NAD~+对小麦叶片线粒体甘氨酸氧化和三羧酸代谢的调节

外源NAD~+对小麦叶片线粒体内甘氨酸、苹果酸及α—酮戊二酸氧化都有促进作用。当几种呼吸底物同时存在时,其中甘氨酸的氧化抑制了其他底物的同时氧化,因为催化这两类废物氧化的酶对NAD~+的亲和力和对NADH/NAD~+比值的敏感程度有差异,催化甘氨酸氧化的甘氨酸脱羧酶对线粒体基质内可利用的NAD~+的亲和力分别比苹果酸脱氢酶和α—酮戊二酸脱氢酶的亲和力大约1或2倍。另外,甘氨酸亦可通过保持线粒体基质内高NADH/NAD~+比值来影响三羧酸环的正常代谢。     

氧化磷酸化作用和有关問題的研究 Ⅴ.維生素K_3对鼠肝綫粒体腺三磷酶的激活作用

当有KCN存在时维生素K_3对鼠肝线粒体ATP酶活力有明显的激活作用。维生素K_3对ATP酶活力的这种抑制作用受Amytal抑制。我们认为维生素K_3的这种作用是由于构成了呼吸链与NADH之间电子循环传递,电子由细胞色素(或呼吸链上其他中间电子载体)逆传至NAD~+,利用高能磷酸链的能量使NAD~+进行需能还原生成NADH,生成的NADH再通过DT黄酶及维生素K_3重新又把电子传回呼吸链,这样电子继续不断循环,ATP即不断水解。维生素K_3激活的ATP酶可能仅牵涉NADH氧化偶联三步磷酸化作用的第一步磷酸化作用。本文结果支持我们前文中关于维生素K_3对NAD~+需能还原抑制作用的解释。     

乳酸发酵第2阶段能量释放生物学教学研究

高中生物学教学中,有教师对乳酸发酵第2阶段是否释放能量存在分歧。对乳酸发酵第2阶段反应研究文献进行综述,通过对乳酸脱氢酶催化机理、NADH/NAD~+电子传递和氧化还原反应的热力学分析,提出丙酮酸生成乳酸进程中,NADH转化成NAD~+过程释放能量,但不能产生ATP。为乳酸发酵第2阶段能量释放等问题讨论提供理论依据。     

光呼吸代谢物乙醇酸、乙醛酸和草酸对烟草叶片硝酸还原的影响

乙醇酸、乙醛酸和草酸能明显促进烟草(Nicotiana rustica)叶片在黑暗中的硝酸还原,光呼吸抑制剂a-羟基吡啶甲烷磺酸能消除前二者的促进作用而不能完全消除草酸的作用。草酸+NAD~+能显著促进离体的硝酸还原。烟叶提取液加入草酸和NAD~+后生成NADH和CO_2认为活体内由乙醛酸氧化生成的草酸是经脱氢生成NADH供硝酸还原之用。未能证明在烟叶内存在乙醇酸脱氨酶,因此排除由乙醇酸直接脱氢以还原硝酸的可能。     

甘油醛-3-磷酸脫氫酶—还原輔酶 Ⅰ絡合物的光照分解产物NADH-X′

Krebs等发现在pH6左右,甘油醛-3-磷酸脱氢酶能催化NADH转变成一个新的衍生物NADH-X。NADH-X的吸收光谱与NADH的酸分解产物相似,吸收高峰在265mμ,在340mμ没有光吸收,290mμ—300mμ附近的光吸收此NADH大。Hilvers等报告当用甘油醛作底物时,在甘油醛-3-磷酸脱氢酶催化NAD~+还原的反应初期生成一个新的衍生物“340 mμ化合物”,此化合物在340 mμ有吸收高峰,但此化合物显然不是NADH,它在反应过程中能逐渐转变成NADH。     

