PQQ和IAA促生因子对Rahnella aquatilis HX2菌株促生机理研究

【目的】Rahnella aquatilis HX2菌株能合成吡咯喹啉醌(PQQ)和吲哚乙酸(IAA),探明PQQ与IAA在HX2菌株促生作用中的作用与机理。【方法】通过试管苗试验、温室砂培试验,分别以纯品PQQ、纯品IAA、HX2菌株及PQQ合成缺失突变体及互补菌株等处理接种玉米,对各处理的玉米生长量、营养以及根形态方面的影响进行检测和分析。【结果】与空白对照相比,PQQ、IAA纯品处理均能在促进玉米生长方面均有好的效果,HX2处理在玉米生物量(株高、鲜重和干重)、玉米营养(全N、全P、全K)摄入有显著提高,处理效果更好;PQQ合成缺失突变体MH15处理,虽对玉米鲜重、干重、全N、全P与对照相比有促进作用,但与HX2和互补菌株CMH15(pqq)处理玉米的促生效果相比较低。纯品PQQ、IAA处理主要提高了其细根长、中根长、总根长的长度和根表面积增加,但其根平均直径降低;而HX2菌株处理增加了其细根长、中根长、粗根长的长度,使玉米根系不仅伸长,且根系变粗。【结论】PQQ可作为直接促生因子和IAA,共同参与了HX2菌株对增加玉米生物量,提高玉米营养的摄入,促进其根形态等方面起到关键调控作用,明确了HX2菌株-PQQ-玉米、HX2菌株-IAA-玉米之间的相互作用。

低温胁迫下PQQ对黄瓜幼苗子叶防御系统的影响

报道了低温胁迫下吡咯喹啉醌（ＰｙｒｒｏｌｏｑｕｉｎｏｌｉｎｅＱｕｉｎｏｎｅ，ＰＱＱ）对黄瓜幼苗子叶超氧化物岐化酶（ＳＯＤ），抗坏血酸过氧化物酶（ＡｓＡＰＯＤ）和谷胱甘肽（ＧＳＨ）含量的影响，并与常规的外源活性氧清除剂８－羟基喹啉（８－ＨＱ），抗坏血酸（ＡｓＡ）进行了比较．结果表明，ＰＱＱ能提高ＳＯＤ，ＡｓＡＰＯＤ活性，增加ＧＳＨ含量．缓解电解质泄漏，减缓质脂过氧化作用．ＰＱＱ可作为活性氧清除剂，调节生物体内自由基代谢平衡，提高植物的抗逆性．

磁性纳米分子印迹聚合物的制备及其对生物体内PQQ-DA痕量产物的研究

以磁性Fe_3O_4为内核,对磁性纳米粒子表面进行包裹和修饰,制备了对吡咯并喹啉醌-多巴胺(PQQ-DA)具有高识别性、高选择性的磁性纳米分子印迹材料,并结合超高效液相色谱-质谱(UPLC-MS)测定了生物体内PQQ-DA的含量。结果显示,PQQ-DA在0.02～0.1 mg/mL范围内呈良好的线性关系,相关系数(r^2)为0.996 6,检出限为0.2×10^(-11) mg/mL,加标回收率为88.7%～95.5%,相对标准偏差为2.6%～3.2%。该方法灵敏度高、重复性好,可用于生物体内PQQ-DA痕量产物的检测。

HPLC法测定吡咯喹啉醌(PQQ)中咪唑并吡咯喹啉(IPQ)的含量

目的:建立吡咯喹啉醌(PQQ)中IPQ的含量测定方法。方法:采用TCI Kaseisorb LC ODS 2000色谱柱(4.6mm×150mm,5μm);流动相为乙腈-缓冲溶液(配制10mmol的磷酸氢二钾和15mmol的四丁基溴化铵水溶液,用磷酸调节pH至7.4)[28∶72];紫外检测器,检测波长为259nm;流速为1.0mL/min;进样量为20μL。结果:IPQ在0.05μg/mL^0.2μg/mL范围内线性关系良好,相关系数大于0.999。IPQ的回收率在104%~113%之间,RSD最大为3%。结论:该方法具有良好的专属性、检测灵敏度、精密度、线性和准确度,适用于PQQ中IPQ的质量控制。

