烤烟碳氮代谢关键酶活性动态及其与类胡萝卜素关系研究

烤烟碳氮代谢关键酶活性动态及其与类胡萝卜素关系研究

杨志晓1，史跃伟1，林世峰1，王志红1，谢升东1，任学良1*

（贵州省烟草科学研究院，贵阳550081）

摘要：以红花大金元、K326为试验材料，采用大田种植方式，研究了不同基因型烤烟叶片碳氮代谢关键酶的活性动态及其与类胡萝卜素的相关性。结果表明，在烟草生长发育过程中，硝酸还原酶、谷氨酰胺合成酶、蔗糖转化酶和淀粉酶活性均呈现先上升后降低的变化规律，硝酸还原酶、谷氨酰胺合成酶和淀粉酶在移栽后60 d达到最大值，而蔗糖转化酶活性最大值出现在移栽后75 d。类胡萝卜素各组分（β-类胡萝卜素、叶黄素、新黄质和紫黄质）含量随着生育进程的推移，呈下降趋势。在整个生育期内，红花大金元叶片硝酸还原酶、谷氨酰胺合成酶、蔗糖转化酶和淀粉酶活性以及类胡萝卜素各组分含量均高于K326。相关分析结果表明，蔗糖转化酶活性与类胡萝卜素各组分含量呈显著负相关。

关键词：烤烟；碳氮代谢；酶；类胡萝卜素；相关分析

中图分类号：S572.01 文献标识码：A 文章编号：

Dynamic of Key Enzymes Activity Involved in Carbon and Nitrogen Metabolism in Flue-cured Tobacco and their Correlation with Cartenoids

YANG Zhixiao1, SHI Yuewei1, LIN Shifeng1, WANG Zhihong1, XIE Shengdong1, REN Xueliang1*

(Guizhou Academy of Tobacco Science, Guiyang 550081, China)

Abstract: The dynamic of key enzyme activities involved in carbon and nitrogen metabolism in different flue-cured tobacco cultivars were studied with K326 and Honghuadajinyuan in field condition, and their correlations with cartenoids was also investigated. The results showed that the activities of nitrate reductase, glutamine synthetase, invertase and amylase all increased at the earlier stage and decreased at later stage in the growth and development period of tobacco. The activities of nitrate reductase, glutamine synthetase, and amylase reached maximum at 60 d after transplanting, but the peak activity value of invertase was at 75 d after transplanting. The contents of carotenoids components (β-carotene, lutein, neoxanthin, violaxthin) decreased gradually with the proceeding of tobacco growth and development process. In the whole growth period, Honghuadajinyuan had higher enzyme activity and carotenoids content than K326. There was significant negative correlation between the activity of invertase and the contents of carotenoids components.

Keywords: tobacco; carbon and nitrogen metabolism; enzyme; carotenoids; correlation

近年来，我国烟叶生产水平大幅提升，烟叶生长的整齐度和烤后烟叶质量的均衡性大大提高[1]；但与国外优质烤烟相比，香气质差、香气量不足、化学成分不够协调仍是影响我国烟叶质量提高的制约性因素[2]。相关研究指出，碳氮代谢是烤烟体内最基本的代谢过程，碳氮代谢活动的强度、协调程度及其在烟叶生长和成熟过程中的动态变化模式直接或间接影响烟叶中各类化学成分的含量和组成比例，对烟叶品质产生重大影响；烟叶碳氮代谢失调，烟叶香气质差、香气量不足，烟叶质量难以提高[3-4]。类胡萝卜素是烟叶中重要的致香前体物质，烤后烟叶类胡萝卜素及其降解产物含量和协调性，直接影响烤烟的香气风格、香气质和香气量[5-6]。目前，关于烤烟碳氮代谢与类胡萝卜素之间关系的研究报道还较少，而在烟叶碳氮代谢过程中，各种酶的活性变化起着决定性的调节作用[7]。因此，本

玉米雄穗碳氮代谢研究

玉米雄穗碳氮代谢研究 摘要:大田条件下,以农大364和郑单958为材料,对两种基因型玉米各生育时期雄穗可溶性糖?蔗糖以及可溶性蛋白质积累状况进行了研究?结果表明,随着玉米生育进程的推进,可溶性糖?蔗糖含量呈现先升后降的变化趋势,在散粉期达最高值,说明抽雄期至散粉期是一个碳水化合物积累的过程?可溶性蛋白质呈现不断下降的变化规律,成熟期降至最低值? 关键词:玉米;雄穗;可溶性糖;蔗糖;可溶性蛋白质 Study on Carbon and Nitrogen Metabolism of Tassel in Maize Abstract: Nongda 364 and Zhengdan 958 were adopted for testing the contents of soluble sugar, sucrose, and soluble protein in tassel of maize(Zea mays L.) under field condition. The results indicated that the contents of soluble sugar and sucrose in tassel of two genotypes increased first and then decreased, and reached the peak values at dispersal period, which suggested that it was a process of accumulation of carbohydrate from tasselling to dispersal period. The contents of soluble protein in tassel were in the trend of reduction along with the growing of maize, and attained lowest at mature period. Key words: maize(Zea mays L.); tassel; soluble sugar; sucrose; soluble protein 植物碳氮代谢是农业研究的重要问题[1],碳水化合物和含氮有机物分别是构成作物产量?品质的物质基础,其变化动态直接影响着植物光合产物的形成?转化以及矿质营养的吸收?蛋白质的合成等[2]?碳氮代谢强度和协调程度对作物生长发育?各类化学成分的形成与转化具有重要影响,直接或间接关系到作物产量和品质的形成与提高[3]?关于玉米(Zea mays L.)碳氮代谢的研究主要集中在营养器官上[4,5],而在生殖器官方面尚缺乏系统性研究[6,7]?雄穗是玉米生殖器官之一,发挥着重要的生理功能?从植物生理的“源?流?库”学说来看,雄穗既是光合产物供应的重要“库”之一,又由于穗颈富含叶绿体且处在良好的光合环境下,可视为光合产物的“源”及输送养分的“流”,发达的雄穗可为个体繁衍后代提供稳定的条件及竞争能力?因此了解其代谢生理特点对玉米高产育种以及生殖生长发育调控研究具有现实意义? 1 材料与方法 1.1 试验材料及试验设计 供试材料为目前在东北主推品种中叶片形态差异较大的两个品种郑单958和农大364?郑单958属于紧凑型中早熟玉米杂交种,农大364属于平展型中晚熟品种? 试验于中国科学院东北地理与农业生态研究所德惠农业示范试验基地(东经125°33′,北纬44°12′)进行?试验地共分为两个小区,每一品种为一个小区,每小

