假根羽藻细胞色素b6f蛋白复合体中α-胡萝卜素的结构与功能

细胞色素b6f蛋白复合体（Cyt b6f）是光合链中连接两个光系统（PSII 和PSI）的中间电子载体蛋白复合物，其主要的生理功能是催化电子传递和质子跨膜转移，形成跨膜质子电化学梯度，为ATP的合成提供能量，在光合作用光能转化过程中占有很重要的地位。细菌和莱茵衣藻Cyt b6f的晶体结构已于2003年底获得了近原子水平的解析，但有关该复合物中两种色素（Chl a和β-Car）的生理功能及其机理尚无明确的解释。预计它们将成为今后几年的研究热点,因为揭示Cyt b6f蛋白复合体中Chl a和β-Car分子的生理功能对于进一步阐明光合作用高效转能及其调控的分子机理具十分重要的意义。鉴于目前尚未见到海洋绿藻Cyt b6f的报道，本文以海洋绿藻—假根羽藻（Bryopsis corticulans）类囊体膜上的Cyt b6f蛋白复合体为对象，对其中的类胡萝卜素的分子结构与生理功能进行了比较系统地研究。 首先，我们改进了原用于菠菜类囊体膜Cyt b6f的分离、纯化流程，在原流程的基础上增加了一次2 mol/L NaBr洗膜，彻底地去除了膜表面的杂蛋白;还调整了第二次硫酸铵分级沉淀时的饱和度，并将38-45%饱和度下的沉淀物确定为需要收集的Cyt b6f制剂。采用此改进的流程，我们首次从假根羽藻类囊体膜中分离纯化了高活性、高纯度的Cyt b6f制剂。SDS-PAGE分析的结果显示该制剂的4个多肽亚基 （Cytf 、Cyt b6 、Rieske[Fe-s]及亚基IV）的表观分子量分别为34.8、24.0、18.7和16.7 kD;Cyt b6 / f 比值接近2.0， 其纯度值为9.9 nmol cyt f/mg;其催化电子传递的活性 （C10-PQH2→PC）为73 e/s。HPLC 和共振拉曼光谱分析表明，假根羽藻Cyt b6f中的类胡萝卜素为α-胡萝卜素分子，它是一种在Cyt b6f中尚未报道过的类胡萝卜素。定量分析表明，每个假根羽藻Cyt b6f单体中全反式(all-trans)和9顺式（9-cis）α-胡萝卜素的含量分别为0.2和0.7个分子，另外还含有1.2分子的Chl a。CD光谱分析表明该9-cis-α-胡萝卜素处在一个不对称的蛋白环境中。TLC分析表明该制剂是一种缺脂的Cyt b6f蛋白复合体。 采用稳态荧光激发光谱，时间分辨吸收光谱及Chl a的光破坏实验对假根羽藻Cyt b6f中α-胡萝卜素的功能进行了研究。结果表明，Cyt b6f中α-胡萝卜素可以将它吸收的光能传递给Chl a，其能量传递效率为62.4%，提出α-胡萝卜素分子与Chl a分子之间的单线态能量传递是遵从Föster 机制进行的;α-胡萝卜素分子对Chl a分子有一定的光保护作用，这种保护作用是通过清除单线态氧来实现的。另外还发现Cyt b6f中的Chl a分子可能与其周围的氨基酸残基存在相互作用，认为这是其进行自我光保护的一种方式。 此外，还采用HPLC研究了光和暗交替对假根羽藻Cyt b6f中α-胡萝卜素构型的影响，并对假根羽藻Cyt b6f选择结合α-胡萝卜素的原因进行了初步的分析。

