花生根瘤菌类菌体氢氧化体系的研究

花生根瘤菌类菌体含有吸H₂酶,以O₂或亚甲蓝为电子受体均表现吸H₂活性。类菌体还原减氧化的吸收差示光谱在424、500、520、550、560、585及595 nm处呈现吸收峰,表明细胞色素c、b、和o参与H₂的氧化过程。CN-明显影响520、550、560 nm处的吸收峰,意味着有些细胞色素c和b对CN^-敏感,在H₂代谢中充当末端氧化酶的作用。抗霉素A、HONO、CN^-、N₃^-和DBMIB均强烈抑制吸H₂活性,但鱼藤酮不抑制吸H₂活性。说明细胞色素b、c、a和泛配参与H₂氧化的电子传递,而NADH脱氢酶不参与。花生根瘤菌类菌体的H₂氧化系统是个复杂具分支的电子传递体系。     

氧化磷酸化中质子的转运机制介绍和讨论

氧化磷酸化过程中电子传递和磷酸化所伴随的质子（H＋）跨线粒体内膜转运,是生物化学教学中的一个重点和难点。该文介绍参与H＋跨膜（线粒体内膜或细菌质膜）转运的复合体Ⅰ（又称为NADH-Q还原酶或NADH脱氢酶）、复合体Ⅲ（又称为细胞色素还原酶或细胞色素bc1复合体）、复合体Ⅳ（又称为细胞色素氧化酶或细胞色素c氧化酶）和复合体Ⅴ（又称为F1F0-ATP合酶）跨膜转运H＋的机制。     

紫云英根瘤菌109菌株的氢氧化电子传递链

H_2还原减去O_2氧化的差示光谱显示424,522,552,560,603nm峰,鱼腾酮(反竞争性抑制),DBMIB,HQNO,抗霉素A,氰化钠和叠氮化钠(非竞争性抑制)明显抑制吸氢活性,表明细胞色素c,b和a分别参与氢氧化的电子传递。以Dixon作图来确定抑制剂在电子传递链中结合位点数目,鱼腾酮和DBMIB为单位点结合,HQNO和氰化物为双位点结合,HQNO所引起的部份抑制,可使对氰化钠敏感的结合位点消逝。鱼腾酮与HQNO同时存在时,其叠加或累积抑制效果表明,两种类型的细胞色素b参与氢氧化的电子传递,由H_2到O_2的电子传递于细胞色素b处分叉,对氰化物抑制敏感性也有所不同。     

鱼藤酮对线粒体胆碱-细胞色素c还原酶的抑制

鱼藤酮对新鲜鼠肝线粒体胆碱-细胞色素c还原酶有抑制作用。这种抑制受鱼藤酮与线粒体预保温的影响,然而并不是继发于胆碱的氧化产物三甲铵乙醛的氧化受抑制的结果。另一方面,鱼藤酮与其他呼吸链抑制剂如5乙,5异戊巴比妥酸钠、氰化钾等不同,它有抑制线粒体膨胀的作用。鱼藤酮抑制线粒体胆碱-细胞色素c还原酶的作用很可能与它对线粒体膨胀的抑制有关。     

酿酒酵母胞质内NADH的代谢调控

酿酒酵母(Saccharomyces cerevisiae)的生长过程有大量的胞内NADH产生。有氧途径中,胞外的NADH脱氢酶、三磷酸甘油穿梭酶系是线粒体内NADH氧化的最主要机制。该文主要讨论以下三个方面的内容:不同生理环境下促成线粒体胞内NADH氧化的各主要机制的作用;借助电子传递链开启NADH从胞质脱氢酶到线粒体的通道,各代谢动力学的有序进行;各种酶形成超分子复合物,尤其是起关键调控作用的酶形成具相似生理功能的高整合性功能酶。     

光对绿豆种子和叶片分离线粒体耗氧的影响

实验结果表明:照光时绿豆叶片分离线粒体通过细胞色素氧化酶途径的NADH氧化部分受阻,电子转向交替途径。不产生能量,不受能荷控制的NADH氧化途径有利于绿色细胞线粒体在光合作用时执行其提供碳架的功能。看来绿色细胞线粒体本身具有对光的敏感性,在照光时调节呼吸途径以适应其功能的转换。呼吸途径的转换机制目前还不清楚。绿豆种子线粒体与叶片线粒体不同,没有上述的这种对光的反应。     

植物线粒体、活性氧与信号转导

活性氧(ROS)的产生是需氧代谢不可避免的结果。在植物细胞中,线粒体电子传递链(ETC)的复合物Ⅰ和Ⅱ是ROS产生的主要的部位。交替氧化酶和可能的内源鱼藤酮不敏感的NADH脱氢酶通过保持ETc的相对氧化状态限制线粒体产生ROS。线粒体基质中的抗氧化酶系统与小分子量的抗氧化剂一道起ROS的解毒作用。ROS除了引起细胞的伤害外,在植物中还能够作为一种普遍存在的信号分子起作用。在低浓度时,ROS能诱导防御基因的表达和引起适应反应;在高浓度时,引起细胞死亡。一氧化氮是植物合成和释放的一种气体,也可作为信号分子调节植物的生长和发育。     