碳氮代谢测定

谷氨酰胺合成酶（GS）和谷氨酸脱氢酶（GDH）是碳氮代谢的关键酶。 淀粉酶，转化酶，硝酸还原酶， 谷氨酰胺合成酶活性测定 原理谷氨酰胺合成酶（GS）是植物体内氨同化的关键酶之一，在ATP 和M g 2+ 存在下，它催化植物体内谷氨酸形成谷氨酰胺。在反应体系中，谷氨酰胺转化为γ—谷氨酰基异羟肟酸，进而在酸性条件下与铁形成红色的络合物，该络合物在540nm 处有最大吸收峰，可用分光光度计测定。谷氨酰胺合成酶活性可用产生的γ—谷氨酰基异羟肟酸与铁络合物的生成量来表示，单位μmol·mg －1 protein·h －1 。也可间接用540nm 处吸光值的大小来表示，单位A·mg －1 protein·h －1 。【仪器与用具】冷冻离心机；分光光度计；天平；研钵；恒温水浴；剪刀；移液管（2 ml、1ml）。【试剂】提取缓冲液：0.05mol/L Tris-HCl，pH8.0，内含2mmol/L Mg 2+ ，2mmol/L DTT，0.4 mol/L 蔗糖。称取Tris（三羟甲基氨基甲烷）1.5295g，0.1245g MgSO 4 ·7 H 2 O，0.1543g DTT（二硫苏糖醇）和34.25g 蔗糖，去离子水溶解后，用0.05 mol/L HCl 调至pH8.0，最后定容至250ml；反应混合液A（0.1mol/L Tris-HCl 缓冲，pH7.4）：内含80mmol/L Mg 2+ ，20mmol/L 谷氨酸钠盐，20mmol/L 半胱氨酸和2 mmol/L EGTA，称取3.0590g Tris，4.9795 gMgSO 4 ·7H 2 O, 0.8628g 谷氨酸钠盐，0.6057g 半胱氨酸，0.1920gEGTA，去离子水溶解后，用0. 1mol/L HCl 调至pH7.4，定容至250ml；反应混合液B（含盐酸羟胺，pH7.4）：反应混合液A 的成分再加入80mmol/L 盐酸羟胺，pH7.4；显色剂（0.2mol/L TCA, 0.37mol/L FeCl 3 和0.6mol/L HCl 混合液）：3.3176g TCA（三氯乙酸），10.1021g FeCl 3 ·6H 2 O，去离子水溶解后，加5ml 浓盐酸，定容至100ml；40mmol/L ATP 溶液：0.1210g ATP 溶于5ml 去离子水中（临用前配制）。【方法】1.粗酶液提取称取植物材料1g 于研钵中，加3ml 提取缓冲液，置冰浴上研磨匀浆，转移于离心管中，4℃下15,000g 离心20min，上清液即为粗酶液。2.反应1.6ml 反应混合液B，加入0.7ml 粗酶液和0.7ml ATP 溶液，混匀，于37℃下保温半小时，加入显色剂1ml，摇匀并放置片刻后，于5,000g 下离心10min，取上清液测定540nm 处的吸光值，以加入1.6ml 反应混合液A 的为对照。3.粗酶液中可溶性蛋白质测定取粗酶液0.5ml，用水定容至100ml，取2ml 用考马斯亮蓝G-250 测定可溶性蛋白质（见实验28）。4.原始数据记载 5.结果计算：GS 活力(A·mg －1 protein·h －1 )＝式中A—540nm 处的吸光值；P—粗酶液中可溶性蛋白含量（mg/ml）；V—反应体系中加入的粗酶液体积（ml）；T—反应时间（h）。 蔗糖合成酶的测定方法 一、仪器设备 冷冻离心机、恒温水浴、分光光度计 二、试剂 HEPES-NaOH（50mmol/L，pH7.5）缓冲液，包括50mmol/L MgCI2；2mmol/LEDTA； 0.2%(W/V)BSA；2%PVP； 0.1%间苯二酚：称取0.1g溶解并定溶于100ml 95%乙醇中。