PSII色素蛋白复合物的脂质体重组及反应中心的功能研究

光系统II（PSII）是存在于类囊体膜中的多亚基色素蛋白复合物，是吸收光能、催化光诱导水裂解释放氧气、质子和电子的重要机构。它在体内的基本单位是由外周天线蛋白（LHCII）与PSII核心复合物结合形成的PSII-LHCII超分子复合物，这一结构保证了LHCII吸收的能量能够快速有效的传递到PSII反应中心（RC），进行原初光化学反应。 本论文分为两部分：1、利用捕光色素蛋白复合物（LHCII）与PSII核心复合物在以DGDG、PG、SQDG三种类囊体膜脂形成的脂质体中重组的方法，研究了LHCII与PSII在脂膜上结构与功能的相互作用;2、通过研究光破坏和色素置换对PSII RC的影响，探讨了RC中不同色素的功能。主要结果如下： 1、LHCII与PSII核心复合物的蛋白脂质体研究： 将OECC（粗提核心复合物）、pdOE（纯化核心复合物）、LHCII（大量天线）制剂分别与脂质体重组并研究了其光谱性质。LHCII在与脂质体重组前表现出典型的聚集态光谱特征，重组后吸收和荧光发射峰发生明显蓝移;LHCII、OECC和pdOE三种蛋白脂质体与重组前的样品相比荧光发射强度增加;表明脂环境影响了色素蛋白复合物的聚集状态以及色素和蛋白之间的相互作用。 OECC和pdOE分别与LHCII在脂质体中重组，得到两种重组蛋白（LHCII-OECC和LHCII-pdOE）脂质体，用冰冻蚀刻电镜技术和低温荧光光谱的方法研究其结构和功能特征。LHCII和核心复合物（OECC或pdOE）结合形成PSII-LHCII重组颗粒，并在脂质体中均匀排布，阻止了LHCII晶格状结构的形成。重组蛋白脂质体的吸收光谱既有LHCII的吸收特征，又有核心复合物的特征吸收峰，但低温荧光光谱的主要发射峰是核心复合物的特征峰（684 nm-685 nm），而不是LHCII的特征峰（680 nm）;而且激发不同色素得到的荧光发射光谱基本一致，这些结果证明LHCII吸收的能量传递到了核心复合物中，在重组蛋白脂质体中不同色素蛋白复合物在结构和功能上都实现了相互偶联。 通过对OECC或pdOE与LHCII重组形成的蛋白脂质体放氧或DCPIP光还原活性的检测研究了PSII光化学活性特征。LHCII和核心复合物（OECC或pdOE）的重组蛋白脂质体与单独核心脂质体相比，在强光和弱光下光化学活性都明显提高。这从另一个角度证明了核心复合物与LHCII的功能偶联，LHCII的结合使捕光截面积增大，从而使PSII光化学活性增加。 用77K飞秒时间分辨荧光光谱分析了几种蛋白脂质体的能量传递和捕获情况。LHCII、OECC和pdOE三种蛋白脂质体的主要荧光衰减组分分别是670 ps（发射峰在680 nm）、650 ps（发射峰在690 nm）和570 ps（发射峰在685 nm）。LHCII-OECC和LHCII-pdOE脂质体的主要衰减组分分别是940 ps（发射峰在690 nm）和840 ps（发射峰在685 nm），并且出现了一个在核心复合物脂质体和LHCII脂质体中没有的40 ps组分，可以推测，这是LHCII和核心复合物之间达到平衡的时间组分，比激发态衰减的平均寿命要快得多，因此支持了PSII的trap-limited激发能衰减动力学模型。此外，可以看到天线的增大使Chl a荧光衰减的寿命延长，这一特性可能与PSII的光保护机制有关。 LHCII和OECC、LHCII和pdOE在脂质体中都成功的实现了重组，而且在结构和功能上没有明显差异;表明小天线以及23 kDa、17 kDa蛋白可能不是LHCII和核心复合物结合及能量传递所必需的。 2、受体侧光破坏和色素置换对PSII RC的影响： 在800 μmol.m-2 .s-1光照和无外加电子受体、供体的情况下，研究了PSII RC色素的受体侧光破坏情况。Chl a、Pheo和β-Car的光漂白几乎同时发生，其中在680 nm吸收的色素破坏最为显著，670 nm吸收的外周Chl比其他色素更加稳定。荧光发射强度呈先升高后降低的趋势，最大发射峰位逐渐蓝移，表明色素之间的能量传递受到破坏。用β-Car的主要吸收波长488 nm和514.5 nm激发得到两组谱带峰位和强度不同的拉曼光谱，表明在PSII RC中存在两个光谱性质不同的β-Car。光破坏过程中两组谱带的位置和带宽都没有明显变化，表明β-Car的光保护机制不涉及自身构象的变化。 将PSII RC与Cu-Chl a进行色素置换，得到了与Cu-Chl重组的RC（Cu-Chl-RC），含有0.5 Cu-Chl/2Pheo。与对照RC（按同样方式与Chl a置换的RC）和天然RC相比，Cu-Chl含量增加而Chl含量减少，660 nm的吸收增加而670 nm吸收降低，因此推测是外周Chl被替换。色素置换过程对RC的多肽组分及大部分的P680活性没有影响，CD光谱的变化也很小，表明产生CD信号的色素和蛋白环境也没有受到明显影响。但是Cu-Chl-RC的荧光发射强度明显降低，最大发射峰蓝移且峰形发生变化，Cu-Chl可能在重组RC中作为激发态的淬灭剂，阻碍了色素之间的能量传递。

