3.偶联膜的组成和功能

在第2章中,我们已经了解到,构成呼吸作用的氧化一还原反应,是在严格规定的顺序中进行的。从这一方面来说,它们类似于糖酵解、三羧酸循环或脂肪酸氧化循环的多酶途径。然而,又与这些过程不同,呼吸作用和氧化磷酸化是完全与膜相结合的,它们发生于需氧性真核生物的细胞线粒体内膜中,以及细菌的原生质膜中。由于这些膜将呼吸与ATP的合成(以及其它耗能反应)相偶联,因此,通常称     

关于"三羧酸循环"的教学探讨

三羧酸循环(tricarboxylic acid cycle,TCAcycle,也称柠檬酸循环)是在高等植物线粒体中发生的重要的碳代谢途径.它是呼吸作用中葡萄糖有氧分解的主要方式,将糖酵解产物丙酮酸逐步氧化分解为C O 2和H 2O,并生成N A D H、FADH2、ATP.     

酶是怎样进入线粒体内定位的

线粒体是细胞质中的重要细胞器,包含有一整套三羧酸循环和氧化磷酸化的酶系,是细胞分解有机物质,产生能量载体——ATP的基地。有人也把它比喻为细胞的动力站,是生命活动不可缺少的组成部分。大家知道,酶的基本成分是蛋白质,线粒体内有这么多的酶系,其蛋白质少说也有几百种之多。这些蛋白质大都是在细胞质内合成     

朊病毒感染对细胞中三羧酸循环关键催化酶的影响研究

为了研究朊病毒感染对细胞氧化供能的主要途径—三羧酸循环关键催化酶的影响。使用ATP检测试剂盒检测朊病毒感染后细胞的ATP表达情况,采用蛋白免疫印迹方法检测朊病毒感染细胞中三羧酸循环关键催化酶的表达情况;使用细胞免疫荧光对催化酶进行细胞定位;应用线粒体分离试剂盒分离线粒体,检测线粒体中催化酶的表达情况。结果显示朊病毒感染后的细胞ATP表达水平明显降低,进一步检测三羧酸循环过程中三个主要的催化酶,发现这三个催化酶在朊病毒感染的细胞中表达量明显降低,免疫荧光实验显示催化酶与线粒体标志蛋白具有空间共定位现象,并发现在朊病毒感染细胞的线粒体中这三个催化酶的表达也显著降低。本研究发现朊病毒感染细胞中三羧酸循环催化酶的表达量明显降低,导致ATP产能下降,影响细胞代谢水平。     

T细胞的效应功能受有氧糖酵解的转录后调控

非增殖细胞将葡萄糖代谢为丙酮酸,进而进入线粒体的三羧酸循环,通过氧化磷酸化产生还原当量和ATP。然而,增殖细胞如激活的T细胞和癌细胞,它们进行糖酵解,在胞浆中将丙酮酸代谢为乳酸,有充足的氧气可以进行氧化磷酸化(OX-PHOS)。这一现象被称为Warburg效应。显然,后者在提供能量方面效率不如前者,提示这一过程可能有其他功能。之前有学者认为有氧糖酵解在增殖产生子细胞营养物质生物合成的过程中是必需的。但是氧化磷酸化转变为有氧糖酵解是T细胞激活而不是增殖的标志,所以作者希望探索有氧糖酵解对T细胞是否有增殖以外其他方面的功能。他们的研究成果发表在2013年6月6日在线出版的《细胞》(cell)杂志上。     

线粒体呼吸链膜蛋白复合体的结构

线粒体作为真核细胞的重要“能量工厂”,是细胞进行呼吸作用的场所,呼吸作用包括柠檬酸循环和氧化磷酸化两个过程,其中氧化磷酸化过程的电子传递链（又称线粒体呼吸链）位于线粒体内膜上,由四个相对分子质量很大的跨膜蛋白复合体（Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、和Ⅳ）、介于Ⅰ／Ⅱ与Ⅲ之间的泛醌以及介于Ⅲ与Ⅳ之间的细胞色素c共同组成。线粒体呼吸链的功能是进行生物氧化,并与称之为复合物V的ATP合成酶（磷酸化过程）相偶联,共同完成氧化磷酸化过程,并生产能量分子ATP。线粒体呼吸链的结构生物学研究对于彻底了解电子传递和能量转化的机理是至关重要的,本文分别论述线粒体呼吸链复合体Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ和Ⅳ的结构,并跟踪线粒体呼吸链超复合体的结构研究进展。     

牦牛睾丸组织能量代谢相关酶活力的分析

为了解牦牛Bos grunniens睾丸组织在性成熟前后与能量代谢相关的几种酶活力变化,对九龙牦牛睾丸组织中参与糖酵解、三羧酸循环、脂肪酸β-氧化和线粒体呼吸链中几种酶活力做了测定.结果显示,性未成熟的九龙牦牛睾丸组织中β-羟脂酰CoA脱氢酶(HAD)活力显著高于成年九龙牦牛(P<0.01),而乳酸脱氢酶(LDH)、异柠檬酸脱氢酶(ICDH)、细胞色素氧化酶(COX)活力未见显著差异,提示脂肪酸β-氧化在性成熟前的牦牛睾丸组织能量代谢中可能发挥重要作用.     