植物类胡萝卜素生物合成及功能

中国生物工程杂志!"#$%&'$()*+#%(,(-. /011 21 11 103 112 收稿日期 /01041/4/0!!修回日期 /0114054/6 国家转基因生物新品种培育科技重大专项资助项目 /00678050029016' /0057805002900: /005780500;9001 /00678050109012' 通讯作者 电子信箱 < $%-<$)<=>,$?*@+(A 植物类胡萝卜素生物合成及功能 霍!培!季!静 !王!罡!关春峰 天津大学农业与生物工程学院!天津!20003/ 摘要!详述了植物类胡萝卜素生物合成途径 并从突破类胡萝卜素合成途径中上游瓶颈限制 类胡萝卜素代谢各分支途径的改造 提高植物细胞对类胡萝卜素物质积累能力三个方面探讨了类胡萝卜素生物合成酶基因在植物基因工程中的研究现状 最后对植物类胡萝卜素代谢的研究前景进行了展望 关键词!类胡萝卜素!生物合成!基因工程 中图分类号!B 51 !!类胡萝卜素是一类天然色素的总称 普遍存在于动物 高等植物 真菌 藻类和细菌中 不同的类胡萝卜素具有不同的生物学功能 在植物中 类胡萝卜素主要存在于植物叶绿体以及许多花和果实的有色体中 其在植物光合作用中发挥两个重要功能 即参与光吸收和防止前体细胞发生光氧化 1 同时 类胡萝卜素也是植物对外界刺激响应的信号分子前体物质 因此 在植物中类胡萝卜素具有促进光形态发生 参与非光化学抑制反应 脂质过氧 化反应及吸引传粉昆虫等作用 /42 近期研究还发现 类胡萝卜素可以参与传统植物激素 如脱落酸 和新型植物激素 如独角金内酯 的生物合成 ;4: 在动物细胞中 类胡萝卜素物质也起着尤为重要的作用 但其自身不能合成类胡萝卜素 只能从日常饮食中摄取 C 类胡萝卜素物质具有抗氧化活性 可以保护人类远离一系列的慢性病 是健康饮食中必须的 重要成分 3 其中 4胡萝卜素广泛的存在于各种橘黄 色水果及深绿色和黄色蔬菜中 如花椰菜 菠菜 甘蓝 胡萝卜 南瓜 番薯和西葫芦等 是人体合成维生素D 的重要前体物质 而维生素D 在人体正常生长和组织修复过程中起着重要作用 对维持人体视觉系统和免 疫系统的正常生理功能尤为重要 5 番茄红素是一种红色素 存在于许多水果和蔬菜中 如番石榴 西瓜 葡萄柚和番茄 可以作为单线态氧的有效猝灭剂 能消除羟自由基 在细胞中和脂类结合而有效抑制脂质的氧化 是非常好的食用抗氧化剂 对降低恶性肿瘤和冠心病发病率起着重要作用 6 叶黄质和玉米黄质存在于绿色 某些黄色和橙色的水果和蔬菜中 如玉米 油桃 橘子 木瓜和南瓜等 是人体视网膜黄斑的主要构成成分 10 可以预防老年人群中由黄斑病变所引起的失明 11 正是由于类胡萝卜素与人类健康的关系密切 以及其他方面的应用价值 有关类胡萝卜素生物合成途径及其相关基因的遗传操作调控得到了广泛的研究 本文主要对类胡萝卜素生物合成途径及类胡萝卜素生物合成酶基因在植物基因工程方面应用的国内外最新研究进展进行了综述 !"类胡萝卜素生物合成途径 类胡萝卜素是含;0个碳的类异戊烯聚合物 即四萜化合物 是含有5个异戊二烯单位的四萜化合物 由两个二萜缩合而成 植物中的萜类化合物有两条合成途径 即甲羟戊酸途径 A *?&,(%&)* E F D 和/4"4甲基4G 4赤藻糖醇4;4磷酸 /4"4A *)#.,4G 4*H .)#H $)(,4;4I#(J I#&)* E K L 途径 7#&%等 1/ 综述了植物帖类化合物的生物合成途径并以图表形式清晰的给出了类胡萝卜素生物合成的前体物质异戊烯二磷酸 $J (I*%)*%.

烤烟碳氮代谢关键酶活性动态及其与类胡萝卜素关系研究

烤烟碳氮代谢关键酶活性动态及其与类胡萝卜素关系研究 杨志晓1，史跃伟1，林世峰1，王志红1，谢升东1，任学良1* （贵州省烟草科学研究院，贵阳550081） 摘要：以红花大金元、K326为试验材料，采用大田种植方式，研究了不同基因型烤烟叶片碳氮代谢关键酶的活性动态及其与类胡萝卜素的相关性。结果表明，在烟草生长发育过程中，硝酸还原酶、谷氨酰胺合成酶、蔗糖转化酶和淀粉酶活性均呈现先上升后降低的变化规律，硝酸还原酶、谷氨酰胺合成酶和淀粉酶在移栽后60 d达到最大值，而蔗糖转化酶活性最大值出现在移栽后75 d。类胡萝卜素各组分（β-类胡萝卜素、叶黄素、新黄质和紫黄质）含量随着生育进程的推移，呈下降趋势。在整个生育期内，红花大金元叶片硝酸还原酶、谷氨酰胺合成酶、蔗糖转化酶和淀粉酶活性以及类胡萝卜素各组分含量均高于K326。相关分析结果表明，蔗糖转化酶活性与类胡萝卜素各组分含量呈显著负相关。 关键词：烤烟；碳氮代谢；酶；类胡萝卜素；相关分析 中图分类号：S572.01 文献标识码：A 文章编号： Dynamic of Key Enzymes Activity Involved in Carbon and Nitrogen Metabolism in Flue-cured Tobacco and their Correlation with Cartenoids YANG Zhixiao1, SHI Yuewei1, LIN Shifeng1, WANG Zhihong1, XIE Shengdong1, REN Xueliang1* (Guizhou Academy of Tobacco Science, Guiyang 550081, China) Abstract: The dynamic of key enzyme activities involved in carbon and nitrogen metabolism in different flue-cured tobacco cultivars were studied with K326 and Honghuadajinyuan in field condition, and their correlations with cartenoids was also investigated. The results showed that the activities of nitrate reductase, glutamine synthetase, invertase and amylase all increased at the earlier stage and decreased at later stage in the growth and development period of tobacco. The activities of nitrate reductase, glutamine synthetase, and amylase reached maximum at 60 d after transplanting, but the peak activity value of invertase was at 75 d after transplanting. The contents of carotenoids components (β-carotene, lutein, neoxanthin, violaxthin) decreased gradually with the proceeding of tobacco growth and development process. In the whole growth period, Honghuadajinyuan had higher enzyme activity and carotenoids content than K326. There was significant negative correlation between the activity of invertase and the contents of carotenoids components. Keywords: tobacco; carbon and nitrogen metabolism; enzyme; carotenoids; correlation 近年来，我国烟叶生产水平大幅提升，烟叶生长的整齐度和烤后烟叶质量的均衡性大大提高[1]；但与国外优质烤烟相比，香气质差、香气量不足、化学成分不够协调仍是影响我国烟叶质量提高的制约性因素[2]。相关研究指出，碳氮代谢是烤烟体内最基本的代谢过程，碳氮代谢活动的强度、协调程度及其在烟叶生长和成熟过程中的动态变化模式直接或间接影响烟叶中各类化学成分的含量和组成比例，对烟叶品质产生重大影响；烟叶碳氮代谢失调，烟叶香气质差、香气量不足，烟叶质量难以提高[3-4]。类胡萝卜素是烟叶中重要的致香前体物质，烤后烟叶类胡萝卜素及其降解产物含量和协调性，直接影响烤烟的香气风格、香气质和香气量[5-6]。目前，关于烤烟碳氮代谢与类胡萝卜素之间关系的研究报道还较少，而在烟叶碳氮代谢过程中，各种酶的活性变化起着决定性的调节作用[7]。因此，本

