丙酮酸的测定方法

实验七丙酮酸含量的测定

一、实验目的

掌握植物组织中丙酮酸含量测定的原理和方法。

二、实验原理

植物样品中的组织液，用三氯乙酸去蛋白质后，其中所含的丙酮酸可与2,4—二硝基苯肼作用，生成丙酮酸—2,4—二硝基苯腙，后者在碱性溶液中呈樱红色，其颜色可用分光光度计测量，与已知丙酮酸标准曲线进行比较，即可求得样品中丙酮酸的含量。

三、实验器材与试剂

1、.实验器材

分光光度计；研钵；具塞刻度试管：20mL×8；容量瓶：100mL×2；移液管：1mL×1 5mL×4；

量筒：10mL×1；离心机；天平；

大蒜、大葱或洋葱

2、试剂

（1）8%三氯乙酸(当日配制置冰箱中备用)

（2）1.5mol/L氢氧化钠

（3）0.1%2,4—二硝基苯肼:称取2.4—二硝基苯肼100mL，溶于2mol/LHCl中配成100mL溶液，盛入棕色试剂瓶，保存于冰箱内。

（4）丙酮酸钠

四、实验操作步骤

1.丙酮酸标准曲线的制作：

称取丙酮酸钠7.5mg于烧杯中，用8%三氯乙酸溶解，转入100mL容量瓶中，并用8%三氯乙酸定容，此液为60μg /mL的丙酮酸原液。

取6支试管，按下表数据配制不同浓度的丙酮酸标准液：

在上述各试管中分别加入1.0mL0.1%的2,4—二硝基苯肼，摇匀，再加5mL

1.5mol/L的氢氧化钠溶液，摇匀显色，在520nm波长下比色。做标准曲线。

2.植物样品组织液的提取：

称取植物样品（大蒜、大葱或洋葱）5g，于研钵中加入少许石英沙及少量8%三氯乙酸，仔细研成匀浆，再用8%三氯乙酸洗入100mL容量瓶中（沙留在研钵内），定容至刻度。静置30 min，取10mL匀浆液离心（4000r/min）10min，取上清液备用。

3.组织液中丙酮酸的测定

取3mL上清液于一刻度试管中，加2mL8%三氯乙酸，加1.0mL0.1%的2,4—二硝基苯肼溶液，摇匀，再加5mL 1.5mol/L氢氧化钠溶液，摇匀显色。在520nm波长下比色，记录吸光度，在标准曲线上查得丙酮酸的含量。

五、结果处理

式中：A—标准曲线中查得的丙酮酸克数。

六、思考题：测定丙酮酸含量的基本原理是什么？

单项选择题

单项选择题 1. 由己糖激酶催化的反应的逆反应所需要的酶是 A．果糖二磷酸酶 B．葡萄糖-6-磷酸酶C．磷酸果糖激酶 D．磷酸化酶 E. 葡萄糖激酶 2. 正常情况下，肝获得能量的主要途径 A．葡萄糖进行糖酵解氧化B．脂肪酸氧化C．葡萄糖的有氧氧化D．磷酸戊糖途径 E．以上都是。 3．糖的有氧氧化的最终产物是 A．CO2+H2O+ATP B．乳酸C．丙酮酸 D．乙酰CoA E.ATP 4．需要引物分子参与生物合成反应的有 A.酮体生成B．脂肪合成 C．糖异生合成葡萄糖 D．糖原合成 E．以上都是 5．不能经糖异生合成葡萄糖的物质是 A．α-磷酸甘油B．丙酮酸C．乳酸D．乙酰CoA E．生糖氨基酸6．丙酮酸脱氢酶存在于下列那种途径中 A．磷酸戊糖途径 B．糖异生C．糖的有氧氧化 D．糖原合成与分解 E．糖酵解 7．丙酮酸羧化酶是那一个途径的关键酶 A.糖异生 B．磷酸戊糖途径C．胆固醇合成 D．血红素合成 E．脂肪酸合成 8．糖代谢中间产物中含有高能磷酸键的是 A．6-磷酸葡萄B．6-磷酸果 C．1，6-二磷酸果糖 D．3-磷酸甘油醛E．1．3-二磷酸甘油酸 9. 丙酮酸氧化脱羧生成乙酰辅酶A与许多维生素有关，但除外 A．B 1 B．B2 C．B6 D．PP E．泛酸 10．在糖原合成中作为葡萄糖载体的是 A．ADP B．GDP C．CDP D．TDP E．UDP 11．下列哪个激素可使血糖浓度下降 A．肾上腺素B．胰高血糖素C．生长素 D．糖皮质激素E．胰岛素

12．下列哪一个酶与丙酮酸生成糖无关 A．果糖二磷酸酶B．丙酮酸激酶C．丙酮酸羧化酶 D．醛缩酶E．磷酸烯醇式丙酮酸羧激酶 13．肌糖原分解不能直接补充血糖的原因是 A．肌肉组织是贮存葡萄糖的器官B．肌肉组织缺乏葡萄糖酶 C．肌肉组织缺乏葡萄糖-6-磷酸酶D．肌肉组织缺乏磷酸酶 E．肌糖原分解的产物是乳酸 14．葡萄糖与甘油之间的代谢中间产物是 A．丙酮酸 B.3-磷酸甘油酸C．磷酸二羟丙酮 D．磷酸烯醇式丙酮酸E．乳酸 15．三羧酸循环和有关的呼吸链反应中能产生ATP最多的步骤是 A．柠檬酸→异柠檬酸B．异柠檬酸→α-酮戊二酸 C．α-酮戊二酸→琥珀酸D．琥珀酸→苹果酸 E．苹果酸→草酰乙酸 16．丙酮酸羧化酶的活性可被下列哪种物质激活 A．脂肪酰辅酶A B．磷酸二羟丙酮C．异柠檬酸 D．乙酰辅酶A E．柠檬酸 17．下列化合物异生成葡萄糖时净消耗ATP最多的是 A．2分子甘油B．2分子乳酸C．2分子草酰乙酸 D．2分子琥珀酸E．2分子α-酮戊二酸 18．位于糖酵解、糖异生、磷酸戊糖途径、糖原合成和糖原分解各条代谢途径交汇点上的化合物是 A．1-磷酸葡萄糖B．6-磷酸葡萄糖C．1，6-二磷酸果糖 D．3-磷酸甘油酸E．6-磷酸果糖 19．动物饥饿后摄食，其肝细胞主要糖代谢途径 A.糖异生 B．糖有氧氧化C．糖酵解 D．糖原分解 E．磷酸戊糖途径 20．下列各中间产物中，那一个是磷酸戊糖途径所特有的 A．丙酮酸 B．3-磷酸甘油醛C．6-磷酸果糖 D．1，3-二磷酸甘油酸 E．6-磷酸葡萄糖酸 21．三碳糖、六碳糖与七碳糖之间相互转变的糖代谢途径是

