酶抑制剂对高羊茅代谢菲的影响

[目的]研究了酶抑制剂对高羊茅代谢多环芳烃的影响。[方法]选取不同浓度Vc和Na2SO3处理高羊茅。[结果]高浓度Vc和Na2SO3可以抑制高羊茅对菲的代谢,低浓度时,反而会促进高羊茅对菲的代谢。这可能是由于高浓度酶抑制剂处理中,植物的酶活不会再生,而低浓度酶抑制剂的处理中,植物的酶活会很快再生所致;并且相对于未使用酶抑制剂的对照植物,用低浓度抑制剂处理后,植物酶活会有所提高。[结论]为有效去除多环芳烃,降低其对生态安全和人类健康的危害提供科学依据。     

多环芳烃在水生环境食物链中的研究进展

多环芳烃是广泛存在于食物链和自然环境中的有机污染物,是目前环境科学领域及全球变化研究的热点内容之一,对水生环境食物链中多环芳烃的富集及转化过程进行系统地总结有助于未来相关研究的开展。基于此,对水生环境食物链中的多环芳烃研究进展进行了综述,介绍了多环芳烃在水生环境食物链中的分布及来源,重点总结了影响多环芳烃在食物链中富集和转化的影响因素,综述了目前多环芳烃在食物链中的风险评估方法,并提出了水生系统食物链中多环芳烃研究的不足。     

微生物降解土壤中多环芳烃的研究进展

多环芳烃(polycyclic aromatic hydrocarbons,PAHs)在土壤中分布广泛且存留时间长。利用理化手段去除PAHs不仅价格昂贵,还会对土壤、沉积物以及地下水层等自然环境造成二次污染。生物修复主要是利用微生物代谢多样性降解有害污染物,被认为是最具有前景的修复技术。目前已分离鉴定出多种微生物具有降解PAHs的能力。为了更好地应用微生物修复土壤及环境中的PAHs污染,需要更加深入了解降解过程中微生物代谢途径的生理生化以及分子遗传机制。综述了土壤中多环芳烃的微生物降解,在前人研究的基础上,阐述了不同降解途径对不同分子量多环芳烃的生物代谢转化机理,为提高土壤中降解菌的生物修复能力提供了理论依据。     

多环芳烃污染土壤的微生物修复研究进展

多环芳烃(PAHs)由于其毒性、致癌性和致畸性成为环境中一类重要的污染物。微生物对多环芳烃的降解是去除土壤中多环芳烃的主要途径。阐述了多环芳烃污染土壤中微生物修复的原理、优缺点、影响因素、强化措施及国内外研究进展,并对微生物修复的发展进行了展望。     

生物修复对石油污染土壤微生物活性的影响

以陕北地区石油污染土壤为研究对象,利用微生物修复法对油污土壤进行了修复处理,对修复过程中不同组分烃浓度的变化、土壤四种酶活(多酚氧化酶、过氧化氢酶、脱氢酶、脂肪酶)、微生物对不同组分烃的代谢活性等生物因素进行了测定,并利用SPSS软件对不同组分烃的浓度变化及土壤生物性因素进行相关性分析。研究结果表明,微生物修复技术可有效去除土壤中不同组分烃,修复进行11周,土壤中烷烃、多环芳烃去除率分别为46.8%和39.9%。修复处理可提高土壤过氧化氢酶、脂肪酶活性,以及土壤微生物对烷烃、多环芳烃的代谢能力,土壤多酚氧化酶和脱氢酶活性呈先升后降的趋势。相关性分析结果表明,烷烃的降解与微生物对烷烃的代谢活性、土壤脱氢酶和过氧化氢酶活性相关,多环芳烃的生物降解与脱氢酶和过氧化氢酶活性相关;微生物修复作用可提高土壤中不同组分烃与微生物活性之间的相关关系。     

多环芳烃对黑麦草体内过氧化物酶和多酚氧化酶的影响

以萘、菲和芘为供试多环芳烃(PAH8),采用水培试验方法,研究了PAHs污染下黑麦草(Lolium multiflorum Lam)体内过氧化物酶(POD)和多酚氧化酶(PPO)的响应.结果表明,菲处理浓度为0～1.8 mg·L-1,144h后,黑麦草根和茎叶中POD、PPO活性均随菲处理浓度的增加先升高后降低;表明低菲污染可激发供试植物酶活性,高污染则对酶活有抑制作用.萘、菲或芘处理后,植物不同部位酶的表达存在差异,黑麦草根中POD活性整体上高于茎叶,而茎叶中PPO活性则高于根.黑麦草根或茎叶中POD、PPO对供试3种PAHs的敏感性响应顺序为萘菲芘,与污染物自身毒性强弱顺序一致.     

