辅酶细胞色素c还原酶系的研究——Ⅱ.所谓“水溶性辅酶I细胞色素c还原酶”是不是一个矯作物?

(一)心肌上的輔酶Ⅰ細胞色素c還原酶系活力的最適pH和水溶性輔酶Ⅰ細胞色素c還原酶活力的最適pH顯著不同,酶系物理狀態對酶活力影響頗大。 (二)水溶性輔酶Ⅰ細胞色素c還原酶不能和心肌製劑顆粒上的細胞色素c作用。心肌製劑在經過[2,3]二氫硫基丙醇處理完全破壞原有輔酶Ⅰ細胞色素c還原酶系活力以後仍能抽提出活力很強的水溶性輔酶Ⅰ細胞色素c還原酶。這些以及我們過去曾經討論過的一些事實都說明Mahler等所獲得的水溶性輔酶Ⅰ细胞色素C還原酶是一個矯作物。 (三)本研究指出根據用人為的方法從複雜酶系中抽出的酶的性質簡單地判斷該酶在整個酶系中的作用不一定是可靠的。     

純細胞色素C的簡易製備方法及其若干性質

(一)用陽離子交换劑(synthetic zeolite)直接吸附高等動物心肌抽提液一次,並用3.84M硫酸銨作洗脫劑,即可製得含鐵量0.43%的細胞色素c。因此提供了一個大量製備純細胞色素c的簡單方法。 (二)含鐵量0.43%的細胞色素c,它的550mμ和278mμ光密度的比值,視產品的還原程度而定,其範圍從1.13到1.26,我們所製得的產品,其比值在1.23左右。 (三)我們测量了氧化及還原的細胞色素c(含鐵0.43%)從230mμ到600mμ的吸收光譜,並發現和前人所報告的略有不同。氧化細胞色素c在550mμ的消光係數為0.80×10~4,此值與文獻上的數值相差很多。 (四)我們比較了含鐵量0.43%的細胞色素c和含鐵量0.34%的細胞色素c的一些酶性質,證明他們是相同的;並且兩者都可以變成“內源”細胞色素c。 (五)我們認為現有的實驗證據不足以說明純細胞色素c的含鐵量大於0.43%。     

輔酶細胞色素還原酶系的研究——Ⅰ.還原輔酶Ⅰ与琥珀酸的同時氧化

(一)本報告提供了一個從輔酶Ⅰ,用酶還原法製備還原輔酶Ⅰ的方法。我們所製得的還原輔酶Ⅰ鈉鹽乾粉,可以在低温保存數月而不被氧化。 (二)與心肌製劑中顆粒相結合的輔酶Ⅰ細胞色素還原酶系,和用乙醇抽出的水溶性的輔酶Ⅰ細胞色素還原酶的性質頗不相同。其中比較重要的不同點是對於細胞色素c的親力,前者遠大於後者,其米氏常數僅約為後者的十二分之一。 (三)用一心肌顆粒製劑作為材料,無論用氧或過量之細胞色素c作為氫受體,還原輔酶Ⅰ與琥珀酸同時氧化時的總速度,不等於二者分別氧化時速度之和,而僅等於其中氧化較快者單獨氧化時之速度。但如用[2,6]二氯靛酚作為氫受體時,二者共同氧化時之總速度完全等於二者分別氧化時速度的和。 (四)當用氧或過量之細胞色素c作為氫受體時,琥珀酸與還原輔酶Ⅰ能彼此互相抑制對方氧化的速度。有足夠的實驗材料說明,還原輔酶Ⅰ對於琥珀酸氧化的抑制,不是由於草醯乙酸聚集的緣故。 (五)如果在反應混合物中同時含有琥珀酸脫氫酶的專一抑制劑,丙二酸,則琥珀酸對於還原輔酶Ⅰ氧化作用的抑制即被解除。 (六)根據以上的實驗結果,可以認為,還原輔酶Ⅰ及琥珀酸先通過一個共同的因子與細胞色素c作用。這個共同的因子在一般情形之下,也是這兩個酶系統的速度限制因子。應該指出在我們的實驗中,並未使用任何可能影響酶系統結構的條件,因此我們的結果是在一個比較接近於生理狀態的情形之下獲得的。 (七)應該着重指出,從本報告的結果可以看到,一個用人為的方法從複雜酶系上溶解下來的酶的性質,有時並不能代表這個酶在有組織的酶系統中的真實情况。 (八)我們相信,本報告所說明的兩酶系競爭一個共同因子的一些現象,將为研究複雜酶系之間的相互關係,提供一個新的方法。     