丙酮酸的测定方法

丙酮酸的测定方法内部编号：（YUUT-TBBY-MMUT-URRUY-UOOY-DBUYI-0128）

实验七丙酮酸含量的测定 一、实验目的 掌握植物组织中丙酮酸含量测定的原理和方法。 二、实验原理 植物样品中的组织液，用三氯乙酸去蛋白质后，其中所含的丙酮酸可与2,4—二硝基苯肼作用，生成丙酮酸—2,4—二硝基苯腙，后者在碱性溶液中呈樱红色，其颜色可用分光光度计测量，与已知丙酮酸标准曲线进行比较，即可求得样品中丙酮酸的含量。 三、实验器材与试剂 1、.实验器材 分光光度计；研钵；具塞刻度试管：20mL×8；容量瓶：100mL×2；移液管： 1mL×15mL×4； 量筒：10mL×1；离心机；天平； 大蒜、大葱或洋葱 2、试剂 （1）8%三氯乙酸(当日配制置冰箱中备用)

（2）1.5mol/L氢氧化钠 （3）0.1%2,4—二硝基苯肼:称取2.4—二硝基苯肼100mL，溶于2mol/LHCl中配成100mL溶液，盛入棕色试剂瓶，保存于冰箱内。 （4）丙酮酸钠 四、实验操作步骤 1.丙酮酸标准曲线的制作： 称取丙酮酸钠7.5mg于烧杯中，用8%三氯乙酸溶解，转入100mL容量瓶中，并用8%三氯乙酸定容，此液为60μg/mL的丙酮酸原液。 取6支试管，按下表数据配制不同浓度的丙酮酸标准液： 1.5mol/L的氢氧化钠溶液，摇匀显色，在520nm波长下比色。做标准曲线。 2.植物样品组织液的提取： 称取植物样品（大蒜、大葱或洋葱）5g，于研钵中加入少许石英沙及少量8%三氯乙酸，仔细研成匀浆，再用8%三氯乙酸洗入100mL容量瓶中（沙留在研钵内），

定容至刻度。静置30min，取10mL匀浆液离心（4000r/min）10min，取上清液备用。 3.组织液中丙酮酸的测定1.5mol/L氢氧化钠溶液，摇匀显色。在520nm波长下比色，记录吸光度，在标准曲线上查得丙酮酸的含量。 五、结果处理 式中：A—标准曲线中查得的丙酮酸克数。 六、思考题：测定丙酮酸含量的基本原理是什么？

磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶(PEPC)试剂盒说明书

货号：MS2203 规格：100管/96样磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶（PEPC)试剂盒说明书 微量法 正式测定前务必取2-3个预期差异较大的样本做预测定 测定意义： PEPC（EC 4.1.1.31）广泛存在于动物、植物、微生物和细胞中，是催化磷酸烯醇式丙酮酸与二氧化碳反应生成草酰乙酸呈不可逆反应的酶，对三羧酸循环的运转起重要调节作用。 测定原理： 生成草酰乙酸和HPO42-，苹果酸脱氢酶进一步催化草酰PEPC催化磷酸烯醇式丙酮酸和CO 2 乙酸和NADH生成苹果酸和NAD+，在340nm测定NADH减少速率，计算PEPC活性。 自备实验用品及仪器： 紫外分光光度计/酶标仪、台式离心机、可调式移液器、微量石英比色皿/96孔板、研钵、冰和蒸馏水。 试剂的组成和配制： 提取液：100mL×1瓶，4℃保存； 试剂一：液体15 mL×1瓶，4℃保存； 试剂二：粉剂×1瓶，-20℃保存； 试剂三：原液10μL×1支，4℃保存； 试剂三：稀释液5mL×1瓶，4℃保存； 样本的前处理： 1、细菌或培养细胞：先收集细菌或细胞到离心管内，离心后弃上清；按照细菌或细胞数量（104个）：提取液体积（mL）为500~1000：1的比例（建议500万细菌或细胞加入1mL提取液），超声波破碎细菌或细胞（冰浴，功率20％或200W，超声3s，间隔10s，重复30次）；8000g 4℃离心10min，取上清，置冰上待测。 2、组织：按照组织质量（g）：提取液体积(mL)为1：5~10的比例（建议称取约0.1g组织，加入1mL提取液），进行冰浴匀浆。8000g 4℃离心10min，取上清，置冰上待测。 3、血清（浆）样品：直接检测。 测定步骤和加样表： 1、分光光度计或酶标仪预热30min以上，调节波长至340nm，蒸馏水调零。 2、样本测定 （1）在试剂二瓶中加入10mL试剂一和7mL蒸馏水充分混匀，置于37℃（哺乳动物）或25℃（其它物种）水浴5min；用不完的试剂分装后-20℃保存，禁止反复冻融。 （2）试剂三工作液的配制：将试剂三原液：试剂三稀释液=1μL:329μL稀释，混匀，用多少配多少。 （3）在微量石英比色皿或96孔板中加入10μL样本、20μL试剂三、170μL试剂二，混匀，立即记录340nm处20s时的吸光值A1和5min20s后的吸光值A2，计算ΔA=A1-A2。 PEPC活性计算： a.用微量石英比色皿测定的计算公式如下 第1页，共2页

