剧烈运动中的能量供应

剧烈运动是指持续时间短、运动强度大,以无氧供能为主的运动,但是机体的能量供应又是一个连续的统一整体。剧烈运动时能量供应主要有以下两种形式: 1.高能磷化物(ATP、CP)供能 ATP是高能化合物中最重要的一种,在提供能量中起重要作用。肌肉活动时,肌肉中的ATP在ATP酶的催化下,分解为ADP和无机磷酸,同时放出能量。每克分子ATP分解为ADP可释放7-12千卡的热能,这是肌肉收缩时唯一的直接能源。 ATP在释放能量转变为ADP后,ADP再接受能量又生成ATP。ADP虽也有一个高     

线粒体ATP合酶抑制因子(ATPIF1)在能量代谢中的作用

线粒体是真核细胞中动态双层膜结构的细胞器,由外至内可以划分为四个功能区,分别是线粒体外膜(OMM),线粒体膜间隙,线粒体内膜(IMM)和线粒体基质。在线粒体内膜上的复合体V(complex V)即为ATP合酶,其主要功能是合成ATP。实际上,ATP合酶既合成也水解ATP,对细胞ATP水平有双向调节作用。ATP合酶的活性受抑制因子(ATPIF1)的调节。ATPIF1与ATP合酶结合后,对其ATP合成和水解功能进行抑制,从而影响线粒体和细胞内ATP水平。ATPIF1活性受到组氨酸质子化状态和丝氨酸磷酸化修饰的调节。在缺氧,交感神经兴奋和肿瘤等条件下,ATPIF1发挥重要代谢调节作用,但其在代谢紊乱疾病中的作用尚不明确。本文在综述ATPIF1文献的基础上,对其在糖脂代谢紊乱疾病中的作用进行分析及展望。     

薄膜氧电极的制作与呼吸或光合控制的测定

线粒体的呼吸耗氧或叶绿体的光合放氧,都偶联着腺二磷(ADP)与无机磷(Pi)合成腺三磷(ATP)的磷酸化反应。ADP∶O值是指线粒体每吸收或叶绿体每释放一克原子氧的同时,酯化转变ADP成ATP的克分子数的比值,它反映这两种细胞器的能量转化效率。自从Chance根据线粒体系统的底物呼吸水平,氧吸收速率受到ADP和Pi促进而提出呼吸控制的观念以后,叶绿体的希尔放氧反应中也以同样的观念提出了光合控制。这些控制数值与ADP∶O比值一起,都成为衡量线粒体或叶绿体机构完善与否的重要生化指标。这些反应     

线粒体钙离子转运的研究进展

线粒体内的钙离子浓度对于线粒体的ATP合成、线粒体通透性转变孔道的开放及细胞质内钙信号的调节具有重要影响。线粒体的钙离子转运调节平衡是线粒体除合成ATP和诱导细胞凋亡以外的又一重要功能。线粒体中存在钙吸收和钙释放两种重要的钙转运机制。文章就线粒体外膜钙离子的转运、内膜钙离子的吸收和释放等线粒体钙离子转运方式的研究历史和最新研究进展进行了综述。     

昆虫线粒体发生的生化和亚显微结构的研究

线粒体在细胞中的发生目前有各种观点的争论,其理论意义涉及到真核细胞的起源和进化、染色体和线粒体两个遗传体系之间的相互关系以及生物膜合成和组装机理等。我们对处于分化中的昆虫胸肌线粒体的观察结果是:(1)对粘虫变态期的呼吸和细胞色素氧化酶活力测定表明蛹期第8天的组织形成阶段是胸肌细胞分化和其线粒体发生的开始。电镜观察表明,线粒体形成分两个阶段:由颗粒结构(可能是酶蛋白与脂的复合体)装配成膜片和膜泡;由膜泡分化出内嵴,进而发育为线粒体。(2)QO₂值,P/O比和ATP酶活力的出现与膜结构的分化发育相平行。α-甘油磷酸氧化酶系统比谷氨酸氧化酶系统装配早;电子传递酶系比磷酸化酶系装配早。(3)蝗虫胸肌分化过程的电镜观察证明;先形成内膜小泡(直径约0.1微米左右),后形成外膜,组成简单线粒体;后者进一步分化发育为成熟线粒体。(4)QO₂值,P/O比和ATP酶活力与膜结构分化发育相平行。ATP酶的出现与能量转涣功能呈平行关系。膜形成早期和“幼稚”线粒体阶段,ATP酶尚未装配。(5)综合上述结果:线粒体膜由非膜结构逐步组装形成,线粒体内膜的各酶系组装次序不同步,线粒体DNA控制合成的膜蛋白在膜结构形成中似乎起核心和骨架作用;线粒体总组装过程在不同细胞中表现为多种途径和方式。     