类胡萝卜素的测定方法

类胡萝卜素的测定方法（高效液相色谱法） 本方法适用于各类食品中以羟基类胡萝卜素为主的多种类胡萝卜素的测定。 本方法最低检出量为：α-胡萝卜素为5ng/mL，β-胡萝卜素为 4.3ng/mL，γ-胡萝卜素为3.5ng/mL，番茄红素为2.7ng/mL，斑蝥黄素为1.0ng/mL。 1. 方法提要 样品以丙酮-石油醚（1+1体积比）混合溶剂反复萃取使类胡萝卜素与其他成分分离，在450nm 波长条件下进行HPLC分析检测，通过外标法计算各种类胡萝卜素的含量。 2. 仪器 （1）高效液相色谱仪。 （2）冷凝回流皂化装置。 （3）旋转蒸发仪。 （4）离心机（5000r/min）。 3. 试剂 本方法所使用试剂除特殊注明外，均为分析纯；所用水为重蒸馏水。 （1）丙酮-石油醚（1+1体积比）混合溶剂：取相同体积的丙酮、石油醚混匀。 （2）50% KOH甲醇-水溶液：称取250g氢氧化钾，用50mL适量水溶解后，用甲醇定容至500mL容量瓶，备用。 （3）无水硫酸钠（Na-2SO4）。 （4）二丁基羟基甲苯（BHT）。 （5）无水乙醇（C2H5OH）。 （6）流动相使用液：按乙腈+二氯甲烷+甲醇（85+10+5）比例准确量取各溶剂，并充分混匀，经.45μm微孔膜过滤后使用。 （7）类胡萝卜素标样：α-胡萝卜素、β-胡萝卜素、γ-胡萝卜素、番茄红素、斑蝥黄素。（8）标准溶液：准确称取α-胡萝卜素、β-胡萝卜素、γ-胡萝卜素、番茄红素、斑蝥黄素一定量，先分别用少量的乙酸乙酯溶解，再用甲醇配制成60~80ng/L的标准储备液（于-30℃冻箱保存），使用时再配成3.5~16.5mg/L的标准使用液。 4. 测定步骤 （1）样品处理： a. 皂化提取法（如牛奶等脂肪含量较高的样品）：取250L鲜牛奶于2℃、5000r/min冷冻离心30min，取上层油脂于250mL皂化瓶中，加入50mL乙醇、40mL 50% KOH甲醇溶液、0.1g BHT，65~75℃回流皂化30min，用石油醚反复提取皂化液，多次水洗至中性后用无水硫酸钠脱水，定容至25mL容量瓶中，备用。 b. 直接提取法（如番茄等脂肪含量较低的样品）：适量新鲜成熟番茄匀浆后称取5~10mg于小烧杯中，加入0.1g BHT，用丙酮-石油醚（1+1体积比）混合溶剂提取3次，合并、收集

氮代谢

氮代谢 （一）名词解释 1．蛋白酶2．肽酶6．氨的同化7．转氨作用8．尿素循环9．生糖氨基酸10．生酮氨基酸 14．一碳单位 （二）英文缩写符号 1．GOT 2．GPT 3．PRPP 4．SAM 5．IMP （三）填空 1．生物体内的蛋白质可被 和 共同作用降解成氨基酸。 4．氨基酸的降解反应包括 、 和 作用。 5．转氨酶和脱羧酶的辅酶通常是 。 6．谷氨酸经脱氨后产生 和氨，前者进入 进一步代谢。 7．尿素循环中产生的 和 两种氨基酸不是蛋白质氨基酸。 8．尿素分子中两个N 原子，分别来自 和 。 14．氨基酸脱下氨的主要去路有 、 和 。 16．参与嘌呤核苷酸合成的氨基酸有 、 和 。 19．在嘌呤核苷酸的合成中,腺苷酸的C-6 氨基来自 ；鸟苷酸的C-2 氨基来自 。 （四）选择题 1．转氨酶的辅酶是： A．NAD+ B．NADP+ C．FAD D．磷酸吡哆醛 3．参与尿素循环的氨基酸是： A．组氨酸 B．鸟氨酸 C．蛋氨酸 D．赖氨酸 6．L-谷氨酸脱氢酶的辅酶含有哪种维生素： A．V B1 B． V B2 C． V B3 D． V B5 8．在尿素循环中，尿素由下列哪种物质产生： A．鸟氨酸 B．精氨酸 C．瓜氨酸 D．半胱氨酸 12．氨基酸脱下的氨基通常以哪种化合物的形式暂存和运输： A．尿素 B．氨甲酰磷酸 C．谷氨酰胺 D．天冬酰胺 15．合成嘌呤和嘧啶都需要的一种氨基酸是： A．Asp B．Gln C．Gly D．Asn 17．人类和灵长类嘌呤代谢的终产物是： A．尿酸 B．尿囊素 C．尿囊酸 D．尿素 19．在嘧啶核苷酸的生物合成中不需要下列哪种物质： A．氨甲酰磷酸 B．天冬氨酸 C．谷氨酰氨 D．核糖焦磷酸 （五）是非判断题 （ ）1．蛋白质的营养价值主要决定于氨基酸酸的组成和比例。 （ ）2．谷氨酸在转氨作用和使游离氨再利用方面都是重要分子。 （ ）3．氨甲酰磷酸可以合成尿素和嘌呤。 （ ）4．半胱氨酸和甲硫氨酸都是体内硫酸根的主要供体。 （ ）6．磷酸吡哆醛只作为转氨酶的辅酶。 （ ）9．芳香族氨基酸都是通过莽草酸途径合成的。 （七）问答题 1．举例说明氨基酸的降解通常包括哪些方式？ 3．什么是尿素循环，有何生物学意义？ 4．什么是必需氨基酸和非必需氨基酸？ 5．为什么说转氨基反应在氨基酸合成和降解过程中都起重要作用？