B.丙酮酸合成工艺研究进展

丙酮酸合成工艺的研究进展 王飞娟，张爽，王燕（陕西国际商贸学院，陕西咸阳712046) 摘要：丙酮酸是药物合成与有机合成的重要中间体。本文本要阐述其化学合成法和生物技术法合成的现状、研究进展及其发展前景，并将各种方法进行对比，目的为以后的生产、研究提供参考。 关键词：丙酮酸；化学合成；生物技术；酶催化法；生物工程；微生物发酵法； 丙酮酸[1]，又称ａ-氧代丙酸，结构为CH3COCOOH，是所有生物细胞糖代谢及体内多种物质相互转化的重要中间体，因分子中包含活化酮和羧基基团，所以作为一种基本化工原料广泛应用于化学、制药、食品、农业及环保等各个领域中[2]。丙酮酸可通过化学合成和生物技术多种方法制备。 1 化学合成法 1.1酒石酸脱水脱羧法此法工艺简单易行：将酒石酸与硫酸氢钾混合物在220℃下蒸馏，馏出物再经真空精馏即得丙酮酸。此法的特点是加入导热油之后，在一个均匀体系中进行反应，降低了反应温度，减少氧化程度，可操作性大幅度提高，适合继续反应生成丙酮酸系列产品。其缺点是丙酮酸产率较底，得1g丙酮酸需消耗5g硫酸氢钾。仅原料成本就达8万元每吨，因成本过高而无法为大多数厂家所接受。 1.2乳酸氧化法以乳酸为原料，氧化脱氢一步法生产丙酮酸[3]。但乳酸直接制取丙酮酸非常困难,根据工艺不同必须选用合适的催化剂。可以选择的催化剂有磷酸铁、钼酸碲盐、银、钒等[4]。此法酒石酸的氧化脱羧法相比，具有能耗低、污染小、产率高等优点，适合工业化生产。其缺点是成本也较高，约6万元每吨。 2 生物技术法 生物技术法生产丙酮酸，由于成本较低、产品质量较高、对环境污染小而得到发展，主要有酶催化法和微生物发酵法。 2.1 酶催化法用酶或微生物细胞作催化剂,使葡萄糖或三羧酸循环的某些中间代谢产物,在一定条件下,转化为丙酮酸的技术,称为酶催化法。其主要过程是先进行小规模的微生物培养,菌体收集,直接转化或用载体包埋成固定化酶,然后转化生成丙酮酸[5]。酶催化法设备投资小,能耗低,转化率高,但底物来源较窄、成本比较高约5万元每吨，因此其进一步推广受到限制。 2.2 基因工程技术利用基因重组技术构建高表达乙醇酸氧化酶、过氧化氢酶等的基因工程菌，用于生产丙酮酸的技术。这些酶能催化乳酸与氧反应生成丙酮酸。其技术是先将乙醇酸氧化酶基因和过氧化氢酶基因分别与DNA载体重组，构成重组子，并分别转入宿主细胞，分别获得两种酶高表达的基因工程酵母，按0.713mol/LL-乳酸钠溶液每100ml加湿重转化体5g,同时加一定量渗透剂,在5个大气压下,以70psig氧压通入氧气,5℃搅拌转化4小时，丙酮酸产率大97.7%[6]。本技术底物转化率高，但技术难度大。 2.3微生物发酵法微生物代谢过程中,利用葡萄糖积累丙酮酸的过程称为微生物发酵法。微生物发酵法生产丙酮酸研究已有50年历史，但因丙酮酸高产菌株选育十分困难，虽有一些微生物能够积累丙酮酸，但其产量无法达到工业化要求[7]。该法生产丙酮酸真正取得突破，是在1988年时,日本东丽工业株式会社的研究人员宫田令子和米原辙选育出一系列丙酮酸产量超过50g/L的球拟酵母菌株,使微生物发酵法生产丙酮酸的工业化成为可能。1992年,日本开始采用微生物发酵法生产丙酮酸[8]。产量为400吨每年,成本约为2-3万元每吨。 与化学合成法和酶转化法相比,微生物发酵法因原料来源广,能耗低,污染少,成本低而更具有优越性[9]。但微生物发酵法缺点是转化率比较低,这是因为丙酮酸是糖酵解途径的关键中间产物,在细胞中,丙酮酸作为一种重要的中间代谢产物连接了EMP和TCA中心代谢途径，又与多条分支代谢途径相关联，可转化为多种发酵产物而无法在体内积累。因此需要切断或弱化其进一步代谢,才能使其在细胞中大量积累。即加快葡萄糖向丙酮酸的转化率，减弱向TCA 循环的通量，切断或减弱其分支代谢途径，促进分泌，减弱丙酮酸的再利用，最终实现丙酮酸的大量积累。为达此目的，就必须对微生物发酵法生产丙酮酸的影响因素进行研究。 微生物发酵法生产丙酮酸的影响因素有：菌种选育，营养条件，维生素水平，供氧模式，葡萄糖的质量浓度等等,其最关键的是菌种选育和营养条件[10]。 为了提高微生物发酵法生产丙酮酸的竞争力，对微生物发酵生产丙酮酸的工业化在发酵部分还需要：①进一步改善丙酮酸生产菌的产酸能力和遗传稳定性，提高糖酸转化率，缩短发酵时间；②提高生产菌对高浓度丙酮酸的耐受性，以期进一步提高丙酮酸浓度，便于下游处理；③目前原料成本中葡萄糖的费用占了很大的比例，因此，要提高生产菌株对廉价底物(如糖蜜、淀粉糖)等的利用能力。 今后的研究工作应集中在：①在保证细胞正常代谢的前提下，尽可能减少丙酮酸的降解或转化，这是获得丙酮酸高产量和高产率的必要条件；②加快从葡萄糖到丙酮酸的代谢速度，以确保获得丙酮酸的高生产强度。

