强迫项(风应力项、平流项和余项)对NECC模拟的影响并不完全相同。