心力衰竭大鼠心肌线粒体蛋白质组学研究

通过差速离心分离大鼠心肌线粒体,利用蛋白质组学技术构建正常大鼠心肌线粒体蛋白质组表达图谱;选用心肌梗死诱导的心力衰竭大鼠模型,分析比较心力衰竭时心肌线粒体蛋白质表达谱的改变.与正常对照组相比,心力衰竭大鼠心肌线粒体共有188个蛋白点的表达量发生了变化,其中有120个蛋白点表达上调2倍以上,有68个蛋白点表达下调1/2以上（P〈0.05）.对差异表达的蛋白点行胶内酶解后质谱鉴定和数据库检索,对蛋白质进行功能注释、亚细胞定位和生物信息学分析,其中有27个蛋白质涉及能量代谢和氧化应激,其中参与糖酵解及三羧酸循环的蛋白质（酶）表达上调,而参与OXPHOS复合体和脂肪酸代谢的蛋白质（酶）表达下调.研究结果表明,心力衰竭时心肌能量代谢模式发生了改变,底物选择从倾向于脂肪酸转为葡萄糖利用增加,糖酵解增强而脂肪酸氧化能力减低;为心肌缺血性损伤时线粒体结构和功能改变提供了分子依据,在蛋白质水平上阐述了线粒体在心力衰竭发展中的可能机制.     

高等植物中的谷氨酸脱氢酶及其生理作用

谷氨酸脱氢酶普遍存在于植物体内,它虽然不是植物吸收利用氮素的主要成员,但在植物氮代谢中起着重要作用。高等植物的谷氨酸脱氢酶主要存在于线粒体中,以烟酰胺腺嘌呤二核苷酸（NADH)为辅酶。该酶分子量为255-258kD,由六个亚基组成,亚基包括a和b两种类型,存在七种同工酶形式。又能氧化脱铵从而为三羧酸循环提供碳骨架。     

PEPCK通过调控碳代谢来促进肿瘤细胞生长

正细胞的代谢重组在肿瘤细胞生长过程中起着重要作用。传统的观点认为,磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶(PEPCK)在糖异生中起着关键作用,PEPCK能将三羧酸循环中的草酰乙酸转换成糖酵解通路中的磷酸烯醇式丙酮酸,随后在多种酶的作用下最终转换成葡萄糖。然而最近的研究发现,肠道上皮的PEPCK对糖异生的作用并不明显,PEPCK可能是三羧酸循环中的一个     

星形胶质细胞和神经元之间谷氨酸-谷氨酰胺的代谢偶联

谷氨酸-谷氨酰胺循环是星形胶质细胞和神经元代谢偶联最重要的途径之一。在中枢神经系统中葡萄糖经糖酵解和三羧酸循环,合成三羧酸循环的中间产物。神经元因缺乏丙酮酸羧化酶,不能由葡萄糖直接合成谷氨酸,而必须依赖于星形胶质细胞的三羧酸循环来产生作为谷氨酸前体的三羧酸循环中间代谢产物。星形胶质细胞的谷氨酸载体从突触间隙摄取谷氨酸,在星形胶质细胞中转变成谷氨酰胺并释放到细胞外,然后重新被神经元摄取,转变成谷氨酸进入新一轮的循环。本文介绍了该循环,以及星形胶质细胞谷氨酸载体的功能、特性及调控。     

高等植物中的谷氨酸脱氢酶及其生理作用

谷氨酸脱氢酶普遍存在于植物体内,它虽然不是植物吸收利用氮的主要成员,但在植物氮代谢中起着重要作用,高等植物的谷氨酶主要存在于线粒体中,以烟酰胺腺嘌呤二核苷酸（NADH）为辅酶,该酶分子量为255－258kD,由六个亚基组成,亚基包括α和β两种类型,存在七种同工酶形式,它在植物的衰老过程及逆境如高温和水份胁迫等状况下行使其铵同化功能,但在黑暗或碳胁迫条件下又能氧化脱铵从而为三羧酸循环提供骨架。     

糖酵解参与痫性发作时能量代谢及痫性发作终止机制

痫性发作时大量神经元异常同步放电而导致脑内生物能量大量消耗,在此应激状态下,无氧酵解供能系统启动以缓解有氧代谢(三羧酸循环)供能系统的能量供应短缺。研究表明,糖酵解过程作为生物体内重要的旁路供能途径,参与了痫性发作过程,为痫性发作提供能量,而其代谢产物乳酸可能参与痫性发作的终止。现就糖酵解过程参与痫性发作的可能作用机制,从下述两个方面进行综述(1)糖酵解过程在痫性发作能量代谢中的作用;(2)糖酵解过程代谢产物可能影响痫性发作的终止。     

