氧化磷酸化作用和有关问题的研究 Ⅳ.内源还原烟酰胺核苷酸对琥珀酸氧化的抑制

鼠肝线粒体加入Amytal与异柠檬酸或柠檬酸后琥珀酸的氧化即受到抑制。琥珀酸氧化的抑制不能为DNP、双香豆素或砷酸盐所解除。其它与烟酰胺核苷酸有关的脱氢酶的底物如α-酮戊二酸、苹果酸、丙酮酸、谷氨酸、β-羟基丁酸等与Amytal同时加入时并不引起琥珀酸氧化的抑制。当琥珀酸氧化被Amytal加异柠檬酸抑制后加入维生素K_3或α-酮戊二酸与氯化铵抑制即被解除,说明琥珀酸氧化的抑制可能与异柠檬酸脱氢生成的NADPH有关。在不加ADP与无机磷酸盐的条件下,高浓度的Amytal激活琥珀酸的氧化。但被Amytal激活的琥珀酸的氧化也被异柠檬酸或柠檬酸所抑制。     

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。     

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。     

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。     

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。     

氧化磷酸化作用和有关同题的研究 VI.可溶性因子在鼠肝线粒体碎片琥珀酸氧化偶联NAD~+需能还原中的作用

鼠肝线粒体经超声波处理得到的碎片在用适当量水洗一次后很不稳定,催化琥珀酸氧化偶联NAD~+需能还原的活力很低,此时加入线粒体经超声波处理后47,000×g离心的清液后线粒体碎片催化NAD~+需能还原的活力即显著地增大。由上清液所促进的NAD~+需能还原也同样地被Amytal与DNP所抑制。实验结果表明在上清液中合有线粒体催化琥珀酸氧化偶联NAD~+需能还原所必需的可溶性因子,上清液中可溶性因子甚不稳定,在25℃放置50分钟活力丧失60%,用pH沉淀及DEAE离子交换纤维素柱层析分离等方法可以将可溶性因子提纯约100倍。提纯后的可溶性因子ATP酶活力甚低。     

5乙,5异戊巴比妥酸对胆碱脱氢酶的抑制

5乙,5异戊巴比妥酸(Amytal)对鼠肝线粒体胆碱脱氢酶的抑制为竞争性,K_i为0.80×10~(-3)M。当胆碱脱氢酶被Triton X-100从膜上增溶下来后Amytal不再抑制溶解的胆碱脱氢酶。Amytal对鼠肝线粒体胆碱-细胞色素c还原酶的抑制为反竞争性,K_i为1.80×10~(-4)M。Amytal的这种抑制不受线粒体老化的影响,也不被维生素K_3所解除,说明不是继发于胆碱的氧化产物三甲铵乙醛的氧化被抑制的结果。     

昆虫线粒体的結构和功能的研究 Ⅰ.粘虫蛾(Leucania separata Walker)飞翔肌綫粒体的氧化磷酸化作用

离体的粘虫蛾胸肌綫粒体制剂不仅能氧化三羧酸循环各中間产物,如丙酮酸(加苹果酸),檸檬酸,α-酮戊二酸,琥珀酸,延胡索酸以及苹果酸,而且尚能迅速氧化α-甘油磷酸和谷氨酸。在有磷酸受体系統存在时,α-甘油磷酸的呼吸率最高(Q_(O_2)值平均为101.4),比上述其他各底物高2.5—6.0倍,但仅比琥珀酸高1.2倍。丙酮酸的氧化速率最低(Q_(O_2),值平均为16.6),在后种情况下,反应系統中再加入輔酶A,輔羧酶,NAD~+以及NADP等輔助因子,可使丙酮酸的Q_(O_2)值提高2—3倍而达到50左右。丙酮酸与三羧循环各中間产物等分别組合进行同时氧化时,可使綫粒体的呼吸率接近或达到α-甘油磷酸的Q_(O_2)水平。在上述各底物氧化时,均表現偶联的呼吸鏈磷酸化反应。各底物的P/O比值基本上接近或达到相应的理論值。与东亚飞蝗和其他昆虫綫粒体制剂不同,粘虫蛾胸肌綫粒体的偶联磷酸化反应并不需要血浆清蛋白的保护。2,4-二硝基酚可使氧化和磷酸化发生解偶联現象,并激活綫粒体制剂的“潜在”ATP酶活力。同时,新鮮的粘虫胸肌綫粒体亦表現較高的Mg~(++)激活的ATP酶活力,后者,并受到Ca~(++)的部分抑制。不同发育日龄的粘虫蛾胸肌綫粒体的呼吸率和P/O比值也略呈差异,并与氧化底物有关。羽化后第一天,丙酮酸的Q_(O_2)值較低,第四天以后即增高并趋恒定。P/O比值除谷氨酸在第一天略低外,一般均不因发育日龄而显著变化。本文討論了粘虫蛾飞翔肌綫粒体能量代謝的若干特点井此較了α-甘油磷酸和丙酮酸-三羧酸循环底物的氧化在維持昆虫飞翔肌的能量需要方面的重要性。同时对肌綫粒体Mg~(++)-激活的ATP酶的功能和来源的問題也略加討論。     

