线粒体呼吸链膜蛋白复合体的结构

线粒体作为真核细胞的重要“能量工厂”,是细胞进行呼吸作用的场所,呼吸作用包括柠檬酸循环和氧化磷酸化两个过程,其中氧化磷酸化过程的电子传递链（又称线粒体呼吸链）位于线粒体内膜上,由四个相对分子质量很大的跨膜蛋白复合体（Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、和Ⅳ）、介于Ⅰ／Ⅱ与Ⅲ之间的泛醌以及介于Ⅲ与Ⅳ之间的细胞色素c共同组成。线粒体呼吸链的功能是进行生物氧化,并与称之为复合物V的ATP合成酶（磷酸化过程）相偶联,共同完成氧化磷酸化过程,并生产能量分子ATP。线粒体呼吸链的结构生物学研究对于彻底了解电子传递和能量转化的机理是至关重要的,本文分别论述线粒体呼吸链复合体Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ和Ⅳ的结构,并跟踪线粒体呼吸链超复合体的结构研究进展。     

关于生物细胞产能代谢类型划分和有关概念界定标准的商榷

不同教材或参考书中对生物细胞产能代谢中的发酵、有氧呼吸、无氧呼吸和无机物的有氧氧化等概念解释不一致,容易造成不必要的误解。试图通过对微生物和动、植物细胞的产能代谢类型的划分和界定标准的讨论,进一步明确区分发酵与无氧呼吸、无机物的有氧氧化与有氧呼吸等名词的具体意义。     

OLAND生物脱氮系统中硝化菌群16S rDNA的DGGE分析

为了考察生物脱氮系统中硝化菌群（氨氧化菌和亚硝酸氧化菌）的种群多样性及硝化菌群随溶解氧降低的种群变化规律,并建立一套行之有效的用于自养生物脱氮系统中功能微生物菌群的快速分子检测技术,采用DGGE（变性梯度凝胶电泳）分子检测技术对硝化菌群的16SrDNA的特异性PCR扩增产物进行了分析,结果表明：OLAND生物脱氮系统中氨氧化菌和亚硝酸氧化菌随溶解氧的降低表现出了不同的种群变化规律,氨氧化菌种群多样性受溶解氧的影响非常大,而非亚硝酸氧化菌的种群多样性比较单一,且不受溶解氧的影响。结合FISH（全细胞荧光原位杂交）分析结果表明,在OLAND限氧稳定运行后期,亚硝化单胞菌属（Nitrosomonas）是主要的氨氧化菌,占OLAND限氧亚硝化阶段反应器中总细菌数的72.5%左右。     

水-有机溶剂两相体系中甲基单胞菌Z201催化丙烯环氧化的初步研究

Lanne于1987年提出了生物催化剂工程（Biocatalyst engimeering）和介质工程（Medium enineering）的概念^[1].有机相生物催化中溶剂的选择也是介质工程的内容之一。纯酶在有机相中的催化作用已有大量报道^[2],但对完整细胞研究甚少。本文以甲基单胞菌（Methylomonos）Z201完整细胞为生物催化剂,丙烯环氧化为指标反应,研究有机溶剂对活性的影响并对催化活性-溶剂疏水性进行了相关性分析。研究了水-十六烷两相体系中十六烷含量和搅拦速度对丙烯环氧化速度的影响和细胞的操作稳定性。     

厌氧氨氧化菌脱氮机理及其在污水处理中的应用

厌氧氨氧化细菌(anammox)可以将亚硝酸盐和氨氮转化为氮气从而缩短氨氮转化的过程,它已经成为新型生物污水脱氮技术研究的热点之一。当前,有关厌氧氨氧化菌特有的生理结构特点、种群分类及其功能酶等方面的研究取得了一定突破,为实现其工业应用奠定了良好的理论基础;同时分子生物学技术在厌氧氨氧化细菌种群分布、群落多样性及其共生关系等方面的应用也大大促进了污水生物脱氮技术的革新和进步。总结了厌氧氨氧化菌主要的生理生化特点、细胞结构特点、脱氮机理、污水处理体系中的应用以及分子生物学方法对污水处理体系中厌氧氨氧化菌种群分析的研究现状,并指出未来anammox细菌在生物特性及在污水脱氮处理实际应用的研究中的热点问题。生物特性方面的主要研究热点有：（1）anammox细菌除厌氧氨氧化作用外,其它新陈代谢途径有待探索;（2）anammox细菌在不同环境中分布的倾向性问题;（3）新型anammox细菌的确定。污水处理的实际应用方面的主要研究热点有：（1）anammox污泥的快速高效富集问题;（2）设计高特异性引物;（3）anammox细菌和其他微生物的共生关系。     

