琥珀酸脱氢酶与线粒体内膜的结合——泛醌的影响

猪心肌制剂经含水4%丙酮抽提除去泛醌(Q)及部分脂后,其琥珀酸细胞色素c 还原酶活力丧失,但在反应系统中添加Q 可恢复此活力。去Q 制剂再经碱处理除去琥珀酸脱氢酶后,与新鲜制备的水溶性琥珀酸脱氢酶重组,其重组活力,包括结合的琥珀酸脱氢酶和琥珀酸细胞色素还原酶活力,与正常重组(未去除Q 的)相比,结果相似,指出Q 对琥珀酸脱氢酶与膜的结合无明显的影响,脂环境也不是重要因素。     

琥珀酸脱氢酶与线粒体内膜的结合——泛醌的影响

猪心肌制剂经含水4%丙酮抽提除去泛醌(Q)及部分脂后,其琥珀酸细胞色素c还原酶活力丧失,但在反应系统中添加Q可恢复此活力。去Q制剂再经碱处理除去琥珀酸脱氢酶后,与新鲜制备的水溶性琥珀酸脱氢酶重组,其重组活力,包括结合的琥珀酸脱氢酶和琥珀酸细胞色素还原酶活力,与正常重组(未去除Q的)相比,结果相似,指出Q对琥珀酸脱氢酶与膜的结合无明显的影响,脂环境也不是重要因素。     

细胞色素c与呼吸链多酶系统重组合的进一步研究

用缺c心肌制剂进行实验,在低磷酸浓度下,细胞色素c对琥珀酸氧化酶系及NADH氧化酶系的米氏常数都很小(K_m=0.4μM),比高磷酸浓度时低50倍左右,与测定条件下内源细胞色素c的浓度接近。血清白蛋白,组氨酸及某些金属螯合剂如:乙二胺四乙酸钠、8-羟基喹啉、邻二氮菲以及焦磷酸等均可以提高重组合琥珀酸氧化酶系在低磷酸测定系统中的活力,达到高磷酸浓度下细胞色素c饱和时的水平,但是并不影响细胞色素c与这二个酶系的结合能力。在适当条件下,外源细胞色素c可以重新掺入缺c的心肌制剂,并且重组合的心肌制剂似不再与氰化钾反应。     

血红素对一些黄酶的抑制作用

血红素对一些黄酶都具有强烈的抑制作用,并且血红素过老化以后对一些黄酶活力的抑制程度因受体不同而有显著差别。在相同的抑制剂浓度下,心肌制剂琥珀酸及NADH氧化酶系中以氧气、细胞色素c和PMS为受体时的活力没有影响,但对以正铁氰化钾、DGPIP和细胞色素b为受体时的活力则有明显抑制。对水溶性琥珀酸脱氢酶、黄递酶和NADH-细胞色素c还原酶以不同受体进行反应时的抑制情况也与上述结果相似,说明抑制作用点直接与琥珀酸脱氢酶及NADH脱氢酶有关。老化血红素对黄嘌呤氧化酶的抑制作用不同,它不影响DCPIP为受体时的活力而却抑制细胞色素c的还原。老化血红素对胆硷氧化酶系及α-甘油磷酸氧化酶系的抑制行为与NADH及琥珀酸氧化酶系相似,看来胆硷和α-甘油磷酸脱氢酶可能也都是黄酶。老化血红素对以上黄酶的抑制都是可逆的,并且从检查6个酶系的结果知道这些抑制皆属竞争性类型。     

青霉素酰化酶及其突变体的pH依赖性催化反应

运用动力学方法对巨大芽孢杆菌 (Bacillusmegaterium)来源的重组青霉素G酰化酶及其突变体的 pH依赖性催化反应机制进行了研究 ,从logVm和log(Vm/Km)与 pH关系曲线计算得到野生型青霉素G酰化酶参与催化反应的离子化基团的 pK1和 pK2 分别为 5 .5 0～ 5 .87和 10 .73。研究结果表明 ,两种突变体的 pK1和 pK2 值与野生型很接近 ,突变体A和B的pK1分别为 5 .6 4～ 5 .86和 5 .6 9～ 6 .96 ,pK2 分别为 10 .6 1和 10 .4 8。与此同时还考察了不同反应温度时野生型青霉素G酰化酶的 pK1和pK2 值 ,从 pK1和 pK2 与温度的关系曲线计算可得离子化基团的解离热焓ΔH分别为 4 4 .38～ 5 9.0 3kJ/mol和 14 7.37kJ/mol。根据上述实验结果 ,推测两个参与催化反应的离子化基团可能是位于活性中心附近的组氨酸和赖氨酸。     

