叶绿体光合代谢中活性氧的产生与清除

有氧代谢不可避免产生活性氧(ROS),叶绿体的PSI和PSII反应中心均是ROS产生的主要位点。叶绿体产生的ROS主要有超氧阴离子(O2-)、过氧化氢(H2O2)、羟自由基(.OH)和单线氧(1O2),其中在PSI产生的O2-将进一步产生H2O2和.OH,而1O2产生在PSII。正常生理代谢条件下,叶绿体内抗氧化系统和光能吸收利用的调节保持活性氧产生和消灭的平衡,不会影响植物的正常生理功能。     

线粒体呼吸链与活性氧

已知有氧真核生物细胞吸收的氧分子绝大部分都是在线粒体呼吸链末端细胞色素氧化酶上通过四步单电子还原生成水。但同时也有1％-2％的氧可在呼吸链中途接受单电子或双电子被部分还原生成超氧（O2·^-和过氧化氢（H2O2）作为呼吸作用的正常代谢产物。此种来源于线粒体呼吸链的O2·^-和H2O2不但在多种病理的氧化损伤中起关键作用,同样它们也是正常生理条件下对多种细胞过程具有基本调控意义的氧还信号。基于Chance实验室约自20世纪70到90年代的早期研究贡献以及20世纪90年代后其他各实验室的研究新进展,我们聚焦于下述四个相关问题的评述和讨论：（1）由于线粒体内膜面积及其含有的呼吸链复合体酶活力远远高出细胞中所有膜系数量和相关酶活力之总和,因而线粒体呼吸链产生的O2·^-和H2O2构成生物体内最大数量ROS的恒定来源;（2）线粒体呼吸链复合体III的Q循环中Qo位点中半醌自由基（UQH·）已明确是O2·^-的单电子来源;还原细胞色素C-P66^SHC是生成H2O2的双电子供体。虽然复合体I也是产生线粒体基质内O2·^-的主要来源,但由于其确切生成位点尚未明确,在invivo条件下能否产生大量O2·^-也尚有争议;（3）线粒体呼吸链产生O2·^-后的分配和跨膜转移涉及其生理病理作用机制和作用靶点等复杂而重要的问题,直到目前尚未意见一致。“质子和O2·^-循环双回路解偶联模型”整合了目前提出的几种假说的联系点,指出H^＋和O2·^-相互作用生成HO2·及其跨膜很可能是这一复杂问题的中心环节,并与O2·^-对“脂肪酸shuttling model”或O2·^-对“UCPS激活”模型形成了内在的联系;（4）线粒体呼吸形成的△P（△ψ和△pH）能直接控制呼吸链的ROS生成,并以非线性（非欧姆）相关方式通过影响Q循环中的Qo半醌的氧还态和寿命来调节O2·^-生成的急速?     

PM_(2.5)对线粒体损伤作用机制的研究进展

线粒体是生命体能量和ROS的主要来源,对细胞的存活与死亡具有十分重要的调控作用,且是容易受到外界刺激的重要靶标。PM_(2.5)对线粒体的毒性损伤机制可能与线粒体通透性转换孔开放、线粒体动力学异常等机制相关,在环境医学领域得到广泛研究。因此,希望通过对线粒体的结构与特点以及PM_(2.5)诱导线粒体损伤的机制进行综述,为进一步研究PM_(2.5)的毒性作用机制提供科学依据。     

鱼藤酮诱导线粒体轻度损伤细胞氧化应激时硫氧还蛋白转录水平降低

观察鱼藤酮诱导的线粒体轻度损伤细胞氧化应激时硫氧还蛋白转录水平的变化,探讨细胞氧化损伤的可能机制。通过荧光素发光法检测ATP生成、细胞内活性氧(ROS)水平的变化,流式细胞术检测线粒体膜电位,了解低剂量鱼藤酮对线粒体功能的影响;继而用H2O2诱导细胞氧化损伤,MTT法检测细胞活性,观察正常及线粒体缺陷细胞氧化应激时,胞内硫氧还蛋白(Trx)mRNA水平的变化。结果表明,鱼藤酮以剂量依赖方式抑制线粒体ATP的产生、降低线粒体膜电位,而细胞内ROS水平增高;当线粒体损伤细胞氧化应激时胞内Trx mRNA水平降低,提示鱼藤酮诱导线粒体轻度损伤细胞抗氧化能力降低与Trx转录受到抑制有关。     