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     

奥奈达希瓦氏菌CctA介导周质甲基橙还原的电子传递机理

电活性微生物奥奈达希瓦氏菌的胞外电子传递（extracellular electron transfer,EET）在污染物降解、环境修复、生物电化学传感、能源利用等方面具有广泛的应用潜力;四血红素细胞色素CctA （small tetraheme cytochrome）是希瓦氏菌周质空间中最丰富的蛋白质之一,能够参与多种氧化还原过程,但目前对CctA在EET中的行为和机理认识仍然有限。【目的】研究阐明CctA蛋白在希瓦氏菌模式菌株MR-1周质空间以偶氮染料作为电子受体的EET中的作用,补充和拓展希瓦氏菌的厌氧呼吸产能机制。【方法】以周质还原型偶氮染料甲基橙（methyl orange,MO）作为电子受体,在mteal reduction （Mtr）蛋白缺失菌株Δmtr中研究MO的周质还原特点,并通过基因敲除和回补表达研究CctA蛋白在周质电子传递中的作用。【结果】在缺失Mtr通道的情况下,细胞色素CctA可以介导周质空间的电子传递而还原MO。重组表达CctA在低水平时,MO在周质空间中的还原速率与其表达水平呈正相关,更高水平的CctA表达无助于进一步提高MO的还原速率。蛋白膜伏安结果展示了CctA与周质空间内其他高电位氧化还原蛋白的显著区别,可能参与构成一条低电位的MO还原通道。【结论】从分子动力学层面揭示了CctA在周质MO还原中的独特电子传递行为,为进一步推进对细菌周质电子传递机制的理解,以及通过合成生物学设计或改造胞外氧化还原系统、强化生物电化学在污染物降解中的应用提供了重要信息。     

心肌急性梗塞后心室重构早期心肌线粒体呼吸功能和电子传递组分的改变

结扎大鼠冠状动脉前降支造成急性心肌梗塞（ＡＭＩ）,观察在ＡＭＩ后心室重构早期３、７、１４ｄ心肌线粒体呼吸功能和电子传递组分的改变。结果表明：在心室重构早期,心肌线粒体呼吸Ⅳ态（Ｒ＿４）明显增高（Ｐ＜０．０２）;呼吸Ⅲ态（Ｒ＿３）、呼吸控制率（ＲＣＲ）、磷／氧比（Ｐ／Ｏ）、氧化磷酸化速率（ＯＰＲ）明显下降（Ｐ＜０．００１）;呼吸链电子传递组分显著降低（Ｐ＜０．０５或Ｐ＜０．０１）。提示：ＡＭＩ后心室重构早期心肌线粒体呼吸和氧化磷酸化功能明显受损,是ＡＭＩ后慢性心力衰竭的重要原因。     

辅酶Q_(10)的毒性试验及对溶血空斑形成细胞的刺激效应

辅酶Q_10（以下简称CoQ_(10)）是生物体内普遍存在的一类生物活性物质,具有重要的生理、生化作用。它是细胞呼吸链中主要的递氢体,在生物能量转化中占重要地位,它又能作为非特异性免疫增强剂,增强机体的防御能力,因此人们对于CoQ_(10)的临床研究越来越受到重视（中国科学院昆明动物研究所,1979）。 我们结合我国具体情况,独创地从提取细胞色素丙的猪心残渣中分离制备了CoQ_(10), （许以盛等,1985）,并与有关生产及临床单位协作,于1977年12月通过了鉴定,为我国的生化药物填补了一项空白。     

上海嘉龙教仪厂专业生产生理、药理、生物学实验仪器

SMUP型生物信号处理系统（复旦大学上海医学院生理学教研究研制） 系统能在80586、P2、P3等微机上使用。功能多，实时处理能力强，可对血压、心电、脑电、细胞放电、脉搏、呼吸等生物信号进行多种处理，适用于循环、神经、呼吸、感官等系统的联机实验和资料处理。     

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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?     

