Rhodopseudomena viridis细菌光合作用反应中心质体醌QA与泛醌QB间电子转移耦合质子转移机理的理论研究

用量子化学B3LYP/6-31G(d)方法, 对Rhodopseudomena viridis细菌光合反应中心质体醌QA(MQ1)与泛醌QB(UQ1)间的电子转移耦合质子转移(PT-ET)机理进行了研究. 对反应(1)之后的Gibbs自由能变化进行了计算. 结果表明,(1) 按照各反应的数值, 在无耦合质子转移的情况下,UQ1不可能由MQ-1连续接受两个电子.由于ΔG02b0, ΔG03b0和ΔG04b0, 相应的PT-ET反应将依序沿(2b)、(3b)及(4b)进行.(2) 在气相情况下, 由于周围的氨基酸残基或水分子转移到UQ1的第一个及第二个质子(H+(1)和H+(2))将先后分别与UQ1的No.7和No.8氧原子结合;在蛋白环境情况下(SCRF方法,ε=4.0),质子耦合的顺序正相反, 但H+(1)和H+(2)与UQ-1结合的能量传递差很小.在气相及SCRF模拟环境中, 相同反应间的ΔG0无显著差别.(3)MQ-1间UQ-1的PT-ET反应如下:MQ1-+UQ1→MQ1+UQ1-(1)UQ1- (O(7))+H+(HisL190)→UQ1H(2b) (Gas)or UQ1- (O(8))+H+(H2O)→UQ1H(2b') (SCRF)or UQ1- (O(8))+H+ (ArgL217)→UQ1H(2b') (SCRF)MQ1-+UQ1H→MQ1+UQ1H-(3b) (Gas)MQ1-+UQ1H→MQ1+UQ1H-(3b') (SCRF)UQ1H-+H+(H2O)→UQ1H2(4b) (Gas)or UQ1H-+H+ (ArgL217)→UQ1H2(4b) (Gas)or UQ1H-+H+ (HisL190)→UQ1H2(4b') (SCRF)     

Instroduction to the Projects 2002 Funded in Division of Botany by the National Natural Science Foundation of China(NSFC)

用量子化学B3LYP/6-31G(d)方法,对Rhodopseudomena viridis细菌光合反应中心质体醌QA(MQ1)与泛醌QB(UQ1)间的电子转移耦合质子转移(PT-ET)机理进行了研究。 对反应(1)之后的Gibbs自由能变化进行了计算。 结果表明,(1) 按照各反应的数值, 在无耦合质子转移的情况下,UQ1不可能由MQ-1连续接受两个电子。由于ΔG0 2b0, ΔG0 3b0和G0 4b0,相应的PTET反应将依序沿(2b)、(3b)及(4b)进行。(2) 在气相情况下, 由于周围的氨基酸残基或水分子转移到UQ1的第一个及第二个质子(H+(1)和H+(2))将先后分别与UQ1的No.7和No.8氧原子结合;在蛋白环境情况下（SCRF方法,ε=4.0）,质子耦合的顺序正相反, 但H+(1)和H+(2)与UQ-1结合的能量传递差很小。在气相及SCRF模拟环境中, 相同反应间的ΔG０无显著差别。（3）MQ-1间UQ-1的PTET反应如下： MQ1-+UQ1→MQ1+UQ1- (1) UQ1-(O(7)+H+(HisL190) →UQ1H (2b)(Gas) or UQ1－(O(8))+H+(H2O)→UQ1H (2b') (SCRF) or UQ1－(O(8))+H+ (ArgL217)→UQ1H (2b')(SCRF) MQ－+UQ1H→MQ1+UQ1H- (3b)(Gas) MQ1－+UQ1H→Q1+UQ1H- (3b') (SCRF) UQ1H-+H+(H2O)→UQ1H2 (4b)(Gas) or UQ1H－+H+ (ArgL217)→UQ1H2 (4b) (Gas) or UQ1H－+H+ (HisL190)→UQ1H2 (4b') (SCRF)     

