5-苯基-1,2,4-噁二唑衍生物的合成及其作为乙酰辅酶A羧化酶抑制剂的生物活性

乙酰辅酶A羧化酶(Acetyl-CoA Carboxylase,ACC)是一种脂肪酸合成限速酶,是肿瘤治疗的热门靶点之一。本文以3-氯苯胺和亚甲基丁二酸为起始原料,经环化、缩合和酰胺化等反应获得了一系列5-苯基-1,2,4-噁二唑类化合物(9a~9i),其中,化合物9a、9b、9e~9h为全新结构,经^(1)H MNR、^(13)C MNR和MS(ESI)进行了表征。通过Molsoft软件计算目标化合物9a~9i的脂水分配系数和类药性分数,使用ADP-Glo^(TM)激酶检测试剂盒检测化合物ACC抑制活性。结果表明:化合物9g在10μM浓度下对ACC抑制活性达到95.26%,与阳性对照药CP-640186相当。

不同光强下生长的几种亚热带森林树木的Rubisco羧化速率和碳酸酐酶的活性

9月和 1 2月测定了生长于 3种不同光强 ( 1 0 0 %、36%和 1 6%的自然光 )下生长的乔木荷树、黧蒴和灌木九节、罗伞盆栽幼苗叶片的 Rubisco羧化速率 ( RCR) ,碳酸酐酶 ( CA)活性和细胞间 CO2 浓度 ( Ci)。当生长光强降低时 ,4种供试植物的 RCR和 CA活性明显降低。 9月时生长在 1 6%自然光下荷树的 RCR和 CA比 1 0 0 %自然光者分别降低 5 5 %和 5 0 % ,藜蒴则降低 2 0 %和 35 % ,耐阴的灌木树种的降幅较小 ,仅为 33%～ 38% ( RCR)和 2 2 %～ 30 %( CA)。 1 2月的 RCR和 CA的水平较 9月时低 ,翌年 1月时自然林不同光强下生长的同类植物的 RCA和 CA随光强变化也有类似的趋势。RCR和 CA活性呈正相关性 ,且两者与 Ci呈弱负相关。推测高光强可能有利于激活 Rubisco,促进 CA催化的 CO2 → Dl C(可溶性碳 )→CO2 活性和 Dl

高效Rubisco羧化活性筛选体系的设计与构建

【背景】广泛存在于植物、藻类及其他自养微生物中的核酮糖-1,5-二磷酸羧化/加氧酶(Rubisco)是卡尔文循环中固定CO2的关键酶及限速酶,在生物质合成和全球碳循环中扮演着重要角色。鉴于Rubisco的重要性以及极低的固碳羧化活性,对Rubisco的筛选进化研究具有重要意义。【目的】构建一种适用于筛选高效Rubisco羧化活性的筛选体系。【方法】分析现有筛选体系对Rubisco羧化活性筛选压力缺失的原因,设计构建适用于高效Rubisco羧化活性的筛选体系,以BWLac产乳酸菌株为宿主,在含有5%CO2的N2环境下厌氧培养,比较不同羧化活性Rubisco对细胞生长的影响,通过HPLC及LCMS检测总乳酸及固定CO2生成乳酸的产量评估筛选体系。【结果】通过终端代谢产物乳酸产生下拉力,以及甘油代谢产生的剩余还原力需要平衡消耗掉的设计靶点,增强Prk和Rubisco的固碳支路代谢通量,加强RuBP对细胞的毒性抑制作用,使细胞生长与Rubisco活性有效偶联,构建高通量筛选办法。在新构建的筛选体系中,Rubisco失活突变体BWLac/197不能生长,Rubisco和Prk双失活突变体BWLac/197-2021生长未受影响,菌落大小约1.58 cm。粗酶液羧化活性相差2倍以上的RBC1和7002,其细胞生长在筛选条件下受不同程度抑制,菌落大小分别有1.06 cm和0.65 cm。通过检测乳酸产量及甘油消耗量对筛选体系验证评估,RBC1消耗甘油1.39 g/L,产乳酸2.82 g/L,其中来自于NaH13CO3的标记乳酸含量为18.05μmol/L,比7002的相应检测结果高1.3-1.6倍,检测结果与筛选体系设计原理相符,即乳酸产量越高,甘油消耗越多,Rubisco羧化活性越高,细胞生长得越好。【结论】成功设计构建了高效Rubisco羧化活性筛选体系,为进化或探索更高羧化活性Rubisco提供有效的高通量筛选办法。