植物油脂积累机理和品质改良—利用RNAi改良大豆油脂品质—四合木茎积累三脂酰甘油特征

利用RNAi改良大豆油脂品质 大豆[Glycine max (L.) Merr.]起源于中国，栽培历史悠久，是重要的粮食作物， 同时也是植物油和蛋白的重要来源。随着经济的发展和生活水平的提高，人们不但对大豆的需求量大大增加，同时对大豆的品质也提出了更高的要求。近年来，我国大豆进口量逐年攀升，已远远超过本国生产量。国外转抗除草剂转基因大豆大面积种植大大降低了生产成本，直接影响了我国大豆生产。因此，提高产量和改良品质是当前中国大豆生产所面临的重要课题。基因工程是大豆品种改良更为有效和快速的方法，但是由于历史原因我国的大豆转基因育种与发达国家尚存在一定差距，对我国的大豆生产贡献十分有限。因此，建立高效的大豆转化体系，加强大豆基因工程研究和育种是解决大豆面临困境的关键。 本研究的目的是以我国主要栽培大豆品种（黑农、合丰和东农等）为材料，利用GUS（β-glucuronidase）报告基因和RNAi技术，建立高效的大豆基因转化体系和基因功能研究体系。为大豆产量和品质基因工程改良提供技术手段和理论基础。结果如下： 以大豆下胚轴为外植体，对分生组织产生不定芽的频率进行了研究。培养基中添加高浓度BAP（6-benzylaminopurine）可以诱导外植体分生组织增殖产生不定芽的发生率;在培养基中添加银离子可以明显地促进大豆单个外植体多芽的产生，使得诱导不定芽总数目显著增加;不同基因型大豆再生不定芽能力有着较大区别，黑农44，黑农37，合丰35，合丰39等品种再生能力强;相对于大豆子叶节等再生系统，大豆下胚轴体系具有高效高频的再生特点（总的再生频率高于80%），且重复性好，容易操作。 以大豆下胚轴为外植体，用含有GUS报告基因的根癌农杆菌对其进行遗传转化，并重点对农杆菌菌液浓度、农杆菌侵染时间、乙酰丁香酮（AS）和抗氧化剂浓度等因素对农杆菌大豆转化效率的影响进行了研究。组织化学染色结果显示GUS基因在外植体顶端表达强烈，表达位置主要位于初生芽基部周围的分生组织。 农杆菌浸染时间以 4h 为最佳，此时的GUS瞬时表达频率可达73.0%;培养基中添加浓度为200μmol/L的乙酰丁香酮，可以显著增加GUS瞬时表达频率。抗氧化剂可以显著降低共培养阶段外植体的褐化和坏死率，进而显著提高农杆菌转化效率。用根癌农杆菌转化大豆下胚轴的方法得到了表达GUS基因转基因大豆株系。 利用大豆油酸去饱和酶基因(FAD2-1;Genbank, L43920)在第315-852碱基之间的基因片断构建了反向重复的RNAi表达载体，以农杆菌介导大豆下胚轴转化方法进行转化，并且获得转基因植株。经过PCR，Southern杂交和转基因后代的脂肪酸分析，表明沉默结构已经成功整合到大豆基因组中，并成功抑制了内源基因的表达。与栽培大豆品种相比较，转基因大豆种子的脂肪酸组成发生显著变化，油酸含量由栽培大豆的18.1％增加到71.5％¬-81.9％;亚油酸含量从栽培大豆的46.4％降到了约3.4％。 栽培大豆种子中油酸去饱和比率（ODP, oleic desaturation proportion）为0.76 到 0.84，转基因大豆种子的油酸去饱和比率降为0.06-0.26，表明Δ12-去饱和酶活性降低了74%-94%。上述结果表明，我们构建的RNAi反向重复序列沉默结构高效地抑制了大豆种子FAD2-1基因。 在本研究中，我们通过外源GUS基因的表达和内源FAD2基因的抑制，成功地建立了以大豆下胚轴为外植体的高效农杆菌介导大豆转化体系，并获得了相应的转基因株系。本研究对我国大豆品种基因工程改良以及进一步大豆功能基因组研究有重要参考价值。 四合木茎积累三脂酰甘油特征 四合木(Tetraena mongotica Maxim)是蒺藜科(Zygophyllaceac)四合木属唯一的种，是地球上最具代表性的古老残遗濒危珍稀植物。由于四合木极易燃烧，当地居民称其为“油柴”。 通过对四合木内可能存在的“油”成分进行了分析，我们发现其茎组织含有大量的三脂酰甘油（Triacylglycerols），含量达到46 mg/g DM。在韧皮部中更高，达到90 mg/g DM。我们通过半薄切片对四合木中三脂酰甘油在不同组织的分布和存在形式进行了研究，发现三脂酰甘油主要以油体形式存在于木质部和韧皮部的薄壁组织中。在韧皮部中，几乎所有的薄壁细胞都含有大量的油体。 三脂酰甘油在植物的生长发育中起着非常重要的作用。作为植物生长发育所需的碳源和能量，三脂酰甘油一般储存在植物的种子和果实中。虽然也有关于其在茎和叶中发现的报道，但是含量很少。四合木茎组织含有大量的三脂酰甘油，这种现象可能与四合木茎中存在茎特异油脂合成酶系统有关。因此，克隆相关基因并在作物中表达，将对能源植物的开发具有重要意义。