磷酸烯醇式丙酮酸羧激酶(PEPCK)试剂盒说明书

货号：MS3500 规格：100管/96样磷酸烯醇式丙酮酸羧激酶（PEPCK)试剂盒说明书 微量法 正式测定前务必取2-3个预期差异较大的样本做预测定 测定意义： PEPCK（EC 4.1.1.32）广泛存在于动物、植物、微生物和细胞中，催化草酰乙酸转化为磷酸烯醇式丙酮酸，是调节糖异生途径的关键酶。 测定原理： ，丙酮酸激酶和乳酸脱氢酶进一步依次催化PEPCK催化草酰乙酸生成磷酸烯醇式丙酮酸和CO 2 NADH氧化生成NAD+，在340nm下测定NADH下降速率，即可反映PEPCK活性。 自备实验用品及仪器： 分光光度计/酶标仪、台式离心机、可调式移液器、微量石英比色皿/96孔板、研钵、冰和蒸馏水。 试剂的组成和配制： 提取液：液体100mL×1瓶，4℃保存； 试剂一：液体18 mL×1瓶，4℃保存； 试剂二：液体16.5uL×1支，4℃保存； 试剂三：粉剂×1支， -20℃保存； 试剂四：粉剂×1支，-20℃保存； 样本的前处理： 1、细菌或培养细胞：先收集细菌或细胞到离心管内，离心后弃上清；按照细菌或细胞数量（104个）：提取液体积（mL）为500~1000：1的比例（建议500万细菌或细胞加入1mL提取液），超声波破碎细菌或细胞（冰浴，功率20％或200W，超声3s，间隔10s，重复30次）；8000g 4℃离心10min，取上清，置冰上待测。 2、组织：按照组织质量（g）：提取液体积(mL)为1：5~10的比例（建议称取约0.1g组织，加入1mL提取液），进行冰浴匀浆。8000g 4℃离心10min，取上清，置冰上待测。 3、血清（浆）样品：直接检测。 测定步骤： 1、分光光度计或酶标仪预热30min以上，调节波长至340nm，蒸馏水调零。 2、工作液的配制：临用前将试剂二和试剂三转移到试剂一中混合溶解待用；用不完的试剂分装后-20℃保存，禁止反复冻融。 3、试剂四的配制：临用前加入1mL蒸馏水充分溶解待用；用不完的试剂分装后-20℃保存，禁止反复冻融。 4、将工作液和试剂四置于37℃(哺乳动物)或25℃(其它物种)预热5分钟。 5、在微量石英比色皿或96孔板中加入10μL样本、10μL试剂四和180μL工作液，立即混匀，记录340nm处初始吸光值A1和 1min后的吸光值A2，计算ΔA=A1-A2。 注意：在该试剂盒中，若ΔA大于0.1，需将样本用提取液稀释适当倍数后测定，使ΔA小于0.1可提高检测灵敏度。计算公式中乘以相应稀释倍数。 第1页，共2页

丙酮酸合成工艺的研究进展

科技专论 丙酮酸合成工艺的研究进展 陕西国际商贸学院（陕西咸阳） 王飞娟 张爽 王燕 【摘 要】丙酮酸是药物合成与有机合成的重要中间体。本文本要阐述其化学合成法和生物技术法合成的现状、研究进展及其发展前景，并将各种方法进行对比，目的为以后的生产、研究提供参考。 【关键词】丙酮酸；化学合成；生物技术；酶催化法；生物工程；微生物发酵法 丙酮酸[1]，又称ａ-氧代丙酸，结构为CH 3 COCOOH，是所有生物细胞糖代谢及体内多种物质相互转化的重要中间体，因分子中包含活化酮和羧基基团，所以作为一种基本化工原料广泛应用于化学、制药、食品、农业及环保等各个领域中[2]。丙酮酸可通过化学合成和生物技术多种方法制备。 1、化学合成法 1.1 酒石酸脱水脱羧法 此法工艺简单易行：将酒石酸与硫酸氢钾混合物在220℃下蒸馏，馏出物再经真空精馏即得丙酮酸。此法的特点是加入导热油之后，在一个均匀体系中进行反应，降低了反应温度，减少氧化程度，可操作性大幅度提高，适合继续反应生成丙酮酸系列产品。其缺点是丙酮酸产率较底，得1g丙酮酸需消耗5g硫酸氢钾。仅原料成本就达8万元每吨，因成本过高而无法为大多数厂家所接受。 1.2 乳酸氧化法 以乳酸为原料，氧化脱氢一步法生产丙酮酸[3]。但乳酸直接制取丙酮酸非常困难,根据工艺不同必须选用合适的催化剂。可以选择的催化剂有磷酸铁、钼酸碲盐、银、钒等[4]。此法酒石酸的氧化脱羧法相比，具有能耗低、污染小、产率高等优点，适合工业化生产。其缺点是成本也较高，约6万元每吨。 2、生物技术法 生物技术法生产丙酮酸，由于成本较低、产品质量较高、对环境污染小而得到发展，主要有酶催化法和微生物发酵法。 2.1 酶催化法 用酶或微生物细胞作催化剂,使葡萄糖或三羧酸循环的某些中间代谢产物,在一定条件下,转化为丙酮酸的技术,称为酶催化法。其主要过程是先进行小规模的微生物培养,菌体收集,直接转化或用载体包埋成固定化酶,然后转化生成丙酮酸[5]。酶催化法设备投资小,能耗低,转化率高,但底物来源较窄、成本比较高约5万元每吨，因此其进一步推广受到限制。 2.2 基因工程技术 利用基因重组技术构建高表达乙醇酸氧化酶、过氧化氢酶等的基因工程菌，用于生产丙酮酸的技术。这些酶能催化乳酸与氧反应生成丙酮酸。其技术是先将乙醇酸氧化酶基因和过氧化氢酶基因分别与DNA载体重组，构成重组子，并分别转入宿主细胞，分别获得两种酶高表达的基因工程酵母，按0.713mol/LL-乳酸钠溶液每100ml加湿重转化体5g,同时加一定量渗透剂,在5个大气压下,以70psig氧压通入氧气,5℃搅拌转化4小时，丙酮酸产率大97.7%[6]。本技术底物转化率高，但技术难度大。 2.3 微生物发酵法 微生物代谢过程中,利用葡萄糖积累丙酮酸的过程称为微生物发酵法。微生物发酵法生产丙酮酸研究已有50年历史，但因丙酮酸高产菌株选育十分困难，虽有一些微生物能够积累丙酮酸，但其产量无法达到工业化要求[7]。该法生产丙酮酸真正取得突破，是在1988年时,日本东丽工业株式会社的研究人员宫田令子和米原辙选育出一系列丙酮酸产量超过50g/L的球拟酵母菌株,使微生物发酵法生产丙酮酸的工业化成为可能。1992年,日本开始采用微生物发酵法生产丙酮酸[8]。产量为400吨每年,成本约为2-3万元每吨。 与化学合成法和酶转化法相比,微生物发酵法因原料来源广,能耗低,污染少,成本低而更具有优越性[9]。但微生物发酵法缺点是转化率比较低,这是因为丙酮酸是糖酵解途径的关键中间产物,在细胞中,丙酮酸作为一种重要的中间代谢产物连接了EMP和TCA中心代谢途径，又与多条分支代谢途径相关联，可转化为多种发酵产物而无法在体内积累。因此需要切断或弱化其进一步代谢,才能使其在细胞中大量积累。即加快葡萄糖向丙酮酸的转化率，减弱向TCA循环的通量，切断或减弱其分支代谢途径，促进分泌，减弱丙酮酸的再利用，最终实现丙酮酸的大量积累。为达此目的，就必须对微生物发酵法生产丙酮酸的影响因素进行研究。 微生物发酵法生产丙酮酸的影响因素有：菌种选育，营养条件，维生素水平，供氧模式，葡萄糖的质量浓度等等,其最关键的是菌种选育和营养条件[10]。 为了提高微生物发酵法生产丙酮酸的竞争力，对微生物发酵生产丙酮酸的工业化在发酵部分还需要：①进一步改善丙酮酸生产菌的产酸能力和遗传稳定性，提高糖酸转化率，缩短发酵时间；②提高生产菌对高浓度丙酮酸的耐受性，以期进一步提高丙酮酸浓度，便于下游处理；③目前原料成本中葡萄糖的费用占了很大的比例，因此，要提高生产菌株对廉价底物(如糖蜜、淀粉糖)等的利用能力。 今后的研究工作应集中在：①在保证细胞正常代谢的前提下，尽可能减少丙酮酸的降解或转化，这是获得丙酮酸高产量和高产率的必要条件；②加快从葡萄糖到丙酮酸的代谢速度，以确保获得丙酮酸的高生产强度。 随着人民生活水平的不断提高，丙酮酸的应用范围日渐扩大，需求不断增长，但丙酮酸系列产品大多需要进口且价位较高。其生产工艺的改革并实现工业化势在必行。传统工艺生产的产品质量差、成本高且对环境污染大。而生物技术法的工艺更为绿色，更为对环境友好，生物技术法新工艺取代传统工艺指日可待，前景广阔，值得进一步研究。 参考文献 [1] 胡兵，龙化云，黄光斗．丙酮酸的合成研究进展[J]．化工时刊，2003,17:18-20 [2] 刘立明，李寅，陈坚．光滑球拟酵母发酵生产丙酮酸[J]．精细与专用化学品，2003,23:15-18 [3] 顾劲松，许平，李铁林，等．乳酸氧化酶转化乳酸产丙酮酸[J]．应用与环境生物学报，2001(6): 617-620 [4] 杨辉琼，易翔，郭贤烙．乳酸氧气氧化法制备丙酮酸[J]．化工世界，2002,6:307-309 [5] 穆晓清．酶促生物转化丙酮酸生产的研究[J]．工业微生物，2004,34(4),38-41 [6] Davad L A，Robert D，Vincent G W．US5,538,875[J]．1996 [7] 牟弈，诸葛健．发酵法生产丙酮酸[J]．中国酿造，2000(5): 1-3 [8] 占桂荣，高年发．不利用丙酮酸的丙酮酸生产菌的选育[J]．生物加工过程，2006,4(4): 32-36 [9] 李寅，陈坚，伦世仪．维生素在丙酮酸过量合成中的重要作用[J]．微生物学报，2000,40(5): 528-534 [10] 袁辉，华子春．丙酮酸野生酵母菌的筛选及其生理生化特性研究[J]．微生物学杂志，2001,21: 12-14 192 《科技与企业》杂志 2012年1月（下）