琥珀酸脱氢酶的研究——Ⅳ.若干螯合剂对重组合的作用

(一)观察了若干金属螫合剂对于SD与AHMP重组成琥珀酸氧化酶系的影响,发现它们都有明显的抑制作用。(二)粗氨酸与OP能抑制SD与AHMP的结合,而氰化钾不抑制它们的结合,但影响组成的琥珀酸细胞色素c还原酶系的电子传递。(三)从螯合剂对重组合的抑制作用可看出SD的铁在重组合中是有功用的。(四)SD与AHMP结合后,以正铁氰化钾为受体测出的琥珀酸脱氢酶活力较之结合前增加3—5倍。关于这有趣现象的原因曾加以讨论,但肯定的解释尚有待于进一步的研究。     

泛醌结合蛋白（QPs）羧基的化学修饰与重组活性

研究了羧基修饰剂ＤＣＣＤ对泛醌结合蛋白ＱＰｓ重组活力的影响;用０．１％ＴｒｉｔｏｎＸ－１００增溶ＱＰｓ后,用２５０ｍｏｌ／ｍｏｌＱＰｓ的ＤＣＣＤ于室温处理５ｍｉｎ,处理后的ＱＰｓ丧失约５０％与琥珀酸脱氢酶的重组活力。先将ＱＰｓ与琥珀酸脱氢酶重组再用ＤＣＣＤ处理没有发现重组的琥珀酸泛醌还原酶活性的降低。此结果说明ＱＰｓ中存在重组活性必需的羧基。     

克山病是一种心肌线粒体病

克山病是以心肌损害为主要病变的地方性心肌病,对我国东北、西北、西南地区广大农村居民的健康是一大危害。1984—1986年,中央有关部门组织全国近300位专家、教授及科技工作者,对该病高发区云南楚雄进行了为期三年的综合考察。中科院生物物理研究所对克山病患者心肌线粒体结构与功能的异常进行了研究,测试了10项指标。实验结果表明,亚急性克山病人心肌线粒体内膜电子传递链的琥珀酸氧化酶系,琥珀酸脱氢酶和细胞色素氧化酶活性都明显低于对照。氧化磷酸化偶联的关键装置——H~+-ATP酶的     

泛醌结合蛋白（QPs）羧基的化学修饰与重组活性

研究了羧基修饰剂ＤＣＣＤ对泛醌结合蛋白ＱＰｓ重组活力的影响。用０．１％Ｔｒｉｔｏｎ Ｘ－１００增溶ＱＰｓ,用２５０ｍｏｌ／ｍｏｌＱＰｓ的ＤＣＣＤ于室温处理５ｍｉｎ,处理后的ＱＰｓ丧失约５０％与琥珀酸脱氢酶的重组活力。先将ＱＰｓ与琥珀酸脱氢酸重组再用ＤＣＣＤ处理没有发现重组的琥珀酸泛醌还原酶活性的降低。此结果说明ＱＰｓ中存在重组活性必需的羧基。     

磷脂酸(PA)-磷脂酰乙醇胺(PE)相互作用有利于脱血红素细胞色素c跨脂质体的运送

细胞色素c的前体 -脱血红素细胞色素c(Apocyt.c)在细胞质中核糖体合成 ,之后跨线粒体膜运送 ,在线粒体内、外膜间隙中经酶催化与血红素Heme结合形成成熟型的细胞色素c定位于线粒体内膜外侧     

克山病是一种“心肌线粒体病(Mitochondrial Cardiomyopathy)”

亚急克病人心肌线粒体内膜电子传递链的琥珀酸氧化酶系,琥珀酸脱氢酶和细胞色素氧化酶活性明显低于对照。H~ -ATP酶的活性及其对寡霉素的敏感性都明显下降。ATP能量化后线粒体膜电位的变化也比对照明显降低。膜脂流动性低于对照。亚急克病人心肌线粒体内观察到较多的电子致密无定形物质,经电镜X射线微区等方法分析,认为这些物质不是Ca_3(PO_4)_2,而可能是一种蛋白质凝聚物。此外,心肌线粒体的硒含量远低于对照,而Ca含量明显高于对照。上述结果都反映亚急克病人心肌线粒体明显损伤。根据克山病患者心肌细胞线粒体结构与功能方面呈现的如此广泛与明显的异常,可将克山病称为“心肌线粒体病(Mitochondrial Cardiomyopathy)”。     

