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Oxygen Effect on the Three Forms of Dissimilatory Sulfite Reductase from Desulfovibrio gigas with the control of anaerobic environment
Thesis

Oxygen Effect on the Three Forms of Dissimilatory Sulfite Reductase from Desulfovibrio gigas with the control of anaerobic environment

Lu, Chien-Lin
Masters, 國立清華大學, 物理系
2011

Abstract

亞硫酸 亞硫酸還原酶 厭氧 sulfite sulfite reductase anaerobic
硫酸還原菌中,亞硫酸還原酶能夠催化將亞硫酸還原為硫分子的反應。先前的研究指出,自Desulfovibrio gigas 中純化所得的異化亞硫酸還原酶(Dissimilatory sulfite reductase, DSR),也就是desulfoviridin,存在三種形態: Dsr-I、Dsr-II、Dsr-III。Dsr-I為α2β2γ2的二分子聚合體(dimer)結構,含有八個四鐵四硫群([4Fe-4S] cluster)、兩個鞍形的西羅血紅素(siroheme)和兩個sirohydrochlorin。 Dsr-II中,與兩個西羅血紅素分別結合的兩個四鐵四硫群被三鐵四硫群取代。不具活性的Dsr-III中,西羅血紅素不帶有中心鐵原子,而且也是用三鐵四硫群與西羅血紅素結合。 三種形態的Dsr都與desulfoviridin有一樣的特徵吸收波長:391nm, 408nm, 586nm, 628 nm,然而各吸收峰的吸收強度不同,在586nm附近的吸收峰的位置也有些微差異。 此外,Dsr-III在433nm有額外的吸收峰。 為了提供一個與厭氧菌生長時相近的環境,我們在無氧箱中仔細純化了三種形態的Dsr,全程用到的溶液都經過了除氧手續。我們觀察到無氧下純化所得的色譜圖(chromatogram)和先前研究中有氧環境所得的有所不同。 在有氧研究中Dsr-I吸收峰最高、Dsr-III最低,與在無氧狀態下得到的結果則呈現相反。由於鐵硫群是三種Dsr形態的主要差異之一,我們用了電子順磁共振(Electron Paramagnetic Resonance)圖譜圖譜來確認無氧下三種形態鐵硫群的差異。EPR圖譜中,Dsr-I和Dsr-III相似,兩者都沒有siroheme的訊號,在鐵硫群訊號方面,則是顯示了接近四鐵四硫群的訊號。Dsr-II則完全沒有訊號。我們認為三種Dsr裡的siroheme可能都處於還原態,而不在EPR中呈現訊號。我們猜測Dsr中鐵硫群原本以四鐵四硫群形式存在,在有氧純化中部份轉換為三鐵四硫群,而產生先前研究中的結果。然而,由於圖譜雜訊過高,此猜測尚無法證實。在紫外-可見光光譜(Ultraviolet–visible spectrum)中,主要的三個吸收峰位置大致相同,但A280的吸收值有比例上的差異,586nm附近的吸收峰並不如先前結果中有三種型態相異的情形,而是都集中在581nm。另外Dsr-I在550nm和425nm的吸收值有微弱的升起。

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