论文部分内容阅读
本研究分为二部分：
第一部分：铁、锌调控鸡腿菇代谢提高降血糖活性机制
鸡腿菇具有辅助血糖调节作用的多糖和多酚类化合物的生理活性物质。同时鸡腿菇可以有效富集环境中的金属离子，利用这一特性邢福国等研究了鸡腿菇富集钒酸钠，提高了鸡腿菇发酵液的降血糖功效。然而，到目前为止，极少有文献关注探索控制铁离子的价态与人体内氧化压力在人类糖尿病的发生与发展过程中的作用，更不用说探索地球化学元素通过调控食物链的初级生产者代谢调节消费者的代谢。本课题探索了地球化学元素铁离子和锌离子对食物链中生产者鸡腿菇的代谢的调控，最终调控消费者的糖尿病鼠的糖代谢，从而达到控制和治疗消费者的疾病。同时该课题得以研究将为其它地球化学元素（如镉，硒等）与糖尿病的关系以及不同价态的铁与高血脂、肥胖关系的研究、老年性缺铁预防提供理论指导，必将极大丰富生物地质环境学的研究内容。本课题主要研究内容如下：1、用于转化地球化学元素的药用真菌和地球化学元素的筛选，以及一级食物链的构建；2、锌和铁对药用真菌代谢调节机制研究；3、锌和不同价态的铁对糖尿病鼠作用；4、糖代谢调节机制研究。
第二部分：硅酸盐细菌捕获利用CO2机制研究
在1936年以前普遍认为植物能利用光能把二氧化碳和转变成葡萄糖，异氧生物只能从植物中获取有机物。但是到1936年Wood和Werkman研究丙酸细菌发酵甘油获得丙酸时，发现该菌也能利用碳酸根和二氧化碳合成有机化合物，以后他们进一步研究发现丙酸细菌不仅利用甘油而且可以利用其他底物如甘露醇、肌醇、赤藻糖醇和鼠李糖固定二氧化碳。1940年，Evans和Slotin发现动物组织也能够固定二氧化碳，自此可以确定异氧生物可以固定二氧化碳。到目前为止发现的可以利用二氧化碳的酶包括磷酸烯醇式丙酮酸酸化酶、磷酸烯醇式丙酮酸羧基激酶、磷酸烯醇式丙酮酸羧基转磷酸化酶、丙酮酸羧化酶、苹果酸酶和异柠檬酸脱氢酶，但是对于异氧生物如何捕获二氧化碳分子一直了解很少。
利用二氧化碳两个关键因素是二氧化碳地捕获和还原力(NADPH或NADH和ATP)的获得。NADPH可以从磷酸戊糖代谢支路获得，而NADH和ATP可以从糖酵解和三羧酸循环途径获得，关键是二氧化碳如何捕获。
碳酸酐酶可逆催化二氧化碳地水合反应生成碳酸，碳酸水解成碳酸氢根和氢离子，该酶存在于所有生物中，包括异氧生物和自养生物。一些研究已经证明碳酸酐酶可以增加碳酸盐岩中钙离子和镁离子的溶解度，同时也证明钙离子的溶解度与碳酸酐酶活性成正相关。根据化学反应平衡原则和酶反应特点，即酶只能增加反应速度缩短达到反应平衡点的时间，不能改变反应平衡点。反应平衡点被打破只能是Ca2+被吸收或被螯合，但是由于碳酸酐酶引起的Ca2+、Mg2+浓度增加，显示反应平衡点右移，这只能解释为碳酸氢根离子可能被生物本身所利用。基于这些分析，可以提出这样的假说：异氧生物利用自身合成的碳酸酐酶捕获二氧化碳，然后把二氧化碳转变成其它有机化合物。
硅酸盐细菌是芽孢杆菌属一个种，它能从土壤中溶解矿物质，因此该细菌可以用作生物肥料。本文研究主要证明硅酸盐细菌可以通过自身合成的碳酸酐酶捕获二氧化碳。