西宁市蔬菜基地多环芳烃的污染特征研究

多环芳烃(PAHs)是有2个或者2个以上的苯环用不同的方式聚合而成的一类有机污染物,它们在环境中稳定且持久,严重威胁着生态环境以及人类的健康,有致癌、致畸以及致突变的危害。农药和肥料中也含有多环芳烃,使得有机农场生产的蔬菜中也存在了大量的多环芳烃,人们对多环芳烃的监测也日益重视。以西宁市的蔬菜基地为例,采用气相色谱-质谱技术来对蔬菜中多环芳烃的污染特征进行研究,分析了16种多环芳烃化合物的污染特征。     

土壤环境中重金属和多环芳烃复合污染研究进展

复合污染研究已成为环境科学发展的重要方向之一,重金属和多环芳烃是土壤环境中的重要污染物,开展两者复合污染研究。对于农业环境生态安全具有重要意义。本文简要论述了重金属和多环芳烃在土壤环境中的各自行为及其产生途径、复合污染体系中污染物的联合作用,在此基础上综述了重金属和多环芳烃在污染物跨膜、代谢和脱毒过程中的互作研究进展,并对未来该领域需要进一步研究的科学问题进行了展望。     

微塑料 - 多环芳烃对农用地土壤微生物群落结构和功能的影响

【目的】探究微塑料和多环芳烃对农用地土壤微生物群落结构、生物学功能和代谢途径的影 响,为微塑料 - 多环芳烃复合污染的生态风险评估和修复提供理论依据。【方法】选用聚氯乙烯、芘作为 微塑料和多环芳烃的代表,利用宏基因组学技术结合 PICRUSt 功能预测研究聚氯乙烯 - 芘复合污染胁迫下 农用地土壤微生物群落丰度、组成和功能的响应。【结果】添加聚氯乙烯和芘后土壤微生物群落结构发生 了 变 化,Acidobacteria、Betaproteobacteria、Gemmatimonas、Nitrososphaera 和 Burkholderia 等的相对丰度降 低,Sphingomonas、Nocardioides、Lysobacter、Marmoricola、Streptomyces、Mycobacterium、Sphingopyxis、 Sphingobium、Novosphingobium、Luteimonas 等的相对丰度上升;基于 GO 功能、KEGG 代谢通路和 CAZy 酶功 能分析表明,聚氯乙烯 - 芘可以增强土壤微生物的发育、繁殖和自我调节功能,加快菌群的代谢进程和对有害 产物的转运 / 排泄过程。【结论】聚氯乙烯和芘的存在引起土壤微生物群落结构和功能的改变,提高了其自身的 抗氧化能力,促使微生物对污染环境具有更好的适应能力。     

土壤中多环芳烃生物有效性研究进展

多环芳烃是典型的疏水性有机物,在土壤中很难被生物降解和利用。多环芳烃的老化作用、非水相基质的形成都会降低多环芳烃的生物有效性。多环芳烃生物有效性同时受很多因素的影响,如土壤理化性质、多环芳烃与土壤接触时间、多环芳烃性质和环境因素等。对于评价土壤中多环芳烃生物有效性来说,目前有许多化学和生物的方法被广泛使用。     

The rise of chemodiversity in plants

Plants possess multifunctional and rapidly evolving specialized metabolic enzymes. Many metabolites do not appear to be immediately required for survival; nonetheless, many may contribute to maintaining population fitness in fluctuating and geographically dispersed environments. Others may serve no contemporary function but are produced inevitably as minor products by single enzymes with varying levels of catalytic promiscuity. The dominance of the terrestrial realm by plants likely mirrored expansion of specialized metabolism originating from primary metabolic pathways. Compared with their evolutionarily constrained counterparts in primary metabolism, specialized metabolic enzymes may be more tolerant to mutations normally considered destabilizing to protein structure and function. If this is true, permissiveness may partially explain the pronounced chemodiversity of terrestrial plants.     