简述肌肉收缩时的化学变化

肌肉收缩为身体的各种活动提供基本动力,例如行走、写字、说话、呼吸、心跳等。肌肉收缩时,肌肉内部的化学变化和能量变化可概括成三个部分: 一、三磷酸腺苷(ATP)分解所提供的能量是肌肉收缩的直接能源. 当运动神经纤维上的神经冲动到达肌纤维时,肌纤维内一系列微观的兴奋性变化,激发了ATP酶活性,引起ATP分解成二磷酸腺苷(ADP)及磷酸根(P)高能磷酸键的断开可释放较多的能量(E)。     

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     

棉铃虫腺苷酸转移酶基因的克隆与分析

腺苷酸转移酶(ANT)是线粒体内膜上负责能量分子传导的转运蛋白, 在细胞凋亡调控网络中有重要作用。本研究以棉铃虫幼虫组织的mRNA为模板, 根据鳞翅目昆虫ant基因编码区保守序列设计引物, 进行RT-PCR分析, 同时结合5′、3′ RACE方法扩增出棉铃虫ant基因的全长cDNA序列, cDNA全长为1 190 bp (GenBank登录号AY253868), 具有完整的开放阅读框架(ORF, 133~1 033 bp), 编码蛋白为300个氨基酸, 其中N端22个氨基酸为信号肽, 引导ANT蛋白定位于线粒体内膜。该蛋白具有3个保守的线粒体穿膜功能结构域, 形成能量分子传导的转运通道, 催化细胞质中ADP和线粒体内ATP间进行跨膜交换。通过与其他昆虫的腺苷酸转移酶蛋白序列比较, 发现该基因具有高度的保守性, 氨基酸序列同源性都在90%左右。     

与线粒体分裂有关的蛋白质研究进展

在活细胞内线粒体处于不断的融合与分裂状态,线粒体融合与分裂的动态平衡影响着线粒体的形态和数量,本文对近年来与线粒体分裂有关的蛋白质研究进行了综述：（1）酵母（S.cerevisae)中的Dnm1蛋白或它的同源蛋白质可能通过缠绕于线粒体的收缩部分而影响线粒体外膜分裂;（2）位于线粒体上的3种同源蛋白Mdv1/Fis2/Gag3与Dnm1能短暂结合,它们都是线粒体分裂装置的组成部分;（3）一个插入线粒体外膜的跨膜蛋白Fisl或Mdv2极有可能是线粒体分裂装置的招募因子,并且由它启动分裂过程;（4）分布于膜间隙（IMS）中的Mgm1蛋白并不负责线粒体内膜分裂,这与以前的观点相反。     

解偶联蛋白及功能研究进展

解偶联蛋白(ucP,uncoupling protein)是一类线粒体内膜上的载体,属于线粒体载体超家族,可以将H^ 从线粒体内膜渗漏到线粒体基质中,减少ATP的合成并产生热能。已知UCPl在小鼠中有维持体温和能量稳态的重要作用。而UCP2和UCP3可控制活性氧(reactive oxygen species,ROS)产生、调节脂肪酸氧化,并且在肥胖和糖尿病发生中有重要作用。     

能量化时线粒体内膜表面电荷的变化

本文报告用荧光探剂1,8—ANS和电泳激光光散射技术,研究鼠肝线粒体内膜在加入ATP的能量化过程中其膜表面电荷的变化。实验结果表明在加入ATP后线粒体内膜的能量化使其膜表面的负电荷减少。作者论讨了用上述二种方法研究线粒体内膜在能量化时表面电荷变化的有关问题。     

