全 文 ：核 农 学 报 , 一
滚时。 通口 介 助之。
镍对花生根瘤菌 “
氢酶活性的影响
许良树 陈瑞华 曾定 黄河清 张风章 陈家潘
〔厦门大学生物系 , 厦 门
在吸氮培养基 和氮气培养下 , 镍明显地促进 了花生根瘤菌 从加 ‘。
。 ’ 一 菌株的氮酶活性 从 能 提高吸氮活性 两倍 以 上 。 蟹 合 剂
和邻 菲哆味抑制 氮酶活性 , 在抑制浓度的蟹合剂存在下 加镶可使吸氮活性
恢 复 。 除镍外其他二价金属离子如相
、 铜 、 锌 、 枯 、 铁 、 镁
、 锰 、 钙等未发现对吸
氮活 性有促进作用 。 氮酶活性表达的时间进程受镍的调 节 , 氛霉素队遏氮酶活性 。
镶和 时无 细胞提取液的氮酶活性不产生影响 。 研 究结果初 步认 为镍是花生根
瘤菌 一 菌袜氮晦活性表达所必需的
, 可能参与氮酶蛋 白的合成
。
关键词 花生根瘤菌 镍 一 铁氮晦 吸氮活性
引 言
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盔 根瘤菌的吸 氢酶能循环 山 氮酶反应所产生的氢 , 回收部分能 量 , 提高共 生固氮效率 。
近年来通过研究发现有些氢酶的金属成分只含铁 〔‘ 一 ”
, 有些氢酶除含铁外还含另一个 重 要
金属成分镍 ‘ 一 “ 因此把氢酶分为只含铁的氢酶和镍一铁氢酶两种类型 〔“ , 〕
。 在镍一铁氢酶
中 , 镍与氢酶活性之间
‘
的相 关性及其在 氢酶中的功能 已 引起人们浓厚的兴趣 。 最近我们检
测了不同菌株的花生根瘤菌 左 扭 钻 在 自生条件下的吸 氢酶活性 , 发 现 少数
菌株具有较高的吸氢活性 “ 〕
,
本工作以 一 菌株为材料 研究其吸 氢活性与镍的相关性
。
二 材 料 与 方 法
菌体培养 将在斜面上生长良好的花生根瘤菌 一 菌株转接于预先灭菌 、 含 毫 升 吸
氢培养基的血清瓶中 , 于 ℃摇床培养 小时后 ” , 按无菌操作换用 血 清橡
皮塞并注入 的纯氢进行氢酶诱导 。
镍和赘合剂的处理 所用赘合剂为 和邻菲锣琳 。一 在 培
养基灭菌前或在氢酶形成后按所要求的浓度加入 。 镍 于接种前或氢酶诱导的不同时
期按所要求浓度加入
此文于 年明 日收到 。
国家自然科学基金资助项目
核 农 学 报 泛
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无细胞提取液的制备 有
吸氢活性的菌体收获后 , 经洗涤
和离心 悬浮于 “ 磷酸缓冲
液 , 超声波 破 碎 后 于
离心 分钟 , 上清液为
无细胞提取液 。
氢酶活性的测定 按 以前
报道的方法进行 〔 无细 胞 提
取液氢酶活性的测定 , 以亚甲基
兰为电子受体 , 并用气相色谱法
俭测 。
蛋 白浓度 测 定 按 。卜
等 “ 方法进行 。
二
图 稼对花生根朔菌氢酶活件的影响
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图 对花生根瘤菌氢酶活性的影响
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三 结 果
镍对氢酶活性的促进作用 在吸 氢培养基中加镍对花生根瘤菌 一 菌株的吸 氢 活 性
产生明显的促进作用 , 件 的 提高吸氢活性两倍以上 图 , 高浓度的镍则抑制氢
酶的活性 , 对照组 含 协 的培养基 不产生任何吸氢活性 。
赘合剂对氢酶活性的抑制作用 赘合剂 和邻菲唱琳对花生根瘤菌 一 菌 株 的
吸氢活性产生明显抑制作用 , 随着鳌合剂浓度的增大抑制作用加大 , 但二者的全抑制浓度不
同 , 。。 卜 完全抑制吸 氢活性 图 , 而 林 的邻菲哆琳就可 以有相同的效 果
图略 。 然而对 已形成氢酶活性的花生根瘤菌
, 不抑制原有的氢酶活性 图略
镍对鳌合剂的互补作用 为了探讨在赘合剂有在下镍能否使氢酶活性恢复 , 我们在抑
镍对花生根瘤菌 尸沉 佃爪 人 氢酶活性的影响
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不同浓度镍对花生根瘤菌氢酶活性的影响
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制浓度的 存在下 , 加入不
同浓度镍 , 发现镍能明显地恢复
气酶活性 图 协 的
使吸氢活性恢复到未经赘合剂处
“
,几的水平 , 林 则提高