分光光度法与^14C标记法测定RuBP羧化酶的活性的比较

方法的原理分光光度酶偶联法是根据RuBP羧化酶催化RuBP产生的磷酸甘油酸与NADH的氧化作用相偶联的原理设计的。当加入ATP及NADH后,NADH在PGK和GAPDH的催化下氧化为NAD~ ,每羧化1molRuBP有2molNADH被氧化,根据在波长340nm处光密度的变化,可测知NADH     

氨基酸可治疗缺血性心脏病

新近实验证明,谷氨酸、门冬氨酸、精氨酸和鸟氨酸能保护心肌免受低氧和缺血的损伤。在心脏缺氧时,由于氧化型尼克酰胺腺嘌呤二核苷酸(NAD~ )缺乏,磷酸甘油醛蓄积,糖酵解率仅短暂增加,不能适应心脏对能量的需要。某些无脊椎动物(如牡蛎)和潜水哺乳动物心脏具有不依靠乳酸脱氢酶,而使还原型尼克酰胺腺嘌呤二核苷酸(NADH)氧化的作用,但这不是人正常的主要途径。NADH 被氧化为NAD~ ,可通过门冬     

细胞内NAD~+水平分析方法的研究进展

烟酰胺腺嘌呤二核苷酸(nicotinamide adenine dinucleotide,NAD~+)是存在于所有活细胞中的必需吡啶核苷酸。NAD~+作为一种重要的辅酶和底物,参与能量产生、DNA修复、基因表达、钙依赖的二级信使信号和免疫调节作用等多种生物学过程。NAD~+代谢长期失衡会扰乱机体的生理功能,导致代谢性疾病、神经退行性疾病以及癌症的发生。NAD~+的水平随着老龄化以及年龄相关性疾病的发生逐渐降低。最近的研究表明,提高细胞内NAD~+水平是延缓衰老,预防年龄相关退行性疾病的一种有前景的方法。尽管细胞内NAD~+代谢与人类健康和疾病密切相关,但NAD~+含量的检测极具挑战性。目前为止,开发了多种用于定量分析细胞内NAD~+水平的分析方法。该文就细胞内NAD~+水平分析方法作一综述,着重分析近年来国内外细胞内NAD~+水平检测的研究进展以及提出未来NAD~+定量分析所需解决的问题。     

一株螢光假单孢杆菌(Pseudomonas fluorescens)中6-磷酸葡萄糖脱氢酶对烟酰胺核甙酸辅酶的专一性

在一株萤光假单孢杆菌SM-102菌株中G-6-P脱氢酶能同时利用NADP~+和NAD~+作为氢递体,并非象以往文献所载在G-6-P脱氢酶催化G-6-P的氧化中所引起NAD~+的还原是由于烟酰胺核甙酸转氢酶的作用所致,这个结论是根据下列的试验结果: (一)经测定在细菌的无细胞抽提液中没有找到烟酰胺核甙酸转氢酶的存在。(二)电泳纯的酶制剂亦能同时利用NADP~+和NAD~+作为氢递体。(三)在酶的纯化过程中,G-6-P脱氢酶作用于NADP~+和NAD~+的还原速率比值始终保持在2左右。(四)G-6-P脱氢酶作用于过量辅酶的反应系统时,对NADP~+的还原速率约为NAD~+的二倍,但当NADP~+和NAD~+同时存在时,还原速率仍与NADP~+相等。作者对G-6-P脱氢酶能同时以NADP~+与NAD~+作为辅酶在糖代谢演化上的意义进行了讨论。     

川芎Ⅲ号碱对鼠肝线粒体氧化磷酸化作用的研究

 川芎Ⅲ号碱是中药川芎中的一种生物碱。本文实验观察到:川芎Ⅲ号碱有降低鼠肝线粒体氧耗量,氧化磷酸化解偶联和减少ATP的生成作用。并发现:该化合物在低浓度(<10μmol/L)可阻断NAD~+链的电子传递,其作用点在NADH脱氢酶系统鱼籐酮敏感部位。此外,该化合物通过激活线粒体ATP酶水解活性,加速ATP的分解。作者对上述结果进行了简要的讨论。     