线粒体蛋白质的转运

线粒体含有约1000种蛋白质,其中99%由细胞核DNA编码,在细胞质核糖体上合成后被分别转运至线粒体的内膜或外膜上、基质或膜间隙中。由众多分子机器组成的线粒体蛋白质转运系统参与了该生物学过程的执行。线粒体DNA编码的13种蛋白质也由该系统转运至线粒体内膜。本文就线粒体蛋白质转运系统中线粒体前体蛋白质的定位分选信号、转运复合物和转运途径作简要介绍。     

线粒体电压依赖性阴离子通道1在阿尔茨海默病发生机制中的作用

线粒体电压依赖性阴离子通道(voltage-dependent anion channel,VDAC)是存在于线粒体外膜上的一系列孔道蛋白,其亚型之一VDAC1参与线粒体通透性转换(MPT)孔道的功能发挥,调控阳离子、阴离子、ATP、无机磷酸盐以及其他代谢产物进出线粒体。研究发现,随着阿尔茨海默病(AD)的发生发展,VDAC1蛋白表达水平提高,且其与β-淀粉样蛋白(Aβ)及磷酸化tau蛋白相互作用,干扰ATP/ADP、蛋白质等代谢产物的转运。现就VDAC1的结构、特性以及在AD发病中的机制作一综述。     

大肠杆菌的蛋白分泌机制

大肠杆菌的分泌蛋白定位于内膜、外膜、周质空间和胞外环境,它们在N端或C端带有一定的结构包含着分泌信号,这两类分泌蛋白在各自特定的一组蛋白因子的协助下跨越内膜,再通过目前尚不清楚的方式实现其最终定位.N端带有信号肽的分子在跨越内膜时得到Sec家族蛋白因子协助,信号肽在跨膜过程中可能被切除,该过程由ATP和电化学势提供能量.C端带分泌信号的分子主要受到Hly家族分子协助,一次穿过内膜和外膜而不经过周质空间.     

线粒体腺苷酸转运蛋白

腺苷酸转运蛋白(ANT)是32kDa的线粒体内膜蛋白。ANT有双重功能,一方面它能作为一个反向转运载体介导胞浆ADP和线粒体ATP的交换,另一方面,ANT能参与线粒体非特异性PTP的形成而调控细胞凋亡。现就ANT的结构、特性、功能以及ANT活性对细胞凋亡的调控进行综述。     

辣椒素对肾脏缺血再灌注损伤的保护作用及TRPV1通路相关性研究

研究辣椒素的抗肾脏缺血再灌注损伤(I/R)的作用及可能的作用机制。将SD大鼠随机分为假手术组、模型组、低剂量辣椒素组(4μg/kg)、中剂量辣椒素组(8μg/kg)、和高剂量辣椒素组(16μg/kg)。辣椒素组在缺血前45分钟通过腹腔注射(4、8、16)μg/kg的辣椒素,辣椒素组在缺血前45分钟通过腹腔注射(4、8、16)μg/kg的辣椒素,假手术组和模型组在缺血前45分钟通过腹腔注射等体积生理盐水。利用ELISA检测血清中肌酐(Cr)和尿素氮(BUN)的含量;过碘酸雪夫染色(PAS)染色检测肾组织病理形态;酶法检测肾脏线粒体Ca2+-ATP酶和Na+-K+-ATP酶活性;硫代巴比妥酸比色法(TBA)检测肾脏线粒体丙二醛(MDA)的含量;黄嘌呤氧化酶法检测肾脏线粒体超氧化物歧化酶(SOD)活性;比色法检测肾脏线粒体谷胱甘肽过氧化物酶(GPx)和过氧化氢酶(CAT)活性;免疫蛋白印记法(Western bloting)检测瞬时感受器电位香草酸受体-1 (Transient Receptor Potential Vanilloid-1,TRPV1)和p-TRPV1蛋白水平;高效液相色谱法检测肾脏线粒体三磷酸腺苷(ATP)、二磷酸腺苷(ADP)、一磷酸腺苷(AMP)含量,并计算和腺苷酸池(ATP+ADP+AMP)含量。结果显示:与假手术组相比,模型组Cr、BUN和线粒体MDA的含量以及p-TRPV1表达水平和肾组织病理损伤均明显增加,而线粒体SOD、GPx、CAT、Ca2+-ATP酶和Na+-K+-ATP酶活性以及ATP、ADP、AMP和ATP+ADP+AMP含量均明显降低,而TRPV1表达无差异;与模型组相比,利用辣椒素预处理可呈剂量依赖性减少Cr、BUN和线粒体MDA的含量以及肾组织病理损伤,并可呈剂量依赖性增加肾脏线粒体SOD、GPx、CAT、Ca2+-ATP酶和Na+-K+-ATP酶活性以及p-TRPV1表达和ATP、ADP、AMP和ATP+ADP+AMP含量,而TRPV1表达无差异;以上结果均表明辣椒素减轻大鼠肾缺血再灌注损伤与抑制线粒体脂质过氧化反应相关。     