光系统I及其亚组分的分离纯化与光破坏特性的研究

光系统I（photosystem I，PSI）是光合膜上参与光合作用原初反应过程的主要膜蛋白超分子复合体之一。高等植物的PSI是由核心复合体（14个亚基）和捕光色素蛋白复合体I（light-harvesting complex I, LHCI，含4个Lhca蛋白）组成的超分子复合体，它的主要功能是调节光诱导的从囊腔侧的质体兰素（plastocyanin，PC）向基质侧的铁氧还蛋白（ferredoxin，Fd）的电子传递。研究PSI的结构与功能对于揭示植物光合作用高效吸能、传能的分子机理具有重要意义。在本文中，我们首先建立了分离制备PSI及其亚组分的方法（Qin et al., 2007），并在此基础上对PSI在强光破坏的过程中结构与功能的变化进行了比较深入的研究。本论文的主要研究结果如下： 1．快速、高效分离纯化PSI及其亚组分方法的建立。 国际上传统的PSI分离方法（Bassi and Simpson, 1987; Croce et al., 1998; Påsllon et al.1995; Schmid et al. 2002），耗时长较长（分离PSI颗粒一般需要多于20h的蔗糖超速离心过程，而分离PSI的亚组分则需要25-60h的蔗糖超速离心过程）、得率较低，这不便于PSI方面的研究，为此我们首先改进了传统的分离纯化方法。新方法以高等植物菠菜叶片作为原材料，使用Triton X-100作为增溶剂，通过差速离心技术获得的粗制品，然后使用十二烷基麦芽糖苷(n-Dodecyl β-D-maltoside, DDM)增溶PSI粗制品，之后采用100,000×g，垂直转头（Beckman VTi 50）0.1-1 mol/L蔗糖梯度离心3h获得纯度较高的PSI颗粒。然后使用DDM和3-(N, N-Dimethylpalmitylammonio) propanesulfonate （zw 3-16）两种增溶剂处理PSI，后经100,000×g，垂直转头（Beckman VTi 50）蔗糖梯度离心4h获得纯度较高的PSI core、LHCI-680、LHCI-730复合体。采用吸收光谱、荧光光谱技术研究了各样品的基本光谱学特性，采用HPLC分析了各样品的色素组成，结果显示平均每个Lhca蛋白结合1.5-1.6黄体素，1.0紫黄质, 0.8-1.1 β-胡萝卜素，该方法制备的LHCI比传统方法制备的LHCI减少了类胡萝卜素的丢失。这一工作为以后结构与功能的研究工作奠定了良好的基础。 2．PSI复合体及其亚组分的特性研究。 PSI颗粒具有一定的适应环境酸碱变化的能力，在我们的试验条件下PSI颗粒在pH 5-10相对稳定。PSI、LHCI很难通过加入Mg2+、Ca2+、Na+阳离子聚集沉淀。经绿胶鉴定我们制备的LHCI-680、LHCI-730是二聚体形式;而把PSI绿胶后再进行第二向十二烷基硫酸钠－聚丙烯酰氨凝胶电泳（SDS-PAGE）电泳，结果发现在稍强烈的绿胶增溶条件下，LHCI-730是以二聚体的形式存在，但是LHCI-680却是以单体的形式出现。这说明LHCI形成的二聚体，尤其是LHCI-680，较容易受到增溶处理而分离成单体形式，解释了以生化分离手段得到的LHCI-680的聚集形式是单体还是二聚体这个目前国际上还有有争议的问题。 3．PSI、LHCI光破坏的基本特点。 采用白光（2500 μmol•m-2•s-1）照射PSI颗粒，通过SDS-PAGE及室温吸收光谱检测光照过程中PSI复合体的变化，结果表明：去氧处理能够大大延缓PSI的光破坏，而PSI脱辅基蛋白不会发生光破坏，这说明PSI发生的光破坏可能与Chl与O2的相互作用有关。采用白光（1000 μmol•m-2•s-1、300 μmol•m-2•s-1）处理LHCI-680、LHCI-730，发现LHCI-680被破坏的速度明显快于LHCI-730被破坏的速度，这是首次在体外分离的水平上揭示了不同LHCI光破坏方面的差异。LHCI-680与LHCI-730在光破坏方面的差异可能与两种天线蛋白结合的类胡萝卜素的种类和数量不同有关，还可能与二者结合的长波长Chl的情况有关，但是具体的原因还有待于进一步的研究。 4．结合不同的捕光色素蛋白复合体（light-harvesting complex，LHC）对PSI光破坏的影响。 为了研究结合不同的捕光天线对PSI光破坏的影响，我们制备了PSI-LHCII、PSI、PSI core三种复合体。使用白光（2500 μmol•m-2•s-1）照射这三种复合体，并通过测定各复合体在光破坏过程中蛋白亚基、吸收光谱、PSI活性及P700含量的变化，对比三者光破坏的速度，结果发现PSI-LHCII在这三种复合体中光破坏速度最快，而PSI和PSI core两种复合体光破坏速度基本一致。我们推测在光照过程中部分光系统II捕光Chl a/b蛋白复合体II（light-harvesting complex II，LHCII）能够向PSI core传递能量，另外PSI-LHCII绿胶分析的结果表明发生了LHCII三聚体向单体的转变，这种强光下发生的LHCII聚合形式的转化可能是高光强下调节光能捕获的一种机制，由于植物体内具有较完整的保护系统，体内PSI-LHCII的光破坏可能与体外情况不同;另外LHCI与PSI core的解离可能发生在强光照射的早期，具有保护PSI core减少光破坏的积极作用。该部分的研究首次观察了结合不同的捕光天线对PSI光破坏的影响。