丙酮酸(pyruvic acid PA)含量测定试剂盒使用说明

丙酮酸（pyruvic acid PA）含量测定试剂盒使用说明 货号：BC0970 规格：50管/48样 产品内容： 提取液：液体50mL×1瓶，4℃保存； 试剂一：液体5mL×1瓶，4℃保存； 试剂二：液体25mL×1瓶，4℃保存。 产品说明： 丙酮酸通过乙酰CoA连接葡萄糖、脂肪酸和氨基酸三大代谢，起着重要的枢纽作用。丙酮酸与2,4-二硝基苯肼作用，生成丙酮酸-2,4-二硝基苯腙，在碱性溶液中呈樱红色。需自备的仪器和用品： 可见分光光度计、台式离心机、可调式移液器、1mL玻璃比色皿、研钵、冰、蒸馏水。操作步骤： 一、丙酮酸提取： 1、细菌或培养细胞：先收集细菌或细胞到离心管内，离心后弃上清；按照细菌或细胞数量（104个）：提取液体积（mL）为500~1000：1的比例（建议500万细菌或细胞加入1mL提取液），超声波破碎（冰浴，功率20％或200W，超声3s，间隔10s，重复30次），静置30min，8000g，常温离心10min，取上清待测。 2、组织：按照组织质量（g）：提取液体积(mL)为1：5~10的比例（建议称取约0.1g组织，加入1mL提取液），进行冰浴匀浆，静置30min，8000g，常温离心10min，取上清待测。 3、血清（浆）样品：按照血清（浆）体积（mL）：提取液体积(mL)为1：5~10的

比例（建议取0.1mL血清（浆）加入1mL提取液），进行冰浴匀浆，静置30min，8000g，常温离心10min，取上清待测。 二、测定步骤： 1、分光光度计预热30min以上，调节波长至520nm，蒸馏水调零。 2、取300μL样本+100μL试剂一于1.5mL EP管中，混匀，静置2min，加入500 μL试剂二，混匀，于520nm波长处测定管吸光值A。 三、丙酮酸含量计算： 1、标准条件下测定回归方程为y=0.0466x+0.0675；x为丙酮酸钠含量（μg/mL）， y为吸光值。 2、按照血清（浆）体积计算 丙酮酸含量（μg/mL）=[(A-0.0675)÷0.0466×V1]÷（V3×V1÷V2）=214.6× (A-0.0675) 3、按照蛋白浓度计算 丙酮酸含量（μg/mg prot）=[(A-0.0675)÷0.0466×V1]÷(V1×Cpr)=21.46× (A-0.0675)÷Cpr 4、按照样品质量计算 丙酮酸含量（μg/g鲜重）=[(A-0.0675)÷0.0466×V1]÷(W×V1÷V2）=21.46×(A-0.0675)÷W 5、按照细菌或细胞密度计算 丙酮酸含量（μg/104cell）＝[(A-0.0675)÷0.0466×V1]÷（500×V1÷V2）=0.043×(A-0.0675) V1：加入反应体系中样本体积，0.3mL；V2：加入提取液体积，1mL；V3：加入血清（浆）

