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核酮糖-1,5-二磷酸羧化酶/加氧酶活性的测定

实验分类:

植物学实验

最新修订时间:

简介

核酮糖-1,5-二磷酸狡化酶/加氧酶 (Rubisco) 是光合作用的重要调节酶,具有双重作用。一是在 Calvin 循环中催化 CO2 的固定,二是能催化将 O2 加在核酮糖-1,5-二磷酸上。其活性是反映植物叶片生长状态、发育程度以及光合碳同化能力的重要生理指标。在植物衰老或遭受逆境时,酶活性呈下降趋势。本实验了解其在光合作用中的作用,并熟悉 Rubi-sco 活性测定方法。

原理

核酮糖-1,5-二磷酸羧化酶/加氧酶活性的测定的基本原理是核酮糖-1,5-二磷酸梭化酶催化 1 分子的核酮糖-1, 5-二磷酸(RuBP) 与 1 分子的 CO2 结合,产生 2 分子的 3-磷酸甘油酸 (PGA),PGA 可通过 3-磷酸甘油酸激酶和甘油醛-3-磷酸脱氢酶的作用,产生甘油醛-3-磷酸,并使 NADH 氧化,其反应如下:

由上式可知 1 分子 CO2 被固定,就有 2 分子 NADH 被氧化。因此,根据 NADH 氧化的量就可计算核酮糖-1,5-二磷酸梭化酶的活性,而由 340 nm 吸光度的变化可计算 NADH 氧化的量。为了使 NADH 的氧化与 CO2 的固定同步,从而需要加入磷酸肌酸(Cr~P)和磷酸肌酸激酶的 ATP 再生系统。

核酮糖-1,5-二磷酸加氧酶催化将 O2 加在核酮糖-1,5-二磷酸 (RuBP)的 C-2 位置上,生 成 1 分子的磷酸乙醇酸和 3-磷酸甘油酸。Rubisco 加氧反应是典型的单加氧反应,将 CO2 的 2 个氧原子掺入 H2O 和磷酸乙醇酸中,因而加氧酶的活性可用氧电极法以氧的消耗来确定。另外,RuBP 在有 MS2+ 离子参与的酶的加氧反应中首先被烯醇化,这时 RuBP 的 C-2 位置被调整为 1 个负碳离子,当与分子氧反应后形成过氧化离子,然后电子又从氧回到烯醇化的 RuBP 再生成负碳离子并产生单线态氧,而这单线态氧可以利用发光光度计来检测。发光光 度计法测定加氧酶活性比氧电极法灵敏度高 70 倍。但如果要测定 Rubisco 的加氧活性的绝对值,则要用氧电极法先行标定。

来源:丁香实验团队

操作方法

核酮糖-1,5-二磷酸羧化酶/加氧酶活性的测定

核酮糖-1,5-二磷酸狡化酶/加氧酶 (Rubisco) 是光合作用的重要调节酶,具有双重作用。一是在 Calvin 循环中催化 CO2 的固定,二是能催化将 O2 加在核酮糖-1,5-二磷酸上。其活性是反映植物叶片生长状态、发育程度以及光合碳同化能力的重要生理指标。在植物衰老或遭受逆境时,酶活性呈下降趋势。本实验了解其在光合作用中的作用,并熟悉 Rubi-sco 活性测定方法。

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