红花黄色素B对冈田酸致SH-SY5Y神经元损伤的保护作用

本研究目的是考察红花黄色素B(SYB)对冈田酸(OA)致SH-SY5Y神经元损伤的保护作用。采用全反式维甲酸(ATRA)诱导SH-SY5Y细胞分化为成熟神经元,OA诱导神经元损伤,建立Tau蛋白过度磷酸化的神经元突触萎缩模型;Giemsa染色法观察SH-SY5Y细胞形态学变化;Western Blot检测Tau蛋白262位点磷酸化水平;流式细胞术检测细胞总活性氧(ROS)和线粒体源ROS水平,以及线粒体膜电位的变化。结果表明,ATRA可诱导SH-SY5Y细胞分化为成熟神经元;OA可致神经元突触萎缩和Tau蛋白在262位点过度磷酸化;SYB能够改善OA所致成熟神经元损伤,降低Tau蛋白在262位点的磷酸化水平,其保护作用机制可能与减少胞内及线粒体源ROS产生,提高线粒体膜电位有关。     

线粒体自噬在缺氧条件下适应机制的研究进展

由于线粒体能敏感地感受机体内氧浓度的变化,缺氧时会影响线粒体氧化磷酸化过程中电子传递链的正常功能,抑制ATP生成,产生大量活性氧(ROS)。ROS蓄积导致氧化损伤细胞内脂质、DNA和蛋白质等大分子物质,线粒体肿胀,通透性转换孔开放,释放细胞色素C等促凋亡因子,最终严重影响细胞的存活。因此这些功能异常或受损线粒体是缺氧应激状态下细胞是否存活的危险因素,及时清除这些线粒体,对维持线粒体质量、数量及细胞稳态具有重要意义。线粒体自噬是近年来发现的细胞适应缺氧的一种防御性代谢过程,它通过自噬途径选择性清除损伤、衰老和过量产生ROS的线粒体,促进线粒体更新和循环利用,确保细胞内线粒体功能稳定,保护缺氧应激下细胞的正常生长发挥重要的调节作用。本文就线粒体自噬在缺氧条件下发生过程、参与相关蛋白及调节机制等方面研究进行了综述。     

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。     

活性氧:从毒性分子到信号分子--活性氧与细胞的增殖、分化和凋亡及其信号转导途径

活性氧(reactive oxygen species,ROS)是生物体有氧代谢产生的一类活性含氧化合物的总称,主要包括O2·-、H2O2、·OH等,机体细胞通过多种途径维持ROS产生与消解的动态平衡。近年的研究揭示ROS参与细胞正常的生理过程,与细胞的增殖、分化及凋亡密切相关。不同刺激诱导细胞产生的内源性ROS可作为第二信使,通过改变氧化还原状态调节增殖、分化和凋亡相关的信号转导通路中多种靶分子的活性,最终决定细胞的命运。     

NADPH氧化酶与ROS信号区域化

最近有关活性氧物质 (ROS)的研究取得了突飞猛进的进展,尤其是其作为第二信使介导了许多生理性与病理性细胞事件,包括细胞分化、过度生长、增殖及凋亡.为了避免ROS的毒性产生特异性的信号转导,ROS的产生与代谢必须被严格调控;其具体的调控机制一直是人们关注的焦点. 最近有关ROS区域化观点的提出解决了这一问题. NADPH是生成ROS的主要来源. 研究发现,NADPH氧化酶及其衍生的ROS存在于机体的多种组织内,且在细胞中呈区域化分布,对细胞内信号的精确调控具有至关重要的作用. NADPH一方面通过小窝/脂筏组装成功能型复合物,从而产生ROS区域化;另一方面,NADPH通过其不同亚细胞定位亚基与各种靶蛋白之间的相互作用,产生ROS特异性. 本文系统综述了NADPH衍生的ROS信号区域化,为进一步理解ROS信号在各种生理或病理过程的分子调控机制提供理论依据.     

线粒体损伤相关模式分子与宿主免疫调节

线粒体是真核细胞至关重要的细胞器,参与机体细胞能量代谢和细胞凋亡等多种生物学过程。线粒体还参与机体的天然免疫反应的调节。线粒体不仅可以作为病毒免疫反应的载体,还可以通过产生ROS参与抗菌反应。线粒体受到损伤、刺激后,可释放mtDNA,TFAM,ROS,ATP,心磷脂和甲酰肽等内容物。这些分子可以作为损伤相关模式分子(damage associated molecular patterns, DAMPs)被模式识别受体识别,从而参与宿主的免疫调节。研究表明,线粒体已成为内源性DAMPs的重要来源,在先天性免疫应答以及疾病进展过程中发挥着重要的作用。本文就线粒体来源的损伤相关模式分子在机体免疫调节中的作用进行综述。