关于"尿素循环"的商榷

尿素循环是蛋白质及氨基酸分解代谢一章的重点内容 ,其物质代谢和能量代谢应在教学过程中能很明确地阐述出来。本人在教学实践的过程中 ,认为教材 [沈同先生等编《生物化学》(第二版 )下册 ,以下同 ]中关于尿素循环的内容不尽完美 ,于是作了一些补充 ,应用于教学后产生了很好的效果。因此在这里提出来 ,供大家讨论和参考。尿素循环的内容在教材第 2 30页图 16 6 ,现将原图的内容 (实线部分 )和补充的内容 (虚线部分 )绘在一起 (如图 1)。　　教材中关于尿素循环的总反应式 (第 2 32页 )为 :NH+ 4 +CO2 +3ATP +天冬氨酸 +2H2 O→尿素 +2…     

烟草叶片发育过程中光合功能衰退与H_2O_2积累的关系

以烟草(NicotianatabacumL.cvNC89)为材料,研究了叶片发育过程中H2O2积累与叶绿体光合功能衰退、抗坏血酸-谷胱甘肽(AsA-GSH)循环的关联。结果表明,光合功能衰退过程中,各光合参数均表现为先缓慢后快速的下降趋势,核酮糖-1,5-二磷酸羧化酶(RuBPCase)活性下降较电子传递活性下降迅速,H2O2含量与叶绿素含量、光合速率、RuBPCase活性、抗坏血酸过氧化物酶(APX)、谷胱甘肽还原酶(GR)活性显著负相关。H2O2的定位染色也证实光合功能衰退与H2O2积累密切相关。APX和GR在光合功能可逆衰退阶段维持较高水平,不可逆衰退阶段下降稍快。烟草叶片光合功能衰退快于AsA-GSH循环运转的下调。     

烟草叶片发育过程中光合功能衰退与H2O2积累的关系

以烟草（Nicotiana tabacum L．cv NC89）为材料,研究了叶片发育过程中H2O2积累与叶绿体光合功能衰退、抗坏血酸-谷胱甘肽（AsA—GSH）循环的关联。结果表明,光合功能衰退过程中,各光合参数均表现为先缓慢后快速的下降趋势,核酮糖-1,5-二磷酸羧化酶（RuBPCase）活性下降较电子传递活性下降迅速,H2O2含量与叶绿素含量、光合速率、RuBPCase活性、抗坏血酸过氧化物酶（APX）、谷胱甘肽还原酶（GR）活性显著负相关。H2O2的定位染色也证实光合功能衰退与H2O2积累密切相关。APX和GR在光合功能可逆衰退阶段维持较高水平,不可逆衰退阶段下降稍快。烟草叶片光合功能衰退快于AsA—GSH循环运转的下调。     

NaCl胁迫对茄子嫁接幼苗叶片抗坏血酸和谷胱甘肽代谢的影响

以Torvum Vigor为砧木,栽培品种苏崎茄为接穗,研究NaCl胁迫对茄子嫁接苗和自根苗抗氧化物质含量和H2O2产生及清除酶活性的影响.结果表明;(1)NaCl胁迫可诱导叶片中H2O2的产生,导致膜脂过氧化产物丙二醛(MDA)的积累,嫁接苗叶片中H2O2和MDA的含量显著低于自根苗.(2)在NaCl胁迫下,嫁接苗叶片中谷胱甘肽还原酶(GR)和抗坏血酸过氧化物酶(APX)活性上升,自根苗则下降;NaCl胁迫促进了嫁接苗还原型抗坏血酸(AsA)和还原型谷胱甘肽(GSH)的合成,嫁接苗叶片中AsA和GSH的含量显著高于自根苗.由此认为,茄子嫁接苗耐盐性优于自根苗的原因之一在于嫁接苗保持较快的AsA-GSH循环,从而保证GSH和AsA的再生以减轻氧化损伤.     

