ATP合酶:自然界最小的旋转发动机

ＡＴＰ合酶广泛存在于线粒体、叶绿体、原核藻、异养菌和光合细菌中,是生物体能量代谢的关键酶。该酶分别位于类囊体膜、质膜或线粒体内膜上,参与氧化磷酸化与光合磷酸化反应,在跨膜质子动力势的推动下催化合成生物体的能量“通货”——ＡＴＰ。ＡＴＰ合酶的Ｆ０部分比...     

ATP合酶的结构与催化机理

ATP合酶 (F1Fo 复合物) 是生物体内进行氧化磷酸化和光合磷酸化的关键酶.随着核磁共振、X射线晶体衍射、遗传学、化学交联等技术在ATP合酶研究中的广泛应用,ATP合酶的整体结构及其各组成亚基结构的研究都有很大的进展.其中细菌ATP合酶结构的研究更为深入.目前对质子通过Fo的转运方式提出两种模型:单通道和双半通道模型.对扭力矩的形成以及旋转催化也有了进一步的认识.Boyer提出的结合改变机理推动了ATP合酶催化机制的研究,现在主要有两点催化机制和三点催化机制.ATP合酶的催化反应受酶的构象变化和外在条件的调节.     

毛白杨叶绿体ATP合酶β亚基基因序列

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一种简便纯化肾钠钾ATP酶的方法

本文描述了一个简便的从猪肾外髓迅速纯化(Na~ -K~ )ATP酶的方法。避免了超离心机的使用。所得制剂的比活力为440～600微克分子磷/毫克蛋白/小时,37℃。主要纯化过程包括用两价阳离子Mg~( )沉淀微粒体组份,SDS溶解微粒体杂蛋白及Sepharose 2B柱层析。     

一种简便纯化肾钠钾ATP酶的方法

本文描述了一个简便的从猪肾外髓迅速纯化(Na~ -K~ )ATP 酶的方法。避免了超离心机的使用。所得制剂的比活力为440～600微克分子磷/毫克蛋白/小时,37℃。主要纯化过程包括用两价阳离子Mg~( )沉淀微粒体组份,SDS 溶解微粒体杂蛋白及Sepharose 2B 柱层析。     

倍半萜合酶催化机制的研究进展

萜类化合物是自然界中普遍存在的一大类天然产物,其结构多样。倍半萜化合物是萜类化合物的重要组成部分。倍半萜合酶是倍半萜化合物合成过程中的关键酶。本文综述了近年来多种倍半萜合酶的突变研究,阐明了倍半萜合酶的催化机理。     

ATP合成酶的结合变化机制和旋转催化──1997年诺贝尔化学奖的部分工作介绍

保罗博耶（Ｐ．Ｄ．Ｂｏｙｅｒ）教授为阐明ＡＴＰ酶作用机制所提出的结合变化机制有两个基本要点：一是ＡＴＰ合成所需要的能量原则上是用于促进酶上紧密结合的ＡＴＰ的释放和无机磷、ＡＤＰ的结合;二是在净ＡＴＰ形成过程中,酶上的各催化部位是高度协同地顺序起作用的．γ亚基在Ｆ１ＡＴＰ酶中的旋转运动使三个催化部位构象不对称是实现结合变化的基础．高分辨率牛心线粒体Ｆ１ＡＴＰ酶的晶体结构发表以后,出现了一些支持旋转催化机制的直接实验证据     

ATP合成酶的结合变化机制和旋转催化——1997年诺贝尔化学奖的部分工作介绍

保罗.博耶(P.D.Boyer)教授为阐明ATP酶作用机制所提出的结合变化机制有两个基本要点：一是ATP合成所需要的能量原则上是用于促进酶上紧密结合的ATP的释放和无机磷、ADP的结合;二是在净ATP形成过程中,酶上的各催化部位是高度协同地顺序起作用的.γ亚基在F₁-ATP酶中的旋转运动使三个催化部位构象不对称是实现结合变化的基础.高分辨率牛心线粒体F₁-ATP酶的晶体结构发表以后,出现了一些支持旋转催化机制的直接实验证据.     