青藏高原几种植物的光合特性研究

通过气体交换、荧光猝灭动力学以及反射光谱等技术研究了两个青稞（Hordeum vulgare L.）品种的光合特性及激发能分配。结果表明，青稞的光饱和点1000 μmol m-2 s-1左右。在0～500 μmol m-2 s-1的光强范围里，青稞叶片的光呼吸(Pr)随着光强升高而增加;光强超过500 μmol m-2 s-1以后，光呼吸变化不明显。光呼吸占总光合的比例(Pr/Pm)随光强增强下降。随着光强增强，PSⅡ有效光化学量子效率（Fv′/Fm′），PSⅡ反应中心的实际光化学量子效率（ΦPSⅡ），光化学猝灭系数（qP）不断降低而青稞叶片的非光化学猝灭(NPQ)不断升高，说明越来越多的光能以热耗散的形式耗散掉。光谱分析表明△PRI 随着青稞叶片暴露于光下的时间迅速增大。因此，我们认为光呼吸不是青稞主要的光破坏防御机制，依赖叶黄素循环的热耗散可能是田间青稞耗散过剩光能的主要途径。 通过气体交换、荧光猝灭动力学等技术研究了四种乔木在拉萨和那曲的光合特性及激发能分配。结果表明，四种乔木藏川杨（Populus szechuanica var. tibetica schneid.），银白杨（Populus alba L.），左旋柳(Salix paraplesia var. subintegra C. Wang et P. Y. Pu)，墨竹柳(Salix maizhokunggarensis N. Chao)在拉萨市的光合速率（Pn），叶片气孔导度（Gs），蒸腾速率（Tr）均显著高于那曲。藏川杨和墨竹柳的光下实际光化学效率（ΦPSⅡ）在拉萨显著高于那曲，银白杨和左旋柳的光下实际光化学效率在拉萨和那曲没有显著差异。四种乔木开放反应中心激发能捕获效率（Fv′/Fm′）和天线热耗散（1－Fv′/Fm′）在拉萨和那曲的差异不显著。测量光合时的气温（Tair）拉萨显著高于那曲，除墨竹柳外叶温（Tleaf）也显著高于那曲，墨竹柳的上述两参数在两地间无显著差异。除藏川杨外其余三种乔木在拉萨的胞间二氧化碳浓度（Ci）显著高于那曲，气孔限制值(Ls)显著低于那曲，藏川杨的上述两指标在两地间无显著差异。除墨竹柳外，其余三种乔木在两地的光合（Pn）与叶温（Tleaf）成显著正相关。对银白杨和左旋柳来说，低叶温通过降低气孔导度（Gs）从而降低胞间二氧化碳浓度（Ci）是造成那曲光合低的主要因素之一。对于墨竹柳来说，可能有其他非温度的环境条件影响其气孔导度进而造成气孔限制。此外，叶温可能主要通过非气孔限制来影响藏川杨的光合速率。因此，我们认为在西藏地区不同乔木对海拔高度的响应机制可能不同，但具体机制还需要进一步研究。

Fabrication of large grain Nd-Ba-Cu-O by seeded melt growth

Large, single grain Nd-Ba-Cu-O (NdBCO) composite samples of NdBa2Cu3O7-δ (Nd-123) containing 15 and 20 mol. % non-superconducting Nd4Ba2Cu2O10 (Nd-422) phase inclusions have been fabricated successfully by a variety of techniques based on top-seeded melt growth under reduced oxygen partial pressure. Specifically, individual grains up to 2cm in diameter have been grown using (100) oriented MgO seeding, self (NdBCO) seeding at elevated temperature and self-seeding of Ag and Au doped precursor pellets. The latter exhibit a reduced peritectic decomposition temperature compared with the undoped compound. These techniques, which vary in degree of difficulty and hence reliability, yield grains with a range of microstructural homogeneity. This paper describes the general aspects of large NdBCO grain fabrication and presents the results of the different fabrication techniques.