組織胺引起的胃分泌的反射抑制

(一)在慢性實驗中用備有小胃的狗,我們证明組織胺引起的胃分泌能反射地为皮膚電刺激及一些其他外界刺激所抑制。 (二)這抑制現象在除去胃的迷走神經支配相交或神經支配,並隔離腎上腺的神經聯系時,仍能出現。它似有某種可以反射地形成的抑制性體液變化為基礎。 (三)但在急性實驗中我們又證明大內臟神經和注射腎上腺素均能抑制組織胺引起的胃分泌,這指示在正常動物胃分泌的反射抑制仍可能通過交感神經-腎上腺系統而得實現。 (四)本文所述的胃分泌的反射抑制現象顯然包含複雜的神經-體液機制,並且是在高級神經中樞參加下產生的。     

琥珀酸对大鼠海马CAI区神经元电压依赖性钙电流的影响

目的:观察不同浓度的琥珀酸对大鼠海马CAI区神经元电压依赖性钙通道(voltage-dependent calcium channels,VDCC)流的作用,初步探讨琥珀酸对神经元保护的电生理学基础.方法:采用传统全细胞膜片钳技术和制霉菌素(nystatin)穿孔膜片钳技术观察琥珀酸对海马CAI区神经元VDCC电流的影响.结果:不同浓度的琉角酸(10-6、10-5、10-4、10-3、10-2和10-1mol·L-1)在海马CAI区对低电压激活(low-voltage activated,LVA)钙通道电流未见任何影响,而对高电压激活(high-voltage activated,HVA)钙通道电流的抑制呈浓度依赖性.对照组HVA钙电流为580.051±7.32pA,分别给予10-6、10-5、10-4、10-3、10-2和10-1 mol·L-1的琥珀酸后HVA钙电流依次为563.74±16.65,517.99±15.24,444.66±13.26,405.32±19.11,269.03±9.96和86.41±3.25pA,同对照组相比差异有统计学意义(n=8,P<0.01).结论:琥珀酸能浓度依赖性地抑制HVA钙电流,而对LVA钙电流无影响.由此推测琥珀酸可能通过抑制HVA钙电流减少Ca2+内流而影响海马CAI区神经元的兴奋性,从而抑制癫痫的形成,其脑保护作用可能与此有关.     

[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。     

温度、pH及效应剂对高粱PEP羧化酶活性的协同作用

纯化的高粱PEP羧化酶活性随pH升高(pH6.6～8.0)而增大。在G6P和Mal存在下,酶活性仍有随pH升高而增大的趋势,但G6P对酶的激活百分率和Mal的抑制百分率随pH升高而降低。高粱PEP羧化酶活性的最适温度高于40℃、酶的催化效率(V_(max)/K_m)随温度升高而增大。高温下,反应激活能降低,Mal对酶活性抑制百分率亦随温度升高而下降,I_(0.5)值增大,Mal增大K_m(PEP)的效应变小。     