酵母线粒体ATP合酶生物合成及组装机制研究进展

线粒体ATP合酶是线粒体氧化磷酸化的关键酶,其功能缺陷会导致能量代谢障碍相关的线粒体疾病。线粒体ATP合酶是由多个亚基组成的蛋白复合物,其生物合成和组装是个复杂的生物过程。酵母是研究线粒体ATP合酶结构、生物合成和组装机制的模式实验材料之一,且相关研究取得了很多进展。本文概述了国内外用酿酒酵母研究线粒体ATP合酶的结构、调控线粒体ATP合酶亚基生物合成和组装的辅助蛋白及合酶的模块化组装过程的研究进展,以期为线粒体ATP合酶的工作机制及相关线粒体疾病的研究提供理论借鉴和参考依据。     

钒酸钠对叶绿体ATP酶和光合功能的影响

钒酸钠是一种对红色链胞霉(nurospora)质膜—ATP酶有抑制作用的药物。Bowman近来发现氧化态五价钒离子对有产电质子泵(Electrogenic proton pump)作用的质膜—H~ -ATP酶也有专一的抑制效应,但它不影响线粒体的ATP酶活力。至于它对叶     

高等植物叶绿体ATP合酶ε亚基的结构与功能

ε亚基是叶绿体ATP合酶最小的一个亚基,有阻塞ATP合酶的质子通道和抑制其水解ATP活力的两种功能.用定点突变和缺失等分子生物学方法对ε亚基的结构功能进行了研究,结果表明:ε亚基42位上的苏氨酸(Thr42)对维持其结构和功能都很重要.与大肠杆菌ATP合酶相比,叶绿体ATP合酶ε亚基C端和N端的氨基酸残基缺失对其结构功能的影响更为敏感.     

甘蔗ATP合酶基因的电子克隆及生物信息学分析

目的:运用电子克隆的方法获得甘蔗中的ATP合酶基因。方法:以小麦中一个ATP合酶基因为种子序列,对甘蔗的EST数据库进行搜索,应用相关软件进行聚类分析、拼接组装和延长。结果:获得一个ATP合酶基因SATPC1的cDNA序列全长,该序列长1 415bp,包含一个完整的1 077bp的ORF,编码358个氨基酸,且与水稻、玉米、高粱和葡萄等其他植物的ATP合酶具有高度的同源性。结论:电子克隆获得的cDNA序列为完整的甘蔗ATP合酶基因全长cDNA。     

高等植物叶绿体ATP合酶ε亚基的结构与功能

ε亚基是叶绿体ATP合酶最小的一个亚基,有阻塞ATP合酶的质子通道和抑制其水解ATP活力的两种功能。用定点突变和缺失等分子生物学方法对ε亚基的结构功能进行了研究,结果表明：ε亚基42位上的苏氨酸(Thr42)对维持其结构和功能都很重要。与大肠杆菌ATP合酶相比,叶绿体ATP合酶ε亚基C端和N端的氨基酸残基缺失对其结构功能的影响更为敏感。     

龙葵叶绿体ATP合酶α-亚单位基因的克隆

本研究以菠菜叶绿体DNA 2.45kb的SalI片段(含有ATP合酶α-亚单位基因)为探针,从龙英叶绿体DNA BamHI片段文库中筛选出含龙葵叶绿体atpA基因的克隆。通过Southrcn吸印与探针杂交,证明了重组质粒pSB 132的插入片段含有atpA基因。同时将atpA基因定位在龙葵叶绿体DNA SalI、BglI、XhoI和BamHI 4种酶切图谱的限制性片段上。     