功能基因组学和代谢组学技术在植物次生代谢物合成及调控研究中的应用

植物次生代谢是植物在长期进化过程中与环境相互作用的结果,由初生代谢派生. 萜类、生物碱类、苯丙烷类为植物次生代谢物的主要类型,其代谢途径多以代谢频道形式存在,具有种属、生长发育期等特异性. 该文从植物次生代谢物的分类、代谢途径及代谢调控基因工程等方面展开论述,介绍了次生代谢物的生物合成途径,以及利用基因工程等技术对植物次生代谢途径进行遗传改良等方面的研究进展,为全面认识植物代谢网络、合理定位次生代谢及其关键酶、促进野生植物资源可持续利用等提供理论依据.      

Network context and selection in the evolution to enzyme specificity

Enzymes are thought to have evolved highly specific catalytic activities from promiscuous ancestral proteins. By analyzing a genome-scale model of Escherichia coli metabolism, we found that 37% of its enzymes act on a variety of substrates and catalyze 65% of the known metabolic reactions. However, it is not apparent why these generalist enzymes remain. Here, we show that there are marked differences between generalist enzymes and specialist enzymes, known to catalyze a single chemical reaction on one particular substrate in vivo. Specialist enzymes (i) are frequently essential, (ii) maintain higher metabolic flux, and (iii) require more regulation of enzyme activity to control metabolic flux in dynamic environments than do generalist enzymes. Furthermore, these properties are conserved in Archaea and Eukarya. Thus, the metabolic network context and environmental conditions influence enzyme evolution toward high specificity.     

Understanding the metabolism of Mycoplasma mycoides subsp. capri in vitro by a transcriptomic analysis

It is generally known that the culture for mycoplasma is time-consuming and a variety of nutrients are needed in the culture medium. This brings a lot of difficulties to mycoplasma research and application, including Mycoplasma mycoides subsp. capri (Mmc). Furthermore, little research on the characteristics of Mmc metabolism has been reported. In this study, Mmc PG3 strain cultures were investigated for dynamic gene expression. Culture samples were harvested during logarithmic phase (PG3-1), stationary phase (PG3-2), decline phase (PG3-3) and late decline phase (PG3-4). Twelve RNA samples (three replicates for each of the four growth stages considered) from these cultures were collected and sequenced. Paired comparison between consecutive growth phases in the four growth stages showed 45 significant differentially expressed genes (P<0.01) were linked to PG3 metabolism. The enzymes these genes coded were mainly involved in ATP synthase, pyrimidine metabolism, nicotinate and nicotinamide metabolism, arginine and proline metabolism. Among these, cytidylate kinase, fructose 1,6-bisphosphate aldolases Class II, nicotinate-nucleotide adenylyltransferase and dihydrolipoamide dehydrogenase play a key role in Mmc metabolism. These results provide a baseline to build our understanding of the metabolic pathway of Mmc.     

细胞色素P450酶系介导的除草剂抗性研究进展

细胞色素P450酶系在生物界中广泛分布,并且是大多数除草剂代谢第一阶段的重要酶系,对除草剂抗性的形成发挥着重要作用。结合国内外细胞色素P450酶系在除草剂代谢中的研究进展,对细胞色素P450酶系参与的杂草抗性形成及其在抗除草剂转基因作物培育中的应用等方面的研究进行了综述,旨为该领域的相关研究提供参考。     

微藻脂肪酸合成累积代谢基因调控的研究进展

随着环境与能源问题的日益紧张,微藻成为生物柴油的重要原料,并且成为研究者们关注的热点。首先介绍了微藻作为生物柴油原料的优势,如生长速度快、生物量大、油脂含量多等。其次综述了关于微藻代谢途径的研究进展,分别从脂肪酸的合成和分解途径综述了人们近些年来对关键限速酶的研究进展,总结了不同限速酶取得的成果。提出采用基因沉默等方法来抑制脂肪酸的分解代谢。最后对微藻作为生物柴油原料的前景做了展望,目前已有乙酰辅酶A羧化酶(ACCase)等酶被研究,但还有脂肪酸合成酶(FAS)等酶以及其他旁路途经的相关酶有待于更深入地开发和研究。     