卡尔文循环中的细节问题

从卡尔文循环的总反应方程式入手,分析生物化学、植物生理学等教材中关于卡尔文循环相关内容存在的细节问题。主要讨论了以下4个方面：H2O的消耗和生成;H＋的消耗与生成;NADP的电荷;Pi的电荷及形式。推导出了卡尔文循环总方程式的4种合理写法。     

作为叶绿体H2O2分解系统关键酶的抗坏血酸过氧化物酶

介绍叶绿体中H2O2分解系统的共建酶──抗坏血酸过氧化物酶的基本特性、在植物中的分布、分子生物学及其分解H2O2的作用机制。     

外源一氧化氮供体对NaCl胁迫下多裂骆驼蓬幼苗叶片ASA-GSH循环的影响

研究了外源一氧化氮(NO)供体硝普钠(SNP)对NaCl胁迫下多裂骆驼蓬幼苗抗坏血酸(ASA)-谷胱甘肽(GSH)循环抗氧化系统及H2O2和丙二醛(MDA)含量的影响。结果表明,0.15mmol.L-1SNP能提高300mmol.L-1NaCl胁迫下多裂骆驼蓬幼苗叶片抗坏血酸过氧化物酶(APX)、谷胱甘肽还原酶(GR)和谷胱甘肽转硫酶(GST)活性,增加还原型抗坏血酸(ASA)和谷胱甘肽(GSH)含量,降低脱氢抗坏血酸(DHA)和氧化型谷胱甘肽(GSSG)含量,提高ASA/DHA、GSH/GSSG比率,降低H2O2和MDA水平,对单脱氢抗坏血酸还原酶(MDAR)和脱氢抗坏血酸还原酶(DHAR)活性无显著影响。NO信号转导途径关键酶鸟苷酸环化酶(GC)抑制剂亚甲基蓝(MB)逆转了SNP对盐胁迫下APX、GR、GST活性和ASA、GSH、DHA,H2O2、MDA含量及ASA/DHA、GSH/GSSG比率的调节效应。由此表明,NO可能通过GC介导的cGMP信号转导参与ASA-GSH循环活性氧清除系统的调节,从而缓解盐胁迫诱导的氧化伤害。     

苹果黑星病菌SSR反应体系的优化

通过对苹果黑星病菌基因组DNA的SSR反应中一些重要参数进行优化,结果表明,最适反应体系为:2 5μL体系中,10×Buffer Mg Cl2 2 0 mm ol/ L 2 .5μL ,d NTP 10 0μmol·L- 1 、引物0 .5μmol·L- 1 、Taq DNA聚合酶1.5 U ,DNA模板2 m g·L- 1 ,dd H2 O 19.5μL .PCR扩增程序为93℃,2 min,5 7℃,30 s,1个循环;72℃,1m in,93℃,30 s,5 7℃,30 s,4 0个循环;72℃,10 min.     

夜间低温胁迫对番茄叶片活性氧代谢及AsA-GSH循环的影响

以番茄品种‘辽园多丽’为试材,利用人工气候室模拟设施生产中的夜间低温胁迫环境,研究9℃和6℃夜低温对番茄叶片活性氧代谢和AsA-GSH循环的影响。结果显示:9℃和6℃夜间低温胁迫3～9d可诱导番茄叶片中超氧阴离子(O2.-)产生速率、过氧化氢(H2O2)和丙二醛(MDA)含量上升;抑制过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)的活性,增加超氧化物歧化酶(SOD)和AsA-GSH循环中抗坏血酸过氧化物酶(APX)、脱氢抗坏血酸还原酶(DHAR)、谷胱甘肽还原酶(GR)的活性,并提高还原型抗坏血酸(AsA)、还原型谷胱甘肽(GSH)、氧化型谷胱甘肽(GSSG)的含量。研究表明,在夜间低温胁迫过程中,增加的番茄叶片中SOD活性和AsA-GSH循环清除活性氧的能力并未与氧还原的速率一致,从而导致番茄叶片中活性氧的累积,使细胞膜系统受到一定破坏,在6℃处理的植物中尤为明显。     