质膜钙离子ATP酶

钙离子(Ca2+)是重要的第二信使,通过与效应蛋白的结合和解离,以及在不同细胞器之间的穿梭运动而精确调控细胞活动,参与多种重要生命过程。细胞内具有精确调节Ca2+时空分布的调控系统。在静息状态下,细胞内的游离Ca2+浓度约为100 nmol/L;而当细胞受到信号刺激后,胞内的Ca2+浓度可上升至1000 nmol/L甚至更高。细胞中存在多种跨膜运送Ca2+的膜蛋白,以精确调节Ca2+浓度的时空动态变化,其中,细胞质膜上的多种Ca2+通道(包括电压门控通道、受体门控通道、储存控制通道等),以及内质网/肌质网和线粒体等胞内"钙库"膜上的雷诺丁受体、三磷酸肌醇受体等膜蛋白复合物,均可提升胞内Ca2+浓度,而细胞质膜上的钠钙交换体、质膜Ca2+-ATP酶、"钙库"膜上的内质网Ca2+-ATP酶、线粒体Ca2+单向转运体等,可将Ca2+浓度降低至静息态水平。质膜钙ATP酶是向细胞外运送Ca2+的关键膜蛋白,本文将对其结构、功能及其酶活性的调控机制做一简要综述。     

线粒体ATP合酶抑制因子1在线粒体稳态中的调节作用

线粒体作为细胞的重要能量来源,其数量、质量及功能的稳定对维持细胞的正常活动至关重要,且其稳态的调节依赖于线粒体质量控制系统(包括线粒体自噬、线粒体融合/分裂及线粒体生物合成等)。线粒体蛋白ATP合酶抑制因子1(ATP synthase inhibitor 1, IF1)是线粒体基质中抑制F1FoATP酶/合酶活性的天然小分子蛋白质。在细胞缺氧缺血等特殊生理情况下, IF1通过改变自身的聚合状态,抑制F1FoATP酶水解ATP的活性,从而抑制细胞内的ATP被过度水解。最近的研究证实, IF1的抑制作用是双向的,其即可抑制F1FoATP酶活性,又可抑制F1FoATP合酶活性。因此, IF1可通过靶向F1FoATP酶/合酶活性及相关信号通路,参与调节线粒体质量,维持线粒体稳态。该文综述IF1在线粒体质量控制中的相关调节机制,包括IF1维持线粒体氧化还原平衡、IF1介导线粒体自噬、IF1促进线粒体融合/分裂三条通路,以及三者之间相互作用的关系,为探索IF1在相关疾病的发生、发展及治疗中的作用提供理论参考。     

砂藓ATP合酶Ⅱ亚基基因的克隆及表达分析

ATP合酶是光合作用中光合磷酸化和呼吸作用中氧化磷酸化反应的关键酶,影响着细胞生命活动所需的ATP的产生。为研究ATP合酶在苔藓植物中的生物学功能,本研究克隆得到砂藓ATP合酶Ⅱ亚基基因,命名为Rcatp G。生物信息学分析表明,砂藓的c DNA序列长为1 220 bp,其中开放阅读框(ORF)为756 bp,编码251个氨基酸的多肽序列;预测分子质量为27.48 k D,等电点为9.20,含有ATP-synt_B保守结构域;推测Rcatp G蛋白为不稳定蛋白,不属于跨膜蛋白且不存在信号肽。系统发育分析显示,Rcatp G蛋白与小立碗藓atp G蛋白亲缘关系最近。实时荧光定量PCR分析显示,Rcatp G基因在复水过程和脱水胁迫处理中均能表达。因此,推测Rcatp G基因在砂藓的复水过程和脱水胁迫处理中起着一定的作用。     

几种实验动物骨骼肌肌球蛋白ATP酶与SDH酶染色的比较

本文为研究ATP酶和SDH酶两种反应法在骨骼肌分型方面的异同。在兔、豚鼠、大白鼠和小鼠的腓肠肌的恒冷连续切片中,取相邻的两片分别做ATP酶和SDH酶反应,然后选取两片相对应部位做显微摄片,并进行比较。结果显示:两种酶反应中,Ⅰ型纤维的吻合率是83％,Ⅱ型纤维的吻合率为68％。本文认为,ATP酶和SDH酶两种反应所作的分型不能视为等同。     

昆虫复眼瞳孔调节的一种新机制

本文采用细胞内记录方法,研究了蝗虫和螽斯复眼侧区小眼在不同时间(日间和夜间)和不同适应状态(暗适应和明适应)下,小网膜细胞角灵敏度的变化规律.结果表明:小网膜细胞角灵敏度的变化不仅与适应状态有关,而且伴随时间的变化而变化.小眼感杆束直径相应变化用光镜方法得到证实,我们认为在昆虫复眼中存在一种新的瞳孔调节机制.