稗草磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶_PEPCase_基因的克隆与分析

Vol .31,No .10 pp .1365-1369　Oct .,2005 作　物　学　报 ACTA AGR ONOMICA SINICA 第31卷第10期 2005年10月　1365～1369页 稗草磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶(PEPCase )基因的克隆与分析 张桂芳 1,3 　赵　明 2,＊ 　丁在松2　张　丽1　肖俊涛 1 (1中国农业大学农学与生物技术学院,北京100094;2中国农业科学院作物科学研究所,北京100081;3 北京师范大学生命科学学院,北京 100875) 摘　要:为揭示C 4野生植物稗草(Echino chlo a crus galli )PEPCase 的结构和功能特点,探索改善作物高光效新途径,克隆了稗草(E .crusgalli )磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶基因(ppc )的cDNA 全长,测序及同源性比较分析结果证实,稗草ppc 的cDNA 全长为2886bp ,编码961个氨基酸(GenBank 登录号:AY251482);核苷酸序列与谷子(Setaria italica )C 3型、高粱(Sorghum bicolor )C 3-2型、玉米(Z ea mays )C 3-2型、水稻(Oryza sativa )C 3型磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶基因的同源率分别达94.8%、93.2%、93.0%和89.7%。推导的氨基酸序列中C 末端第771位氨基酸是丙氨酸(A ),表明是一个C 3型基因。与其他植物几种不同形式PE PCase 进行的多重序列比对与系统进化分析结果也证实,此基因的核苷酸序列及其编码的氨基酸序列与所有参与对比的C 3型序列的同源性均远远高于与C 4型的同源性。与玉米、高粱C 3-2型PEPCase 的同源性分别高达96.5%、96.4%,与高粱、玉米的C 3-1型PEPCase 的同源性分别为84.3%、83.8%,而与谷子、玉米、甘蔗和高粱的C 4型PEPCase 的一致性相对较低,分别为82.2%、79.1%、77.1%和76.6%。因此进一步推论新克隆的稗草ppc 基因属于C 3-2型。对其编码的蛋白序列进行了结构域、活性位点和功能位点预测。关键词:稗草;磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶;基因克隆与分析中图分类号:S451 Cloning and Characterization of Phosphoenolpyruvate Carboxylase Gene from Ech inochloa crusgalli ZHANG Gui -Fang 1,3,ZHAO Ming 2, ＊ ,DI NG Zai -Song 2,ZHANG Li 1,XI AO Jun -Tao 1 (1C o lleg e o f Ag ro n o my a nd Bio -te chn ol og y o f Ch ina Ag ric ultu ralUn ive rs ity ,Bei jin g 100094;2In stitu te o f C ro p Scien ces ,C AAS ,Beij ing 100081;3C ol leg e o f Life Sci enc e ,Bei jing No r mal Unive rs ity ,Beijin g 100875,Ch ina ) Abstract :Phosphoenolpyruvate carboxylase (PEP Case )has a variety of functions in plants .In order to eluc idate structur al and functional char ac ters of PEPCase fr om Echinochloa c rusgalli ,and searc h a ne w approach to improve crops photosynthesis ,a full -length c DNA for PEPCase was isolated from E .c rusgalli .Using the progr am of Blast on NCBI GenBank database ,the sequence pr esented a ver y high match with the genes from other plants .After alignment on ClustalW program ,the identities of the cloned fr agment with PEP Case genes fro m Se taria italica C 3-for m ,Sorghum valgare C 4-for m ,Zea mays C 4-for m and Oryza sativa C 3-form were about 94.8%,93.2%,93.0%and 89.7%,r espectively .E .c rusgalli ppc OR F is 2886bp ,enc oding 961amino acid residues .The sequence has been submitted to the GenBank database ,the acc ession number is AY251482.Alignment and phylogenetic anal ysis of the amino acid sequenc e deduced fr om the fragment and the PEPCase sequences of other plants r etrieved from GenBank were carr ied out by Clustal W pr ogra m ,which showed that the sequenc es ho mology of E .crusgalli with C 3-for m was higher than with C 4-for m .To identify amino acid residues and or domains r esponsible for C 4 C 3-specific properties ,we found the putative amino acid sequenc e contains a C 3conserved alanine at position 771,and the sequence shared a homology of 96.5%,96.4%with the C 3-2-for m PEPCase of Zea mays and Sorghum valgare ,83.8%,84.3%with the C 3-1-for m PEPCase of Ze a mays and Sorghum valgare ,and 82.2%,79.1%,77.1%,76.6%with the C 4-form PEPCase of S .italica ,Z .mays ,S .spontaneum and Sorghum valgare .In conclusion ,the cloned sequence is a C 3-2-for m of PEPCase gene fr om E .c rusgalli .The do main ,active sites and fuction sites of Echinoc hloa crusgalli PEPC pr otein are predicted .Key words :Echinoc hloa crusgalli ;Phosphoenolpyr uvate c ar boxylase (PEPCase );Gene cloning and char acterization 基金项目:国家重点基础研究和发展规划(973)项目:作物高效抗旱的分子生物学及遗传学基础(2003CB114300);作物抗旱的遗传学基础 (2003CB114301)。国家研究与开发专项(863):优质、抗逆转基因新品种(系)的选育与转基因技术创新研究(JY03-B -11)。作者简介:张桂芳,女,博士,作物生理专业。＊通讯作者:赵明,男,博士,作物栽培专业。Tel :010-********. R eceived (收稿日期):2004-10-20,Accepted (接受日期):2005-01-18.