磷脂酸(PA)-磷脂酰乙醇胺(PE)相互作用有利于脱血红素细胞色素c跨脂质体的运送

细胞色素c的前体 -脱血红素细胞色素c(Apocyt.c)在细胞质中核糖体合成 ,之后跨线粒体膜运送 ,在线粒体内、外膜间隙中经酶催化与血红素Heme结合形成成熟型的细胞色素c定位于线粒体内膜外侧     

鸡心线粒体辅酶Q-细胞色素c还原酶的分离及性质研究

鸡心线粒体内膜辅酶Q-细胞色素c还原酶在抗霉素A稳定下经TritonX-100增溶、羟基磷灰石分离,凝胶过滤而纯化。所获得的辅酶Q-细胞色素c还原酶以二聚体形式与TritonX-100生成单分散相的蛋白——去垢剂复合物。经十二烷基磺酸钠-聚丙烯酰胺凝胶电泳鉴定,它由八个不同的亚基组成,其表观分子量各为:45,000;41,000;36,000;31,000;25,000;15,500;12,500;10,000。光谱分析测定,细胞色素b和细胞色素c_1的克分子比为2:1。采用同样方法也巳从猪心线粒体制备了辅酶Q-细胞色素c还原酶-Triton复合物。两者具有相似的吸收光谱。但猪心还原酶丢失了分子量25,000的亚基。     

光对绿豆种子和叶片分离线粒体耗氧的影响

实验结果表明：照光时绿豆叶片分离线粒体通过细胞色素氧化酶途径的NADH氧化部分受阻,电子转向交替途径。不产生能量．不受能荷控制的NADH氧化途径有利于绿色细胞线粒体在光合作用时执行其提供碳架的功能。看来绿色细胞线粒体本身具有对光的敏感性,在照光时调节呼吸途径以适应其功能的转换。呼吸途径的转换机制目前还不清楚。绿豆种子线粒体与叶片线粒体不同,没有上述的这种对光的反应。     

绿豆线粒体呼吸链在不同电子传递途径中的电子漏

绿豆线粒体的呼喊链在氧化不同义莪时有不同的呼吸速率和电子漏速率,但是Ｏ２＾－／Ｏ２比值较稳定。呼吸链部位Ⅱ的抑制剂抗霉素Ａ对α－酮茂二酸、琥珀酸及苹果本工物时的电子漏速率和Ｏ２＾－／Ｏ２比值都明显的促进作用,说明电子漏发生的位点可能在抗纱Ａ的抑制点之前。呼吸链在氧化外源ＮＡＤＨ时,线料体所产生的地氰化物、鱼藤酮、抗弱Ａ及ＳＨＡＭ都不敏感,而对钙离子的螯合剂ＥＧＴＡ显著敏感。因此,依赖于钙离子的ＮＡ     

呼吸链底物和抑制剂对线粒体内膜流动性的影响

用DPH和ANS标记大鼠肝线粒体内膜,以稳态荧光偏振法,研究了呼吸链底物和抑制剂对内膜流动性的影响。1.苹果酸+谷氨酸、琥珀酸分别为底物,均能引起内膜流动性增加。2.琥珀酸对含心磷脂的脂质体的膜流动性无影响。3.在鱼藤酮存在的条件下,苹果酸+谷氨酸对内膜流动性的增加作用消失,但琥珀酸的作用仍然存在。有氰化钾时则琥珀酸的作用消失。4.不论外加底物存在与否,鱼藤酮使内膜的流动性下降,而氰化钾则使之增加。抗霉素A亦可使内膜的流动性增加。上述结果表明:线粒体内膜流动性与其功能密切相关。电子沿呼吸链传递使线粒体内膜流动性增加,这种变化可能与呼吸链成分的氧化还原态有关。     

蛋白质跨线粒体膜运送的研究进展

线粒体拥有约1000种蛋白质,其中98％以上系由细胞核编码,在细胞质核糖体上以前体形式合成,之后再运至线粒体,经跨膜运送并分选定位于各部分。现对定位于外膜、基质和内膜的蛋白质的运送途径的研究进展作一扼要介绍。脱血红素细胞色素c是细胞色素c的前体,它不含导肽,对其转运的研究概况也作了评述。     

NAD~+对小麦叶片线粒体甘氨酸氧化和三羧酸代谢的调节

外源NAD~+对小麦叶片线粒体内甘氨酸、苹果酸及α—酮戊二酸氧化都有促进作用。当几种呼吸底物同时存在时,其中甘氨酸的氧化抑制了其他底物的同时氧化,因为催化这两类废物氧化的酶对NAD~+的亲和力和对NADH/NAD~+比值的敏感程度有差异,催化甘氨酸氧化的甘氨酸脱羧酶对线粒体基质内可利用的NAD~+的亲和力分别比苹果酸脱氢酶和α—酮戊二酸脱氢酶的亲和力大约1或2倍。另外,甘氨酸亦可通过保持线粒体基质内高NADH/NAD~+比值来影响三羧酸环的正常代谢。     