类胡萝卜素的作用与功效

类胡萝卜素的作用与功效 【类胡萝卜素】 不溶于水而溶于有机溶剂。叶绿体中的类胡萝卜素含有两种色素，即胡萝卜素和叶黄素，前者呈橙黄色，后者呈黄色。功能为吸收和传递光能，保护叶绿素。 辅助色素：在植物和光合细菌，像类胡萝卜素叶黄素和藻胆素中，吸收可见光的色素，这类色素是对叶绿素捕获光能的补充。 非皂化脂质。是广泛地分布于动植物中的黄、橙、红或紫色的一组色素。构成发色原因的共轭二重键具有长链聚烯烃结构。通常是几种混在一起生成。具有C40的萜结构的较多，不含氮。已知天然类胡萝卜素约有300种，其中不含氧的碳化氢类有胡萝卜素、菌脂素等；含氧的非常多，有醇、酮、醚、醛、环氧化物、羰酸和酯等。它们之中大量存在的有岩藻黄质、叶黄素（、堇菜黄质、新黄质等，均属于胡萝卜醇。类胡萝卜素多数不溶于水，溶于脂溶剂，不稳定，易氧化。其生物合成过程如下： 乙酰，异甲基焦磷酸→牻牛儿基焦磷酸，无色类胡萝卜素等。 β-胡萝卜素、α-胡萝卜素等在动物体内变为视黄醇（维生素A）和视黄醛（维生素A醛），与视觉有关。在光合作用时，类胡萝卜素所吸收的光能传递给叶绿素，用于推动光化学过程。对细菌，则与其向光性有关．类胡萝卜素是O2的一种重要的激活状态的有效灭活剂，可防止生物的光灭活和光破坏。细菌的类胡萝卜素，有菌酯色素、β-

胡萝卜素、γ-胡萝卜素和玉米黄素等，此外特别值得重视的是从具有光合成的红色硫黄细菌和红色无硫黄细菌中所取得的螺菌黄素、球形（红极毛杆菌）酮，以及绿色硫黄细菌中含有的绿菌烯等。 类胡萝卜素是高度不饱和化合物（多烯），含有一系列共轭双键和甲基支链。色素的颜色随着共轭双键的数目而变动。共轭双键的数目越多，颜色移向红色越远。 有些类胡萝卜素在工业上利用作为食物和脂肪的着色剂，如β－胡萝卜素、番茄红素、玉米黄质、叶黄素、辣椒红、藏花素、藏花酸、胭脂树橙、红酵母红素等。 类胡萝卜素的生物合成也是按照类萜的合成模式，两个单位“头对头”缩合成为衍生物即类胡萝卜素──八氢番茄红素。高等植物、藻类和真菌都能将八氢番茄红素逐步脱氢，按次序生成六氢番茄红素,δ-胡萝卜素，链孢红素，最后产生番茄红素。类胡萝卜素分子两端的环化过程尚未完全阐明，但已有证据说明链孢红素或番茄红素是环化类胡萝卜素的前体。含氧的类胡萝卜素──叶黄素是通过直接引入分子氧而合成的。 维生素 A是无色的脂溶性类异戊二烯醇。在动物体内,β-胡萝卜素加两分子的水，断裂成为两分子的视黄醇(即维生素A,A存在于动物肝脏，血液和眼球的视网膜中;A只发现于淡水鱼中)。在暗中全反式视黄醛转变成为11顺视黄醛才能与视蛋白结合形成视紫红质，后者与暗视觉有关，故缺维生素A导致夜盲症。 希望对你能有所帮助，祝你天天快乐！

碳氮代谢论文

9311GSGDH碳氮代谢论文 【提示】本文仅提供摘要、关键词、篇名、目录等题录内容。为中国学术资源库知识代理，不涉版权。作者如有疑义，请联系版权单位或学校。 【摘要】碳氮代谢作为植物体内最基本的物质和能量代谢过程，不仅影响植物的生长发育，还影响水稻产量和品质的形成。谷氨酰胺合成酶（GS）和谷氨酸脱氢酶（GDH）是碳氮代谢的关键酶，其表达活性直接影响水稻机体内的碳氮平衡和碳氮代谢过程。本研究以水稻“9311和两优培九”为材料，通过外施不同水平氮素实验，从生理活性、转录和蛋白表达3个水平上分析水稻碳氮代谢过程中相关关键酶的表达情况，特别是对GS和GDH的影响，探讨在不同的氮素处理下GS和GDH在水稻碳氮代谢中的作用及水稻在外界氮素胁迫情况下如何维持碳氮代谢的相对平衡的机制。实验结果如下：1通过测定不同氮素水平处理下淀粉酶活性、转化酶活性、硝酸还原酶活性、GS 活性和GDH活性等，结果表明：随着外源施氮量的增加，水稻体内无机氮的含量增加，硝酸还原酶和GS等氮代谢中的关键酶的活性增加。氮素增加能显著促进光合碳固定、转化酶和淀粉酶等碳代谢关键酶的活性增加，来加速淀粉和蔗糖等的转化，从而为氮代谢提供碳骨架。因此，随着施氮量的增加，氮、碳代谢都会相应加强。由于两优培九和9311对氮素的响应机制不同导致对氮素的利用的差异，两优培九在氮素利用上表现出杂种优势。2通过测定GS和GDH同工酶在不同氮素水平的的表达量，结果表明：低氮处理能显著促进9311和两优培九GS1的mRNA的表达；在9311和两优培九中GS2发挥不同的功能，低氮处理能显著促进9311GS2的mRNA的表达，高氮处理显著促进两