吸 氢活性一倍以上 , 高浓度的镍
同样表现抑制作用 。 在抑制浓度
的邻菲锣琳存在下 , 加不同浓度
的镍也产生类似的恢复作用 图
略 。
其他二价金属离子对吸氢
活性的影响 为了检测其他二价
金属离子对吸氢活性是否有类似
的作用 , 在抑制浓 度 的
林 存在下 , 分别 加 入
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图 不同金属离子对花生根瘤菌氢酶活性的作用
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比较其对吸氢活性的恢
复作用 , 结果发现除了
镍有明显的 恢 复 作 用
外 , 其它二价金属离子
没有恢复吸氢活性的作
用 图
氢酶活性表达的
时间进程与镍的关系
花生根瘤菌 一 菌 株
的氢酶是一种诱导酶 , 必须在氢气下才能有活性氢酶的形成 , 为了考查镍在有活性氢酶形成
过 程中的作用 , 在抑制浓度 存在下 , 于加氢诱导的不同时期加镍 , 检测其对氢酶活性
的影响 , 结果发现 , 于加氢诱导开始 时 加镍 , 小时后开始表现氢酶活性 , 至 小时
氢酶活性达最高峰 刁二加氢后 小时加镍 , 氢酶活性推迟至 小时才出现 , 至 小时活性达
最高峰 图 然而于加氢诱导开始 时 加镍同时加氛霉素 , 则氢酶活性不能表达 于
加 氢后 小时加 镍 和氯霉素 , 同样也没有出现氢酶活性 。
镍和 对无细胞提取液氢酶活性的影响 按本文方法制备的无细胞提取 液 获 得
氢酶活性 , 于无细胞提取液中加入不同浓度的镍 , 发现对无细胞提取液的氢酶活性没有促进
作用 , 在无细胞提取液中加入不同 浓 度 的 , 同样发现对氢酶活性没有影响 表 。
核 农 学 报 卷
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注二 五
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图 花生根瘤菌氢酶活性表达的时间进程
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论在吸 气培养 旱或在鳌
合剂存在下 , 加镍明显
地促进花生根瘤菌
菌株的吸氢 活 性 , 表
明花生根瘤菌与大豆根
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〔“ 〕等一 样 ,
其吸氧活性 与镍密切相
关 。 镍一铁氢酶 对镍 的
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能 形成 风酶 、洲代
, 但外加一定浓度的镍则 可
明 牡提 高吸氛活性 。
和邻 卜罗琳抑制 找酶 叫月 , 说明
这些鳌合剂挤合了培 养从 巾的镍 , 阻码 菌休
对镍的吸收 , 导致氧酶活性 仁能表达
。 此结果
与签合剂对圆褐 固氮菌 。。 。 ‘
。。 〔‘ 。 , 巴西固氮螺菌 了
‘ “ 」等氢酶的影响是 类
似的 。 我们认为在缺乏价格昂贵的光谱纯的
培养剂情况下 , 使用赘合剂来研究镍的生理效应是方便和可行的 。
在抑制浓度的鳌合剂存在下 , 除镍外其它二价金属离子不能恢复氢酶的活七胜, 说明镍的
需要是不可代替的 , 这些结果与前人报道一致 。
氢酶活性表达的时间进程明显受镍的调节 , 在抑制浓度的 存在下 , 不加 镍 尽
管在氢气下 氢酶活性不能表达 , 而在不同时期加镍 , 经一定时间诱导后 , 相应地在不同时
期出现氢酶活性 。 但在加氢后 时或 小时 加氯霉素 蛋 白质合成的抑制剂 尽管 同 时
加镍 , 氢酶活性不能表达 。 这些结果表明 , 镍可能参与氢酶蛋 白的合成 。
令期 镍对花生根瘤菌 二 ‘ 附 人 氢酶活性的影响
在有氢酶活性的无细胞提取液中 , 镍不能促进氢酶活性 , 表明镍不能对原有氢酶起激活
作用 对无细胞提取液氢酶活性没有影响 , 说明镍不是结合于酶的周围 , 而 是 氢 酶
蛋 自的结构组份 , 不容易受鳌合剂的鳌合作用
。 等 〔‘ 〕也 曾报道 , 不影 响
真养产碱菌无细胞提取液的氢酶活性 。
本研究结果得出花生根瘤菌 一 菌株氢酶活性表达需要镍 , 关于纯酶中的含镍情 况 和
镍如何调节氢酶的形成正在进一步研究中 。
参考文献
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