还原型谷胱甘肽(GSH)的功能与应用

<正> GSH是由谷氨酸、半胱氨酸和甘氨酸组成的含巯基的三肽,广泛存在于生物体内。它参与维持细胞的正常氧化还原状态。对于需要巯基的酶有保护与恢复活性的功能,从而促进糖、脂肪与蛋白质代谢。它是多种酶的辅基与辅酶,参与三羧酸循环与糖代谢,使机体获得能量。谷胱甘肽过氧化酶     

由簇毛麦V染色体引起的小麦-簇毛麦染色体代换系、易位系中线粒体蛋白质组的变化(简报)

线粒体是需氧生物中的一种半自主性细胞器.在能量代谢中,它起了一个关键的作用,柠檬酸循环、电子传递和氧化磷酸化过程均在线粒体内完成.线粒体具有高度的生物化学和遗传上的独立性.含有DNA和核糖核蛋白体.负责合成生物体内2%-5%的蛋白质[1].线粒体DNA具有自身复制能力,控制着众多的遗传性状.在植物中广泛存在的细胞质雄性不育则被认为是由线粒体基因组控制的性状[2].     

粘虫Leucania separata Walker蛾飞翔肌线粒体的氧化磷酸化作用和呼吸控制

线粒体是细胞呼吸代谢和能量代谢的中心,有关它的结构和机能是近代生物化学研究中极活跃的领域之一。氧化磷酸化作用,即电子在呼吸链传递过程中偶联有高能磷酸键(腺苷三磷酸ATP)的合成,是线粒体的主要机能,也是研究生物能代谢的重要方面。 氧化磷酸化作用已经在几种昆虫飞翔肌线粒体中被研究过(Sacktor,1961;Slater,1960;Лю Шу-сэнь,1962)。早期研究结果证明,昆虫线粒体与高等动物肝细胞线粒体的区别是前者P/O比值较低,α-甘油磷酸的氧化速率大大高于三羧酸循环各基质的氧化速     

二、核磁共振在膜研究中的应用(下)

3.细胞色素氧化酶细胞色素氧化酶位于线粒体内膜上,是呼吸链的最后一个成员。它催化如下反应,从而控制了电子由还原态的细胞色素C向氧化态细胞色素C的传递: 4 细胞色素C(还原态)+O_2+4H~+→ 4 细胞色素C(氧化态)+2H_2O 细胞色素氧化酶的分子量约156,000道尔顿,大小约为50A×50A×80A,形状象一颗牙齿。一般由七个亚基组成,不同来源的酶其亚基数目各不相同。最近对线粒体DNA的研究表明,其中三个最大的亚基在线粒体内部合成,而其余的亚基在细胞质内合成,然后再装配到一起。这是一个关系到膜组装机理的十     

线粒体呼吸链膜蛋白复合物Ⅱ的三维结构解析

线粒体作为细胞器,是细胞内的动力工厂,是细胞发生有氧呼吸作用的主要场所,它的功能是通过氧化磷酸化进行能量转换,为细胞活动提供能量。其中,氧化过程由线粒体内膜上的4个呼吸链膜蛋白复合物(简称复合物Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ和Ⅳ)来完成。近20年来,解析这4个膜蛋白复合物的结构一直是生物学研究的热点。     

白地霉的氧化代谢

1．自地霍完整静息幼胞氧化乙醇、乙酸、丙酮酸及草酰乙酸的速度很高,对其他三羧酸循环各酸如：琥珀酸、延胡索酸、a-酮戊二酸、苹果酸、柠檬酸、顺岛头酸及异柠檬酸也能氧化,但速度甚低。 2．在白地霉无细胞提取液中测出了三羧酸循环中以下各种酶活力：柠檬酸精合酶、异柠檬酸脱氢酶、顺岛头酸酶、a-酮戊二酸脱氢酶、琥珀酸脱氢酶、延胡索酸酶、苹果酸脱氢酶、苹果酸酶、草酰乙酸羧化酶等,并间接得知有乙酸激活酶及L-谷氨酸脱氢酶存在。 3．在白地霉无捆胞提取液中测出了乙醛酸循环的两个关键的酶皂口异柠檬酸酶及苹果酸合成酶。 4．由以上结果可知白地霉可利用三羧酸循环及乙醛酸循环作为末端呼吸途径。     

异柠檬酸脱氢酶在植物抗氧化胁迫中的作用

异柠檬酸脱氢酶(ICDH)是连接C-N代谢酶的关键,它催化三羧酸循环(TCA)中的异柠檬酸氧化脱羧形成α-酮戊二酸的可逆反应。ICDH的另一个重要功能是产生细胞质中的NADPH,NADPH在细胞中无处不在,介导许多氧化还原反应,并影响到几乎所有的代谢途径,涉及植物体内的活性氧(ROS)的生产和消耗,因此是传递胁迫信号的中转站。综述异柠檬酸脱氢酶在植物抗氧化胁迫中的作用,便于更好地理解ICDH在氧化胁迫中的信号传递和化学反应中所起的作用,为抗逆分子育种服务。