第13届国际生物奥林匹克竞赛(2002)实验试题答案

(续 2 0 0 3年第 38卷第 6期第 5 7页 )实验 动物系统学和形态学Q1.　 (5分 )A B C D E F G H I J0 1 0 1 0 2 0 4 0 1 0 1 0 1 0 1 0 5 0 3Q2　 (5分 )A B C D E F G H I J0 1 0 2 0 4 0 5 0 1 0 6 0 3 0 70 80 9Q3　 (10分 )A B C D E F G H I JK + + +L +M ++ +N +O +P +R ++S ++T ++ +++ +Q4 A　 (4分 ) 　□　□　　 　□　□Q4 B　 (1分 )　　□Q5　 (5分 )A B C D E F G H I J0 3 0 1 0 2 0 2 0 3 0 3 0 1 0 1 0 3 0 2Q6　 (10分 )　　 A.Gammaruspulex(钩虾 )　 B.Anopheles sp.(疟　蚊 )　 C.H irudo …     

Tween-80胶束对苝醌类光敏剂基态和激发态的保护作用

用Tween-80非离子型胶束增溶竹红菌甲素、乙素(HA、HB)及金丝桃蒽酮(HYP)等苝醌类光敏剂,发现该胶束对HA的基态和激发态都有保护作用.相对于含水有机体系,HA在胶束中基态的pKa值升高,荧光量子产率增大,光敏反应产生的活性中间体1O2和·0H的产额增加,从而提高了其光敏活性,这在光敏损伤作用中具有重要的生物学意义.实验还发现,Tween-80胶束对HB及HYP的保护作用与HA类似,而且保护作用与苝醌的结构有关,这对筛选光敏剂作为光疗药物具有指导作用.     

苯并噻唑醌类化合物对呼吸链酶系的抑制作用

合成了2-氯-5-正十二硫烷基-6-甲基-4,7-苯并噻唑醌(2-Cl-DMMDBT)和2-氯-5-正丁烷氨基-6-甲基-4,7-苯并噻唑醌(2-Cl-BAMDBT)两种化合物,研究了它们对线粒体呼吸链酶系的抑制作用.结果表明:2-Cl-DMMDBT和2-C1-BAMDBT对琥珀酸氧化酶及泛醌氧化酶的电子传递活性均表现一定的抑制作用,而对细胞色素氧化酶无作用,说明二者的抑制作用发生在泛醌反应区.二者对NADH氧化酶的抑制行为略有不同,2-Cl-DMMDBT是一个逐渐加强的过程,最终可致酶活性完全抑制,而2-Cl-BAMDBT则表现为瞬间抑制.比较了2-Cl-DMMDBT和2-Cl-BAMDBT对琥珀酸氧化酶的抑制能力,长侧链的2-Cl-DMMDBT比短侧链的2-Cl-BAMDBT抑制能力强很多.     

血管平滑肌细胞的体外氧化应激反应及雌激素的影响

目的探讨雌激素对VSMC氧化应激反应的影响及机制。方法第3-4代雌性大鼠血管平滑肌细胞(VSMC)在有或无10-8mol/L 17b-雌二醇(E2)存在下用不同浓度(0-250mmol/L)H2O2诱导氧化应激;MTT法,流式细胞术,Western blot分别检测VSMC活力,细胞周期,MAPK信号通路活性的变化。结果当浓度低于25mmol/L时,H2O2对VSMC活力无影响;当浓度为50-150mmol/L时,VSMC活力呈剂量依赖性下降,并伴随G0/G1期细胞升高;当浓度达到200mmol/L时,细胞活力下降至最低点并出现凋亡峰。10-8mol/L E2可显著抑制150mmol/L H2O2诱导的VSMCERK和p38的磷酸化、从而缓解VSMC G0/G1期阻滞,并降低高浓度H2O2诱导的VSMC凋亡。结论中等浓度的H2O2(50-150mmol/L)抑制VSMC增殖;高浓度H2O2(≥200mmol/L)不仅抑制VSMC生长、且导致部分VSMC凋亡;雌激素可通过抑制ERK和p38活性对氧化应激的VSMC起保护作用。     

不依赖于过渡金属离子的卤代醌介导的新型有机类Fenton反应机理

卤代醌是许多卤芳香持久有机污染物的致癌代谢产物和饮用水消毒副产物。羟基自由基(.OH)被公认为生物系统中最具活性的活性氧物种,能导致生物体内DNA等生物大分子的氧化损伤。目前,最被广泛接受的.OH产生机理是过渡金属离子催化的Fenton反应。综合采用电子自旋共振二级自旋捕获和其他分析方法,发现四氯苯醌和其它卤代醌皆可通过不依赖于过渡金属离子的途径,显著促进氢过氧化物(H2O2或有机氢过氧化物)的分解而产生.OH或烷氧自由基,并首次检测到一种新型的、以碳为中心的醌自由基。基于以上研究,提出一类不依赖于过渡金属离子的卤代醌介导的新型有机类Fenton反应机理。     