小麦Rubisco活化酶的纯化及其活性特性

试验以小麦为材料 ,纯化了Rubisco活化酶 ,经SDS 聚丙烯凝胶电泳鉴定呈 2条蛋白质谱带 ,分子量为410 0 0和 45 0 0 0 ,利用14 C标记法测定并探讨了Rubisco活化酶的活性 ,并发现Rubisco活化酶在纯化和储藏过程中都需要ATP以稳定其活性。

核酮糖-1,5-二磷酸羧化酶/加氧酶(Rubisco)

文章就核酮糖-1,5-二磷酸羧化酶/加氧酶(Rubisco)的分布、结构、性质、分类与功能的研究进展作了介绍。

植物Rubisco活性中心的模拟分析

通过对与不同配基结合的植物Rubisco复合物结构的重叠比较分析 ,发现Rubisco的活性差异是由其中一段Loop6环序列所造成的 ;金属离子与活性中心的结合会造成活性中心巨大的构象变化 .进一步用SwissPDBViewer软件模拟不同配基的植物Rubisco活性中心与此Loop环的氢键相互作用 .结果表明 ,有 3个Lys残基Lys2 0 1、Lys334、Lys175与Rubisco是否处于活性状态密切相关 。

DA-6对草莓叶绿体光化学反应和Rubisco活性的影响

以草莓为试材,研究叶面喷施二烷氨基乙醇羧酸酯(DA-6)对叶绿体光化学反应和Rubisco活性的影响。结果表明,处理14 d后,10和20 mg/L DA-6分别使草莓叶片净光合速率提高了7.6%和16.4%,同时还提高了叶绿素含量、叶绿体Hill反应、光合磷酸化活性和Mg2+-ATPase活性,并使Rubisco活性各提高了7.9%和16.9%。40 mg/L的DA-6降低了叶片的光合作用速率、叶绿素含量、叶绿体光化学反应和Rubisco活性。试验结果表明,叶面喷施DA-6能调节草莓叶片叶绿体光化学反应和Rubisco活性,并同时影响叶片的净光合作用速率。

旱作条件下旱稻和水稻叶片光合特性及RuBP羧化酶活性的比较

【目的】探讨旱作条件下旱稻、水稻品种叶片光合特性及RuBP羧化酶活性的变化规律,为旱稻品种的选育和高产栽培提供依据。【方法】选择2个旱稻品种("旱9710"、"秦爱")和2个水稻品种("吉农8号"、"长白12号")为试验材料进行田间旱作试验,于苗期、开花期、灌浆期、成熟期测定其叶片光合特性及RuBP羧化酶活性。【结果】旱作条件下,在整个生育期,旱稻品种叶片的叶绿素含量、RuBP羧化酶活性、净光合速率均显著高于水稻品种(P<0.05),旱稻品种叶片蒸腾速率显著低于水稻品种(P<0.05),水分利用效率极显著高于水稻品种(P<0.01);旱稻品种叶片的净光合速率与气孔导度、水分利用效率、RuBP羧化酶活性呈显著正相关。【结论】与水稻品种相比,旱稻品种叶片叶绿素含量高,RuBP羧化酶活性强,蒸腾作用弱,水分利用效率高,从而有利于提高旱稻的抗旱性,维持较高的光合效率。

小麦Rubisco的纯化、鉴定及其活性测定

以小麦叶片为材料 ,根据Rubisco的溶解度、分子大小和形状、电荷种类等特性采用盐析、凝胶过滤、离子交换层析技术进行该酶的分离、纯化。纯化的Rubisco经聚丙烯酰胺凝胶电泳鉴定呈一条谱带 ,经SDS -聚丙烯酰胺凝胶电泳呈 2条谱带 ,一条带为Rubisco大亚基 ,分子量 5 5 0 0 0左右 ;另一条为Rubisco小亚基 ,分子量 14 80 0。

水稻温敏失绿突变体的Rubisco活化酶活性、蛋白质与氨基酸组分的变化

在水稻温敏失绿突变性状表达过程中,对其Rubsico 含量、Rubsico 活化酶活性,全叶蛋白及游离氨基酸组分变化进行测定。结果表明:突变体的Rubisco 结构和含量与野生型一样,保持相对稳定;而其Rubisco 活化酶活性则随一个分子量为56.2kD(PI=4.5)的特异蛋白质的存在与消失发生明显改变。当突变性状表达时,分子量为56.2kD(PT=4.5)的特异蛋白消失,其Rubisco 活化酶活性下降;当叶片失绿区域复绿时,56.2kD(PI=4.5)特异蛋白出现,则Rubisco 活化酶活性上升。这一密切地相关关系表明,突变体的Rubisco 活化酶活性变化在光合作用过程中,除与自身结构和含量有关外,还与叶片中这一特异蛋白的存在密切相关,它可能是Rubisco 活化酶活性的调节蛋白。这种调节具体表现在氨基酸代谢上,是对上游氨基酸的阻遏调控,从而使叶绿体的结构物质合成受阻,最终导致类囊体膜的退化。