NAMPT与年龄相关性疾病的研究进展

烟酰胺磷酸核糖转移酶(nicotinamide phosphoribosyltransferase,NAMPT)是哺乳动物NAD~+生物合成中的限速酶,因此是细胞内NAD~+水平的控制器。NAMPT介导的NAD~+的生物合成在能量代谢、DNA修复、染色质重塑、细胞衰老和免疫细胞功能调节等方面发挥重要的作用。然而NAMPT的循环水平随着年龄的增长而显著下降,导致年龄相关性疾病包括代谢性疾病、神经退行性疾病、衰老和癌症的发生。最近研究发现,通过脂肪组织过表达eNAMPT来提高NAD~+水平可延长小鼠的健康寿命。因此推测NAMPT-NAD~+是一种有前景的抗衰老干预途径。该文系统概述了NAMPT,总结其与年龄相关性疾病的研究进展,NAMPT作为一种具有临床意义的分子,在年龄相关性疾病的诊断、预后和治疗中具有广泛的应用前景。     

大肠杆菌NAD+合成关键酶的克隆表达及发酵优化

【目的】烟酰胺腺嘌呤二核苷酸(NAD~+)在细胞基因表达、氧化还原反应、能量代谢以及调控细胞生命周期中具有重要的作用,其细胞内含量是能量效率的关键因素。强化辅因子合成策略,获得高产NAD~+菌株,对于NAD~+依赖型氧化还原反应的速率和调节相关生化合成途径的代谢流具有重要意义。【方法】首先通过内源性调节,对代谢途径中的关键酶基因进行强化,过量表达和共表达NAD~+合成途径中的关键酶基因pncB、nadD和nadE;其次,通过外源调节增加NAD~+前体物,优化诱导条件提高发酵过程中关键酶的表达量,增加NAD~+的合成量;最后在单因素优化试验的基础上,以NAD~+含量为响应值,采用Box-Bohnken试验设计方法,研究3个显著性影响因素相互作用对NAD~+积累量的影响,确定最佳的优化条件。【结果】根据关键酶基因强化策略,构建了7株重组菌,其中重组菌E.coli BL21/p ET-21a-nad E-pncB胞内NAD~+含量相比初始菌株E.coli BL21/pET-21a提高了405.2%。通过对该菌株诱导条件和NAD~+合成前体的优化,使用Design Expert 8.0分析实验数据,得出该重组菌株的最佳发酵条件为:诱导温度控制在15–20 oC,OD_(600)为0.6–0.8时添加IPTG 0.63 mmol/L、烟酸15.8 mg/L、诱导时长控制在24 h。NAD~+含量在最优条件下实验验证值可达43.16μmol/g DCW,与优化前相比提高了123.6%,与初始菌株相比提高了1029.8%。【结论】在大肠杆菌中共表达关键酶基因pncB和nadE,胞内NAD~+合成量明显增加,前体物以及诱导条件的外源调节使NAD~+积累量达到最佳优化值。实现了提高NAD~+含量的目标,胞内辅因子浓度的增加为提高生物催化效率奠定了可行性基础。     

通气对乳酸发酵过程的影响

对拟干酪乳杆菌发酵产乳酸的过程进行研究,通过改变不同的通气量(不通气、0.1vvm、0.2 vvm、0.5 vvm)确定0.1vvm的通气量最有利于产生乳酸;再通过优化通气策略,在发酵0～15 h不通空气,15～50 h通0.1 vvm空气使得乳酸的产量比全程通0.1 vvm空气又提高了11.7%,同时乳酸产率也提高了16.2%。最后通过对胞内NAD~+、NADH、乳酸脱氢酶和NADH氧化酶活性、以及发酵过程氧化还原电位(Oxidation-reduction potential,ORP)变化进行分析,阐述了通气影响乳酸发酵过程的机理。     