对氢键网络的干扰降低细胞色素b_6f复合体中Chla的光稳定性

细胞色素b6f蛋白复合体(Cyt b6f)参与光合膜上电子传递和跨膜质子转移,在体内以二体形式存在,每个单体只结合1分子叶绿素a(Chla).该Chla性质独特,光照条件下十分稳定,是甲醇中游离Chla的120~130倍,然而其光稳定性的机制仍未彻底阐明.Cyt b6f 2.7的晶体结构显示,Chla中心的Mg离子和H2O分子配位,并且该H2O分子通过氢键与复合体亚基Ⅳ的氨基酸G136和T137相互作用.本研究基于这一结构特点,对上述2个氨基酸进行了定点突变,以干扰、破坏氢键网络.结果发现,突变不仅导致蛋白与Chla结合能力下降,而且显著降低了Chla的光稳定性,这一结果表明,Cyt b6f中Chla相关的氢键网络对其稳定性具有重要的作用.     

山豆根多糖的研究

从山豆根沸水提取物中用 DEAE- Cellulose离子交换柱层析及 Sephadex G- 1 0 0凝胶层析分离纯化得—水溶性多糖 SSP1,SSP1用 TFA全水解的产物经 PL C及 GC分析证明仅含葡萄糖 ,平均分子量为 2 .2 4× 1 0 4 ,比旋光 [α]2 0D=+ 68°( c 0 .75,H2 O) ,经高碘酸氧化、Smith降解、甲基化分析、红外光谱、1H及 13C NMR分析证明其化学结构为以α( 1→ 4)葡聚糖为主链 ,并且每 1 2个主链单元分别在 3- O及 6- O位有分枝的葡聚糖     

植物过氧化物酶研究进展

过氧化物酶 [peroxidase,POD,EC1 .1 1 .1 .7(X) ]是广泛存在于各种动物、植物和微生物体内的一类氧化酶。催化由过氧化氢参与的各种还原剂的氧化反应 :RH2 H2 O2 →2 H2 O R。植物过氧化物酶的研究可追溯到 1 80 9年用愈创树脂为底物进行的颜色反应。但直到一个世纪之后才开展此酶的分离和命名。已知的催化反应底物超过 2 0 0种 ,以及多种过氧化物和辅助因子。迄今被研究最深入的应首推辣根过氧化物酶 (horseradish pero-xidase,HRP)。早在 1 94 0年 ,Thorell即用电泳方法从部分纯化的辣根组织中区分出 2种不同的 HRP,之后此酶…     

Transgene expression of human PON1 Q in mice protected the liver against CCl4-induced injury

BACKGROUND: Oxidative stress, often in association with decreased antioxidant defenses, plays a pathogenetic role in both initiation and progression of liver injuries, leading to almost all clinical and experimental conditions of chronic liver diseases. Human paraoxonase 1 (hPON1) is a liver-synthesized enzyme possessing antioxidant properties. Here, we investigate the effects of transgene-expressed hPON1 Q on alleviating lipid peroxidation and preventing liver injury in a mouse model. METHODS: The hPON1 Q gene was cloned into pcDNA3.0 plasmid and electro-transferred into mouse skeletal muscle. After CCl4 had been administrated to induce liver injury, mice were monitored for serum levels of alanine aminotransferase (ALT), aspartate aminotransferase (AST) and malonyldialdehyde (MDA). The extent of CCl4-induced liver injury was also analyzed through histopathological observations. RESULTS: After gene delivery, hPON1 mRNA expression was detected in mouse muscle and serum PON1 activity was 1.5 times higher than that of the control counterpart. In the PON1 Q gene transferred mice, protection against CCl4-induced liver injury was reflected by significantly decreased serum ALT, AST and MDA levels compared to those in control mice (P < 0.01). Histological observations also revealed that hepatocyte necrosis, hemorrhage, vacuolar change and hydropic degeneration were apparent in control mice after CCl4 administration. In contrast, the damage was significantly prevented (P < 0.01) in the hPON1 Q transferred mice. CONCLUSIONS: Intramuscular electro-transfer of the hPON1 Q gene led to efficient expression of hPON1 in mice. Elevated levels of PON1, by virtue of its potency to alleviate oxidative stress, could protect mice from suffering CCl4-induced liver damage.     