棉花种子萌发过程中抗氰呼吸的变化及乙烯的诱导作用

抗氰呼吸是高等植物体内普遍存在的一种呼吸氧化电子传递途径。它对氧有较大的亲和力。早在1958年,Poliakoff-mayoer和Evenorl就发现莴苣(Lactucasativa)种子萌发过程中呼吸氧化除细胞色素     

线粒体缺陷与阿尔采末病

阿尔采末病（Ａｌｚｈｅｉｍｅｒ’ｓ ｄｉｓｅａｓｅ,ＡＤ）存在线粒体氧化磷酸化异常与线粒体ＤＮＡ（ｍｔＤＮＡ）缺陷,主要表现为;线粒体呼吸链复合体Ⅳ（细胞以素ｃ氧化酶,ＣＯＸ）活性在ＡＤ患者血小板,培养的皮肤成纤维细胞及脑中显著下降。其可能则遗传性ｍｔＤＮＡ突变与自由基介导的体细胞ｍｔＤＮＡ突变的共同作用,也可能继发于其它改变。     

植物的逆境应答与系统抗性诱导

植物的逆境应答与系统抗性诱导曾庆平郭勇（华南理工大学生物工程系,广州５１０６４１）关键词氧化逆境高度反应性氧自由基（ＲＯＳ）抗氧化植物生长所处的环境变化多端,灾害频繁,各种不利的自然因素都对细胞产生生存压力即所谓逆境胁迫（ｓｔｒｅｓｓ或ｓｈｏｃｋ）,...     

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线粒体，活性氧和细胞凋亡

在能量代谢和自由基代谢中,线粒体均占据着十分重要的地位.通过呼吸链电子漏途径,线粒体产生大量超氧阴离子,并通过链式反应形成对机体有损伤作用的活性氧.通过呼吸链电子漏,氧化磷酸化解偶联,线粒体内膜产生通透性转变孔道（PTP）及Box-和/或PTP-介导的细胞色素c向胞质的转移等种种因素,线粒体参与一般抗氧化防御及细胞凋亡等重要生理过程的调控.在与线粒体相关的细胞凋亡中,活性氧的信号作用是十分明显的.     

中国希瓦氏菌D14T的厌氧腐殖质呼吸

实验证明,希瓦氏菌新种（Shewanella cinicaD14T）在厌氧条件下可以利用多种有机酸盐和甲苯等环境有毒污染物作为电子供体,以腐殖质作为唯一末端电子受体进行厌氧呼吸（即醌呼吸）。电子在细胞膜呼吸链的传递过程中,偶联能量的产生来支持菌体的生长,1mmol/L AQDS可支持细胞增殖约60倍。电子供体的氧化和唯一电子受体腐殖质还原之间存在着动态的偶联过程,随着电子供体量的增加腐殖质还原的量也随之增加。典型呼吸链抑制剂诸如：抑制FeS中心的Cu2+ ,甲基萘醌类似物标桩菌素,抑制甲基萘醌氧化型向还原型转化的双香豆素和细胞色素P450的专一抑制物甲吡酮等对腐殖质的还原有着极为显著的抑制作用,为进一步证明希瓦氏菌（Shewanella cinica）D14T可利用腐殖质进行厌氧呼吸提供了有力的佐证。而D14T在进行腐殖质呼吸的同时,对于甲苯,苯胺等环境有毒物质的有效降解则具有着重要的环境学意义。     

转BADH基因烟草的光系统Ⅱ和呼吸酶活性变化

测定了导入甜菜碱醛脱氢酶（ＢＡＤＨ） 基因烟草（ Ｎｉｃｏｔｉａｎａｔａｂａｃｕｍ Ｌ．） 植株的叶绿素荧光诱导瞬变特性、呼吸酶和光呼吸酶的活性,并与亲本植株比较。结果表明,转基因植株的Ｆｖ／Ｆｏ 、Ｆｖ／Ｆｍ 和Ｆｄ／Ｆｓ 没有明显的变化;三羧酸循环中的苹果酸脱氢酶、异柠檬酸脱氢酶和琥珀酸脱氢酶活性略有增加;末端氧化的细胞色素氧化酶活性明显提高;光呼吸途径中的羟基丙酮酸还原酶、乙醇酸氧化酶和过氧化氢酶活性明显提高。对这些变化的可能意义进行了讨论。