茉莉酸结构类似物的合成及其对银杏次生代谢的影响

茉莉酸类化合物是一种具有诱导植物次生代谢，抵抗外来侵害，提高植物抗逆防御性等重要作用的植物激素，主要包括茉莉酸（JA）、茉莉酸甲酯（MeJA）及其异亮氨酸衍生物等。茉莉酸的化学合成已报道有十几种之多，但都还无法实现工业化生产，满足农业需求。 本文以α-羧基肉桂酸为起始原料，经过加氢还原、AlCl3-NaCl离子液体中的分子内F-C酰基化反应，HATU催化下与异亮氨酸结合三步反应，合成了一种茉莉酸类似物吲哚异亮氨酸甲酯结合物（Ind-IleMe），总收率约70 %。 用合成的Ind-IleMe、coronalon及MeJA对银杏叶进行诱导，银杏叶经盐酸甲醇溶液加热水解提取黄酮苷元，HPLC检测发现，经诱导后的银杏叶与对照相比银杏黄酮含量均有所增加，最高可诱导银杏叶黄酮含量增长15%—20%，最高诱导浓度coronalon 最低，为1 μmol/L，Ind-IleMe是10 μmol/L，MeJA的诱导浓度最高，大于等于100 μmol/L。 对MeJA诱导后银杏叶的生理生化中几个重要指标进行了测定，发现经诱导后SOD、MDA、PAL、蛋白活性或含量相对升高，叶绿素、可溶性糖含量相对降低，这与MeJA诱导提高银杏叶的逆境防御及次生代谢有关。 在植物的次生代谢中，挥发性气体（VOCs）具有防御草食动物及实现同种及不同种植物间信息交流的重要作用。本文应用自组装的炭阱吸附装置和固相微萃取（SPME）来收集诱导后的银杏叶、利马豆及三种酒中的挥发物，GC-MS检测进行定性定量分析，发现诱导后的银杏叶释放出更多的挥发性有机物，主要是石竹烯等一些参与植物防御机制的倍半萜类，通过对比炭阱吸附和SPME在挥发物的收集上，发现炭阱吸附具有吸附效率更高、样品可短期保存、重复进样分析、可定量等优越性，因此具有很好的发展前景。

水体中有机物的紫外光降解研究

当前，水资源污染越来越严重，人类的健康面临着巨大的威胁。高级氧化技术作为一 种经济、高效、无二次污染的水体处理方法，一直是水污染控制与治理领域研究的热点。 本文以环境中典型的有机污染物苯酚和水体中主要有机物腐殖酸为研究对象，利用自 制的紫外光（ultraviolet，UV）离线降解装置，采用紫外-可见光谱法和总有机碳（TOC） 分析法分别研究水相中苯酚、腐殖酸的紫外光降解情况，系统地考察不同初始pH值、初始 浓度、光照时间、光照强度、反应容器等因素对光降解效果的影响。为了模拟实际水体条 件和提高光降解效率，在体系中分别加入NaCl、Na2CO3、NaNO3、NaNO2和双氧水等化学 成分，探讨这些化学物质对苯酚、腐殖酸的紫外光降解效率和降解途径的影响。最后，首 次构建了石英螺旋管内壁负载TiO2膜的在线降解装置，结合UV/H2O2/TiO2联用体系，进行 海水中有机物的光降解研究。 紫外可见光谱分析表明：光降解速率随初始pH 值的降低而提高，相同条件下苯酚在 酸性溶液中降解速率高于碱性溶液，说明苯酚分子比酚氧离子容易光降解；硝酸钠和亚硝 酸钠有利于苯酚的光降解，说明它们在紫外光下容易分解生成自由基；在苯酚水溶液中加 入双氧水，光照15 min 后，光降解效率达到97%。各种介质中苯酚的降解速率大小依次为： 1.5 mmol/L 过氧化氢溶液 ＞ 1.0 mmol/L 硝酸钠的海水 ＞ 海水 ＞ 纯水 ＞ 0.5 mol/L 氯化钠溶液。然而，TOC 数据显示氯化钠的存在对苯酚的矿化有促进作用；同光谱的降解 速率相比，矿化速率要小。 腐殖酸的光降解效率随初始质量浓度的减小而提高，当质量浓度为10 mg/L时，光照 30 分钟后，降解效率高达到88%；初始pH值对腐殖酸的降解效率影响很大，腐殖酸在碱 性条件下比在中性和酸性条件更容易光降解；硝酸钠等盐分对中性和碱性溶液中腐殖酸的 光降解没有明显促进作用，但对酸性溶液中腐殖酸的光降解促进作用明显。采用UV/H2O2联 合降解时，腐殖酸降解效率得到显著提高。 相比离线降解方式，采用石英螺旋管在线降解苯酚和腐殖酸，降解效率均提高了15 倍 以上；海水经过在线降解后，紫外可见光光谱吸光度值缓慢下降；经过多次在线光降解后， 在290 nm波长处出现强烈吸收峰，再次光照后很快消失。这种现象表明海水中可能存在着 粒