VA与类胡萝卜素

L/O/G/O
维生素A与类胡萝卜素 维生素 与类胡萝卜素

主要内容
1 维生素A及其衍生物 维生素 及其衍生物
2 3
类胡萝卜素及其功能 视黄醇及类胡萝卜素与抗氧化
维生素A与类胡萝卜素
2

1
维生素A及其衍生物 维生素 及其衍生物
A. 维生素 （retinol）及其衍生物的种类 维生素A（ ）及其衍生物的种类
a. 种类
a) 全反视黄醇是最基本形式 b) 多以棕榈酸酯形式存在 c) 视黄酸是维生素 的代谢产物，具有很高的活性和 视黄酸是维生素A的代谢产物， 的代谢产物 功能 d) 自然界中最重要的异构体是 顺-视黄醛 自然界中最重要的异构体是11-顺 视黄醛
维生素A与类胡萝卜素
3

维生素A与类胡萝卜素
4

b. 性质
a) 在氧的作用下视黄醇及其同系物极不稳定 b) 无氧时
– 视黄醛对碱比较稳定 – 酸性条件下，脱氢或重组双键 酸性条件下，
c) 强光下发生键异构化，形成聚合体 强光下发生键异构化，
维生素A与类胡萝卜素
5

1
维生素A及其衍生物 维生素 及其衍生物
B. 维生素 的代谢 维生素A的代谢
a. 维生素 （原）的吸收 维生素A（
a) 维生素 维生素A
– 在小肠内与其他脂类一起经胆汁和胰脂酶作用水解为视 黄醇和脂肪酸 – 视黄醇在小肠以主动吸收方式吸收，生理剂量下吸收率 视黄醇在小肠以主动吸收方式吸收， 为70%-90% – 视黄醇在小肠粘膜细胞内重新酯化后，与视黄醇结合蛋 视黄醇在小肠粘膜细胞内重新酯化后， 白（RBP）结合 ）
维生素A与类胡萝卜素
6

植物光合碳代谢途径的多样性与进化

光合作用代谢多样性 绿色高等植物光合作用代谢的多样性主要表现在光合碳代谢途径的多样性上。光合碳代谢途径主要包括：C3途径、C4途径和CAM途径（景天科酸代谢途径），以及兼有以上光合碳同化途径类型的植物,从而更全面地说明了植物光合作用的多样性。 C3途径的化学过程大致可分为3个阶段：羧化阶段、还原阶段和再生阶段。（1）羧化阶段RuBP在Rubisco酶的催化下与CO2结合，产物很快水解为2分子的3-PGA。 （2）还原阶段3-PGA在3-磷酸甘油酸激酶（PGAK）催化下，形成1，3-二磷酸甘油酸（DPGA），然后在由甘油醛磷酸脱氢酶作用下被NADPH还原甘油醛-3-磷酸（GAP），这就是CO2的还原阶段。当CO2被还原成GAP时，光合作用的贮能过程即告完成。 （3）再生阶段由GAP经过一系列转变重新形成RuBP的过程。整个C3途径每同化一个CO2，要消耗3个ATP和2个NADPH，输出1个磷酸丙糖（GAP或DHAP）。该途径共产6个磷酸丙糖，其中1个输出5个用于循环。 C4途径(Hatch-Slack途径)CO2的受体与C3途径的RuBP不同，而是叶肉细胞质中的PEP，在PEPC的催化下固定HCO3ˉ生成草酰乙酸(OAA),然后经过反应生成苹果酸或天冬氨酸被运到维管束鞘细胞(BSC),在BSC中脱羧变成丙酮酸后运回叶肉细胞，经过丙酮酸磷酸双激酶催化和ATP作用生成PEP是反应循环进行。 根据运入维管束鞘的C4二羧酸的种类以及参与羧酸反应的酶，C4途径有分为3大类。一是NADP-苹果酸酶型（NADP-ME型）,如玉米、甘蔗、高粱属此类；二是NAD-苹果酸酶型（NAD-ME型），如蟋蟀草、狗牙根、马齿苋等属于此类；三是PEP 羧激酶型（PCK型），如羊草、卫茅、鼠尾草等属于此类。 景天科酸代谢途径（CAM途径） 景天科植物叶子有个特殊的CO2同化方式：夜间气孔开放，吸收CO2，经过反应生成苹果酸储存与液泡。白天气孔关闭，将苹果酸运出液泡，经过一系列反应