植物有氧呼吸作用中水平衡的教学

呼吸作用是指生活细胞中有机物在一系列酶的参与下,逐步氧化分解,同时释放能量的过程.无论是从能量代谢还是物质代谢来看,呼吸作用都居于植物代谢的中心地位.有氧呼吸是高等植物呼吸的主要形式,通常所说的呼吸作用,主要是指有氧呼吸,即在O2的参与下进行的呼吸作用.H2O不仅作为有氧呼吸的产物,而且也作为底物参与呼吸代谢.本文就潘瑞炽先生主编的<植物生理学>(第4版,以下简称潘书)中"植物的呼吸作用"的内容,从师范院校的教学角度,探讨植物呼吸作用中H2O的平衡问题.     

不同活性氧胁迫下Bacillus sp. F26以抗氧化物酶合成为特征的应激响应

采用不同的活性氧发生源, 研究了· 、H2O2和OH·胁迫下Bacillus sp. F26以抗氧化物酶合成为特征的应激响应。结果表明, 细胞对氧胁迫的应激响应程度取决于活性氧种类、胁迫程度和形式(瞬时和持续)。Bacillus sp. F26对H2O2胁迫的响应程度最高, 过氧化氢酶的快速合成对细胞抵抗H2O2胁迫至关重要, 当细胞及时分解进入胞内的H2O2, 胁迫对细胞的氧化损伤程度并不高, 相反会刺激细胞的生长和底物消耗, 当胁迫超过过氧化氢酶的分解能力时, H2O2会迅速抑制细胞生长和过氧化氢酶合成; 由于 ·与细胞作用的方式和效果与H2O2不同, 超氧化物歧化酶和过氧化氢酶的快速合成并不能保证细胞及时有效地清除胞内的活性氧, 因此, 细胞对 ·胁迫的响应程度要低于H2O2胁迫; 在所考察的3种活性氧中, OH·胁迫(Fenton反应体系)对细胞的氧化损伤程度最大, 胁迫强烈地抑制了细胞生长和抗氧化物酶的合成。由此表明, 由于不同活性氧的化学性质有所不同, 细胞对不同种类、程度和形式的活性氧胁迫会表现出不同的生物学效应, 为了提高自身对氧胁迫的抵抗能力, 微生物会通过自身的代谢调节适应新的环境, 包括调整抗氧化物酶合成水平、改变生长速度以及底物消耗速率等。     

不同活性氧胁迫下Bacillus sp. F26以抗氧化物酶合成为特征的应激响应

采用不同的活性氧发生源, 研究了· 、H2O2和OH·胁迫下Bacillus sp. F26以抗氧化物酶合成为特征的应激响应。结果表明, 细胞对氧胁迫的应激响应程度取决于活性氧种类、胁迫程度和形式(瞬时和持续)。Bacillus sp. F26对H2O2胁迫的响应程度最高, 过氧化氢酶的快速合成对细胞抵抗H2O2胁迫至关重要, 当细胞及时分解进入胞内的H2O2, 胁迫对细胞的氧化损伤程度并不高, 相反会刺激细胞的生长和底物消耗, 当胁迫超过过氧化氢酶的分解能力时, H2O2会迅速抑制细胞生长和过氧化氢酶合成; 由于 ·与细胞作用的方式和效果与H2O2不同, 超氧化物歧化酶和过氧化氢酶的快速合成并不能保证细胞及时有效地清除胞内的活性氧, 因此, 细胞对 ·胁迫的响应程度要低于H2O2胁迫; 在所考察的3种活性氧中, OH·胁迫(Fenton反应体系)对细胞的氧化损伤程度最大, 胁迫强烈地抑制了细胞生长和抗氧化物酶的合成。由此表明, 由于不同活性氧的化学性质有所不同, 细胞对不同种类、程度和形式的活性氧胁迫会表现出不同的生物学效应, 为了提高自身对氧胁迫的抵抗能力, 微生物会通过自身的代谢调节适应新的环境, 包括调整抗氧化物酶合成水平、改变生长速度以及底物消耗速率等。     