非洲爪蟾血清白蛋白的分离纯化及胰蛋白酶抑制活性

通过凝胶过滤层析及两步阴离子交换层析, 从非洲爪蟾( Xenopus laevis ) 的血清中获得了其68 kDa 的血清白蛋白。与大蹼铃蟾血清白蛋白相似, 非洲爪蟾血清白蛋白也具有抑制胰蛋白酶的活性, 但其抑制活力 相对较低, 180 nmol/L 的非洲爪蟾血清白蛋白能抑制84 %的胰蛋白酶活性(30 nmol/L) 。经表面等离子共振法 获得了其与胰蛋白酶的结合动力学常数, 解离平衡常数KD = 1144 ×10 - 6 mol/L 。经Western blot 分析发现, 非洲 爪蟾的皮肤中也分布有血清白蛋白。推测两栖类动物血清白蛋白具有的胰蛋白酶抑制活性可能是其抵御天敌捕 食的一种防御措施。

ISOLATION AND PROPERTIES OF A BLOOD-COAGULATION FACTOR-X ACTIVATOR FROM THE VENOM OF KING COBRA (OPHIOPHAGUS HANNAH)

A specific blood coagulation factor X activator was purified from the venom of Ophiophagus hannah by gel filtration and two steps of FPLC Mono-Q column ion-exchange chromatography. It showed a single protein band both in sodium dodecyl sulfate-polyacrylamide gel electrophoresis (SDS-PAGE) and alkaline polyacrylamide gel electrophoresis. The mol. wt was estimated to be 62,000 in non-reducing conditions and 64,500 in reducing conditions by SDS-PAGE. The isoelectric point was found to be pH 5.6. The enzyme had weak amidolytic activities toward CBS 65-25, but it showed no activities on S-2266, S-2302, thrombin substrate S-2238, plasmin substrate S-2251 or factor Xa substrate S-2222. It had no arginine esterase activity toward substrate benzoylarginine ethylester (BAEE). The enzyme activated factor X in vitro and the effect was absolutely Ca2+ dependent, with a Hill coefficient of 6.83. It could not activate prothrombin nor had any effect on fibrinogen and thus appeared to act specifically on factor X. The procoagulant activity of the enzyme was almost completely inhibited by serine protease inhibitors like PMSF, TPCK and soybean trypsin inhibitor; partially inhibited by L-cysteine. Metal chelator EDTA did not inhibit its procoagulant activity. These results suggest that the factor X activator from O. hannah venom is a serine protease.

Characterization of a fibrinogen-clotting enzyme from Trimeresurus stejnegeri venom, and comparative study with other venom proteases

Trimeresurus stejnegeri venom, which contains TSV-PA (a specific plasminogen activator sharing 60-70% sequence homology with venom fibrinogen-clotting enzymes), also possesses fibrinogen-clotting activity in vitro. A fibrinogen-clotting enzyme (stejnobin) has been purified to homogeneity by gel filtration and ion-exchange chromatography on a Mono-Q column. It is a single-chain glycoprotein with a mol. wt of 44,000. The NH2-terminal amino acid sequence of stejnobin shows great homology with venom fibrinogen-clotting enzymes and TSV-PA. Like TSV-PA, stejnobin was able to hydrolyse several chromogenic substrates. Comparative study of substrate specificities of stejnobin and other venom proteases purified in our laboratory was carried out on five chromogenic substrates. Stejnobin clotted human fibrinogen with a specific activity of 122 NIH thrombin-equivalent units/mg protein. However, stejnobin did not act on other blood coagulation factors, such as factor X, prothrombin and plasminogen. Diisopropyl fluorophosphate and phenylmethanesulfonyl fluoride inhibited its activity, whereas ethylenediamine tetracetic acid had no effect on it, indicating that it is a serine protease. Although stejnobin showed strong immunological cross-reaction with polyclonal antibodies raised against TSV-PA, it was interesting to observe that, unlike the case of TSV-PA, these antibodies did not inhibit the amidolytic and fibrinogen-clotting activities of stejnobin. (C) 1998 Elsevier Science Ltd. All rights reserved.