川西亚高山针叶林土壤呼吸速率与不同土层温度的关系

采用密闭气室红外CO2分析法（IRGA）,在野外连续定位测定了川西亚高山冷杉原始林的土壤呼吸,并对其不同土层（0、5、10、15和20cm）的温度进行了同步测定．在此基础上,分析了土壤呼吸的日、季节动态变化,及其与不同土层温度的关系和土壤呼吸Q10值变化．结果表明：冷杉原始林土壤呼吸呈现明显的日变化和季节变化．土壤呼吸的日最高值出现在12：00-14：00,最低值出现在8：00—10：00,与土壤表面温度的日变化一致;土壤呼吸的季节变化表明：7—8月的土壤呼吸高于9-11月,与不同土层温度季节变化规律一致;土壤呼吸与不同土层温度呈显著的指数增长关系,土壤呼吸速率与土壤15cm深处温度的相关性明显高于其它土层;利用Q10模型计算0～20cm各土层的Q10值分别为2．36、4．75、4．90、6．27和5．46,表明海拔高、温度低的环境条件下,土壤呼吸的Q10值偏高．     

Modification of guanine to queuine in transfer RNAs during development and aging

The degree of modification of guanine to queuine in the four queuine-containing tRNAs (Q-tRNAs) has been studied from rats of various age groups, and bacterial cells in different growth phases by measuring the amount of G-tRNA present in these tRNA preparations by tRNA-guanine transferase. In very young (one-week old) animals, only a small amount of G to Q modification was observed. However, this modification was essentially complete in the tRNAs of nine-month old animals, thereafter, the amount of Q decreased steadily. Studies of tRNAs from leukemic lymphocytes and bacterial cells indicated that the degree of G to Q modification was related to the metabolic state of the cell. The possible role of the Q-deficient isoacceptors in translation control is discussed.     

高产融合子Q4413的形态学与生理生化特征的研究

本文通过对枯草芽孢杆菌BR151衍生株与北京棒杆菌1134衍生株的赖氨酸高产融合子Q4413株的形态学、生理生化特性等方面的研究,揭示了融合子与双亲株在这些方面的差异,为Q4413株确系双亲株的重组子或新的融合子增加了佐证.     

Evidence for two independent pathways of electron transfer in mitochondrial NADH:Q oxidoreductase. II. Kinetics of reoxidation of the reduced enzyme

The pre-steady-state kinetics of reoxidation of NADH:Q oxidoreductase present in submitochondrial particles has been studied by the freeze-quench method. It was found that at pH 8 only 50% of the Fe-S clusters 2 and 4 and 75% of the clusters 3 were rapidly reoxidised after transient and complete reduction by a pulse of NADH in the presence of excess NADPH. Thus, NADPH keeps 50% of the clusters 2 and 4 and 25% of the clusters 3 permanently reduced at this pH. Since NADH oxidation is nearly optimal at this pH, whereas NADPH oxidation is virtually absent, it was concluded that these permanently reduced clusters were not involved in the NADH oxidation activity. Incomplete reoxidation of the clusters 2, 3 and 4 after a pulse of NADH was also found in the absence of NADPH, both at pH 6.5 and at pH 8. A pulse of NADPH given at pH 6.5, where NADPH oxidation by oxygen is nearly optimal, caused a slow reduction of 50% of clusters 2 and 4 and 30% of the clusters 3, which persisted for a period of at least 15 s. It was concluded that these clusters were not involved in the oxidation of NADPH by oxygen, as catalysed by the particles. As a working hypothesis a dimeric model for NAD(P)H:Q oxidoreductase is proposed, consisting of two different protomers. One of the protomers, containing FMN and the Fe-S clusters 1–4 in stoichiometric amounts, only reacts with NADH, and its oxidation by ubiquinone is rapid at pH but slow at pH 6.5. The other protomer, containing FMN and the clusters 2, 3 and 4, reacts with both NADH and NADPH and has a pH optimum at 6–6.5 for the reaction with ubiquinone.     

