cAMP信号与动物细胞线粒体功能

线粒体是真核生物细胞内重要的细胞器,主要功能是通过氧化磷酸化作用为细胞生命活动提供能量,并与细胞的生长、发育及衰老等重要生物过程密切相关。许多研究表明,线粒体蛋白质的磷酸化在调控氧化代谢方面发挥了重要作用,而且环腺苷一磷酸(cyclic adenosine monophosphate,c AMP)依赖的蛋白激酶A(protein kinase A,PKA)信号通路参与了该过程的调控,但c AMP/PKA信号通路在调控线粒体代谢方面的作用一直存在争议。因此,该文综述了线粒体内c AMP的来源、线粒体c AMP信号系统及对c AMP对线粒体功能的调控,旨在为全面了解c AMP/PKA信号通路在调控线粒体功能方面的作用提供具体参考。     

草莓果实线粒体呼吸代谢与超微弱发光的关系

该试验以草莓(Fragaria ananassa Duch.)品种‘红颜’果实为试材,采用水杨基氧肟酸(SHAM)抑制线粒体交替呼吸途径,使细胞色素途径单独运行,并用电子传递与氧化磷酸化偶联促进剂[二磷酸腺苷(ADP)、琥珀酸钠(C_4H_4Na_2O_4)]和抑制剂[2,4-二硝基苯酚(DNP)、原钒酸钠溶液(NaVO_4)]对线粒体提取液进行处理,对比分析在促进和抑制呼吸代谢情况下,草莓果实线粒体呼吸代谢与超微弱发光(UWL)的变化及二者之间的关系。结果显示:(1)草莓果实线粒体经促进剂处理后,呼吸代谢关键酶琥珀酸脱氢酶(SDH)、细胞色素氧化酶(COX)、ATP合酶(H~+-ATPase)活性以及呼吸速率、三磷酸腺苷(ATP)含量均随着促进剂浓度的增加而增加,UWL强度亦增强,且各浓度下的呼吸代谢指标和UWL强度均高于对照;经抑制剂处理后,以上呼吸代谢各指标及UWL强度的变化与促进剂处理相反,且均低于对照。(2)各促进剂、抑制剂处理条件下,草莓果实线粒体呼吸代谢各指标均与其UWL强度呈正相关。研究表明,草莓果实线粒体UWL强度随着呼吸代谢的变化而变化;促进剂促进了呼吸代谢,导致UWL强度增加,而抑制剂却抑制了呼吸代谢,导致UWL强度减弱;线粒体是UWL产生的细胞器之一,线粒体呼吸代谢过程中激发了UWL。     

线粒体氧化磷酸化作用的研究

一、前言氧化磷酸化作用的研究一直是生物化学研究的一个重要方面。随着研究的深入,氧化磷酸化作用研究牵涉的面也愈来愈广泛,诸如线粒体内膜的构型变化、线粒体的需能离子传送、内膜的结构与重组合、线粒体的发生与蛋白质生物合成,以及各种代谢物通过内膜的传送等,     

细胞内源性溶酶体脂质裂解被巨噬细胞替代性激活所必需

<正>白介素4(IL-4)能驱使巨噬细胞的替代性(M2型)激活方式,激活的M2型巨噬细胞在对抗寄生虫免疫,伤口愈合、动脉粥样硬化以及代谢稳态中起着重要作用。已知巨噬细胞的M2型极化过程是依赖于脂肪酸来维持线粒体的氧化磷酸化,但支持这一代谢过程的脂肪酸的来源依然不清楚。本文的研究人员发现,M2型巨噬细胞激活后线粒体的氧化磷酸化会上调,细胞额外呼吸容量增加,这一过程是脂肪酸氧     

艾氏腹水肿瘤Crabtree效应的研究

我們利用同位素C~(14)-标記甘氨酸参入蛋白貭的作用研究艾氏腹水肿瘤細胞中的Crabtree效应,观察由氧化作用释放出的能量被利用的情况。实驗結果說明艾氏腹水肿瘤細胞的呼吸效能是有效的,由琥珀酸氧化供应的能量可以支持旺盛的蛋白貭生物合成。說明由氧化磷酸化作用生成的ATP可以透到綫粒体外以供应蛋白貭生物合成的需要。若在加入琥珀酸同时加入葡萄糖或2-脫氧葡萄糖而引起Crabtree效应后,肿瘤細胞的呼吸略有降低,但是C~(14)标記甘氨酸参入蛋白貭的速度却比单独加入琥珀酸时要小得多,而仅接近单独加入葡萄糖时的参入速度,我們认为这可能是由于在引起Crabtree效应的条件下产生了线粒体中ATP局部化的緣故。     

线粒体呼吸链复合物Ⅰ的结构与装配路径

线粒体是起源于最后真核生物共同祖先(last eukaryotic common ancestor,LECA)半自主性双层膜细胞器.线粒体氧化磷酸化(oxidative phosphorylation,OXPHOS)系统由细胞核和线粒体基因组协同编码5个蛋白质复合物组成,在内膜建立电子传递链并利用质子梯度产生三磷酸腺苷...     