丙酮酸含量测定

丙酮酸含量测定 一、目的：丙酮酸是一种重要的中间代谢物。通过本实验掌握测定植物组织中丙酮酸含量的原理和方法，增加对代谢的感性认识。 二、原理：植物样品组织液用三氯乙酸除去蛋白质后，其中所含的丙酮酸可与 2,4- 二硝基苯阱反应，生成丙酮酸一 2 ， 4 一二硝基苯踪，后者在碱性溶液中呈樱红色，其颜色深度可用分光光度计测量。与同样处理的丙酮酸标准曲线进行比较，即可求得样品中丙酮酸的含量。 三、仪器、试剂、材料 1、1.5 mol/L NaOH 2、 8% 三氯乙酸 3、 0.1% 2,4 一二硝基苯肼 4 、丙酮酸标准液 5、.材料大蒜的鳞茎。 四、操作步骤 1、.植物材料提取液的制备 称取 0.5—1g大蒜于研钵内加适量 8% 三氯乙酸，仔细研成匀浆，再用 8% 三氯乙酸洗入 25ml 容量瓶，定容至刻度。塞紧瓶塞，振摇提取，静置 30min 。取约 10ml 匀浆液离心（ 4000 r/min ） 10min ，上清液备用。 2、标准曲线制作（略） 3、.组织液中丙酮酸的测定 取 1. 0ml 上清液于一刻度试管中，加 2ml 8 ％三氯乙酸，加 1.0ml 0.1％2.4 －二硝基苯肼液，摇匀，再加 5.0 ml 1.5mol/L, NaOH 溶液，摇匀显色，10min 后在 520 nm 波长下比色，记录吸光度，在标准曲线上查得测定管的丙酮酸含量。 五、结果处理

丙酮酸含量（mg/g鲜重）=A*V*稀释倍数/样品重(g)*1000

式中， A 为在标准曲线上查得的丙酮酸的微克数。 V为提取液体积。 六、注意事项 1. 所加试剂的顺序不可颠倒，先加丙酮酸标准液或待测液，再加 8% 三氯乙酸，最后加 1.5mol/ L NaOH 。 2 .应反应 10min 后再比色。

磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶(PEPC)活性检测试剂盒说明书 微量法

磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶（PEPC）活性检测试剂盒说明书微量法 注意：正式测定之前选择2-3个预期差异大的样本做预测定。 货号：BC2195 规格：100T/96S 产品内容： 提取液：液体100mL×1瓶，4℃保存； 试剂一：液体15mL×1瓶，4℃保存； 试剂二：液体2mL×1瓶，4℃保存； 试剂三：液体2mL×1瓶，4℃保存； 试剂四：粉剂×1瓶，-20℃保存，临用前加入2mL双蒸水充分溶解待用；可分装后-20℃保存，避免反复冻融； 试剂五：粉剂×1瓶，-20℃保存，临用前加入2mL双蒸水充分溶解待用；可分装后-20℃保存，避免反复冻融； 试剂六原液：液体10μL×1支，4℃保存； 试剂六稀释液：液体5mL×1瓶，4℃保存； 试剂七：粉剂×1瓶，-20℃保存，临用前加入5mL双蒸水，用不完的试剂可分装后-20℃保存，避免反复冻融； 试剂六工作液的配制：将试剂六原液：试剂六稀释液=1μL:329μL稀释，用多少配多少。 产品说明： 磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶（EC4.1.1.31）广泛存在于植物和微生物中，是催化磷酸烯醇式丙酮酸与二 氧化碳反应生成草酰乙酸呈不可逆反应的酶，同时也是C4植物和CAM植物固定CO 2 的关键酶，对三羧酸循环的运转起重要调节作用。 PEPC催化磷酸烯醇式丙酮酸和CO 2生成草酰乙酸和HPO 4 2-，苹果酸脱氢酶进一步催化草酰乙酸和NADH 生成苹果酸和NAD+，在340nm测定NADH减少速率，计算PEPC活性。

试验中所需的仪器和试剂： 紫外分光光度计/酶标仪、台式离心机、水浴锅、微量石英比色皿/96孔UV板、可调式移液枪、研钵/匀浆器、冰和蒸馏水。 操作步骤： 一、粗酶液提取： 组织：按照组织质量（g）：提取液体积(mL)为1：5~10的比例（建议称取约0.1g组织，加入1mL提取液）进行冰浴匀浆，然后，8000g，4℃，离心20min。 细菌或细胞：按照细菌或细胞数量（104个）：提取液体积（mL）为500~1000：1的比例（建议500万细胞加入1mL提取液），冰浴超声波破碎细胞（功率300w，超声3秒，间隔7秒，总时间3min）；然后8000g，4℃，离心20min，取上清置于冰上待测。 二、测定步骤： 1、分光光度计/酶标仪预热30min以上，调节波长至340nm，蒸馏水调零。 2、工作液的配制：按体积比试剂二、试剂三、试剂四、试剂五、试剂六工作液、试剂七=15:15:15:15:19:19 的比例混合。工作液现用现配。 3、操作表： 试剂名称(μL)测定管空白管 试剂一9090 工作液9090 样本20- 蒸馏水-20 在微量石英比色皿/96孔UV板中分别加入上述试剂，充分混匀后于340nm处测定10s时的吸光值A1，迅速置于30℃水浴或培养箱5min（酶标仪有控温功能可将温度调至30℃），拿出迅速擦干测定310s时的吸光值A2，计算△A测定管=A1测定-A2测定，△A空白管=A1空白-A2空白，△A=△A测定管-△A空白管。空白管只需做一次。 三、PEPC酶活计算：