辅酶Q10联合金凤丸对体外授精-胚胎移植患者卵巢功能及子宫内膜容受性的影响

目的:探讨辅酶Q10联合金凤丸对体外授精-胚胎移植患者卵巢功能及子宫内膜容受性的影响。方法:选择2017年7月～2017年10月接诊的185例体外授精-胚胎移植患者进行研究,通过随机数表法将其分为观察组(n=95)和对照组(n=90)。对照组采用金凤丸进行治疗,观察组在对照组的基础上加用辅酶Q10进行治疗。治疗后,比较两组血清卵泡刺激素(FSH)、促黄体生成素(LH)、睾酮(T)、雌二醇(E_2)、胰岛素(INS)、子宫内膜厚度、孕激素(P)水平、获卵数、受精率及妊娠率。结果:治疗后,两组患者血清FSH、LH、T、E_2、INS水平均较治疗前明显下降,且观察组以上指标水平均显著低于对照组(P0.05);两组患者子宫内膜厚度和血清P水平均较治疗前明显升高,且观察组以上指标均显著高于对照组(P0.05);两组患者获卵数无明显差异,观察组患者受精率、妊娠率均显著高于对照组(P0.05)。结论:辅酶Q10联合金凤丸可明显增加子宫内膜厚度,提高妊娠率。     

上海典型城市草坪土壤呼吸特征

采用CFX-2开放式呼吸测定系统测定了上海城区百慕大、黑麦草-百慕大混播、结缕草和狗牙根4种典型草坪的土壤呼吸速率。结果表明：4种草坪的土壤呼吸速率均呈明显季节变化,最大值出现在7—8月,最小值出现在12月—翌年1月;4种草坪土壤呼吸平均速率依次为百慕大草坪<黑麦草-百慕大混播草坪<结缕草草坪<狗牙根草坪,其中百慕大草坪的土壤呼吸速率变化范围为0.13～2.25 μmol·m^-2·s^-1,黑麦草-百慕大混播草坪为1.16～5.95 μmol·m^-2·s^-1,结缕草草坪为0.93～8.27 μmol·m^-2·s^-1,狗牙根草坪为1.21～9.27 μmol·m^-2·s^-1;4种草坪的土壤呼吸速率与气温、5 cm地温和10 cm地温均呈极显著指数相关;百慕大草坪和黑麦草-百慕大混播草坪的日变化均呈单峰曲线,与气温、5 cm地温和10 cm地温的日变化趋势一致;4种草坪土壤呼吸对温度的敏感性指数即Q₁₀值为1.60～2.66;除结缕草外,其他草坪的土壤呼吸速率与土壤含水率相关性不显著;草坪的呼吸特征与其生长习性直接相关,而冷暖季混播草坪Q₁₀值小,对提高城市生态景观和环境质量有积极作用。     

西双版纳三叶橡胶林树干呼吸特征

采用红外气体分析法(IRGA)为期1a原位监测西双版纳三叶橡胶(Hevea brasiliensis)4个年龄段(7、15、27、40a)的树干呼吸情况,同时对每个年龄段树干监测2种高度(1.3 m-割胶部位、2.0 m-不割胶部位)和2个方向(南、北面)以及林内空气和树干1cm深温度.结果表明,4个年龄的树干呼吸有相同的季节规律,都是在雨季大于干季.林龄是影响橡胶树树干呼吸的一个重要因素,15、27a树干呼吸速率最大,分别为(4.989±0.278), (4.678±0.268) μmol·m-2·s-1,显著高于40a和7a树,40a树((3.753±0.205) μmol·m-2·s-1)显著大于7a树((2.299±0.129) μmol·m-2·s-1).所研究的高度和方向上树干呼吸速率无差异,割胶对树干表层破坏愈合后并不影响树干呼吸.树干呼吸与树干温度呈显著相关性,有良好的自然指数回归关系,Q10值为1.966～3.127,南北面Q10差异不明显,4个年龄段树干呼吸Q10值平均为2.452,大于已监测的热带树种.各年龄段橡胶林的主干(一级分枝以下部分树干)呼吸初步估算表明, 7、15、27a和40a橡胶树主干呼吸分别为1.74, 5.54, 7.53, 7.59 t C·hm-2·a-1.