一株产碳酸酐酶附生菌对铜绿微囊藻(Microcystis aeruginosa)生长的影响

为研究生长环境中微生物对铜绿微囊藻碳代谢的影响,本文分析太湖典型微囊藻水华样品附生菌中产碳酸酐酶(CA)细菌的比例,结果显示CA菌占11.6%;从微囊藻群体中分离获得了一株高胞外CA附生菌P201,通过ITS基因鉴定,该菌为一株荧光假单胞菌(Pseudomonas fluorescence).并研究了该菌在不同浓度HCO3-条件下对铜绿微囊藻生长的影响,结果表明无论是高HCO3-浓度还是低HCO3-浓度环境中,加入该菌对铜绿微囊藻的生长均有促进作用,说明产CA酶附生菌对铜绿微囊藻的生长有一定的促进作用.     

桂林毛村不同植被类型土壤微生物数量与碳酸酐酶活性比较

以非岩溶区林地为对比,分析了桂林毛村岩溶区4种不同植被类型土壤微生物数量及碳酸酐酶(CA)活性的季度动态变化规律,发现以下主要结果:1随着植被的正向演替,岩溶区弃耕地、草地、灌丛及林地微生物数量及CA活性逐渐升高,微生物总数从64.07×10~4cfu/g上升到178.23×10~4cfu/g,CA活性从0.77 U/g上升到1.82 U/g,岩溶区林地大于非岩溶区林地。2在岩溶区不同植被类型,微生物组成均表现为细菌最多(平均值95.14%),放线菌次之(平均值2.79%),真菌数量最少(平均值1.75%)。而在非岩溶区表现为细菌最多(平均值90.95%),真菌次之(平均值5.32%),放线菌最少(平均值3.73%)。3微生物数量季节动态整体表现为春季至夏季逐渐上升,至秋季达到最高,冬季下降,微生物总数的增长依赖于细菌的倍数增长,真菌和放线菌影响较小。CA活性整体表现为夏季和冬季低于春季和秋季,秋季达到最大值。4 CA活性与细菌及微生物总数呈极显著的正相关,表明土壤CA主要来源于细菌的分泌。     

日本凋毛藻碳酸酐酶基因及其编码的蛋白特征

碳酸酐酶CA(EC 4.2.1.1)是含锌原子的金属蛋白酶,该酶的基本功能是催化CO₂与HCO₃-间的相互转换[1].该反应在许多生物过程中都发挥着重要的作用,例如离子交换、呼吸作用、pH稳定性、捕获CO₂和光合作用等[2~5].CA广泛分布于各种生物中,已知的CA酶根据氨基酸序列被分为-αCA,-βCA和γ-CA三种类型[5~7].这3种类型的CA酶序列间的相似性很低,被认为是由不同的途径进化而来的[7].α-型的CA酶在动物、植物、绿藻、细菌和蓝细菌中都有发现[7],在藻类中报道的α-型CA还很少.迄今为止只在衣藻中发现2种异构体,在盐藻中发现3种[8,9],在红藻中还未见报道.     

贵州普定6种喀斯特石生植物及其土壤的碳酸酐酶活性

以贵州普定喀斯特石漠化区域石生银叶真藓（Bryum argenteum Hedw.）、扭口藓（Barbula unguiculata Hedw.）、穗枝赤齿藓（Erythrodontium julaceum(Schwaegr.)Par.）、美灰藓（Eurohypnum leptothollum(C. Muell. )Ando.）、东亚砂藓（Racomitrium japonicum Dozy et Molk.）和雪茶（地衣）（Thamnolia vermicularia(Ach.)Asa-hina）为对象,研究了这些石生植物和其基质土壤碳酸酐酶（CA）的活性,可为石生植物的生物岩溶作用机理和石漠化生态环境的治理提供一定的参考。结果表明,6种植物CA的活性存在一定的差异,以美灰藓的CA活性272.99 U·g-1(FW)最高,东亚砂藓的CA活性33.45 U·g-1(FW)最低;银叶真藓基部土壤CA活性最高,为101.81 U·g-1(干土),美灰藓CA活性15.95 U·g-1(干土)最低。CA活性与土壤全磷、全钾、石砾含量和土壤含水量之间呈极显著的相关性。      

微生物及其碳酸酐酶对岩溶土壤系统钙镁元素淋失的影响

通过室内模拟土壤-灰岩岩溶系统,对不同微生物处理条件下的土柱进行降水淋滤,系统监测了淋出液的pH、电导率、Ca2+、Mg2+以及碳酸酐酶(CA)活性.结果表明,微生物对该模拟系统Ca、Mg元素迁移有较大促进作用.扫描电镜显示,埋入经微生物处理土柱的试片表面较对照(未埋入土柱和埋入灭菌土柱的试片)有明显侵蚀现象.另一方面,各处理的淋出液中均检测出不同程度的CA活性,说明土柱中的微生物产生了胞外CA并被淋出.相关分析表明淋出液中CA平均活性与Ca2+总淋失量之间存在较好的正相关关系,说明CA是影响Ca元素淋失的主要因素.对其进行深入研究将有助于解释生物岩溶的机理.     