[α]甘油磷酸氧化酶系的組成部份

(一) 在經徹底冲洗的兔骨骼肌製劑中,[L-α]甘油磷酸和琥珀酸的氧化彼此干涉。琥珀酸對[L-α]甘油磷酸氧化的抑制作用能因加入抑制琥珀酸脫氫酶的焦磷酸而解除。 (二) 當用細胞色素c作受體時[L-α]甘油磷酸,還原輔酶I和琥珀酸三者同時氧化時總氧化速度僅相當其中氧化速度最高者即還原輔酶I單獨氧化的速度。[L-α]甘油磷酸氧化酶系也因[2,3]二氫硫基丙醇的處理而失效。 (三) 當用[2,6]二氯酚靛酚作受體時[L-α]甘油磷酸和琥珀酸同時氧化時速度完全等於二底料單獨氧化時速度的和。[L-α]甘油磷酸的氧化不受苯代氨甲酸乙酯的影響。 (四) 本文結果說明[L-α]甘油磷酸的氧化不通過細胞色素b而通過中間因子和細胞色素c連接。     

細菌無細胞酶劑的研究 Ⅰ.一種簡便高效的細菌磨及其在製備大腸桿菌無細胞酶劑上的应用

本文報告了一種簡便高效的細菌磨,其主要構成部分包括一段横置的磨沙硬質滾筒和凹面瓷座。用5,000×g轉速,20分鐘離心收集的大腸桿菌漿作試驗。這種菌漿含水量約為乾菌重的5倍。加入1.3—1.5倍重的玻璃粉(顆粒小於3μ),混合均匀,研磨20—30秒,細菌裂碎率保證在99.99％以上。 將研磨所得混合物懸浮於磷酸鹽緩衝劑中,離心分離得到全提取液。全提取液再以20,000×g轉速,2小時離心分離,將酶劑分為澄清提取液和從碎菌沉澱製成的碎菌懸浮液兩部分。後者所殘留的活菌的氮約佔全氮的10~(-3)—10~(-4)％。利用同一批培養出來的細菌各次研磨製得的酶劑,其酶活力的可重複性程度很高,以琥珀酸氧化酶系的活力來說,各次平均離差範圍僅±10％。不需要加任何輔酶輔基,這兩部分酶劑都能够直接利用空氣中的氧來氧化琥珀酸、L-蘋果酸、L-乳酸、甲酸。澄清提取液部分還可以氧化L-谷氨酸、L-門冬氨酸、延胡索酸和乙醇,並且當它和碎菌部分酶劑混合時,除琥珀酸、甲酸和L-乳酸外對其他底質的氧化活力都大為提高。     

日本血吸虫琥珀酸氧化酶的研究

应用測压法和分光光度法証明了日本血吸虫含有琥珀酸氧化酶,琥珀酸脫氫酶,琥珀酸-細胞色素c还原酶和細胞色素氧化酶等完整系統。血吸虫的琥珀酸氧化酶活力与細胞色素c浓度有关,浓度增加,酶活力上升,在0.4×10~(-5)—2×10~(-5)M之間与酶活力成直綫关系。酶活力与磷酸盐浓度亦有一定关系,浓度愈低,酶活力愈強。在酶作用的最适条件下(琥珀酸鈉,0.02M;細胞色素c,2×10~(-5)M;磷酸盐緩冲液,0.01M,pH7.4)測定合抱成虫匀浆的酶活力,結果为:氧耗量Qo_2=30.3微升/小时/毫克氮量;琥珀酸耗量Q_S=322微克/小时/毫克氮量;延胡索酸产生量Q_F=157微克/小时/毫克氮量。当雌雄虫分別測定时,在等氮量基础上,雌虫酶活力比雄虫高。丙二酸鈉,二乙基二硫代氨基甲酸鈉(銅試剂)和氰化物都能強烈地抑制琥珀酸氧化酶活力。治疗血吸虫病常用的几种銻剂在2×10~(-3)M时,体外試驗,对此酶活力无明显的抑制作用。此外,氰化物除抑制細胞色素氧化酶外,还能抑制琥珀酸脫氫酶(用甲烯蓝方法測定)。与細胞色素c相似,維生素K_3亦能刺激匀浆的呼吸。此外,我們发現了日本血吸虫匀浆經过加热处理后,可以分离出一种耐热的“还原物貭”,对細胞色素c有化学的还原作用。本文还討論了血吸虫琥珀酸的代謝途径和細胞色素系統在呼吸鏈中可能占有重要地位。     