Effects of Pallas' viper (Agkistrodon halys pallas) venom on blood coagulation and characterization of a prothrombin activator

The action of Pallas' viper (Agkistrodon halys pallas) venom on blood coagulation was examined in vitro and a strong anticoagulant effect was observed. This action was abolished after treatment with a specific inhibitor of phospholipase A(2) activity (p-bromophenacyl bromide), revealing a procoagulant action in low concentrations of treated venom (around 1 mu g/ml). The effect of the venom an haemostasis was further characterized by measuring its ability to activate purified blood coagulation factors. It is concluded that A. halys pallas venom contains prothrombin activation activity. A prothrombin activator (aharin) was purified from the venom by Sephadex G-75 gel filtration and ion-exchange chromatography on a Mono-Q column. It consisted of a single polypeptide chain, with a mol. wt of 63,000. Purified aharin possessed no amidolytic activity on chromogenic substrates. It did not act on other blood coagulation factors, such as factor X and plasminogen, nor did it cleave or clot purified fibrinogen. The prothrombin activation activity of aharin was readily inhibited by ethylenediamine tetracetic acid (a metal chelator), but specific serine protease inhibitors such as diisopropyl fluorophosphate and phenylmethanesulfonyl fluoride had no effect on it. These observations suggest that, like those prothrombin activators from Echis carinatus and Bothrops atrox venoms, the prothrombin activator from A. halys pallas venom is a metalloproteinase. (C) 1998 Elsevier Science Ltd. All rights reserved.

A novel heme-containing protein with anti-HIV-1 activity from skin secretions of Bufo andrewsi

A novel protein, named BAS-AH, was purified and characterized from the skin of the toad Bufo andrewsi. BAS-AH is a single chain protein and the apparent molecular weight is about 63 kDa as judged by SDS-PAGE. BAS-AH was determined to bind heme (0.89 mol heme/mol protein) as determined by pyridine haemochrome analysis. Fifty percentage cytotoxic concentration (CC50) of BAS-AH on C8166 cells was 9.5 mu M. However, at concentrations that showed little effect oil cell viability, BAS-AH displayed dose dependent inhibition oil HIV-1 infection and replication. The antiviral selectivity indexes corresponding to the measurements of syncytium formation and HIV-1 p24 (CC50/EC50) were 14.4 and 11.4, respectively, corresponding to the . BAS-AH also showed an inhibitory effect on the activity of recombinant HIV-1 reverse transcriptase (IC50 = 1.32 mu M). The N-terminal sequence of BAS-AH was determined to be NAKXKADVIGKISILLGQDNLSNIVAM, which exhibited little identity with other known anti-HIV-1 proteins. BAS-AH is devoid of antibacterial, protcolytic, trypsin inhibitory activity, (L)-amino acid oxidase activity and catalase activity. (c) 2005 Elsevier Ltd. All rights reserved.

Frog albumin is expressed in skin and characterized as a novel potent trypsin inhibitor

A novel potent trypsin inhibitor was purified and characterized from frog Bombina maxima skin. A full-length cDNA encoding the protein was obtained from a cDNA library constructed from the skin. Sequence analysis established that the protein actually comprises three conserved albumin domains. B. maxima serum albumin was subsequently purified, and its coding cDNA was further obtained by PCR-based cloning from the frog liver. Only two amino acid variations were found in the albumin sequences from the skin and the serum. However, the skin protein is distinct from the serum protein by binding of a haem b (0.95 mol/mol protein). Different from bovine serum albumin, B. maxima albumin potently inhibited trypsin. It bound tightly with trypsin in a 1: 1 molar ratio. The equilibrium dissociation constants (K-D) obtained for the skin and the serum proteins were 1.92 x 10(-9) M and 1.55 x 10(-9) M, respectively. B. maxima albumin formed a noncovalent complex with trypsin through an exposed loop formed by a disulfide bond (Cys(53)-Cys(62)), which comprises the scissile bond Arg(58)(P-1)-His(59)(P-1'). No inhibitory effects on thrombin, chymotrypsin, elastase, and subtilisin were observed under the assay conditions. Immunohistochemical study showed that B. maxima albumin is widely distributed around the membranes of epithelial layer cells and within the stratum spongiosum of dermis in the skin, suggesting that it plays important roles in skin physiological functions, such as water economy, metabolite exchange, and osmoregulation.

Bacillus pallidus sp nov., isolated from forest soil

A Gram-positive bacterium, designated strain CW 7(T), was isolated from forest soil in Anhui Province, south-east China. Cells were strictly aerobic, motile with peritrichous flagella and rod-shaped. The strain grew optimally at 30-37 degrees C and pH 7.0-8.0. The major fatty acids of strain CW 7(T) were anteiso-C-15:0, iso-C-15:0 and anteiso-C-17:0. The predominant menaquinone was MK-7. The cell-wall peptidoglycan contained meso-diaminopimelic acid. The G + C content of the genomic DNA was 42.3 mol%. Phylogenetic analysis indicated that strain CW 7(T) belonged to a monophyletic cluster within the genus Bacillus and showed 16S rRNA gene sequence similarities of less than 96.5% to recognized species of the genus Bacillus. The results of the polyphasic taxonomic study, including phenotypic, chemotaxonomic and phylogenetic analyses, showed that strain CW 7(T) represents a novel species of the genus Bacillus, for which the name Bacillus pallidus sp. nov. is proposed. The type strain is CW 7(T) (=KCTC 13200(T)=CCTCC AB 207188(T)=LMG 24451(T)).