氧化磷酸化的呼吸链途径模式概论

线粒体内氧化供能过程中的重要代谢物主要有丙酮酸、三羧酸循环中间体、氨基酸分解产物、酮体、脂肪酸β-氧化中间体、甘油代谢物、嘧啶碱基分解产物等。线粒体内重要代谢物脱下的电子对或者H原子可以通过复合体Ⅰ、复合体Ⅱ、或者通过辅酶Q等不同方式进入呼吸链进行电子传递并生成不同数量的ATP。因此,依据代谢物成对电子或H原子进入呼吸链的方式可以划分不同的氧化呼吸链途径模式:NADH氧化呼吸链途径、琥珀酸氧化呼吸链途径,以及FADH2氧化呼吸链途径。     

星形胶质细胞和神经元之间谷氨酸-谷氨酰胺的代谢偶联

谷氨酸-谷氨酰胺循环是星形胶质细胞和神经元代谢偶联最重要的途径之一。在中枢神经系统中葡萄糖经糖酵解和三羧酸循环,合成三羧酸循环的中间产物。神经元因缺乏丙酮酸羧化酶,不能由葡萄糖直接合成谷氨酸,而必须依赖于星形胶质细胞的三羧酸循环来产生作为谷氨酸前体的三羧酸循环中间代谢产物。星形胶质细胞的谷氨酸载体从突触间隙摄取谷氨酸,在星形胶质细胞中转变成谷氨酰胺并释放到细胞外,然后重新被神经元摄取,转变成谷氨酸进入新一轮的循环。本文介绍了该循环,以及星形胶质细胞谷氨酸载体的功能、特性及调控。     

粘虫Leucania separata Walker蛾飞翔肌线粒体的氧化磷酸化作用和呼吸控制

线粒体是细胞呼吸代谢和能量代谢的中心,有关它的结构和机能是近代生物化学研究中极活跃的领域之一。氧化磷酸化作用,即电子在呼吸链传递过程中偶联有高能磷酸键(腺苷三磷酸ATP)的合成,是线粒体的主要机能,也是研究生物能代谢的重要方面。 氧化磷酸化作用已经在几种昆虫飞翔肌线粒体中被研究过(Sacktor,1961;Slater,1960;Лю Шу-сэнь,1962)。早期研究结果证明,昆虫线粒体与高等动物肝细胞线粒体的区别是前者P/O比值较低,α-甘油磷酸的氧化速率大大高于三羧酸循环各基质的氧化速     

尿素对热带假丝酵母Candida tropicalis合成长链二元酸途径的调节——Ⅱ.几个关键酶活力的消长

前文已报道尿素及尿素结构类似物对长链二元酸的合成酶系既有抑制作用,也有阻遏作用,从而调节了长链二元酸的合成。本文进一步从离体酶系探索过量尿素对热带假丝酵母在烃类氧化过程中有关三羧酸循环,乙醛酸循环,呼吸链,ω和β氧化等几个关键酶活力的消长关系。实验结果证明,过量尿素(0.2%)以上培养菌体的三羧酸循环三个主要脱氢酶,苹果酸脱氢酶,琥珀酸脱氢酶和异柠檬酸脱氢酶(NADP)的比活力分别为正常尿素(0.1%)培养菌体的5.3、3.0、1.7倍。乙醛酸循环关键酶,异柠檬酸裂解酶和苹果酸合成酶分别为正常尿素培养物的2.6和2.8倍。另一方面当尿素过量时ω-氧化酶系活力极微,而β-氧化酶系活力大大提高,以致长链二元酸难以积累。另外过氧化氢酶活力在过量尿素存在时也有显著提高。而谷氨酸脱氢酶、NADH氧化酶和由NAD连结的异柠檬酸脱氢酶在两种菌体内无明显差别。     

尿素对热带假丝酵母Candida tropicalis合成长链二元酸途径的调节 Ⅱ.几个关键酶活力的消长

前文已报道尿素及尿素结构类似物对长链二元酸的合成酶系既有抑制作用,也有阻遏作用,从而调节了长链二元酸的合成。本文进一步从离体酶系探索过量尿素对热带假丝酵母在烃类氧化过程中有关三羧酸循环,乙醛酸循环,呼吸链,ω和β氧化等几个关键酶活力的消长关系。实验结果证明,过量尿素(0.2%)以上培养菌体的三羧酸循环三个主要脱氢酶,苹果酸脱氢酶,琥珀酸脱氢酶和异柠檬酸脱氢酶(NADP)的比活力分别为正常尿素(0.1%)培养菌体的5.3、3.0、1.7倍。乙醛酸循环关键酶,异柠檬酸裂解酶和苹果酸合成酶分别为正常尿素培养物的2.6和2.8倍。另一方面当尿素过量时ω-氧化酶系活力极微,而β-氧化酶系活力大大提高,以致长链二元酸难以积累。另外过氧化氢酶活力在过量尿素存在时也有显著提高。而谷氨酸脱氢酶、NADH氧化酶和由NAD连结的异柠檬酸脱氢酶在两种菌体内无明显差别。     