龙虾肌甘油醛-3-磷酸脱氢酶及其衍生物与NAD~+的结合

平衡柱层析法测得每分子龙虾肌羧甲基化甘油醛-3磷酸脱氢酶能结合3.9分子NAD~+,而每分子光照酶则只能结合2分子NAD~+。 由蛋白荧光淬灭法得到,在25℃、pH7.0的磷酸盐缓冲液中,全酶、羧甲基酶及光照酶与NAD~+结合时均呈负协同性。     

NAD~+分子在癌症细胞生物学中的重要地位

NAD~+是一种重要的辅助因子,是细胞能量代谢和细胞信号转导过程建立联系的重要桥梁。NAD~+可以对ADP进行核糖基化修饰,参与蛋白脱乙酰化作用。而这些信号事件参与调控一系列重要的生物过程,比如转录、细胞周期调控、DNA修复,以及细胞凋亡等,这些生物过程与癌症发生和发展联系紧密。近年来,以NAD~+代谢为靶点的抗癌策略得到了迅速地发展。本综述重点论述了NAD~+的生物合成、其参与的信号转导过程等研究的最新进展以及它与细胞增殖动态平衡的联系,以及基于此的一些抗癌药物研发的新的切入点。     

小麦幼苗及不同育性花药中P5C还原酶的研究

从小麦幼苗和花药中提取的二氢吡咯-5-羧酸(P5C)还原酶,在可育花药中活性很高,约为幼苗中活性的7～13倍,表明花药有很高的脯氨酸合成能力。从减数分裂期到单核靠边期酶活性逐渐升高,到双核初期明显降低。在不育花药中,减数分裂期酶活性高于可育花药,到单核初期酶活明显下降,仅为可育花药活性的一半。 初步纯化的小麦幼苗P5C还原酶的最适pH为7.2左右。对P5C和NADH的K_m值分别为400μmol/L和370/μmol/L。以NADPH为供氢体,其酶活性为NADH的35％。NADP~+、NAD~+、ATP、ADP对酶活性均有强烈的抑制作用。脯氨酸浓度在10m mol/L以上对酶活有轻微抑制作用。     

核苷酸的生物学功能

核苷酸除了构成遗传信息的基础DNA和RNA以外,在活细胞内,大量的核苷酸在物质和能量的代谢中还显示出多种多样的生物学功能. (一)重要辅酶的构件 1.是辅酶Ⅰ(NAD~+)和辅酶Ⅱ(NADP~+)的组分:腺苷酸是NAD~+和NADP~+的组成成分.NAD~+和NADP~+是细胞内很多脱氢酶的辅酶,是重要的载氢体,能传递质子和电子:2H=2H~+(质子)+2e(电子)     

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。     

豌豆叶片线粒体内甘氨酸氧化对苹果酸和异柠檬酸氧化的影响

豌豆幼苗叶片线粒体中,Gly,Mal和Isocit的氧化速率均受光促进。Gly的氧化抑制Mal和Isocit的氧化,而其本身不受影响。用INH抑制Gly氧化或提高NAD~+浓度均会降低其抑制程度。线粒体氧化Gly,Mal和Isocit的K_m(NAD~+)分别为66.67,119.1μmol/L和152.2μmol/L。Gly抑制Mal和Isocit氧化是由于Gly氧化在竞争NAD~+中占优势。     

低温对不同耐寒力的黄瓜幼苗子叶的各细胞器中NAD~+-苹果酸脱氢酶的影响

NAD~+-MDH在黄瓜子叶中的定位是细胞溶质中占总活性的55～59％,线粒体为38～35％,叶绿体为7％。其同工酶谱亦为细胞溶质中带数最多,全青为5条,粤早3号为4条,线粒体和叶绿体均为1条,品种间无明显差异。黄瓜幼苗随低温胁迫的加剧,伤害逐步加重,子叶电解质渗出率明显增加,NAD~+-MDH活性亦不断下降,其中叶绿体的NAD~+-MDH对低温最敏感,1±1℃处理就能反映品种间耐寒力的差异。叶绿体和线粒体的NAD~+-MDH同工酶对低温的反应与活性变化一致,谱带数没有差异,只是活性降低。细胞溶质部分酶带较多,各条酶带对低温的反应不同。