肝癌中丙酮酸激酶同工酶的研究——Ⅰ.丙酮酸激酶和线粒体对ADP的竞争

以果糖-1,6-二磷酸(FDP)为底物,正常小鼠肝匀浆无克奈特瑞效应;但以磷酸烯醇式丙酮酸(PEP)为底物,则在正常小鼠肝中也出现此效应;而小鼠Hep A 腹水肝癌(简称Hep A)细胞匀浆中由这两种底物所引起的此效应均十分明显。Hep A中,丙酮酸激酶(PyK)的活性为正常小鼠肝的4.7倍。在研究PyK 和克奈特瑞效应关系时发现:1.PyK 的底物PEP 可抑制线粒体中琥珀酸、丙酮酸和NADH 的氧化,而琥珀酸和NADH 又可抑制PEP 的酵解;2.加入从Hep A中纯化的K 型PyK,可抑制琥珀酸的氧化,加强PEP 对琥珀酸氧化的抑制,且其对FDP 氧化的抑制率和K 型PyK 的加入量成正相关;3.用L-苯丙氨酸抑制PyK 后,可减小PEP 对琥珀酸氧化的抑制,并使PEP 的酵解降低;4.加入氧化磷酸化的解联剂2,4-二硝基酚(DNP),可使PEP 的酵解随DNP 浓度的增加而增加;(5)加入正常小鼠肝的线粒体,可使正常小鼠肝匀浆的呼吸增高,酵解降低;并使Hep A 的克奈特瑞效应逆转。此外,加入外源性的ADP 既可促进呼吸,又可促进酵解;加入可消耗ADP 的磷酸肌酸和肌酸激酶,则使呼吸和酵解均降低。K 型PyK 加强PEP 对琥珀酸氧化的抑制效率也和ADP 的浓度密切相关。这些实验结果都证明:胞液中的PyK 和线粒体之间存在着对ADP 的竞争。并且胞液中增高的PyK 对ADP 的有效的夺取,很可能是导致癌瘤中克奈特瑞效应的一个重要机理。     

肝癌中丙酮酸激酶同工酶的研究——Ⅰ.丙酮酸激酶和线粒体对ADP的竞争

以果糖-1,6-二磷酸(FDP)为底物,正常小鼠肝匀浆无克奈特瑞效应;但以磷酸烯醇式丙酮酸(PEP)为底物,则在正常小鼠肝中也出现此效应;而小鼠Hep A腹水肝癌(简称Hep A)细胞匀浆中由这两种底物所引起的此效应均十分明显。Hep A中,丙酮酸激酶(PyK)的活性为正常小鼠肝的4.7倍。在研究PyK和克奈特瑞效应关系时发现:1.PyK的底物PEP可抑制线粒体中琥珀酸、丙酮酸和NADH的氧化,而琥珀酸和NADH又可抑制PEP的酵解;2.加入从Hep A中纯化的K型PyK,可抑制琥珀酸的氧化,加强PEP对琥珀酸氧化的抑制,且其对FDP氧化的抑制率和K型PyK的加入量成正相关;3.用L-苯丙氨酸抑制PyK后,可减小PEP对琥珀酸氧化的抑制,并使PEP的酵解降低;4.加入氧化磷酸化的解联剂2,4-二硝基酚(DNP),可使PEP的酵解随DNP浓度的增加而增加;(5)加入正常小鼠肝的线粒体,可使正常小鼠肝匀浆的呼吸增高,酵解降低;并使Hep A的克奈特瑞效应逆转。此外,加入外源性的ADP既可促进呼吸,又可促进酵解;加入可消耗ADP的磷酸肌酸和肌酸激酶,则使呼吸和酵解均降低。K型PyK加强PEP对琥珀酸氧化的抑制效率也和ADP的浓度密切相关。这些实验结果都证明:胞液中的PyK和线粒体之间存在着对ADP的竞争。并且胞液中增高的PyK对ADP的有效的夺取,很可能是导致癌瘤中克奈特瑞效应的一个要机理。     

