如細菌 ( 含放線菌類 )、真菌、藻類及其代謝產物之特定製劑,應用於作物生產具有提供植物養分或促進養分利用等功效之微生物物品」( 楊,2010)。微生物施入土壤,容易受土壤理化性質影響其活性
胺基酸簡介胺基酸基本結構是含㆒胺基 ( NH2 ) 以及㆒羧基 ( COOH ) 以及㆒氧原子連結 2 個碳原子。附屬部分 ( R ),稱之為副鍵,通常它表現出每㆒胺基酸獨特之功能及屬性。此項結構對於所屬胺基酸㆒體通用,僅有甘胺酸為同質異構。世㆖有超過 300 種胺基酸存在,但僅有 20 種存在於動物性蛋白質(甘胺酸除外)皆是左旋結構。傳統㆖胺基酸存於動物蛋白質並分為必須胺基酸及非必須胺基酸兩類 ( 見表㆒ )。必須胺基酸無法內因性合成因此在食物㆗攝取是必須的。另類非必須胺基酸意指可在㆟體內合成,此兩大群胺基酸對於尿素平衡以及正常組織生長及新陳代謝維持是必須的。飲食攝取以及身體本身合成胺基酸以利維持整體胺基酸含量。多餘量之胺基酸從尿量排除。若從皮膚、糞便排出過多之胺基酸,就會產生非蛋白合成代謝路徑之先前產物,產生不可逆的變化以及不可還原之氧化反應。食物胺基酸之不平衡供應會導致組織修復減緩的結果。然而過多攝取或特殊胺基酸存在會導致組織及器官毒性。吾㆟已知在特殊情況㆘ ( 譬如:敗血症、創傷、成長 ),內因性可以合成之胺基酸,統稱為非必須性。後者對於㆟體尿素需求是不充足的。也因此,除非這些胺基酸存在於食物㆗,不正常的組織蛋白質代謝終究會發生。而這些胺基酸通常基本㆖會被稱為〝必須的。也因此大部分胺基酸大體分為必須及非必須兩類。事實㆖,係有㆔種胺基酸 ( L-胺基㆛酸、L- ㆝門冬酸及 L-麩胺酸 ) ㆔者皆可經由胺基轉移作用反應來產生,此㆔種乃真正是非必須的 1。
精胺酸與嘧啶形成之關聯已被動物 ( 老鼠 )實驗所證實 54。若飲食㆗缺乏精胺酸,則乳清酸產量大增甚至造成乳清酸尿產生。並且嘧啶生物合成相關之酉每活性增加並且導致嘧啶核 酸合成增加。最令㆟引起興趣的事食物缺乏精胺酸時,將導致 DNA 及 RNA 合成速率大幅減少 54。這些控制路徑之因子大體是複雜的、需要進㆒步來澄清的。然而目前證據指陳肝內精胺酸以及氨的濃度決定胺㆙基磷酸究竟是轉換成尿素或是嘧啶合成。 十、精氨酸與荷爾蒙分泌佛洛依德最先研究指陳㆟類大量攝取蛋白質食物以後會導致血漿㆗胰島素分泌增加 63。此項效應乃是攝取胺基酸之故 63。接㆘來之研究對象是健康自願者並且探討何種胺基酸具此種效應 63 。接受測試者皆空腹八小時,然後接受個別之 胺基酸灌注 ( 劑量從 2.5 至 30 克 ) 不等 63。或是 2 種至 10 種混合精氨酸灌注,實驗結果發現:各種必須胺基酸之混合注劑以及單獨精氨酸 ( 30 克 ) 注射最能引起胰島素分泌 63。注射期間,血糖質會㆖昇且高於正常值,但緊接著會㆘降低於正常值 63 。杜培首先評估精氨酸補充對於胰島素釋放之關係 64。此項研究主要是比較靜脈注射 15 克與十㆓指腸釋放精氨酸 ( 15 克 ) 對於循環㆗胰島素含量之影響 64。結果發現:腸胃道吸收路徑比注射路徑更能刺激胰島素分泌且較持久 64。意謂著:口服胺基酸更能促進腸胃道分泌荷爾蒙。為何注射胰島素則血糖質稍偏高?原因無它,仍是昇糖素分泌升高之故 65。其他研究也顯示精氨酸可促進胰島素胜酉每之荷爾蒙分泌 66。舉例來說,生長激素釋放抑制因子 ( SS ) 以及胰臟多胜月太對於精氨酸灌注皆會產生分泌效果 66。
蛋白質的一級構造決定其立體構造,而蛋白質的立體構造與其生物功能有密切的關係,因此研究蛋白質的功能需了解蛋白質的一級構造 2. 蛋白質一級構造的測定為求出多肽中胺基酸的組成與排列次序 胺基酸的組成分析- 蛋白質經酸水解*後,胺基酸的混合物可利用由 Stein & Moore (1972年諾貝爾化學獎得主)所開發的胺基酸分析儀分析其組成 - 胺基酸的組成可提供多種資訊* * 疏水胺基酸*Aliphatic, Aromatic疏水性胺基酸的排列順序- 可利用胺基酸定序儀取得- Sanger*因定出胰島素分子的構造並提出分析蛋白質一級構造的方法,而獲得1958年諾貝爾化學獎 (Sanger另因提出分析DNA序列的方法,於1980年再獲得諾貝爾化學獎) - 現今,大多數蛋白質的胺基酸序列可由基因的核苷酸序列推知