H2O2参与AM真菌与烟草共生过程

以烟草((Nicotiana tabacum,品种CF90NF)为寄主,苗期接种丛枝菌根(AM)真菌摩西球囊霉(Glomus mosseae,G.m),测定G.m与烟草共生过程中烟草根部H2O2含量以及多胺氧化酶(PAO)和过氧化物酶(POD)活性;研究外源H2O2对G.m侵染烟草的影响以及H2O2清除剂和合成抑制剂对烟草侧根H2O2含量及烟草侧根和菌丝中H2O2荧光强度的影响,以探究H2O2在AM真菌侵染烟草过程中的作用。结果表明,接种G.m 20d后烟草侧根中出现H2O2含量的猝发,一定浓度的外源H2O2促进G.m对烟草的侵染,而H2O2清除剂抗坏血酸(AsA)显著削弱烟草侧根和菌丝中的H2O2荧光强度,降低G.m对烟草的侵染率,表明H2O2参与G.m与烟草共生过程;在G.m与烟草共生过程中,PAO和POD活性显著升高,PAO抑制剂二氨基十二烷(DADD)和POD抑制剂水杨羟肟酸(SHAM)显著降低烟草侧根中H2O2荧光强度,对菌丝中H2O2荧光强度无显著影响,表明烟草根部和G.m均可产生H2O2,PAO和POD参与烟草侧根中H2O2的合成,菌丝中可能存在其他来源的H2O2。     

铜离子急性胁迫对虎纹蛙肝脏中三羧酸循环及自由基代谢的影响

为探明铜离子(Cu2+)对两栖动物肝脏线粒体中三羧酸(Tricarboxyl acid, TCA)循环及自由基代谢的毒理作用,采用静水暴露实验,研究了Cu2+不同浓度和不同暴露时间对虎纹蛙(Hoplobatrachus chinensis)肝脏线粒体中异柠檬酸脱氢酶(ICDHm)活性、-酮戊二酸脱氢酶(-KGDH)活性、抗超氧阴离子(anti-O2)活性、过氧化氢(H2O2)含量、抑制羟自由基(inhabit-OH)活性、一氧化氮(NO)含量以及一氧化氮合成酶(NOS)活性的影响。暴露实验共设置6个Cu2+浓度组(0.0、2.0、4.0、6.0、8.0和10.0 mg/L),分5个暴露时间(0、24h、48h、72h和96h)取材,对每个浓度的不同暴露时间分别取6个样本,测定TCA循环及自由基代谢的相关指标。结果显示,在TCA循环中随着Cu2+浓度的增加和暴露时间的延长,时间和浓度因素对ICDHm活性影响无显著性交互作用(P0.05),暴露时间的延长对ICDHm活性无显著性影响(P0.05),但随着Cu2+浓度的增加ICDHm活性逐渐减小;而时间和浓度因素对-KGDH活性影响有显著交互作用(P0.05),暴露处理后-KGDH活性下降,分别在24h和96h的4.0、6.0 mg/L时活性最低。在自由基代谢中,时间和浓度因素对抗O2活性、H2O2含量影响有显著交互作用(P0.05),而对抑制OH活性、NO含量、NOS活性的影响无显著性交互作用(P0.05)。不同时间随着Cu2+浓度的增加,抗O2活性均呈现出逐渐下降的趋势;实验处理后H2O2含量升高,在24h的6.0 mg/L时含量最大;随着暴露时间的延长和Cu2+浓度的增加抑制OH活性均逐渐降低;而NO含量和NOS活性的变化趋势基本相同,即随着Cu2+浓度的增加先增加后减少并趋近0浓度组,且都在6.0 mg/L时达到最大。研究结果表明急性Cu2+暴露对虎纹蛙肝脏线粒体中TCA循环及自由基代谢有显著的毒性作用。       

