以腺嘌呤核苷三磷酸(ATP)等为原料,来源于乳酸克鲁维酵母(Kluyveromyces lactis)的ATP硫酸化酶(ATPS)和来源于产黄青霉菌(Penicillium chrysogenum)的APS激酶(APSK)构建的多酶催化体系可合成3'-磷酸腺苷-5'-磷酸硫酸(PAPS).同时,在酶法合成PAPS的反应体系中引入铜绿假单胞菌(Pseudomonas aeruginosa)来源的无机焦磷酸水解酶(PPase),消耗反应过程中的副产物PPi,使得反应向生成PAPS的方向进行,大幅提高多酶法合成PAPS的产率.本研究构建了重组质粒pET-28a-sumo-ATPS、pET-28a-APSK和pET-28a-PPase,并在大肠杆菌中表达了重组酶,研究酶学性质和优化多酶催化反应合成PAPS的反应条件,以提高PAPS的产量水平,最终PAPS的累积量为14.47 g/L.该工艺可大幅降低PAPS的制备成本.

矿物质与骨代谢紊乱(CKD-MBD)是慢性肾脏病(CKD)常见的并发症,其主要包括生化指标异常、骨代谢异常和血管钙化.血清碱性磷酸酶(ALP)与骨特异性ALP(BALP)在CKD-MBD发生发展中起重要作用.ALP在体内主要通过水解无机焦磷酸盐等机制促进体内钙化的进程,其水平升高可反映骨转换、心血管钙化的发生及其程度,由此可预测CKD患者骨折及心血管事件的风险;BALP联合甲状旁腺素检测有助于肾性骨病的诊断及肾性骨病类型鉴别;炎症状态下ALP反应性增高,可反映感染的严重程度;ALP水平升高反映CKD-MBD的进展,与C K D患者病死率密切相关,有助于判断患者预后.

为了解水华蓝藻卵孢金孢藻对水体不同磷化合物的利用能力,试验以磷酸氢二钾为对照,通过室内模拟的方法探究不同磷基质条件下卵孢金孢藻的生长响应.结果表明:卵孢金孢藻能直接利用三聚磷酸钠和十水焦磷酸钠,且对三聚磷酸钠有极高的利用率.15天后,三聚磷酸钠处理组的藻细胞生物量和叶绿素a浓度最高,分别达到(426.96±47.42) mg· L-1和(1852.34±116.60)μg·L-1.2-氨基乙基膦酸和五水β-甘油磷酸钠处理组生物量与对照无明显差异,可溶性无机磷变化特征响应了碱性磷酸酶活性大小,表明卵孢金孢藻能通过酶水解利用这两种有机磷.而整个培养过程中,草甘膦处理组可溶性无机磷浓度趋近于0mg·L-1,藻细胞生物量、比生长速率、叶绿素a浓度及光合活力均显著低于对照,表明草甘膦不仅不利于藻细胞摄取磷,还对其生长产生抑制作用.本研究结果为了解卵孢金孢藻向不同水生态系统的扩散机理提供了新的思路,对我国新型蓝藻水华的防治具有一定的理论参考价值.

可溶性无机焦磷酸酶(Soluble inorganic pyrophosphatase)通过水解作用调节细胞质中无机焦磷酸盐(PPi,pyrophosphate)的含量使其维持在适当水平.本研究一共克隆了玉米(Zea mays L.)中7个可溶性无机焦磷酸酶基因ZmPPases,分别位于第2、4、5、6、8、10号染色体上.同源基因分子量介于22.8～25.6 kDa之间,等电点介于4.84～6.24之间.可溶性无机焦磷酸酶蛋白的二级结构主要由α螺旋和β折叠构成.系统进化分析表明可溶性无机焦磷酸酶基因在玉米、水稻(Oryza sativa L.)、高粱(Sorghum bicolor(L.)Moench)和拟南芥(Arabidopsis thaliana(L.)Heynh.)物种中可以分为3组.亚细胞定位进一步揭示了玉米可溶性无机焦磷酸酶在细胞膜和细胞核中表达.此外,在不同非生物胁迫(盐和干旱)下ZmPPases基因表现出不同的应激反应,除了ZmPPase2.1(Zm00001d0515 64)在盐胁迫下表达下调,其余ZmPPases在盐和干旱胁迫下均表达上调.本研究通过对ZmPPases家族成员序列及表达进行全面分析,为进一步探讨ZmPPases的基因功能提供理论基础.

液泡膜上的质子泵在实现液泡多种生理功能中起着关键作用,其中植物液泡膜质子焦磷酸酶(H+-pyrophosphatase,H+-PPase)能够通过水解无机焦磷酸(inorganic pyrophosphate,PPi)以维持胞内PPi稳态.液泡膜H+-PPase将质子转移到液泡中以维持液泡腔的酸度,为其他转运蛋白提供质子驱动力,进而广泛参与植物生长发育和逆境胁迫响应过程.本文综述了近年来植物液泡膜H+-PPase的结构、分类以及功能研究进展,并重点介绍了植物液泡膜H+-PPase在植物抵御盐胁迫中的作用.