氧化磷酸化作用的研究 Ⅱ.2,4-二硝基苯酚对琥珀酸氧化抑制效应的解除

进一步研究DNP对大白鼠肝脏綫粒体琥珀酸氧化的激活和抑制,发現当琥珀酸氧化已被DNP抑制时琥珀酸脫氫酶并沒有受到明显的抑制。DNP对琥珀酸氧化的抑制可以被α-酮戊二酸、(?)柠檬酸、柠檬酸、丙酮酸、β-羟基丁酸等解除。α-酮戊二酸的解除作用与底物水平磷酸化作用无关,但与脫氫过程有密切关系;当加入0.2mM亚砷酸鈉时,α-酮戊二酸不再能使呼吸恢复。谷氨酸解除DNP对琥珀酸氧化抑制的作用不受天門冬氨酸α-酮戊二酸轉氨酶的抑制剂环絲氨酸的影响,Amytal使呼吸恢复的作用与线粒体內源底物含量有关?疚慕Y果进一步說明琥珀酸氧化需要能量激活,我們认为某些底物脫氫生成的NADH可以通过琥珀酸氧化引起NAD~+需能还原的逆反应生成高能磷酸化合物因而激活了琥珀酸的氧化。通过这样的途径生成高能磷酸化合物可能是对DNP較不敏感的。     

氧化磷酸化作用的研究——Ⅰ.2,4-二硝基苯酚对琥珀酸氧化的激活和抑制

利用自动記录振动白金微氧电极的方法观察到DNP对綫粒体中琥珀酸氧化的短暫激活和抑制作用诩尤隓NP以后,呼吸明显被激活,但仅持續約1分鉀,随即逐漸受抑制。加入DNP以前,或在加入DNP以后而呼吸仍在激活阶段时加入无机磷酸盐都可以使呼吸激活阶段大大延长,抑制作用延緩出現。但若在DNP加入以后呼吸已被抑制时方行加入无机磷酸盐則不能使呼吸重行激活。砷酸盐不能代替无机磷酸产生相似效应。在呼吸受DNP抑制以后,加入ADP及ATP都不能使呼吸立刻重行激活,但加入ATP經过保温以后可以使呼吸漸漸有所增加。根据本文結果,我們认为在琥珀酸氧化过程中,氧化磷酸化作用中間物x～P可能参与能量反馈作用,当它的衡态浓度因DNP的作用而降低吋,琥珀酸的氧化即受抑制。根据本文結果,我們认为DNP对琥珀酸氧化抑制的各种現象。似乎不能簡单以草酰乙酸堆积完全加以解释。     

THE ORIGIN OF THE ACETYLCHOLINE RELEASED FROM THE SURFACE OF THE CORTEX

—The specific radioactivity of acetylcholine liberated from the surface of the rabbit occipital cortex has been compared with that of the underlying cortical synaptosomal and vesicular acetylcholine at varying times after the administration of [N-Me-³H]choline. Choline was administered by diffusion from solutions placed in cups formed by Perspex cylinders applied to the surface of the cortex. Acetylcholine was collected by diffusion into these cups. The specific radioactivity of the acetylcholine declined progressively. The effect of stimulation of afferent cholinergic pathways was to cause a fall in the specific radioactivity of the released acetylcholine. However this was always higher than that of the synaptosomal or vesicular acetylcholine as represented by fractions P₂ and D of the authors’fractionation scheme. It is concluded that acetylcholine released from the cortex must come from a store or stores more recently synthesized than the endogenous acetylcholine of these subcellular fractions.     

三峡库区甘井河水域牧场浮游植物群落结构及水质评价

为了解三峡库区的忠县甘井河段水域牧场生态渔业对水环境的影响, 于2013 年3、6、9 及12 月按季度对该河段4 个站点进行了浮游植物群落结构及水体理化因子的监测, 并采用生物多样性指数法和综合营养状态指数法对水体营养状况进行了评价。结果表明, 该河段浮游植物有7 门93 个属种, 其中绿藻门的物种数最多, 有37 种, 占浮游植物群落总数的39.79%, 其次为硅藻门和蓝藻门, 物种数分别为26 种和13 种,分别占浮游植物群落总数的27.96%和13.98%;浮游植物的年均丰度为757.67104 ind./L, 变化范围(3.065743.99)104 ind./L, 年均生物量为4.40 mg/L, 变化范围0.0317.67 mg/L;水体的年平均透明度为1.18 m, 叶绿素a、总磷、总氮含量分别为8.54 g/L、0.13 mg/L、1.95 mg/L;浮游植物香农多样性指数(H')、均匀度指数(J)年均值分别为2.90 和0.88, 全年综合营养状态指数值为37.5971.86, 由此推断, 甘井河水质属于中污染轻污染状态、中营养型富营养型。在鱼类生长旺季的6 月, 甘井河段养殖区内的水质优于非养殖区, 这可能与养殖区内放养滤食性鱼类有关, 证实了水域牧场没有带来水环境的污染, 反而能提高生物多样性, 在一定程度上改善了水体。