绿豆子叶线粒体发育过程中腺苷酸的变化及其对细胞能量代谢的影响

本文研究了绿豆子叶线粒体发育过程中腺苷酸能荷(AEC)的变化及其和细胞能量状态的关系。观察到吸胀2小时的绿豆子叶线粒体发育不完全,吸胀12小时线粒体内膜出现明显的内嵴。随着线粒体完整性的增加,H~ -ATPase 的活性明显增大,细胞的 ATP 水平也明显提高,AMP 水平下降,AEC 值剧增,但此时线粒体本身的腺苷酸水平及 AEC 值变化不大。经1×10~(-4)mol/1和5×10~(-4)mol/1 DNP 处理的子叶,细胞中 ATP 含量大大降低,AMP 增多,AEC 随之下降,而线粒体的腺苷酸及 AEC 仍然保持衡定,腺苷酸激酶(AK)的活性不但不受 DNP 的抑制,反比对照增加约50%。线粒体能量状态的维持可能受 AK 的调节。     

细菌Ⅴ型分泌系统研究进展

目前已知革兰阴性(G-)细菌的分泌系统至少有5种类型,即Ⅰ～Ⅴ型。其中Ⅴ型分泌系统为G-菌外膜通道转运蛋白系统中最大的一个家族,该系统又称自主转运蛋白系统,它首先通过Sec依赖的分泌通路跨内膜转运,到达外周质间隙后,又通过自身的C端在外膜上形成一个β折叠桶实现跨外膜转运。Ⅴ型分泌系统的分泌装置最为单一,且该系统分泌的蛋白在跨外膜转运过程中似乎不需要能量和辅助因子(蛋白)的参与。随着对运用Ⅴ型分泌系统在G-菌表面展示异源性多肽/蛋白质的深入研究,该系统在生物技术领域已展示出巨大的应用前景。     

低压缺氧对大鼠脑线粒体腺苷酸转运体特性的影响

本文探讨低压缺氧对大鼠脑线粒体内膜腺苷酸转运体（adenine nucleotide translocator,ANT）转运特性的影响。实验将雄性Wistar大鼠随机分为常氧对照组和缺氧组,后者分别连续暴露于模拟5000m高原1、5、15、30d（23h／d）。分别于平原和模拟4000m高原断头处死动物,分离脑线粒体,用抑制剂终止法测定线粒体对。H-ADP的转运效率,抑制剂滴定法测定ANT密度,HPLC测定线粒体内腺苷酸含量。结果显示：缺氧后ANT转运活性均明显低于常氧组,缺氧不同天数线粒体内膜ANT分布密度无显著改变,线粒体内（ATP＋ADP）含量下降与转运活性变化一致。以上观察结果表明,低压缺氧暴露可显著抑制ANT转运活性,降低能量产生和利用的周转率,但不改变ANT密度,提示ANT活性改变是低压缺氧时细胞能量代谢障碍的重要机制。     

线粒体电压依赖性阴离子通道及其调控功能

电压依赖性阴离子通道(voltage-dependent anion channel,VDAC)是存在于线粒体外膜上的31kDa膜蛋白,能在膜上形成亲水性通道,调控阴离子、阳离子、ATP以及其他代谢物进出线粒体,在调节细胞代谢、维持胞内钙稳态,调节细胞凋亡和坏死等过程中发挥重要功能。现就VDAC的结构、特性、活性调节及对细胞功能的调控作一综述。