全 文 ：核 农 学 报 , 一
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温度对鱼类同工酶活性的影响
薛国雄 周 卫
中国科学院发育生物学研究所 北京 。。。
夏德全
中国水产科学院淡水渔业研究中心 无锡
张兴忠
中国水产科学院长江水产所 沙市 曦
通过人工 低温环境 , 时某些 鱼类 礼 酸脱 氮酶 同工酶 , 简萄糖一 一磷酸
悦 氮酶 一 一 同工酶 , 乙 酞胆碱 醋 酶 同工酶活性 进 行 了测 定 ,
对 一 , 一 亚 基变化进行 了分析 , 以探 索鱼类酶 系统付低温 环境的 适 应
和 杭低温 机制 。
关键词 乳 酸脱 氮酶同工酶 葡萄糖一 一磷 酸脱 氮酶同工酶 乙 既胆碱醋酶 同工酶
前 言
鱼类对低温有较强的适应性 , 特别是在低温水域中生长鱼类的抗冻机制值得探讨 。 研究
表明 , 不同生物对低温的适应 , 其内在的变化并不一致 。 昆虫抗冻主要靠休 内甘油浓度的增
高 , 或糖肮浓度减少 〔。」 。 某些鱼类是 自身能合成糖蛋 白类生物抗冻剂 〔 , 它能使生物体浓
的冰点下 降 。 抗冻多肤类物质 , 以灰胺类
、 醇类物质的增加 , 均是鱼类低温抗 冻的指标
。 目前
鱼类抗冻基因的分离已有不少 报道 , 。声 ,
,
显然这是鱼类能够抗低温的重 要原 因之一 。 研究
也 表明 , 这种对环境的适应是多因素作用的结果
。 生物体内的酶系统也 是重要的调节 因子 ,
尤其是柠檬酸脱氢酶
、 、 一 一 、 、 胆碱醋酶
、
碱性磷 酸酶 等同 工酶 , 都
通过其含量变化来保持低温下能有恒定的代谢率 。 本文着重讨 论
、 一 一 、
种同工酶 。 因为 是一种氧化还原性酶类 , 在嫌氧情况下 , 是能量 的 重要来源之一 。
一 一 广泛存在于血细胸
、 肝和膏组织中 , 其作用很复杂
, 但它的缺乏会引起贫 血
, 从
而影 响了氧代谢
。
主要存在于脑
、
肌肉等组织 内 , 它将乙酞胆碱催化成胆碱和 乙酸 ,
而胆碱的重要作用是 与脂肪的代谢和利用有关 。 除此以外 , 本文还分 析了 一
、
亚基
的变化 , 因为它们是生化遗传标志 , 具体反映机体 内补偿机制的变化 。 这些研究对了解鱼类
的抗冻机制有很大帮 助 。
此文于 年 月 日收到
·
核 农 学 报 卷
材 料 与 方 法
耐低温雅罗鱼从 内蒙古 自治区黛海中
一
捕获 , 鲤鱼和硬头鳞由北京地区渔场供应
。 所有测
定的鱼均为成体 活鱼 。
、
同工酶 活性测定按 方法 ’‘ , ‘“ 。 一
、 亚基 电泳分析按 薛国雄
描述方法 〔 ” , 一 一 同工酶活性测定按酶学分析手册描 述 方法 〔瑞 ’‘“ ’ , 同工酶
活性测定按文献 〔 〕描述方法 , 统计学分析参照文献 〔 〕描述方法 。
结 果
一 不同温度下鱼血清中 一 一 同工酶活性变化
从 图 看出 , 无论是耐低温的雅罗鱼 , 或是比较耐低温的鲤鱼和硬头鲜 , 在 ℃时 , 其 一
一 同工酶均显示较高的活性 ,
’
表现出对低温的适应性 。
二 致冷条件下雅罗鱼 同工酶活性变化
从 表 中看出 , 在低温条件下 , 雅罗鱼各器官 同工酶水解硫代乙酞胆 碱 酸 该底
物的浓度为 的平均速率均呈现不同程度提高 , 尤其是大脑和肝组织提高 较 明
显 。
三 低温条件下雅罗鱼 同工酶活性的变化和 一
、 一 亚基分析
低温下 同工酶活性的变化 从 表 看出 , 在低温条件下 , 雅 罗 鱼 各 组 织 中 的
同工酶活性普遍降低 , 特别是肝
、 心
、
脑组织下降程度更为明显 这 可 能是在低温下
机体对能量的总需求相对降低 , 因而一些基因 表达的活性也随之降低 。
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期 温度对鱼类同工酶活性的影响
表 不 同温度条件下雅罗渔 同工酶水解硫代 乙醉胆碱酸的速率
。 。 。 飞 。 。
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表 人工致冷条件下雅罗鱼 同工酶活性变化