磷脂对呼吸链多酶系统与经胞色素c重组合的影响

磷脂、組氨酸、血清白蛋白在低磷酸浓度时都能提高琥珀酸氧化酶系活力,在最适磷酸浓度时則无明显影响。組氨酸、血清白蛋白在不同磷酸浓度时也都能提高NADH-氧化酶系活力,但在最适磷酸浓度时磷脂对NADH氧化酶系活力反而有明显抑制。細胞色素c与心肌制剂呼吸鰱氧化酶系的重組合不受磷脂、組氨酸或血清白蛋白的影响,从以上这些观察看来,磷脂对呼吸鏈氧化酶系的作用不是专一的。     

血红素对一些黄酶的抑制作用

血红素对一些黄酶都具有强烈的抑制作用,并且血红素过老化以后对一些黄酶活力的抑制程度因受体不同而有显著差别。在相同的抑制剂浓度下,心肌制剂琥珀酸及NADH氧化酶系中以氧气、细胞色素c和PMS为受体时的活力没有影响,但对以正铁氰化钾、DGPIP和细胞色素b为受体时的活力则有明显抑制。对水溶性琥珀酸脱氢酶、黄递酶和NADH-细胞色素c还原酶以不同受体进行反应时的抑制情况也与上述结果相似,说明抑制作用点直接与琥珀酸脱氢酶及NADH脱氢酶有关。老化血红素对黄嘌呤氧化酶的抑制作用不同,它不影响DCPIP为受体时的活力而却抑制细胞色素c的还原。老化血红素对胆硷氧化酶系及α-甘油磷酸氧化酶系的抑制行为与NADH及琥珀酸氧化酶系相似,看来胆硷和α-甘油磷酸脱氢酶可能也都是黄酶。老化血红素对以上黄酶的抑制都是可逆的,并且从检查6个酶系的结果知道这些抑制皆属竞争性类型。     

细胞色素c与呼吸链多酶系统重组合的进一步研究

用缺c心肌制剂进行实验,在低磷酸浓度下,细胞色素c对琥珀酸氧化酶系及NADH氧化酶系的米氏常数都很小(K_m=0.4μM),比高磷酸浓度时低50倍左右,与测定条件下内源细胞色素c的浓度接近。血清白蛋白,组氨酸及某些金属螯合剂如:乙二胺四乙酸钠、8-羟基喹啉、邻二氮菲以及焦磷酸等均可以提高重组合琥珀酸氧化酶系在低磷酸测定系统中的活力,达到高磷酸浓度下细胞色素c饱和时的水平,但是并不影响细胞色素c与这二个酶系的结合能力。在适当条件下,外源细胞色素c可以重新掺入缺c的心肌制剂,并且重组合的心肌制剂似不再与氰化钾反应。     

橘黴素抗生作用之機構 Ⅱ.對於幾種酶系的影響

前文曾報道橘黴素能抑制動物組織和細菌的細胞呼吸。這些結果易使人猜想到此種抗生素可能作用於細胞中存在的酶或酶系。事實上已有人實驗證明橘黴素能抑制金色葡萄球菌的乳酸脫氫酶和微生物的異咯嗪色素酶(flavine enzymes)。現在存在的問題是:橘黴素是否對於其他的酶類,特別是其他呼吸酶類也有顯著作用?是否對於酶都有毒性     