急性低氧及急性缺血时狗心肌代谢的一些变化

成年雄性狗13条,低氧组8条,麻醉后开胸,暴露心脏,给于不同程度的低氧气体及纯氮气体,于不同时间取冠状动静脉血液及心肌活组织,测定血液氧分压,乳酸含量和心肌琥珀酸-细胞色素 C 还原酶、乳酸脱氢酶、三磷酸腺苷、磷酸肌酸、无机磷以及乳酸含量。对照组5条狗,不给于低氧气体,用主动脉放血代替吸入纯氮气体,其它操作均同低氧组。结果表明:(1)低氧组的乳酸脱氢酶活力升高,琥珀酸-细胞色素 C 还原酶无变化.对照组的这两种酶的活力均升高;(2)急性低氧性心力衰竭时三磷酸腺苷明显降低,磷酸肌酸不变。急性缺血性心力衰竭时三磷酸腺苷不变,磷酸肌酸显著降低;(3)冠状动静脉乳酸量的变化与心肌乳酸量的变化之间不呈现相关。     

人细胞色素c基因在大肠杆菌中的克隆和表达及活性测定

通过PCR方法 ,从人胎儿心肌基因组DNA中得到precytc基因 (有 1个内含子 ) ,剔除内含子后 ,得到细胞色素c基因的编码序列 .测序结果表明 ,该基因与GenBank中报道的人细胞色素c基因核苷酸顺序完全一致 .将其插入原核表达载体pET3a的NdeⅠ和HindⅢ位点之间构建pET3a cytc重组质粒 ,并成功转化入E .coliBL2 1(DE3)中 .经IPTG诱导表达后 ,15 %SDS PAGE分析 ,可观察到1条与细胞色素c蛋白分子量相符的电泳条带 .Western印迹结果显示 ,该条带与小鼠抗人cytc单克隆抗体IgG2b发生特异反应 ,证实为人细胞色素c的前体蛋白 .体外使血红素与该前体蛋白结合生成完整的人细胞色素c蛋白 ,其耗氧量在不同浓度具有与反应时间的线性关系 ,为研究人细胞色素c结构和功能关系奠定了基础     

胰蛋白酶与底物在尿素溶液中的结合

胰蛋白酶的专一性底物,对甲苯磺酰-L-精氨酸甲酯,对酶在236mμ的尿素差吸收峰有熄灭作用;不同量的对甲苯磺酰-L-精氨酸甲酯对胰蛋白酶236mμ的尿素差吸收值的影响形成一滴定曲线。在8M尿素溶液中对甲苯磺酰-L-精氨酸甲酯和胰蛋白酶的旋光不具有加和性。这些事实说明在尿素溶液中胰蛋白酶能够和底物结合。二异丙磷酰胰蛋白酶的236mμ尿素差吸收峰亦能被对甲苯磺酰-L-精氨酸甲酯熄灭,指出二异丙磷酰胰蛋白酶仍然具有和对甲苯磺酰-L-精氨酸甲酯结合的能力。用N-溴代琥珀酰亚胺氧化胰蛋白酶的色氨酸残基后,酶的尿素差示光谱消失以及酶的pH差示光谱中反映了一个pK2.8的解离基团,说明色氨酸残基和羧基可能直接或间接与236mμ左右的差示光谱有关。从底物存在下胰蛋白酶在pH1.6—3.6范围内不再呈现pH差示光谱看来,羧基可能参与底物的结合。     

应用液—液双水相抽提技术分离纯化甘油激酶、a-甘油磷酸脱氢酶及心肌黄酶

用液-液双水相抽提技术分别从嗜热脂肪芽胞杆菌(Bacillus stearothermophilus)菌体、兔肌及猪心肌匀浆液中分离甘油激酶、a-甘油磷酸脱氢酶及心肌黄酶,研究了pH,匀浆液的量、氯化钠浓度及丙酮等因素对分配系数、上下相体积之比,酶活性回收率及分离效果等参数的影响,并确定了抽提上述三种酶的最佳相组成系统。用本文的工艺抽提甘油激酶、a-甘油磷酸脱氢酶及心肌黄酶有下列优点： 1．酶活回收率较高,分别为90％、95％及70％2：分离效果较好,通常提纯三、四倍以上3．各酶均存留在下相,即磷酸钾盐富相中,故可省去聚乙二醇(PEG)的分离工序而直接与后继精制工艺衔接,简化了工艺,在实验室及工业生产中均有实用价值。     