植物呼吸及代谢的研究 Ⅴ.水稻幼苗亚细胞颗粒的氧化途径

本文报导了关于4天水稻黄化幼苗地上部的亚细胞颗粒氧化丙酮酸的途径的研究。下述结果证明在其中有三羧酸循环运行:1.琥珀酸、α-酮基戊二酸能迅速地被氧化,柠檬酸、苹果酸、延胡索酸以顺序降低的速率为此颗粒制剂氧化。2.丙酮酸的氧化能为催化量的琥珀酸所引发,说明有缩合酶的活性存在。3.琥珀酸的氧化能为丙二酸所抑制。α-酮基戊二酸的氧化能为亚砷酸钠所抑制,并且此被抑制的耗氧可借加入琥珀酸而得到恢复。4.氧化产物的纸上层析鉴定表明:琥珀酸能转化为延胡索酸、苹果酸和异柠檬酸;α-酮基戊二酸能转化为琥珀酸、延胡索酸和苹果酸。对亚细胞制剂及组织匀浆所作异柠檬酸酶及苹果酸合成酶的活性鉴定指出,在水稻幼苗氧化丙酮酸的途径中,乙醛酸循环可能与三羧酸循环同时存在。     

亚致死剂量高效氯氰菊酯对蚯蚓体内生化指标的影响

采用接触滤纸法, 测定蚯蚓经亚致死剂量高效氯氰菊酯染毒24 h、48 h 和72 h 后其体内蛋白含量、超氧化物歧化酶(SOD)活力、过氧化氢酶(CAT)活力和丙二醛(MDA)含量的变化, 探讨不同染毒时间和暴露浓度对蚯蚓的毒性效应。结果表明, 在高效氯氰菊酯亚致死剂量下, 染毒24 h 时蛋白含量在50 mg·L^-1 达到最大值, 而染毒72 h 时蛋白含量在5 mg·L^-1 达到最大值, 表现为短时间内促进蛋白合成而长时间下抑制。高效氯氰菊酯对SOD 和CAT 活力的诱导作用明显, SOD 活力在低浓度激活, 高浓度抑制; CAT 活力呈现出先升高后降低的趋势; MDA 含量诱导作用不明显,短时间内随暴露浓度升高而升高, 但随染毒时间延长趋于正常水平。因此SOD 和CAT 可作为蚯蚓受到氧化胁迫的指示指标, 而MDA 无法作为指示指标。此外, 各生化指标对高效氯氰菊酯毒性效应的敏感性存在差异, SOD 活力影响最大, CAT 次之, MDA 最小。     

中枢神经系统网状结构电生理学研究概况(續)

苏联研究網状組織的概况介紹在苏联研究网状組織电生理学情况的时候,可以追溯到十九世紀下半紀一些著名俄罗斯生理学家的工作。 1862年发現了中枢神經系統内抑制現象,开辟了科学地研究中枢神經系統生理学的領域。根据目前苏联一些生理学者(等)的意見,著名的謝切諾夫抑制現象,就是通过脑干部下行抑制系統机制实現的。很可能,所发現的网状下行抑制系統的特性,进一步闡明了这一現象     

Cd、Zn复合污染对水车前叶绿素含量和活性氧清除系统的影响

主要研究了重金属Cd、Zn单一及复合污染对水车前叶绿素含量和活性氧清除系统的影响。超氧化物歧化酶 (SOD)、过氧化物酶 (POD)、过氧化氢酶 (CAT)活性都在 0 1mg·L-1Cd处理浓度时达到峰值 ,随培养浓度的增加 ,活性下降。叶绿素含量则随处理的浓度的上升而呈递减趋势。在各Cd处理梯度中加入Zn后 ,随加入Zn浓度的增大 ,上述各指标与单一Cd处理差异显著性增强 ,表明Zn增强了Cd的毒害作用 ,显示出协同作用的趋势     

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。     

NaCl胁迫对玉米根质膜H^＋分泌和氧化还原系统的影响

玉米(Zea mays L.)根相对伸长速率(RER)、质膜H~ 分泌速率和Fe(CN)_6~(3-)还原速率均随NaCl浓度的增加而下降。随着胁迫时间的延长,H~ 分泌速率又有不同程度恢复,Fe(CN)_6~(3-)还原速率则随胁迫时间的延长而下降。NaCl胁迫时间在12h前,随着NaCl浓度的增加NADH的氧化速率也增加,超过12h明显下降。在同一NaCl浓度下,NADH氧化速率随胁迫时间的延长而下降。统计结果表明,盐胁迫下BER与H~ 分泌速率的相关系数为0.9998。所以,盐胁迫对根伸长生长的抑制可能与质膜H~ -ATPase和氧化还原系统等H~ 分泌过程的抑制有关。     

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。     

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。