蛋白质的生物合成和核糖核酸的作用

蛋白質的生物合成是許多生物學家所戚興趣的問題。要闡明這個問題中的化學過程,就不是一件簡單的事,對於生物化學家來說,這是一件很艱鉅的任務;主要原因是由於(1)蛋白質的化學結構非常複雜,及(2)現在還不能採用一般無細胞的酶製劑來進行蛋白質合成的研究。到目前為止,世界各國對於蛋白質生物合成問題的探討,雖然是累     

不同來源的原肌球朊化學結構的比較研究 Ⅰ.氨基酸組成與氨基末端結構

在前此的工作中,我們研究了各種不同動物中横紋肌、平滑肌或心肌原肌球朊的抽提、淨化、結晶及與核酸絡合的情况;並比較了幾種原肌球朊的若干物理化學性質。這些工作顯示了從不同種屬動物或不同功能結構的肌肉製備的原肌球朊,在分子大小、溶解度、結晶形狀與核酸絡合的量、聚合能力等多種物理化學性質上,有着細微或顯著的差異。雖然目前還沒找到原肌球朊有任何酶的活力,以與其他肌肉蛋白區分,但就可逆聚合、結晶能力、高度不對稱性、對有機溶劑的穩定性等性質上看,作為一類的蛋白質,原肌球朊是有其特徵的。為了更進一步比較它們在結構上微觀的異同,並深入了解     

正丁醇處理与磷酸酯酶之提取

在研究酵母“酸活性”磷酸酯酶(“acid”phosphatase) 的工作中,作者曾嘗試用各種提取方法,以期獲得較純淨之酶液,該酶甚易失效,各種方法皆未能奏效。至1950年Morton氏發表利用正丁醇處理以提取及淨化不易溶解之酶的工作,該報告中指出正丁醇可使酶與細胞中的脂蛋白(lipoprotein)或類脂質(lipid)分離(特別是磷脂類phospholipids),而獲得酶之水溶液或緩衝劑溶液。     

脱辅基细胞色素c定向于线粒体的转运特异性研究

用分离纯化的完整线粒体和部分细胞器组分,初步研究了脱辅基细胞色素c在细胞内转运的特异性。完整线粒体用差速离心和密度梯度离心的方法,从幼龄鸡心肌组织中获得,对胞内几种细胞器标志酶比活力的测量表明,纯化的线粒体单胺氧化酶活力提高25.6倍,腺苷酸激酶活力提高3.59倍,细胞色素c氧化酶活力提高5.48倍,外膜完整性达90%以上,呼吸控制率大于20。以上数据表明该纯化的线粒体受胞内其它囊泡成分污染少,外膜完整并具有较高的氧化磷酸化偶联效率;在纯化线粒体的同时,得到另两种细胞器组分-内质网和溶酶体囊泡。体外转录翻译的apo.c与上述几个组分的结合实验表明,完整线粒体与apo.c的结合能力明显高于其它组分。     

琥珀酸脱氢酶与线粒体内膜的结合——泛醌的影响

猪心肌制剂经含水4%丙酮抽提除去泛醌(Q)及部分脂后,其琥珀酸细胞色素c 还原酶活力丧失,但在反应系统中添加Q 可恢复此活力。去Q 制剂再经碱处理除去琥珀酸脱氢酶后,与新鲜制备的水溶性琥珀酸脱氢酶重组,其重组活力,包括结合的琥珀酸脱氢酶和琥珀酸细胞色素还原酶活力,与正常重组(未去除Q 的)相比,结果相似,指出Q 对琥珀酸脱氢酶与膜的结合无明显的影响,脂环境也不是重要因素。     

琥珀酸脱氢酶的研究——琥珀酸脱氢酶还原细胞色素c的性质

新鲜制备之水溶性琥珀酸脱氢酶能还原细胞色素c,此还原细胞色素c 之能力与其重组琥珀酸氧化酶系的能力呈平行关系,二者均很快减弱,数小时之内即全部丧失。还原细胞色素c 之能力受金属螯合剂如邻二氮菲,硫茂甲酰基三氟丙酮及组氨酸等试剂的抑制,抗霉素A 对它则无影响。除了能还原细胞色素c 之外,其他如氮蓝四唑、2,6-二氯酚靛酚均可作为受体,并且亦很快失活。泛醌-5不能被还原,以其他受体测活力时,泛醌-5亦无激活作用。经分析,其异咯嗪、非血红素铁以及不稳定硫之比为1∶(8～10)∶10。     