新辅基吡咯喹啉醌(PQQ)生物合成基因研究进展

吡咯喹啉醌（Ｐｙｒｏｌｏｑｕｉｎｏｌｉｎｅ－Ｑｕｉｎｏｎｅ，ＰＱＱ）是氧化还原酶的新辅基。它在细菌体内是由一组排列成簇的相关基因即ｐｑｑ基因控制合成的。根据不同细菌来源ｐｑｑ基因的同源性和对应关系，可将ｐｑｑ基因归为７类：簇基因１～７。在Ａｃｉｎｅｔｏｂａｃｔｅｒｃａｌｃｏａｃｅｔｉｃｕｓ中存在其中四个，ＫｌｅｂｓｉｅｌａＰｎｅｕｍｏｎｉａｅ和ＭｅｔｈｙｌｏｂａｃｔｅｒｉｕｍＯｒｇａｎｏｐｈｉｌｕｍＤＳＭ７６０中６个，而Ｍｅｔｈｙｌｏｂａｃｔｅｒｉｕｍｅｘ－ｔｏｒｑｕｅｎｓＡＭ１中存在全部７个簇基因。簇基因１编码一个由２２～２９年氨基酸组成的小肽，此小肽可能是ＰＱＱ的前体，簇基因２可能涉及ＰＱＱ跨膜转运，簇基因３可能负责ＰＱＱ合成的最后一步酶催化，簇基因５可能涉及ＰＱＱ合成中某种酶的辅因子合成，簇基因６和７可能负责小肽的加工。簇基因４功能还不清楚，但在Ｍ．ｅｘｔｏｒｑｕｅｎｓＡＭ１中簇基因３和４是以融合基因存在的。

Effects of PQQ on Protective System in Cucumber Cotyledons under Low Temperature Stress

The authors have studied the effects of Pyrroioguinloine quinone (PQQ) on superoxide dismutase (SOD), Ascorbid acid(AsA) peroxidase (AsAPOD), glutathion (GSH) and electrolytic leakage of cotyledon in cucumber seedling under low temperature stress, meanwhile, 8-hydroquinone (8-HQ) and AsA (activeoxiygen scavengers) have been made use of in comparison with PQQ. The results indicate that the activities of SOD, AsAPOD and content of GSH can be increased by PQQ. The relative conductivity of cotyledon in cucumber seedling is decreased for PQQ possesses the ability of cleaning up free redical of oxygen. We came to the conclusion that PQQ can act as a kind of active oxygen scavenger and adjust the metabolism on free radical of oxygen to balance in plants and enhance resistance finally in plants.

不同碳氮源配比对脱氮生丝微菌FJNU-R8生长和PQQ合成的影响

为了提高脱氮生丝微菌FJNU-R8生产PQQ的能力,以FJNU-R8为出发菌株,探究了不同碳氮源配比对其生长和PQQ合成的影响。通过探讨4种单一碳源和4种单一氮源对菌株生长和PQQ合成影响的基础上,进一步研究不同配比和不同浓度的复合碳源(甲醇∶甘油)/复合氮源(蛋白胨∶硫酸铵)对菌株生长和PQQ产量的影响。结果表明:以甲醇为单一碳源,OD_(650)仅为4.4,但PQQ产量43 mg·L^(-1),以甘油为单一碳源,OD_(650)可达9.8,但无PQQ产量;以硫酸铵为单一氮源,OD_(650)仅为4.2,但PQQ产量30 mg·L^(-1),以蛋白胨为单一氮源,OD_(650)可达7.7,但无PQQ产量。不同配比的复合碳源可以提高OD_(650),甘油比重越大,最终OD_(650)越高,但PQQ产量很低;不同配比的复合氮源可以提高生长速度,蛋白胨∶硫酸铵为40∶60时PQQ产量65 mg·L^(-1)。复合碳源(甲醇∶甘油为20∶80)的浓度越高,最终OD_(650)越高,但PQQ产量越低;复合氮源(蛋白胨∶硫酸铵为40∶60)浓度高于1 g·L^(-1)时,OD_(650)及PQQ产量无明显变化,最终OD_(650)约为7.5,PQQ产量约为45 mg·L^(-1)。结果显示复合碳源可提高OD_(650),复合氮源可提高PQQ产量,可为后续高产PQQ的碳氮源选择提供理论依据。

