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本文综述了东北林蛙(Rana dybowskii)的生物学分类地位、地理分布、生活习性、形态特征、食性、消化酶的研究进展和经济价值,从生物化学的角度研究了东北林蛙消化酶的性质。文中探讨了①pH和温度对东北林蛙消化系统(将东北林蛙的消化系统分为食道、胃、肠道和肝脏4部分)中主要消化酶的影响;②8种金属离子(K+、Ca2+、Na+、Mg2+、Fe3+、Zn2+、Pb2+、Hg2+)对东北林蛙肝脏中消化酶活性的影响;③采用聚丙烯酰胺凝胶垂直板电泳方法对东北林蛙消化系统的6种同工酶(酯酶同工酶(Esterase)、乙醇脱氢酶同工酶(Alcohol dehydrogenase)、超氧化物酶同工酶(Superoxide)、过氧化物酶同工酶(Peroxidase)、苹果酸脱氢酶同工酶(Malate dehydrogenase)、淀粉酶同工酶(Amylase))和组织蛋白进行分离分析。结果如下: 1.在37℃条件下,设定21个pH梯度(2、2.4、2.8、3.2、3.6、4.0、4.4、4.8、5.2、5.6、6.0、6.4、6.8、7.2、7.6、8、8.4、8.8、9.2、9.6和10.0),测定东北林蛙食道、胃、肠道和肝脏的蛋白酶、脂肪酶和淀粉酶的活力。食道、胃、肠道和肝脏的蛋白酶最适pH分别为6.0、5.6、7.2和8.0;脂肪酶最适pH分别为5.6、4.4、5.2和7.6;淀粉酶最适pH分别为6.0、5.6、6.4和8.0。 2.在最适pH条件下,设定11个温度梯度(20℃、23℃、26℃、29℃、32℃、35℃、38℃、41℃、44℃、47℃和50℃),测定东北林蛙食道、胃、肠道和肝脏的蛋白酶、脂肪酶和淀粉酶的活力。食道、胃、肠道和肝脏蛋白酶最适温度分别为38℃、38℃、32℃和41℃;脂肪酶最适温度分别为38℃、35℃、26℃和26℃;淀粉酶最适温度分别为29℃、41℃、26℃和35℃。东北林蛙消化系统4种组织中,蛋白酶在肝脏中活力最强,活力大小为:肝脏>食道>胃>肠道,差异显著(P﹤0.05);脂肪酶在肠道中活力最强,活力大小为:肠道>肝脏>胃>食道,差异显著(P﹤0.05);淀粉酶在胃中活力最强,活力大小为:胃>食道>肝脏>肠道,差异显著(P﹤0.05)。 3.选用8种金属离子(K+、Ca2+、Na+、Mg2+、Fe3+、Zn2+、Pb2+、Hg2+),设定6个金属离子浓度(2×10-6 mol/L、2×10-5 mol/L、3×10-4 mol/L、3×10-3mol/L、3×10-2 mol/L、4×10-2 mol/L),测定其对东北林蛙肝脏中3种主要消化酶活力的影响。结果显示:蛋白酶在Na+、Mg2+、K+和Fe3+浓度为3×10-4mol/L,Ca2+、Hg2+、Zn2+、Pb2+浓度分别为3×10-3mol/L、2×10-5 mol/L、3×10-2mol/L、2×10-6mol/L时活力最强;脂肪酶在Na+和K+浓度为3×10-4mol/L,Mg2+和Pb2+浓度为3×10-3mol/L,Ca2+、Fe3+和 Zn2+浓度为2×10-5mol/L,Hg2+浓度为2×10-6mol/L时活力最强;淀粉酶在Na+和Pb2+浓度为3×10-4mol/L,Mg2+和Ca2+浓度为3×10-2mol/L,K+浓度为3×10-3mol/L、Zn2+浓度为2×10-5mol/L,Fe3+和Hg2+浓度为2×10-6mol/L时活力最强。各种金属离子在不同浓度条件下对酶活力的影响表现为激活或抑制。 4.分别采用聚丙烯酰胺凝胶垂直板电泳(PAGE)方法和十二烷基硫酸钠–聚丙烯酰胺凝胶垂直板电泳(SDS-PAGE)方法对东北林蛙消化系统中的EST、ADH、POD、SOD、MDH和AMY等6种同工酶和组织蛋白进行分离分析,结果如下: 东北林蛙消化系统中共分离出电泳迁移率为0.464~0.753的EST1~EST18的18条谱带,活力顺序为肝脏﹥肠道﹥食道﹥胃;共分离出电泳迁移率为0.181~0.275的ADH1~ADH5的5条谱带,活力顺序为肝脏﹥食道﹥胃﹥肠道;共分离出电泳迁移率为0.034~0.649的SOD1~SOD16的16条谱带;共分离出电泳迁移率为0.093~0.814的POD1~POD13的13条谱带,4种组织中SOD和PPO活力顺序均为肝脏﹥食道﹥肠道﹥胃;共分离出电泳迁移率为0.067~0.326的MDH1~MDH9的9条谱带,活力顺序为肝脏﹥肠道﹥胃﹥食道;共分离出电泳迁移率为0.138~0.304的AMY1~AMY8的8条谱带,活力顺序为肝脏﹥食道﹥胃﹥肠道。 东北林蛙消化系统4种组织中同工酶表达具有明显的组织特异性:EST、ADH、SOD和POD同工酶在肝脏中谱带最多,活性最强,在胃中谱带最少,活性最弱,与东北林蛙食性和动物肝脏主要吸收消化脂肪相一致;MDH同工酶的表达与肝脏排毒、消除机体疲劳机能相一致;AMY同工酶的表达与蛙类的摄食习性相一致。 东北林蛙消化系统4种组织中组织蛋白电泳分离结果为:共分离出迁移率为0.275~0.978的56条组织蛋白谱带。将电泳图谱从阴极至阳极划分为6个区域(Ⅰ区、Ⅱ区、Ⅲ区、Ⅳ区、Ⅴ区以及Ⅵ区),对各蛋白谱带在这6个区域中的分布情况进行分析。Ⅰ区有2条谱带,分子量大于200KD;Ⅱ区有13条谱带,分子量位于130~200KD之间;Ⅲ区有6条谱带,分子量位于97.4~130KD之间;Ⅳ区有13条谱带,分子量位于66.2~97.4KD之间;Ⅴ区有8条谱带,分子量位于43~66.2KD之间;Ⅵ区有14条带,分子量小于43KD。蛋白质是动物组织中重要的组成成分,东北林蛙消化系统的4个组织中蛋白谱带数分别是:食道有34条谱带,胃有35条谱带,肠道有36条谱带,肝脏有33条谱带。