生物膜能量偶联ATP酶的研究:鼠肝线粒体ATP酶(F_1)~*的解离和重组

纯化的鼠肝线粒体ATP酶(F_1)在1MKCl-TEA缓冲液(Tris-So_4~-,50mM;EDTA,1mM;ATP,2 mM;pH=7.6)中,2～3℃下处理40～90分钟丧失ATP水解活力,比活力从70～100下降到0.5～1.0。7%聚丙烯酰胺凝胶电泳证明,随着酶活力的下降和F_1的电泳酶带的消失,在凝胶柱上出现三条F_1的解离蛋白带。解离后的F_1于30℃对TEA(pH5.7)介质透析脱盐能重新出现有活力的F_1,活力恢复到原来酶活力的19～22%,此种重组的F_1在pH中性偏碱条件下保持稳定。重组过程不需外加Mg~( )的促进和SH基的保护。重组的F_1与去F_1的Tu膜可重新结合,完全恢复原来线粒体内膜的ATP酶水解活力和对DCCD的敏感性。     

生物膜能量偶联 ATP 酶的研究:鼠肝线粒体 ATP 酶(F_1)的解离和重组

纯化的鼠肝线粒体ATP 酶(F_1)在1MKCl-TEA 缓冲液(Tris-SO_4~-,50mM;EDTA,1mM;ATP,2mM;pH=7.6)中,2～3℃下处理40～90分钟丧失ATP 水解活力,比活力从70～100下降到0.5～1.0。7%聚丙烯酰胺凝胶电泳证明,随着酶活力的下降和F_1的电泳酶带的消失,在凝胶柱上出现三条F_1的解离蛋白带。解离后的F_1于30℃对TEA(pH5.7)介质透析脱盐能重新出现有活力的F_1,活力恢复到原来酶活力的19～22%,此种重组的F_1在pH 中性偏碱条件下保持稳定。重组过程不需外加Mg~( )的促进和SH 基的保护。重组的F_1与去F_1的Tu 膜可重新结合,完全恢复原来线粒体内膜的ATP 酶水解活力和对DCCD 的敏感性。     

磷脂对呼吸链多酶系统与经胞色素c重组合的影响

磷脂、組氨酸、血清白蛋白在低磷酸浓度时都能提高琥珀酸氧化酶系活力,在最适磷酸浓度时則无明显影响。組氨酸、血清白蛋白在不同磷酸浓度时也都能提高NADH-氧化酶系活力,但在最适磷酸浓度时磷脂对NADH氧化酶系活力反而有明显抑制。細胞色素c与心肌制剂呼吸鰱氧化酶系的重組合不受磷脂、組氨酸或血清白蛋白的影响,从以上这些观察看来,磷脂对呼吸鏈氧化酶系的作用不是专一的。     

温度对白条锦蛇SDH、LDH活性及LD含量的影响

在不同温度条件下,测定了白条锦蛇Elaphe dione骨骼肌中琥珀酸脱氢酶(SDH)、乳酸脱氢酶(LDH)的活性以及骨骼肌、肝脏和肾脏中乳酸(LD)的含量.结果 表明,温度从10℃上升到35℃,SDH的活性先增高后降低,而LDH的活性和LD的含量随温度升高持续升高.说明白条锦蛇的能量供给方式与这种动物的喜好温度有密切关系.     

产L-苹果酸重组大肠杆菌的构建

基于产琥珀酸重组大肠杆菌E.coli B0013-1050的琥珀酸合成途径,利用Red同源重组技术结合Xer/dif重组系统敲除富马酸酶基因fumB、fumC,苹果酸酶基因maeB,构建L-苹果酸合成途径,最终得到重组大肠杆菌E.coli2030,该菌株在15 L发酵罐中,产L-苹果酸12.5 g/L,葡萄糖-苹果酸转化率为52.1%,同时对发酵产物中主要杂酸丙酮酸和琥珀酸的生产原因进行了初步的探讨与分析。为进一步提高L-苹果酸的转化率,整合表达来源于黄曲霉的苹果酸脱氢酶基因,构建重组菌E.coli 2040,在15 L发酵罐中产L-苹果酸14 g/L,葡萄糖-苹果酸转化率提高到60.3%。