碳酸酐酶胞外酶影响下的岩溶湖泊微藻碳汇研究

以岩溶湖泊——红枫湖的微藻为研究对象,通过添加两种标记稳定碳同位素组成的无机碳进行室内模拟岩溶环境条件;并通过添加不同浓度的乙酰唑胺（AZ）,来模拟岩溶湖泊中碳酸酐酶胞外酶活性差异的各类微藻。重点监测微藻蛋白质含量及其稳定碳同位素组成变化等指标,计算其对不同来源无机碳的吸收利用份额,并结合微藻的生物量生长指标,最终计算出碳酸酐酶胞外酶活性差异的各种微藻的碳汇能力。结果显示：在岩溶湖泊的自然水体中,碳酸酐酶胞外酶活性强的微藻碳汇能力是缺乏碳酸酐酶胞外酶的微藻碳汇能力的5倍。碳酸酐酶胞外酶对微藻光合碳汇能力的影响显著。     

碳酸酐酶对碳酸盐岩溶解的催化作用及其在大气CO2沉降中的意义

CO2向H+和HCO3-的转换是一相对慢速过程.因此,其动力学可能决定碳酸盐岩的溶解速率.在灰岩和白云岩的溶解实验中,使用了自然界普遍存在的碳酸酐酶(CA)来催化这一CO2转换反应,结果发现,对灰岩而言,加入CA后,其溶解速率在高CO2分压时可增加10倍,而对白云岩,其溶解速率增加主要在低CO2分压时,可达3倍左右.这一发现表明,化学风化(包括碳酸盐岩溶解和硅酸盐风化)作用在大气CO2沉降和全球碳循环里的所谓丢失的汇中的重要性需要重新评价.毫无疑问,已往的研究由于未认识到CA在风化中的催化作用,因此低估了风化作用的速率,同样也低估了风化作用对大气CO2沉降的贡献.另一方面,也表明了研究自然界不同水体中CA分布及其活度和CA在自然界风化作用中的作用的必要性.     

海带幼孢子体的光合碳利用

于1999年10月，采用pH移移技术研究了海带幼孢子虫的无机碳源利用途径以及无机碳对幼孢子体光合碳利用的影响。结果表明，在天然海水中（pH=8.1-8.3)，海带幼孢子体外源无机碳的利用形式主要是HCO3^-,HCO3^-由质膜外碳酸酐酶（CA）将HCO3^-水解成CO2，以游离CO2形式扩散进入细胞，占全部无机碳供应的75％。游离CO2只占所吸收总无机碳的25％；在游离CO2浓度接近于零（pH=9.1)时，幼孢子体的全部无机碳源均来自于HCO3^-的水解。提高海水中无机碳的浓度能增加海带对无机碳的利用量，当无机碳浓度达到3．5mmol/L时，无机碳的利用速率达到最大值，说明天然海水中的无机碳不能满足其最大生长的需要。     

湛江二叉刺藻的碳酸酐酶及其与光合作用的关系

湛江二叉刺藻(Dicrateria zhanjiangensis)细胞表面的碳酸酐酶(CA)活性占细胞全部碳酸酐酶活性的一半以上。匀浆经高速离心后,碳酸酐酶主要分布在上清液中,因此酶活性较高。 NO_3~-,NO_2~-和I~-三种阴离子对碳酸酐酶有抑制作用,其中以NO_2~-的抑制效果为最佳,0.5m mo1/L NO_2~-即能抑制酶活性61.01%。乙酰唑磺胺(AZM)和对氨基苯磺酰胺(SNM)对碳酸酐酶有很强的抑制作用,其半抑制浓度分别为1.5×10~(-5)mo1/L和2.3×10~(-5)mol/L。这两种抑制剂在低浓度下对光合作用有明显的抑制作用。乙酰唑磺胺、碳酸酐酶和NaHCO_3对完整细胞悬浮的光诱导pH变化有不同程度的抑制作用。乙酰唑磺胺通过抑制光合作用来阻碍光诱导pH上升。加入碳酸酐酶和NaHCO_3到细胞悬浮液中则通过加快大气CO_2补充和加大悬浮液的缓冲能力来抑制光诱导pH上升。 以上实验结果表明,湛江二叉刺藻的碳酸酐酶对维持藻细胞的正常光合作用起着非常重要的作用;湛江二叉刺藻可能属于能够利用HCO_3~-作光合碳源的微藻类型。