侧脑室注射吡咯喹啉醌对大鼠学习记忆的影响

目的观察吡咯喹啉醌(PQQ)对大鼠学习记忆能力的影响。方法侧脑室注射PQQ,60d后用水迷宫仪进行定位航行和空间探索实验,行脑组织切片,用免疫组化法和Western印迹观察海马组织巢蛋白、神经生长因子及其受体的表达。结果与对照组相比,PQQ处理后,大鼠学习找平台所需的次数减少和找到平台所需的时间显著缩短,在第一象限和中环停留的时间显著延长,此变化呈剂量依赖性;海马组织巢蛋白阳性神经元数目增加了,神经生长因子的表达高于对照组。结论 PQQ能促进鼠海马神经细胞的生长发育和学习记忆能力。

吡咯喹啉醌对谷氨酸诱发皮层神经元损伤的影响

目的探讨吡咯喹啉醌对谷氨酸诱发皮层神经元损伤的保护作用。方法体外原代培养新生大鼠皮层神经元,镜下观察神经元的形态变化,流式细胞仪检测细胞的凋亡情况,激光共聚焦显微镜观察细胞内Ca2+浓度的变化。毒性剂量的谷氨酸诱致皮层神经元损伤,用吡咯喹啉醌做保护研究。结果体外培养8d的皮层神经细胞用谷氨酸处理后细胞,细胞内Ca2+快速增加,细胞以凋亡和坏死两种形式死亡,细胞的存活率降低;预先给予吡咯喹啉醌可明显减少由谷氨酸引起细胞内Ca2+的增加,减少由谷氨酸引起的细胞死亡。结论吡咯喹啉醌对谷氨酸诱发的皮层神经元损伤具有保护作用。

吡咯喹啉醌对培养大鼠皮层神经元的促生长作用

目的探讨吡咯喹啉醌(PQQ)对培养鼠皮层神经元的促生长作用。方法原代培养新生大鼠皮层神经元,观察PQQ对皮质神经元突起、胞体的生长和存活率的影响,测定MTT代谢率,免疫组化法观察c-fos蛋白的表达。结果PQQ处理后,皮层神经元突起的长度和胞体的长径显著大于对照组,细胞的存活率增加,尼氏小体的光密度值显著高于对照组,MTT代谢率增加,c-fos的表达显著高于对照组。结论PQQ能促进培养的鼠皮层神经元的生长,增加其存活率,延长存活时间。

吡咯喹啉醌对NMDA诱发大鼠海马神经元损伤的影响

目的探讨吡咯喹啉醌(PQQ)对N甲基D天冬氨酸(NMDA)诱发海马神经元损伤的影响。方法体外原代培养新生大鼠海马神经元,毒性剂量的NMDA诱致海马神经元损伤,预加PQQ,镜下观察神经元的形态变化,琼脂糖凝胶电泳观察细胞的死亡情况,激光共聚焦显微镜观察细胞内Ca2+浓度的变化。结果体外培养8d的海马神经用0.1mmol/LNMDA处理后,细胞内Ca2+快速增加,细胞以坏死和凋亡两种形式死亡,细胞的存活率降低;预先给予PQQ可明显减少细胞内Ca2+的增加,减少细胞死亡。结论PQQ对NMDA诱发的海马神经元损伤具有保护作用。

侧脑室注射吡咯喹啉醌对大鼠海马组织的促生长作用

目的观察吡咯喹啉醌(PQQ)对大鼠海马神经细胞结构的影响。方法侧脑室注射PQQ,50d后行脑组织切片进行HE染色和尼氏染色,观察海马组织的形态学变化,用免疫组化法观察胆碱乙酰基转移酶的表达。结果与对照组相比,PQQ处理后,大鼠海马神经细胞胞体和核增大,神经细胞密度增强,尼氏小体光密度值增加,此变化呈剂量依赖性;过大剂量的PQQ处理后,海马神经元的胞体和核变小,细胞的凋亡率增高;PQQ刺激胆碱乙酰基转移酶的表达。结论PQQ能促进大鼠海马神经细胞的生长发育,但PQQ剂量过大可引起神经毒性作用。

吡咯喹啉醌产生菌的筛选和菌种鉴定

为了筛选产生吡咯喹啉醌(pyrroloquinoline quinone,PQQ)的菌株并提高PQQ发酵产量,该研究建立了一种快速的高效液相色谱法检测PQQ,并采用了以甲醇为唯一碳源的选择性培养基,利用光谱法对样品进行初筛,高效液相色谱法对初筛得到的结果再进行复筛。该研究还对筛选得到的菌株发酵产PQQ的培养基进行了优化。研究结果显示,从样品中筛选得到56株PQQ产生菌,摇瓶产量最高的1株为20.6 mg/L,通过16S rDNA测序分析,鉴定该菌株为Methylopila sp.。对培养基成分中的碳源甲醇进行了优化研究,当甲醇体积分数为2.5%时,PQQ产量最高,为26.3 mg/L,相比于初始甲醇1.0%提高了28%。该研究建立的高效液相色谱法为PQQ高产菌株的筛选提供一种快速检测方法,筛选到的菌株具有较高的甲醇耐受力和PQQ生产潜力,为之后的PQQ发酵研究提供参考。