純化蛋白質的用途 純化所得的蛋白質組成均一,可用於進行活性分析的生理生化研究、析出晶體的結構研究、工業上固定化酵素的應用等 3. 蛋白質分離與純化的原理分離的原理 -可利用蛋白質的分子量大小、帶電特性、精氨酸溶解度或蛋白質與特定物質間的吸附作用等 利用分子量大小的方法- 透析*- 超過濾*- 分子篩或膠體過濾管柱層析* 超過濾(ultrafiltration) 透析(dialysis) 分子篩(molecular sieve)或膠體過濾(gel filtration)管柱層析(column chromatography) 利用帶電特性的方法- 離子交換管柱層析法*- 等電點焦集*在特定pH值時,蛋白質所帶的正、負電荷相等, 蛋白質分子的淨電荷為零,在電場中不移動,此pH值稱為等電點(pI)- 電泳SDS-PAGE (SDS-polyacrylamide gelelectrophoresis)*二維電泳(two-dimensional gel electrophoresis, 2D電泳)*毛細管電泳 離子交換(ion exchange)管柱層析
苗栗地區胡瓜種植面積為 95 公頃、產量達 1,618 公噸,番茄種植面積 43 公頃、產量達 637 公噸,青椒種植面積 18 公頃、產量達 157 公噸。此外,國內草莓生產面積約 509 公頃,產 量約 9,1412 公噸,主要產地包括苗栗、南投、新竹等縣,其中苗栗縣生產面積 451公頃,約占 88.6%,為最重要之產區 ( 農業統計年報,110);草莓與番茄屬於高經濟價值作物,市場價值除產量外,品質與甜度同樣為消費者所重視。隨著環保意識抬頭與安全農產品觀念的提升,對於友善環境及食品安全的重視日與俱增,為改善長期使用化肥養分容易固定於土壤中,造成浪費資源之外更會破壞土壤,最終造成減產、土壤板結、鹽鹼化等問題( 朱等,2021),以生物性農業資材替代部分傳統化學肥料,即成為農業生產中受重視的課題。 「微生物肥料」係指人工培養之微生物製劑,在土壤中利用活體生物之作用以提供作物營養分來源,增進土壤營養狀況或改良土壤之理化、生物性質,藉以增加作物產量及品質者。因此,微生物肥料管理法規明訂微生物肥料「係指其成分含具有活性微生物或休眠孢子,如細菌 ( 含放線菌類 )、真菌、藻類及其代謝產物之特定製劑,應用於作物生產具有提供植物養分或促進養分利用等功效之微生物物品」( 楊,2010)。微生物施入土壤,容易受土壤理化性質影響其活性,為維持微生物活性,土壤需有足夠有機質及適宜的土壤水分、空氣、溫度、酸鹼度,( 曾等, 2014)。微生物肥料能提升作物養分吸收能力,因此在肥料減量下,能達到作物施用全量肥料的效果。但是如果土壤養分不平衡,缺少的養分將成為作物生長限制因子,必須補充缺少的養分,維持土壤養分平衡,避免養分供應成為限制因子 ( 蔡, 2019)。 胺基酸代謝是果實發育的核心, 像是丙胺酸與乙酯形成有關 (Perez et al., 1992),苯丙胺酸和胺基酸會通過莽草酸途徑生物合成花青素苷和類黃酮的前體; Galili et al. (2008) 指出四種核心胺基酸,麩醯胺酸、麩胺酸、天門冬胺酸和天門冬醯胺酸 (Gln,Glu,Asp 和 Asn),先在 TCA 循環(tricarboxylic acid cycle) 中衍生自 α -酮戊二酸和草醯乙酸,再通過各種生化過程轉化所有其他胺基酸。研究指出萵苣施用 9 mmol /L 甘胺酸 4 週,雖不會增加鮮重,但可增加花青素、維生素 C、黃酮類之營養含量 (Yang et al., 2018);而草莓定植後 30 天施用 500 µM 的精胺酸會提升品質 ( 總糖、還原糖、有機酸、花青素苷、酚類、維生素 C) 和產量 ( 第一、二期單株總產量 ) Fariba et al. (2017)。 微生物肥料可以改良土壤的微生物環境,增加土壤生物菌量,改善土壤中的一些固定營養元素,促進農作物根部對養分的吸收 ( 曾,2014),近年來受農委會高度重視,農糧署補助農民購買微生物肥料,補助金額為售價二分之一、每公頃最高可達 5,000 元,本文進一步開發適合蔬果類作物營養健康之胺基酸微生物肥料,並測試其使用方法與應用效果,期望未來能商品化以提供農民新型生物性資材之選擇。 材料與方法一、芽孢桿菌菌種鑑定本研究自苗栗縣大湖鄉之草莓根圈土壤,分離篩選出一株生長快速、並能產生內生孢子之MLBV19-3 菌株,
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