线粒体的遗传

线粒体是真核细胞质中的一种细胞器,通常认为它是细胞呼吸的中心,它的主要功能是为生物提供生命活动所需要的能量。而呼吸作用包括两个不同途径:糖酵解和三羧酸循环。这两个过程都要由遗传基因控制下产生一系列的酶才能进行。已经明确:参与糖酵解各反应的酶是存在于细胞质中;而三羧酸循环和生物氧化的酶都在线粒体内。由于三羧酸循环在呼吸作用中占有较大的比重,而生物氧化是形成ATP的过程,所以,人们把线粒体比喻为细胞的“发电厂”。除了细菌和蓝藻未肯定外,所有的真核细     

3.偶联膜的组成和功能

在第2章中,我们已经了解到,构成呼吸作用的氧化一还原反应,是在严格规定的顺序中进行的。从这一方面来说,它们类似于糖酵解、三羧酸循环或脂肪酸氧化循环的多酶途径。然而,又与这些过程不同,呼吸作用和氧化磷酸化是完全与膜相结合的,它们发生于需氧性真核生物的细胞线粒体内膜中,以及细菌的原生质膜中。由于这些膜将呼吸与ATP的合成(以及其它耗能反应)相偶联,因此,通常称     

食物分子中的碳怎样在人体中“燃烧”

人体内的各种生理活动需要能量驱动。ATP就是给机体供能的主要分子。食物分子中的氢原子脱下来后,通过电子传递的方式分步释放出能量,并将氢离子从膜的一侧泵至另一侧,最后与氧结合生成水,此跨膜的离子浓度梯度就可以用于合成ATP。然而碳原子的氧化却不能用这种方式进行,而是通过"加水脱氢"的方式,将碳原子中储存的能量转移到氢原子上,再通过氢原子的氧化释放能量。     

化工上的应用

901121 微球菌菌株RCO-4M对侧链具有偶数碳原子的n-烷基环已烷的代谢[英] /Yoshizako, F.…∥J. Fermn. Bioeng.-1989, 67(05).-335～338[译自 CBA,1989,(10),4416] 这种环己烷的侧链中碳原子数为6、8、10、12和14。在这项利用微球菌(Micrococcus)菌株RCO-4M进行的研究中,提出了通过菌对这种环己烷的代谢,产生环已烷羧酸、环已烷乙酸、1-环已烷羧酸、6-羧基已酸、已二酸和反-4-羧基环已烷乙酸的证据。(郭殿瑞)     

真菌草酸的代谢和作用研究进展

草酸(oxalic acid)是一种重要的生物代谢产物,广泛分布于植物、动物和微生物中,在不同的生命体中发挥重要功能.本文回顾了国内外关于真菌草酸的相关研究进展.许多真菌能够分泌草酸,包括植物病原真菌、食药用真菌及工业真菌等.草酸作为一种简单的二元羧酸,在真菌中主要通过三羧酸循环途径、乙醛酸循环途径和草酰乙酸途径合成....     

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。     

白地霉的氧化代谢

1．自地霍完整静息幼胞氧化乙醇、乙酸、丙酮酸及草酰乙酸的速度很高,对其他三羧酸循环各酸如：琥珀酸、延胡索酸、a-酮戊二酸、苹果酸、柠檬酸、顺岛头酸及异柠檬酸也能氧化,但速度甚低。 2．在白地霉无细胞提取液中测出了三羧酸循环中以下各种酶活力：柠檬酸精合酶、异柠檬酸脱氢酶、顺岛头酸酶、a-酮戊二酸脱氢酶、琥珀酸脱氢酶、延胡索酸酶、苹果酸脱氢酶、苹果酸酶、草酰乙酸羧化酶等,并间接得知有乙酸激活酶及L-谷氨酸脱氢酶存在。 3．在白地霉无捆胞提取液中测出了乙醛酸循环的两个关键的酶皂口异柠檬酸酶及苹果酸合成酶。 4．由以上结果可知白地霉可利用三羧酸循环及乙醛酸循环作为末端呼吸途径。     

NAD+-依赖型异柠檬酸脱氢酶的结构和功能研究进展

NAD^ —依赖型异柠檬酸脱氢酶是一个核编码线粒体酶,参与三羧酸循环,负责催化异柠檬酸氧化脱羧成α-酮戊二酸,是循环路径中的限速酶。目前在酶学性质、亚基组成、基因克隆、蛋白组装与转运,以及功能等方面开展了许多研究。本文就这些方面的新进展进行综述。     