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一 , 一 亚基分析 图 为雅罗鱼脑 同工酶 扫描 图 。 图中显
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, 脑 一 ‘ 一峰 ’ 的活性为总酶活性的““
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, 而常 温下 , 脑
一峰 活性为总酶 活性的
。
低温下 一 ‘ 的活性提高 。
图 为雅罗鱼眼 同工酶 扫描图 。 从图 看出 , 低温下 ‘ 的活性为 总酶 活 性
的 , 正常温度下 为总酶活性的 。 低温也使眼 一 ‘ 的活性提高 。
图 为雅罗鱼心 同工酶 扫描图 。 图 显示 , 一 ‘ 的活性 占总 酶 活 性 的
比例 , 正常温度下为 , ℃低温下 增至 。
表 为不 同温度下 , 雅罗鱼 一 亚基和 一 ‘含量的测定结果
。 从 表 可看 出 ,
低温条件下 , 一 亚基含量 亚基含量二 。 〔‘“ ,
以及 一 ‘ 的含量均有明显的提高 , , 说明低温下 一 。活性提高与 。
含量提高直接相 关 ,
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、
硬头蹲和雅罗鱼是 比较耐低温的鱼类 , 测定它们的 一 一 同工酶活 性表明 ,
在 ℃温度下 , 均表现出较高酶活性 , 说明生物机体可通过代谢调节来适应环 境温 度变化 。
在常温 ℃左右 和低温 ℃ 下测定 同工酶的活性变化也显示 , 在 人工 致冷情
况下 , 同工酶水解硫代乙酞胆碱酸的速率明显升高 , 尤以肝 , 脑
、
肌 中 特 别 明显 。
温度对鱼类同工酶活性的影响
。 叫
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表 不 同温度下雅罗鱼 一 亚基含且和 一 ‘含且的比较
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同工酶的作用是将 乙酞胆碱水解成 乙酸 和胆碱
。
胆碱和脂肪代谢有关 , 充分利用体 内
贮存的脂肪 , 显然是冷冻情况下生物体获得能量的重要来源之一 。 至于 。 水解速率的提
高 , 是 由于酶 活性 的提高还是酶量的增加 , 尚需进一步研究 。
在致冷情况下 , 雅罗鱼各组织 同工酶酶活性普遍下 降 , 特别是肝
、
心
、 脑 组 织的
下降趋势更为明显 , 这可能是低温下机体对能量的总需求相对降低 , 而基因表达的活性也相
对降低
。 虽然低温使 酶活性下 降 , 但 是一种典型的同工异构 酶 , 它的
、 亚基
由不 同的四聚体组成 , 基 因的表达与有氧
、
嫌氧密切相关 。 低温下和嫌氧代谢密切 相关的
亚基活性明显升高 ,
、
和有氧代谢相关的 亚基活性明显下 降 。 亚基活性升 高 , 保 证了嫌气
情况下 能量的来源 〔’ , “ ’ , 这也是一种代谢补偿 , 从而加强了低温下的抗冻能力
。
这种 、 亚基表达活性的变化 , 一 一 酶活性的变化 , 以及 同工 酶 水解速
汤目 助 如 扭附 油。介 加 含如血
, 一
率的变化 , 均是低温下的代谢补偿反应 , 是一种对生态环境的适应 , 虽然不能完全说明鱼类
的抗冻机制 , 但作为一种低温下的抗冻指标 , 是很有说服力的
参 考 文 献
、
夏德全等 鱼类乳酸脱氢酶同工酶 性质的研究 核农学报 , ,
薛国雄等 鱼类乳酸脱氢酶同工酶 性质的研究 核农学报 , , 蚕 一
昊鹤龄等 遗传学实验方法和技术 北京 高教出版社
,
缪辉南 陈石根译 酶法分析手册 上海 上海科技出版狂
,
熊全沫 同工酶电泳数据的分析及其在种群遗传学上的应用 遗传 ,
, 功蓄才, 才 “ 水 ”材 ,
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