细胞色素c_3——生物体内的电子载体

五十年代初人们才认识到c型细胞色素不仅存在于好氧生物体内,也存在于光合细菌中。1954年Posgate和Ishimoto几乎同时在各自的实验室内,从硫酸盐还原细菌中(Desulfo-vibrio)获得一类新型细胞色素c,称之为细胞色素c_3,它与线粒体细胞色素c相比,具有以下显著特征:1)有较低的标准氧化还原电位,通常在-210mV左右;2)每分子细胞色素c_3至少含有两个血红素。随着研究的深入,人们相继在光合细菌和蓝绿细菌中也发现细胞色素c_3的存在,它的结构与细胞色素c有很大不同,在生理电子传递链上也行使不同的功能,特     

测定线粒体细胞色素c,c1,b,aa3含量的简单方法

线粒体是细胞中的重要细胞器,能量代谢的主要场所.在呼吸链中,细胞色素c,c_1,b,aa_3起着电子传递中间体的作用,其任何一种含量的减少或缺失将影响细胞的呼吸功能.由于细胞色素是一类带有卟啉环的蛋白质,在可见光区域有明显的吸收,可以利用这一性质进行比色定量。J.N.Williams首先建立了测定线粒体还原-氧化差光谱计算细胞色素含量的方     

凋亡诱导因子的研究进展

凋亡诱导因子(apoptosis-inducing factor,AIF)是一类存在于线粒体内外膜间隙的保守的黄素蛋白,具有双重功能。在细胞正常的生理状态下,作为线粒体氧化还原酶,能催化细胞色素c(Cytc)和NAD之间的电子传递,当细胞受到凋亡刺激后,就从膜间隙释放到细胞质中,并通过其核定位信号序列(nuclear localization sequence,NLS)进入细胞核内,引起染色体核周边凝集和DNA呈大片段断裂(约50kb),进而引发不依赖于caspase的细胞凋亡。AIF的释放受Bcl-2家族蛋白的调控,同时也受Hsp70的抑制,它还是多聚(ADP核糖)聚合酶1[poly(ADP-ribose)polymerase1,PARP1]介导的细胞凋亡途径的下游效应物。     

凋亡诱导因子与细胞凋亡

凋亡诱导因子 (apoptosisinducefactor,AIF)是定位于线粒体膜间隙中的一种氧化还原酶 ,含有线粒体定位信号和核定位信号序列 ,具有很强的促凋亡活性 ,在类胚体成腔和胚胎早期分化过程中具有重要作用。在死亡信号或细胞胁迫的刺激下 ,线粒体通透性转变孔开放 ,释放AIF及细胞色素c至细胞质溶质中 ,具有核定位信号序列的AIF便进入细胞核内 ,引起染色质的初步凝集和DNA大规模断片化 (约 5 0kb) ,进而引发不依赖于胱冬肽酶的细胞凋亡途径 ;线粒体膜间隙释放出来的细胞色素c则可引起染色质的进一步凝集和DNA的寡核小体断片化 ,从而引发依赖于胱冬肽酶的细胞凋亡途径 ;与此同时 ,从线粒体膜间隙释放出来的AIF又可反馈放大线粒体通透性转变孔的渗透性 ,引起AIF与细胞色素c的进一步释放从而加快细胞死亡的进程。此外 ,细胞胁迫还可激活由多聚 (ADP 核糖 )聚合酶 1(PARP 1)所引发的细胞凋亡途径 ,通过AIF和细胞色素c引发细胞凋亡。最新研究结果表明 ,AIF同源线粒体关联死亡诱导者 (AIF homologousmitochondria associatedinducerofdeath ,AMID)与p5 3应答基因的编码产物 (p5 3 responsivegene 3,PRG3)均为AIF的同源蛋白质 ,可直接诱导人类细胞的凋亡。线虫的凋亡诱导因子WAH 1所诱导的细胞凋亡途径依赖于胱冬肽酶     

工业真菌中的交替氧化酶

真菌是现代微生物发酵产业的主力军之一。交替呼吸途径(Alternative respiration pathway,ARP),以其非磷酸化电子传递途径,起到了能量溢流(Energy overflow)的作用,调节细胞能量代谢,平衡碳代谢和电子传递,有利于代谢产物的积累。此外,交替呼吸对真菌的抗逆反应和条件致病菌的生理作用也都具有非常重要的影响。交替氧化酶(Alternative oxidase,AOX)是线粒体中交替呼吸途径的末端氧化酶,广泛存在于高等植物及部分真菌和藻类中。由于交替氧化酶对水杨氧肟酸(Salicylhydroxamic acid,SHAM)敏感而对细胞色素呼吸抑制剂氰化物不敏感,交替氧化酶AOX介导的交替呼吸途径又被称为抗氰呼吸途径(Cyanide-resistant respiration,CRR)。近年来,研究交替呼吸途径和交替氧化酶已成为细胞呼吸代谢领域的热门课题。本文主要对真菌交替呼吸途径和交替氧化酶的结构与其在工业真菌体内功能的最新研究进展作一简要的综述。     

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。