通过突变甲醇脱氢酶启动子提高甲基营养菌吡咯喹啉醌产量

目的:考察甲基营养菌J1-1甲醇脱氢酶启动子活性与吡咯喹啉醌(PQQ)产量的相关性。方法:通过定点突变甲醇脱氢酶P0771启动子,利用lacZ作为报告基因检测突变启动子的转录水平,筛选出活性下降的突变启动子在J1-1中替换天然启动子获得突变菌株,检测突变菌株甲醇脱氢酶表达、酶活以及菌体生长和PQQ产量。结果:定点突变了7个P0771启动子,利用lacZ作为报告基因筛选出2个启动活性较天然启动子下降的突变启动子P0771-1、P0771-5,替换J1-1中天然启动子获得的突变菌株甲醇脱氢酶酶活都低于J1-1,在增菌培养基中其PQQ的合成水平分别提高约9.76%、11.6%。结论:通过启动子突变,降低甲醇脱氢酶启动子活性可以提高J1-1的PQQ产量。

吡咯喹啉醌对培养的海马神经元衰老的影响

目的观察吡咯喹啉醌(PQQ)对D-半乳糖(D-gal)致培养大鼠海马神经细胞衰老损伤的影响。方法体外原代培养新生大鼠海马神经元,用大剂量D-gal诱致海马神经元老化损伤,用PQQ做保护研究,镜下观察神经元的形态变化,测海马神经细胞自由基的水平,流式细胞仪测细胞的凋亡率,免疫组化测Bax蛋白的表达。结果体外培养8 d的海马神经细胞用D-gal处理后,细胞自由基水平升高,细胞的死亡率增加,Bax表达增强;预先给予PQQ处理后,细胞内自由基水平以及Bax的表达下降,细胞死亡率下降。结论PQQ能廷缓D-gal引起的培养大鼠海马神经细胞的衰老。

吡咯喹啉醌对植烟土壤和烤烟生长的影响

为探究施用吡咯喹啉醌(PQQ)对植烟土壤和烤烟生长的影响,采用田间小区试验研究了不同浓度(0、200、500、1000 nmol/L)水平下以及喷施、灌根2种施用方式下PQQ对植烟土壤和微生物数量以及烟株农艺性状、根系性状、经济性状的影响。结果表明:施用适宜浓度PQQ对土壤理化性质有一定改良作用,尤其有效磷含量和细菌数量均有显著提高,灌根施用200 nmol/L PQQ时,土壤有效磷含量较CK处理提高了89.13%,细菌数量比CK处理增加了74.62%;喷施和灌根施用适宜浓度PQQ能促进烟株的生长发育,尤其是烟株株高和最大叶面积显著增加,当施用浓度为200 nmol/L时,烤烟根系性状相关指标参数均达到最大,烟株根系活力显著提高,同时烟叶产量较CK提高了126.30、168.75 kg/hm^2,烟叶产值提高了8339.68、8554.72元/hm^2,均价提高了2.28、2.21元/kg。因此,灌根施用200 nmol/L的PQQ可以有效改善土壤理化性质,并促进烤烟生长发育,提高经济效益。

海洋甲基营养菌产吡咯喹啉醌(PQQ)的发酵条件优化及产物分离

从中国南海海泥中分离得到一株甲基营养菌ZJU414,能够用于生产辅酶PQQ。然后考察了4种碳源对其生长和产物合成的影响,结果表明甲醇作为其唯一碳源时PQQ产量最高。通过考察摇瓶装液量和优化甲醇浓度和甲醇补料方式,进一步提高PQQ产量,最高可达到1134μg/L。初步比较了7种不同阴离子交换树脂对PQQ的吸附和洗脱效率,发现树脂D316具有较高的吸附率和洗脱率,可以用于PQQ的离子交换分离,得率可达到86.5%。研究结果为进一步提高海洋甲基营养菌生产PQQ的工艺开发奠定了较好基础。