不同钾肥配施对烤烟质体色素和碳氮代谢及品质的影响

2013-12，34（6）中国烟草科学Chinese Tobacco Science 49 不同钾肥配施对烤烟质体色素和碳氮代谢及品质的影响 刘国顺1，何永秋1,2，杨永锋1，李姣1，高琴1，彭金梅1，刘典三1，母海勇1 （1. 河南农业大学，国家烟草栽培生理生化研究基地，郑州 450002；2. 湖南省烟草公司郴州市公司，湖南郴州 423000） 摘要：为探究不同钾肥配施对烤烟碳氮代谢和品质的影响，采用田间试验研究了不同钾肥及其配施对烤烟质体色素、部分碳氮代谢关键酶活性、常规化学成分和中性致香物质的影响。结果表明，与施用普通钾肥（对照）相比，缓释钾肥处理提高了烟株各生育期的氮代谢和成熟期的碳代谢。缓释钾肥+普通钾肥处理和缓释钾肥+普通钾肥+黄腐酸钾处理对烟叶质体色素含量和碳氮代谢水平的提高作用比较明显，而缓释钾肥+普通钾肥处理在烟株生育后期仍然有很高的叶绿素含量与硝酸还原酶活性，阻碍了烟叶碳氮代谢的适时转化和烟株正常落黄成熟。缓释钾肥+普通钾肥+黄腐酸钾处理不但能提高烟叶生育前期质体色素含量和碳氮代谢水平，而且能够促进烟叶质体色素适时降解和碳氮代谢的协调。总体来看，缓释钾肥及与其他钾肥的配施显著提高了烤后烟叶中的钾含量，提高了钾氯比和两糖比，使烟叶化学成分更趋于协调，同时提高了大多数种类的香气物质含量，此外，缓释钾肥+普通钾肥+黄腐酸钾处理还提高了新植二烯和香气物质总量。综合来看，缓释钾肥+普通钾肥+黄腐酸钾处理最有利于优质烟叶的形成。 关键词：缓释钾肥；烤烟；质体色素；碳氮代谢；品质 中图分类号：S572.01 文章编号：1007-5119（2013）06-0049-07 DOI：10.3969/j.issn.1007-5119.2013.06.010 Effects of Combining Application of Various Potassium Fertilizers on Plastid Pigment, Carbon-Nitrogen Metabolism and Quality in Flue-cured Tobacco LIU Guoshun1, HE Yongqiu1,2, YANG Yongfeng1, LI Jiao1, GAO Qin1, PENG Jinmei1, LIU Diansan1, MU Haiyong1 (1.National Tobacco Physiology & Biochemistry Research Center, Henan Agricultural University, Zhengzhou 450002, China; 2. Chenzhou Tobacco Company of Hunan Province, Chenzhou, Hunan 423000, China) Abstract: A field experiment was conducted to investigate the effect of combining application of various potassium (K) fertilizers on plastid pigment, some enzyme activities in carbon-nitrogen metabolism and quality in flue-cured tobacco (cv. zhongyan 100 ). The results showed that, compared to common K fertilizer, slow release K fertilizer improved the carbon metabolism in all growth stages of flue-cured tobacco and the nitrogen metabolism in maturity stage. common K fertilizer + slow release K fertilizer treatment and common K fertilizer + slow release K fertilizer + fulvic acid K treatment improved the contents of plastid pigment and the level of carbon-nitrogen metabolism. However, the contents of chl and activity of nitrate reductase in flue-cured tobacco leaves with treatment of common K fertilizer + slow release K fertilizer was still high in maturity stage, which impeded the nitrogen metabolism transform into carbon metabolism timely and the tobacco leaves mature normally. The treatment common K fertilizer + slow release K fertilizer + fulvic acid K not only improved the contents of plastid pigment and the level of carbon-nitrogen metabolism in early growth stages of flue-cured tobacco leaves, but also promoted the nitrogen metabolism transform into carbon metabolism timely and the tobacco leaves mature normally. Overall, the slow release K fertilizer and the combined application of other K fertilizer significantly improved the potassium content, ratio of potassium to chlorine and ratio of reducing sugar to total sugar in cured tobacco leaves. The chemical composition in cured tobacco leaves tended to be more harmonious, while total aroma constituents except neophytadiene and many different kinds of aroma constituents increased. Besides, the neophytadiene and total aroma constituents in the treatment with common K fertilizer + slow release K fertilizer + fulvic acid K also improved. Therefore this treatment was proposed as the best treatment for high quality tobacco leaves. Keywords: slow release potassium fertilizer; flue-cured tobacco; plastid pigment; carbon nitrogen metabolism; quality 基金项目：中国烟草总公司特色优质烟叶开发重大专项“浓香型特色优质烟叶开发”{110201101001（TS-01）} 作者简介：刘国顺，男，博士生导师，教授，主要从事烟草栽培生理生化研究与教学。E-mail：liugsh1852@https://www.wendangku.net/doc/7410329915.html, 收稿日期：2012-07-06 修回日期：2012-10-08