琥珀酸脱氢酶的研究——琥珀酸脱氢酶还原细胞色素c的性质

新鲜制备之水溶性琥珀酸脱氢酶能还原细胞色素c,此还原细胞色素c之能力与其重组琥珀酸氧化酶系的能力呈平行关系,二者均很快减弱,数小时之内即全部丧失。还原细胞色素c之能力受金属螯合剂如邻二氮菲,硫茂甲酰基三氟丙酮及组氨酸等试剂的抑制,抗霉素A对它则无影响。除了能还原细胞色素c之外,其他如氮蓝四唑、2,6-二氯酚靛酚均可作为受体,并且亦很快失活。泛醌-5不能被还原,以其他受体测活力时,泛醌-5亦无激活作用。经分析,其异咯嗪、非血红素铁以及不稳定硫之比为1:(8～10):10。     

高粱雄性不育系及可育系的呼吸酶和游离全蛋白质的电泳分析

为了探讨植物雄性不育的机理,我们在对 高粱雄性不育系及可育系（保持系和恢复系）的 细胞学研究^[2]和细胞化学的比较研究中^[3]发现 小抱子发育过程中,两者在细胞形态、酶、蛋白 质及核酸方面都存在着差异。Alam和Sandal[" 研究了苏丹草花药呼吸酶和蛋白质,发现不育 系细胞色素氧化酶、过氧化物酶和蛋白质的电 泳区带都少于可育系。蛋白质和酶的差异是由 它们的基因直接决定的,所以研究这个问题,有 助于对雄性不育本质的认识。1977和1978年 我们采用了聚丙烯酞胺凝胶电泳法,对高粱雄 性不育系和相应的保持系以及恢复系,在不同 发育时期的幼苗和不同发育时期的花药中的细 胞色素氧化酶、过氧化物酶同工酶和全蛋白质, 进行了电泳分析。所得结果报道于后。     

琥珀酸脱氢酶的研究——Ⅳ.若干螯合剂对重组合的作用

(一)观察了若干金属螫合剂对于SD与AHMP重组成琥珀酸氧化酶系的影响,发现它们都有明显的抑制作用。(二)粗氨酸与OP能抑制SD与AHMP的结合,而氰化钾不抑制它们的结合,但影响组成的琥珀酸细胞色素c还原酶系的电子传递。(三)从螯合剂对重组合的抑制作用可看出SD的铁在重组合中是有功用的。(四)SD与AHMP结合后,以正铁氰化钾为受体测出的琥珀酸脱氢酶活力较之结合前增加3—5倍。关于这有趣现象的原因曾加以讨论,但肯定的解释尚有待于进一步的研究。     

尿素对热带假丝酵母Candida tropicalis合成长链二元酸途径的调节 Ⅱ.几个关键酶活力的消长

前文已报道尿素及尿素结构类似物对长链二元酸的合成酶系既有抑制作用,也有阻遏作用,从而调节了长链二元酸的合成。本文进一步从离体酶系探索过量尿素对热带假丝酵母在烃类氧化过程中有关三羧酸循环,乙醛酸循环,呼吸链,ω和β氧化等几个关键酶活力的消长关系。实验结果证明,过量尿素(0.2%)以上培养菌体的三羧酸循环三个主要脱氢酶,苹果酸脱氢酶,琥珀酸脱氢酶和异柠檬酸脱氢酶(NADP)的比活力分别为正常尿素(0.1%)培养菌体的5.3、3.0、1.7倍。乙醛酸循环关键酶,异柠檬酸裂解酶和苹果酸合成酶分别为正常尿素培养物的2.6和2.8倍。另一方面当尿素过量时ω-氧化酶系活力极微,而β-氧化酶系活力大大提高,以致长链二元酸难以积累。另外过氧化氢酶活力在过量尿素存在时也有显著提高。而谷氨酸脱氢酶、NADH氧化酶和由NAD连结的异柠檬酸脱氢酶在两种菌体内无明显差别。