从三羧酸循环代谢异常中探寻癌症进展与治疗新思路

三羧酸循环是有氧生物获得生命活动所需能量的主要途径。整个三羧酸循环的过程需要多种酶的协同作用,产生多种中间代谢产物,以此来维持细胞稳定的生存环境。在众多参与三羧酸循环的酶中,当其中某一种或多种酶的活性发生改变时,就会有新的代谢产物生成,从而改变细胞的命运。该文以三羧酸循环中异柠檬酸脱氢酶、琥珀酸脱氢酶和延胡索酸酶的突变所引起的一系列致癌代谢物的积累为切入点,就三羧酸循环中间酶突变引起的表观遗传学改变与肿瘤发生发展的关系进行综述,以期从三羧酸循环代谢异常中,探寻癌症进展与治疗的新思路。     

关于"三羧酸循环"的教学探讨

三羧酸循环(tricarboxylic acid cycle,TCAcycle,也称柠檬酸循环)是在高等植物线粒体中发生的重要的碳代谢途径.它是呼吸作用中葡萄糖有氧分解的主要方式,将糖酵解产物丙酮酸逐步氧化分解为C O 2和H 2O,并生成N A D H、FADH2、ATP.     

马铃薯块茎中天然生长抑制物质对呼吸代谢的影响

马铃薯块茎周皮中提取的天然生长抑制物质可使块茎圆片的呼吸增强。增高的呼吸可被碘乙酸和丙二酸抑制,并且对 KCN 是敏感的。表明这部分由抑制物所引起的额外呼吸通过糖酵解——三羧酸循环途径和对氰化物敏感的电子传递链。抑制物所增加的呼吸可被外加的 IAA 部分降低;并被 GA 完全消除。这可能反映出它们影响呼吸代谢的作用方式或部位存在差异。     

天冬氨酸介导的细胞增殖调控

细胞生长与增殖是一个复杂的调控过程,需要大量营养物质、能量、辅因子及代谢中间物。该文着重讨论了天冬氨酸与细胞呼吸过程对细胞增殖的影响及其作用机制。首先,介绍了电子传递链(electron transport chain,ETC)的作用原理,并讨论与细胞增殖之间的关系;其次,从天冬氨酸的合成代谢开始,探讨了天冬氨酸对ETC缺陷型细胞的影响,与三羧酸循环、核苷酸代谢的相互关系,进而探讨了天冬氨酸作为一个重要氨基酸对细胞周期的协调作用。总结已有研究成果发现,天冬氨酸不同于丙酮酸作为电子受体发挥功能,而是通过其在体内的合成与转化参与胞内三羧酸循环及核苷酸代谢等生物途径进而促进细胞增殖,为后续细胞增殖调控研究提供了新思路。     

牦牛睾丸组织能量代谢相关酶活力的分析

为了解牦牛Bos grunniens睾丸组织在性成熟前后与能量代谢相关的几种酶活力变化,对九龙牦牛睾丸组织中参与糖酵解、三羧酸循环、脂肪酸β-氧化和线粒体呼吸链中几种酶活力做了测定.结果显示,性未成熟的九龙牦牛睾丸组织中β-羟脂酰CoA脱氢酶(HAD)活力显著高于成年九龙牦牛(P<0.01),而乳酸脱氢酶(LDH)、异柠檬酸脱氢酶(ICDH)、细胞色素氧化酶(COX)活力未见显著差异,提示脂肪酸β-氧化在性成熟前的牦牛睾丸组织能量代谢中可能发挥重要作用.     

异柠檬酸脱氢酶在植物抗氧化胁迫中的作用

异柠檬酸脱氢酶(ICDH)是连接C-N代谢酶的关键,它催化三羧酸循环(TCA)中的异柠檬酸氧化脱羧形成α-酮戊二酸的可逆反应。ICDH的另一个重要功能是产生细胞质中的NADPH,NADPH在细胞中无处不在,介导许多氧化还原反应,并影响到几乎所有的代谢途径,涉及植物体内的活性氧(ROS)的生产和消耗,因此是传递胁迫信号的中转站。综述异柠檬酸脱氢酶在植物抗氧化胁迫中的作用,便于更好地理解ICDH在氧化胁迫中的信号传递和化学反应中所起的作用,为抗逆分子育种服务。     

中链化学品微生物制造

中链脂肪酸（C₆-C₁₂）衍生的化学品包括脂肪醇、脂肪烃、中链酯、ω-修饰脂肪酸等,这些化合物是生物燃料、聚合物、日用化学品、特种化学品的重要组分。天然微生物底盘不能合成中链脂肪酸,而通过操纵脂肪酸合成、逆β-氧化等碳链延伸途径,尤其是表达生成游离中链脂肪酸的硫酯酶,可使大肠埃希菌、酿酒酵母等微生物细胞合成超过1 g/L的中链脂肪酸。引入脂肪酸衍生反应,如羧基还原、脱羧、ω-氧化等,可合成许多中链化学品。本文综述了中链化学品合成的酶学基础以及代谢工程策略,为中链化学品高效生物制造提供参考和思路。