类胡萝卜素

胡萝卜素和库恩 发表日期: 2011-09-25 胡萝卜素和库恩 胡萝卜素有很多种，β-胡萝卜素是其中最重要的一种。食物中深黄、橙色的水果，蔬菜如胡萝卜、杏子、木瓜、南瓜和深绿色蔬菜如菠菜、西兰花、水芹菜等都是β-胡萝卜素的主要来源。胡萝卜素最初是在胡萝卜中发现的，故而以之命名。德国人理查德·库恩确定了β-胡萝卜素的化学成份和分子结构。 理查德·库恩1900年出生在奥地利维也纳的著名生物化学家，从小热爱科学，刻苦攻读。在德国有名的慕尼黑大学求学时，得到了曾获得诺贝尔化学奖的理查德·威尔斯泰教授指导，22岁就取得了博士学位。1927年他出版的化学、酶、物理化学方面的教科书成为当时公认的权威教科书。1929年他担任了海得堡大学教授和凯译·威廉医学研究院化学系主任。 在此期间，库恩为了研究胡萝卜素的结构，进行了几年艰苦卓有成效的实验，终于搞清了β-胡萝卜素是由碳、氢两种元素组成，一种碳链和碳环中具有交替的单键和双键的共轭分子。β-胡萝卜素并不能被人体直接吸收，在一种特殊酶的作用下，它的分子从中间断裂成为相同的两部分，这两部分各自结合一分子水，就成了两分子的维生素A。人体所需的维生素A一部分由蛋黄中、动物肝脏等食物直接供给，一部分则由食物中β-胡萝卜素转化而来。 当时库恩又证明了维生素A是人体不可缺少的物质，人体内若缺乏维生素A，就会得夜盲症和发育不良等疾病。此后，库恩还研究并人工合成了核黄素、维生素A、维生素B2。由于库恩在胡萝卜素和维生素研究方面所作的杰出贡献瑞典皇家科学院授于他1938年诺贝尔化学奖。 但事实上库恩并没有得到这笔资金，因为当时正值第二次世界大战，纳粹德国阻止他前去领奖。然而这丝毫没有动摇他为科学献身的志向始终不懈地研究、探索。特别是他又鉴定了维生素B6、泛酸，并合成了大量类似物，对维生素的研究起了很大的推动作用，给人类健康带来了福音，这使他在科学界享有崇高的声誉。 现在，科学研究成果又进一步证明了β-胡萝卜素（维生素A）和维生素C、E一样，能保护人体细胞免受某些致癌物质如霉菌及其代谢物质黄曲霉素的损伤，帮助清除损伤细胞遗传物质的自由基分子，起到预防癌症，减慢甚至阻止早期癌症恶化的作用，它们作为抗氧化剂还有缓解心血管病的药疗性能。防止胆固醇阻塞动脉血管，从而避免或减少心脏病发作。 美国科学家建议β－胡萝卜素的摄入量平均每天为6毫克。当前美国流行这么一句话：每天一个苹果，与医生拜拜；每天一根胡萝卜，与癌症告别。这是相当有道理的。因此，多吃新鲜蔬菜、水果，补充β－胡萝卜素和其它各种维生素，对人体健康是非常必要的。 类胡萝卜素

第七章 含氮化合物代谢

第七章含氮化合物代谢 一、知识要点 蛋白质和核酸是生物体中有重要功能的含氮有机化合物，它们共同决定和参与多种多样的生命活动。在自然界的氮素循环中，大气是氮的主要储库，微生物通过固氮酶的作用将大气中的分子态氮转化成氨，硝酸还原酶和亚硝酸还原酶也可以将硝态氮还原为氨，在生物体中氨通过同化作用和转氨基作用等方式转化成有机氮，进而参与蛋白质和核酸的合成。（一）蛋白质和氨基酸的酶促降解 在蛋白质分解过程中，蛋白质被蛋白酶和肽酶降解成氨基酸。氨基酸用于合成新的蛋白质或转变成其它含氮化合物（如卟啉、激素等），也有部分氨基酸通过脱氨和脱羧作用产生其它活性物质或为机体提供能量，脱下的氨可被重新利用或经尿素循环转变成尿素排出体外。 （二）氨基酸的生物合成 转氨基作用是氨基酸合成的主要方式。转氨酶以磷酸吡哆醛为辅酶，谷氨酸是主要的氨基供体，氨基酸的碳架主要来自糖代谢的中间物。不同的氨基酸生物合成途径各不相同，但它们都有一个共同的特征，就是所有氨基酸都不是以CO2和NH3为起始原料从头合成的，而是起始于三羧酸循环、糖酵解途径和磷酸戊糖途径的中间物。不同生物合成氨基酸的能力不同，植物和大部分微生物能合成全部20种氨基酸，而人和其它哺乳动物及昆虫等只能合成部分氨基酸，机体不能合成的氨基酸称为必须氨基酸，人有八种必需氨基酸，它们是：Lys、Trp、Phe、Val、Thr、Leu、Ile和Met。 （三）核酸的酶促降解 核酸通过核酸酶降解成核苷酸，核苷酸在核苷酸酶的作用下可进一步降解为碱基、戊糖和磷酸。戊糖参与糖代谢，嘌呤碱经脱氨、氧化生成尿酸，尿酸是人类和灵长类动物嘌呤代谢的终产物。其它哺乳动物可将尿酸进一步氧化生成尿囊酸。植物体内嘌呤代谢途径与动物相似，但产生的尿囊酸不是被排出体外，而是经运输并贮藏起来，被重新利用。 嘧啶的降解过程比较复杂。胞嘧啶脱氨后转变成尿嘧啶，尿嘧啶和胸腺嘧啶经还原、水解、脱氨、脱羧分别产生β-丙氨酸和β-氨基异丁酸，两者经脱氨后转变成相应的酮酸，进入TCA循环进行分解和转化。β-丙氨酸还参与辅酶A的合成。 （四）核苷酸的生物合成 生物能利用一些简单的前体物质从头合成嘌呤核苷酸和嘧啶核苷酸。嘌呤核苷酸的合成起始于5-磷酸核糖经磷酸化产生的5-磷酸核糖焦磷酸（PRPP）。合成原料是二氧化碳、甲酸盐、甘氨酸、天冬氨酸和谷氨酰氨。首先合成次黄嘌呤核苷酸，再转变成腺嘌呤核苷酸和鸟嘌呤核苷酸。嘧啶核苷酸的合成原料是二氧化碳、氨、天冬氨酸和PRPP，首先合成尿苷酸，再转变成UDP、UTP和CTP。 在二磷酸核苷水平上，核糖核苷二磷酸（NDP）可转变成相应的脱氧核糖核苷二磷酸。催化此反应的酶为核糖核苷酸还原酶系，此酶由核苷二磷酸还原酶、硫氧还蛋白和硫氧还蛋白还原酶组成。脱氧胸苷酸（dTMP）的合成是由脱氧尿苷酸（dUMP）经甲基化生成的。 二、习题 （一）名词解释 1．蛋白酶（Proteinase） 2．肽酶（Peptidase） 3．氮平衡（Nitrogen balance） 4．生物固氮（Biological nitrogen fixation） 5．硝酸还原作用（Nitrate reduction） 6．氨的同化（Incorporation of ammonium ions into organic molecules） 7．转氨作用（Transamination）