不同气孔密度水稻的光合特征及Rubisco酶活性研究

以籼粳杂交后代(F13)中具有高、中、低气孔密度叶片的品系为试材,研究了不同品系对光强和CO2浓度处理下的光合特征以及Rubisco酶活性,以期揭示气孔性状对光强和CO2浓度响应机制以及与Rubisco酶活性的相关性。结果表明:在光响应中,高气孔密度水稻的最大光合速率为24.6μmol·m-2·s-1,比中、低气孔密度水稻分别高4.3%和19.6%。在CO2响应中,高气孔密度水稻的最大光合速率为30.8μmol·m-2·s-1,比中、低气孔密度水稻分别高4.6%和9.5%。此外,不同气孔密度水稻的Rubisco酶活性与气孔密度变化相一致,呈极显著正相关(r=0.912,P<0.01)。因此叶片气孔密度的增加有利于提高光能和CO2利用效率。本研究结果为进一步从籼粳交后代中选育高光效材料提供理论依据。

不同行距对高产玉米品种PEP羧化酶活性及产量性状的影响

试验选用先玉335和军单8两个品种,设70、65、60、50 cm 4个行距水平,研究不同行距种植对春玉米PEP羧化酶活性和产量的影响。研究结果表明:不同处理间产量存在差异,在70 cm和50 cm行距处理下产量显著高于65 cm和60 cm行距处理,70 cm和50 cm行距处理在生育后期穗位叶片保持较高的叶绿素含量和PEP羧化酶活性,促进了个体生长发育,减少了秃尖长度,降低了空秆率。

外部因素对小麦旗叶光合速率和Rubisco活性的影响

研究了小麦叶片光合速率和Rubisco 活性在不同温度、光照、源-库水平、氮素水平条件下以及在日变化中的变化情况,并分析了它们之间的关系。结果表明: ① 温度上升到22℃后,光合速率和Rubisco 初始活性下降,但Rubisco 总活性在45℃以下变化不大; ①叶片内可溶性糖含量高时,光合速率和Rubisco 活性低; ③中午Rubisco 初始活性和气孔导度下降可能是造成中午光合速率下降的原因。

金属卟啉催化条件下有机化合物与二氧化碳的电羧化反应 Ⅰ.金属卟啉对苄基氯电羧化催化活性的研究

本文研究了系列金属卟啉对苄基氯(PhCH_2Cl)和CO_2电羧化反应的催化活性.用熔点,MS,IR,UV鉴别产物为苯乙酸苄酯,利用高效液相色谱(HPLC)定量分析了羧化产物.选出最佳电羧化电解电位为-1.6V(相对于饱和甘汞电极,vs SCE,下同).并对催化活性较高的钴卟啉系列配合物进行了深入研究,探讨了金属卟啉具有催化活性的原因,认为能形成M(I)中间体的金属卟啉配合物,具有较高的催化活性.

UV-B辐射对苜蓿幼叶内Rubisco、H2O2含量及蛋白水解酶活性的影响

研究了两个苜蓿品种幼苗在UV-B辐射下叶片Rubisco含量、蛋白水解酶活性和H2O2含量的变化。结果表明:UV-B辐射可使两个苜蓿品种幼苗H2O2含量和蛋白水解酶活性上升,Rubisco含量下降;准格尔苜蓿在UV-B辐射下H2O2含量和蛋白水解酶活性的上升幅度和Rubisco含量的下降程度明显大于多叶型苜蓿8925;抗坏血酸处理能明显降低UV-B辐射下幼苗H2O2含量,同时明显抑制蛋白水解酶活性的上升及Rubisco含量的下降,UV-B辐射诱导Rubisco含量的降低可能是通过提高H2O2水平来加强蛋白水解酶系统的活化而加速了Rubisco的降解,表明UV-B辐射对苜蓿幼叶具有一定的生理效应。