兽药比较代谢研究进展

论述了比较代谢在兽药研发和应用中的地位与作用,并从代谢产物和代谢速率、参与代谢反应的代谢酶、代谢与毒性的关系等方面,对目前兽药比较代谢研究的最新进展进行了综述,最后对兽药比较代谢研究的发展趋势进行了展望。     

库尔勒香梨果实发育成熟的糖代谢和呼吸代谢响应特征

【目的】通过对库尔勒香梨果实发育及成熟过程果实糖代谢和呼吸代谢响应特征的研究,以探讨代谢互作对果实糖分动态积累的作用。【方法】花后60—150 d,每隔10 d取香梨样果,测定果肉、果心和果皮的质量,纵横径,淀粉及4种可溶性糖组分含量,不同途径呼吸速率,12种糖代谢酶与9种呼吸代谢酶活性的变化。通过回归分析、分阶聚类和主成分分析,确定果实发育及成熟不同阶段的质量与糖分的关系,呼吸主路径、代谢酶聚类关系对糖分构成的影响,以此讨论和构建香梨果实糖代谢和呼吸代谢的关联路径及不同部位的代谢特征。【结果】果心以糖酵解为呼吸主路径,果肉的糖酵解与三羧酸循环交替构成呼吸主路径,果皮呼吸主路径由糖酵解和三羧酸循环共同构成。果心和果肉的糖代谢与呼吸代谢可从花后90 d分为两种不同的响应模式,果皮的代谢响应在花后120 d变化明显。成熟期果心的淀粉、蔗糖、山梨醇代谢酶与糖酵解、磷酸戊糖途径、细胞色素途径代谢酶关联聚类;果肉的淀粉、蔗糖代谢酶与糖酵解、三羧酸循环、交替途径、细胞色素途径代谢酶关联;果皮的蔗糖、山梨醇代谢酶与糖酵解、三羧酸循环、交替途径、细胞色素途径代谢酶存在较高的聚类相关。聚类关联酶活性升高或达到峰值,与果心和果肉的果糖、葡萄糖积累,果皮山梨醇转化和果糖、葡萄糖含量升高显著关联。【结论】库尔勒香梨果实以果糖和葡萄糖为主成分的糖分积累构成典型的内在品质,存在果实成熟时糖分构成与甜度的部位异质,是发育与成熟不同阶段糖代谢与呼吸代谢不同动态响应累积的结果。磷酸己糖异构酶与细胞色素氧化酶是香梨果实3个部位同时在成熟阶段交联呼吸代谢与糖代谢的关键酶。     

葡萄中原花青素的代谢

原花青素是植物中广泛存在的一大类多酚化合物的总称,具有极强的抗氧化、消除自由基等的作用.葡萄籽中所含的原花青素含量高、种类丰富.已越来越受到医药界、营养界的重视.了解葡萄中原花青素的代谢及重要研究进展对于原花青素的代谢调控、原花青素更好的利用以及葡萄果实品质提高等具有重要帮助.鉴于此,该文简要介绍了葡萄中原花青素的结构、分类、代谢途径以及相关重要酶的活性研究进展.     

多环芳烃(PAHs)在砂质土壤中的吸附行为

采用室内试验方法,研究了多环芳烃(PAHs)在砂质土壤中的吸附行为。结果表明,两阶段吸附模型可较好地模拟PAHs在砂土中的动力吸附过程:快速的线性吸附阶段和慢速吸附阶段。慢速吸附阶段可用乘幂方程拟合,幂指数反映了吸附速率的大小。多环芳烃在砂土中的吸附行为不仅与砂土的性质有关(例如有机碳含量),而且受PAHs物化性质(辛醇/水吸附系数、分子连接指数、分子长度、水溶解度)的影响。与低环PAHs相比,高环PAHs较易吸附到砂土中,且吸附量较大,可用土-水吸附系数表示PAHs的吸附行为。