丙酮酸_酯_的合成方法评述

丙酮酸(酯)的合成方法评述 姜胜斌,喻宗沅,袁　华(湖北省化学研究所,湖北武汉430074) 摘　要:介绍了制备丙酮酸(酯)的几种方法,并对其优缺点进行了评述。 关键词:丙酮酸;丙酮酸盐;氧化;催化剂 中图分类号:TQ225162 文献标识码:A 文章编号:1004-0404(1999)05-0001-03 1　前言 丙酮酸是一种十分重要的有机化工中间体,在农 药方面可作杀菌剂、除草剂;在医药方面可作镇静 剂[1]、抗病毒剂以及用于合成治疗高血压的药物[2],在 化妆品方面可作增白剂[3]、抗氧剂[4],丙酮酸乙酯还可 用作食品添加剂,此外,将丙酮酸乙酯作为一种高效 的活性成分加入到空气清新剂中,可有效地清除空气 中的氨及甲硫醇[5],在生化研究中,丙酮酸可用作检定 伯醇和仲醇的试剂,检定脂肪胺的显色剂,并可用来 测定转氨酶。 丙酮酸是糖类代谢和酶化的碳水化合物降解的中 间产物,通过羰基酶的作用丙酮酸转化为乙醛和二氧 化碳,肌肉中的丙酮酸(由糖原衍生而来),在运动时 还原为乳酸而在休息时又重新氧化,并部分重新转化 为糖原。肝脏能够将丙酮酸转化为丙氨酸[6]。近年来丙 酮酸盐作为营养剂被广泛使用而使得需求剧增。自 1881年E rlenm eyer首次提出由酒石酸二酯脱水、脱 羰合成丙酮酸酯的方法以来,又有多种合成方法问世, 现按原料路线将除发酵法以外的几种主要的合成方法 概述如下。 2　合成工艺 211　酒石酸(盐)法 21111　酒石酸法[7] 将酒石酸与焦硫酸钾或硫酸氢钾充分拌匀后,投 入搪玻璃反应锅里,用油浴加热至180℃左右,固体开 始熔融,并有大量气泡上升,开动搅拌器,打散泡沫, 防止溢出,再升温至220℃,即有丙酮酸蒸出,再将馏 出物减压蒸馏,收集75～80℃ 3825Pa馏分,即得到 产品丙酮酸,产率可达到50%～55%。这是常规的较 为传统的生产方法,其反应式为: CHOHCOOH CHOHCOOH 焦硫酸钾 或硫酸氢钾CH3C COOH 目前,我国的主要生产厂家均采用此法,它的最 大缺点是成本过高,产品售价达到15万元 t。 21112　酒石酸盐法 美国专利[8]曾有过这方面的报道:将酒石酸盐(单 钾盐)与H2SO4混合,在240℃左右作用40m in,经 分离提纯后可得85%的丙酮酸,该路线自1979年 Feldm an提出来之后,至今尚未工业化,其可行性有待 进一步论证。 212　丙酮法 该法以丙酮作为原料,将丙酮和Se、Sn或T e的 氧化物(如:SeO2)在室温下混合、搅拌3h可得到 70%丙酮酸[9]。该法原料易得,而且原料价格较低(丙 酮3400元 t),但由于反应副产物较多,产品不易提 纯,因而大大限制了该方法的推广。 213　羟基丙酮法[10] K iyou ra和T adam itsu[11]连续数次在专利中提出 这一路线:将羟基丙酮(HOCH2OM e)在5%的Pd2 PbCO3 C存在下与空气在45℃的水溶液中进行反应, 通过增加N aOH的用量调节pH值在815～913之间, 保持95m in,此后,pH值可降到718。用此法可得到 丙酮酸的钠盐,收率70%,但由于羟基丙酮不易得到, 限制了这种路线的发展。 214　丙酮醛法 丙酮醛的生产方法[12,13]比较成熟,一般利用1,22 丙二醇在A g催化剂存在下氧化脱氢制得。有关这方 面的文献资料很多,如果我们对丙酮醛作进一步处理 就可得到丙酮酸[14],将C l2通过M eCOCHO的水溶液 中,在22～24℃下反应10h得到浓度为8215%的丙 酮酸,选择性8715%,但由于成本过高,这种方法尚 未工业化。 215　乳酸(盐)法 21511　以P t C、Pd C作为催化剂[15] 若直接采用P t C或Pd C作催化剂氧化乳酸 1 1999年第5期湖北化工

丙酮酸检测试剂盒(乳酸脱氢酶微板法)

丙酮酸检测试剂盒(乳酸脱氢酶微板法) 简介： 丙酮酸(Pyruvic acid)又称2-氧代丙酸，是参与整个生物体基本代谢的中间产物之一，可通过乙酰CoA 和三羧酸循环实现体内糖、脂肪和氨基酸间的互相转化，丙酮酸在三大营养物质的代谢联系中起着重要的枢纽作用。 丙酮酸是糖无氧代谢的产物，科研工作者常将丙酮酸和乳酸一起研究，并用二者的比值推算循环衰竭的程度。丙酮酸检测可采用酶催化法，该发是使用乳酸脱氢酶(LDH)催化丙酮酸氧化，生成乳酸和NAD +，通过分光光度法或荧光光度法测定NADH 的减少量，进而计算出丙酮酸含量。 通过分光光度比色法(酶标仪)测定340nm 处吸光度的下降速率，据此通过比色分析就可以计算出PA 水平。该试剂盒可用于检测细胞或组织的裂解液或匀浆液、血浆、血清等样品中内源性的丙酮酸含量。该试剂盒仅用于科研领域，不宜用于临床诊断或其他用途。 组成： 操作步骤(仅供参考)： 1、 准备样品： ① 血浆、血清、尿液及其他体液样品：血浆、血清按照常规方法制备后可以直接用于 本试剂盒的测定，尿液通常也可以直接用于测定，-20℃冻存。 ② 细胞或组织样品：取恰当细胞或组织裂解液，如果有必要需进行适当匀浆，低速离 心取上清，-20℃冻存，用于PA 的检测。 ③ 高浓度样品：如果样品中含有较高浓度的PA ，可以使用原有的裂解液或PBS 等进 行稀释，如鸡血清、血浆可稀释5～10倍后检测。 2、 配制标准品工作液：取丙酮酸标准(25mmol/L)稀释液，使浓度达到0.5mmol/L ，即为 标准品工作液-丙酮酸标准(0.5mmol/L)。4℃避光保存24h 有效。 编号 名称 TC0754 120T Storage 试剂(A): 丙酮酸标准(25mmol/L) 1ml 4℃ 避光 试剂(B): 丙酮酸标准稀释液 1ml RT 试剂(C): PA 显色液 C1: PA Assay buffer 30ml 4℃ 避光 C2: NADH 3支 -20℃ 避光 临用前，按C1:C2=10ml:1支的比例混合，即为PA 显色液。 试剂(D): LDH solution 0.2ml -20℃ 避光 使用说明书 1份