播期与接茬方式对夏玉米羧化酶活性及产量的影响

旨为明确播期和接茬方式对夏玉米羧化酶活性及产量的影响,同时为确定夏玉米与小麦的适宜接茬方式和播种期提供研究依据。2008,2009年进行了4个播期的夏玉米田间试验,6月1,6,11日为＂三密一稀＂种植的麦田中套种,6月16日为15 cm等行距小麦收获后平播,分别用S06-01、S06-06、S06-11、S06-16表示。生育期间测定羧化酶活性。结果表明,随播期推迟,夏玉米基部第1-4叶的Ru BPCase和PEPCase活性增强,PEPC/Ru BPC比值减小。棒3叶PEPCase活性随生育进程呈单峰变化,播期早的叶片展开虽早,PEPCase活性高峰出现也早,但后期下降幅度也较大,以致不同处理棒3叶生育期间PEPCase活性的平均值差异并不显著。随播期推迟,棒3叶同叶位叶片光合势与叶源量有减小的趋势,玉米成穗数有增加趋势。千粒质量变化与灌浆期温度密切相关而与播期关系不大,最终产量以S06-16处理较高。处理间经济系数也以S06-16最高或较高,说明产量形成不仅与光合物质生产能力有关,还与光合物质有效转运相关。综上可见,夏玉米平播既保证与套种相同或较高的产量,又便于小麦玉米生产的全程机械化,是较适宜的接茬方式。但为避开集中平播后的浇水高峰,在不早于小麦收获前9 d（6月6日以后）套播,可为夏收夏种期间的农事操作提供较为充足的时间。

活性氧对苋菜磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶活性的影响

用活性氧Ｈ２Ｏ２、Ｏ－·２和ＯＨ·处理苋菜部分纯化的ＰＥＰ羧化酶（ＰＥＰＣ）１５ｍｉｎ后，活性降低１０％～１７％，抑制程度与活性氧种类及其浓度有关。ＯＨ·的抑制效应较强，低浓度的Ｈ２Ｏ２和Ｏ－·２不影响ＰＥＰＣ活性。受Ｈ２Ｏ２和ＯＨ·作用后凝胶电泳谱上酶蛋白量减少，ＯＨ·引起酶蛋白明显降解。Ｈ２Ｏ２处理使酶活性染色带的面积减少２１％，并由单条带变成有３个未完全分离的活性带。３种活性氧与ＰＥＰＣ作用诱导产生不同的紫外吸收差示光谱：Ｈ２Ｏ２诱导形成２３０～２３２ｎｍ的负差示峰，ＯＨ·引起一个２５７ｎｍ的负差示峰，Ｏ－·２则诱导正差示峰，其峰位与峰值因Ｏ－·２浓度不同而异。ＯＨ·的清除剂ＤＭＳＯ可提高ＰＥＰＣ活性２９％～４８％，并相应影响紫外差光谱峰。结果表明氧化胁迫导致ＰＥＰＣ构象变化，酶蛋白氧化断裂或降解，活性下降。

水稻叶片失绿过程中Rubisco酶活性与其蛋白亚基的变化

本研究应用１４Ｃ放射技术对１，５一二磷酸核酮糖羧化酶／加氧酶（Ｒｕｂｉｓｃｏ）活性进行了测定，并通过 ＳＤＳ－ＰＡＧＥ不连续电泳凝胶技术对其蛋白亚基进行分离研究．结果发现：Ｒｕｂｉｓｃｏ的大亚基（ＬＳ）和小亚基（ＳＳ）在水稻叶片失绿过程中相对稳定，而其活性却有明显不同．说明 Ｒｕｂｉｓｃｏ在光合作用过程中的活性，除与自身的分子结构稳定性有关外，还与叶绿体中其他调节蛋白的存在密切相关．

钴四苯基卟啉对二苯甲酮与二氧化碳电羧化反应的催化活性研究

本文选用钴四苯基卟啉催化二氧化碳与二苯甲酮的电有机合成。结果表明：钴四苯基卟啉的催化作用明显，有效地降低了ＣＯ＿２与二苯甲酮电羧化反应过电位；产物经熔点、红外、紫外、质谱进行分析表征，证明产物为二苯乙醇酸。

黄顶菊幼苗不同叶位叶片显微结构和羧化酶活性研究

以黄顶菊幼苗刚好完全展开的第1～5位叶片为试验材料,研究叶片显微结构、羧化酶活性变化规律,探讨黄顶菊不同叶位叶片的光合碳同化特性.结果表明：黄顶菊第1～5位叶均具有花环结构,PEPC/Rubisco活力比值均大于1,但随着叶位的上升,维管束鞘细胞和叶肉细胞内的叶绿体含量逐渐增多,花环结构逐渐完善,PEPC/Rubisco活力比值也逐渐增大,表明黄顶菊不同叶位叶片均运行C4光合途径,但随着叶位的上升C4光合能力逐渐增强.