植物体内重要的信号分子--H2O2

越来越多的证据表明,植物体内的H2O2作为信号分子发挥作用.在病原、诱发因子和激素应答中是调节细胞程序性死亡的关键因子.H2O2在环境胁迫防御反应中的信号作用也得到证实.已知H2O2直接调节无数基因的表达,其中有些基因与植物防御和超敏反应有关.H2O2还与其它信号系统特别是激素信号相互作用,是激素介导的信号传导通路上的上游或下游组分;更重要的是H2O2还影响和修饰其它第二信使如钙信号的作用,在H2O2信号和钙信号之间发生众多的交互作用且这两种信号分子都调节植物对多种胁迫的交互耐性.此外,现已广泛地认识到与H2O2相关的氧还状态调节是调整细胞活动的关键因子.本文主要概括和讨论了H2O2在不同生物过程中的信号作用.     

光合作用光抑制的研究进展

概述了植物光合作用光抑制的研究进展,包括造成光抑制和光氧化的活性氧的产生和作用机理,光抑制的作用部位,以及光保护机制等,着重从三个方面讨论了植物抗光抑制的保护机理：与光系统Ⅱ天线以及叶黄素循环相关的热耗散途径,包括光呼吸、H2O-H2O循环和环式电子传递在内的电子传递途径,以及活性氧清除机制等。     

微生物硒代谢机制研究进展

硒(Se)是人与动物生命必需的微量元素,在医学保健和工业制造方面有着广泛的应用。硒在环境中有四种价态,包括硒酸盐Se O42-(+6)、亚硒酸盐Se O32-(+4)、单质硒Se0(0)和硒化物Se2-(-2)。微生物在硒的形态转化中扮演了重要的角色,影响着环境中硒的生物地球化学循环。本文主要从自然界中硒的循环以及微生物与硒代谢机制两个方面阐述微生物对硒的生物地球化学循环的重要性。     

叶黄素循环酶

依赖叶黄素循环的热耗散是一种主要防御光破坏的机制。参与叶黄素循环的酶是紫黄质脱环氧化酶和玉米黄质环氧化酶 ,紫黄质脱环氧化酶已分离纯化 ,其 c DNA已被克隆 ,其活性主要受跨类囊体膜的 p H梯度和抗坏血酸浓度的调节 ;玉米黄质环氧化酶还没有被分离出来 ,但其 c DNA也已被克隆 ;其活性主要与NADPH的浓度、O2 及光等有关。     

臭氧胁迫对大豆叶片抗坏血酸-谷胱甘肽循环的影响

由于城市化的加剧导致近地面臭氧（O3）浓度日益增加,对植物生长和生态系统的功能产生了显著影响,因此准确评估近地层O3浓度升高对植物的影响具有重要意义。本文利用开顶式气室（OTCs）,系统探讨了模拟O3胁迫下大豆抗氧化系统抗坏血酸（AsA）-谷胱甘肽（GSH）循环清除活性氧（ROS）的机制及其对植株生长发育的影响。结果表明,在整个生育期内,与对照相比, 80?10 nL?L-1和110?10 nL?L-1 O3可以使大豆叶片丙二醛（MDA）含量、相对电导率增大,超氧阴离子（O2 ）产生速率、过氧化氢（H2O2）含量升高,超氧化物歧化酶（SOD）活性减弱; AsA-GSH循环中的AsA、GSH含量减少,脱氢抗坏血酸（DHA）、氧化型谷胱甘肽（GSSG）含量增加,过氧化物酶（APX）、单脱氢抗坏血酸还原酶（MDHAR）、谷胱甘肽还原酶（GR）活性呈现出前期增强后期减弱趋势,而脱氢抗坏血酸还原酶（DHAR）活性呈现出增强-减弱-增强的趋势。以上结果说明,O3浓度升高促进了大豆叶片ROS的代谢速率,降低了AsA-GSH循环效率,表明抗氧化系统不能长时间忍受高浓度O3带来的氧化伤害,从而使膜脂过氧化程度加重,对大豆表现为伤害效应。     

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?