硫氧化还原蛋白与细胞内的氧化还原调控

细胞内氧化还原状态直接影响细胞的生存、活化和增殖。硫氧化还原蛋白是一个具有氧化还原活性的小分子蛋白质,它和ＮＡＤＰＨ以及硫氧化还原蛋白还原酶一起协同作用,组成蛋白质的一个重要的还原体系。这个还原体系还与谷胱甘肽等共同控制细胞的氧化还原状态,对维持和调节细胞的氧化还原内环境有着重要的作用。而另一方面,细胞的氧化还原状态又可以通过对多种信号分子的作用直接影响细胞的多种生理功能。     

硫氧化还原蛋白与细胞内的氧化还原调控

细胞内氧化还原状态直接影响细胞的生存、活化和增殖。硫氧化还原蛋白是一个具有氧化还原活性的小分子蛋白质,它和NADPH以及硫氧化还原蛋白还原酶一起协同作用,组成蛋白质的一个重要的还原体系。这个还原体系还与谷胱甘肽等共同控制细胞的氧化还原状态,对维持和调节细胞的氧化还原内环境有着重要的作用。而另一方面,细胞的氧化还原状态又可以通过对多种信号分子的作用直接影响细胞的多种生理功能。     

黄素氧化还原蛋白研究进展

黄素氧化还原蛋白（flavodoxin,Fld）是一类通过非共价键与黄素单核苷酸（flavinmononucleotide,FMN）紧密结合的小黄素蛋白,在原核生物及低等真核生物中作为重要的低电势电子传递载体参与了众多的生化反应。在Fld的结构和分类、FMN与脱辅基Fld结合途径以及Fld结构与功能的关系等方面综述了近年来的相关研究进展。     

食物氧化蛋白对小鼠肠道菌群及氧化还原状态的影响

目的研究摄食不同方式氧化酪蛋白对小鼠肠道菌群和氧化还原状态的影响。方法分别以H2O2/Cu2+、HClO处理酪蛋白,丙二醛(MDA)处理酪蛋白、大豆蛋白。雄性KM小鼠分为6组:酪蛋白组,H2O2-Cu2+氧化酪蛋白组,HClO氧化酪蛋白组,MDA氧化酪蛋白组,大豆蛋白组和MDA氧化大豆蛋白组,饲喂10周。结果酪蛋白和大豆蛋白经氧化处理后羰基含量显著上升(P0.05),体外消化率下降。饲喂氧化蛋白饲粮的小鼠结肠内容物乳杆菌数量均显著低于对照组(P0.05);HClO和MDA氧化酪蛋白组大肠埃希菌、肠球菌数量显著高于对照组(P0.05),MDA氧化大豆蛋白组大肠埃希菌数量显著高于对照组(P0.05)。氧化蛋白处理引起小鼠结肠组织MDA上升,其中MDA氧化蛋白处理达显著水平(P0.05);结肠过氧化氢酶(CAT)活力上升,其中H2O2/Cu2+和MDA氧化蛋白组达显著水平(P0.05);H2O2/Cu2+氧化酪蛋白处理引起结肠GSH-Px显著升高(P0.05);氧化蛋白引起结肠总抗氧化能力(T-AOC)下降,其中H2O2/Cu2+、HClO氧化酪蛋白和MDA氧化大豆蛋白处理达显著水平(P0.05)。蛋白质体外消化率与结肠肠球菌呈负相关(R=-0.81,P=0.051);蛋白羰基含量与结肠乳杆菌呈显著负相关(R=-0.94,P0.01);大肠埃希菌(R=0.93,P0.01)和肠球菌(R=0.85,P0.05)分别与蛋白羰基含量呈正相关。结论氧化后蛋白消化率降低、羰基含量增高,导致肠道乳杆菌减少,大肠埃希菌和肠球菌上升;结肠黏膜脂质过氧化,氧化损伤程度与蛋白氧化处理方式有关。     

人硫氧化还原蛋白系统生物学意义的研究进展

硫氧化还原蛋白Thioredoxin(Trx)是一种重要的氧化还原调节分子,广泛存在于生物体内,与Trx还原酶和NADPH共同组成一个广谱的蛋白二硫键还原系统,在稳定细胞内氧化还原环境与调节蛋白－蛋白,蛋白－核酸相互作用等方面起重要作用,人类的多种肿瘤中均存在Trx的异常表达,Trx直接应用于临床或作为抗肿瘤物的靶分子已引起广泛关注。     

多肽PrP106—126对培养神经细胞朊蛋白基因表达的影响

神经细胞是传染性海绵状脑病（transmissible spongiform encephalopathies,TSEs）的重要靶细胞,PrP106-126是研究TSEs致病机理的理想工具,对PrP106-126作用的培养神经细胞模型进行研究,有利于了解朊蛋白的功能和探讨TSEs的分子致病机制。本研究利用PrP106-126构建了大脑皮质和小脑颗粒神经元作用模型,对神经细胞的存活和朊蛋白基因的表达进行了研究。结果表明：PrP106-126作用于培养神经细胞导致其存活率的显著下降;大脑皮质神经元经PrP106-126处理后,与SCR处理组和对照组相比,基因表达的量明显下降,处理后的小脑颗粒神经元也有类似的情况出现,两者之间下降的幅度和时间不同。我们的研究结果为研究朊蛋白在TSEs发生中的作用和深入了解TSE的分子致病机制提供了基础数据。     

硫氧还蛋白-1(Trx1)氧化还原状态的检测

硫氧还蛋白-1(thioredoxin-1,Trx1)是一种广泛存在于生物体内的氧化还原调节蛋白,其氧化还原状态的变化是细胞内发挥氧化还原调控作用的重要过程.本文建立了Trx1氧化还原状态的检测方法—氧化还原蛋白免疫印迹法(redox Western blot),即通过碘乙酸(IAA)标记Trx1,根据蛋白所带负电荷的不同,达到分离蛋白氧化与还原状态的目的,并根据能斯特方程计算出相应的氧化还原电势.本方法是在蛋白免疫印迹(Western blot)的基础上建立的,具有低成本、易操作的特点.实验中分别采用H2O2和DTT处理样本,利用此方法检测了细胞裂解液中、细胞内及过表达Trx1氧化还原电势的变化;并检测了HEK293细胞不同生长时期Trx1的氧化还原状态.     

全长朊粒蛋白淀粉样纤维引发细胞毒性的机制研究

目的 朊病毒病(prion disease)是一类由朊粒蛋白(PrP)发生错误折叠、聚集形成致病性的PrP^Sc导致的具有高致死率的神经退行性疾病。本文在细胞和动物水平开展了PrP纤维诱导内源PrP聚集和毒性机制的研究。方法 通过超速离心结合蛋白质免疫印迹实验检测PrP聚集；通过氧化压力实验，使用Annexin V-FITC/PI双染检测细胞凋亡；运用细胞超薄切片技术检测细胞线粒体形态；在动物水平，分离新生小鼠的前额叶，进行横断切片培养，在脑片上接种PrP纤维。结果 PrP纤维种子可以诱导内源PrP聚集，PrP纤维可以诱导细胞内氧化压力升高和细胞凋亡，PrP纤维可以引起线粒体损伤，PrP纤维可以诱导小鼠前额叶内源PrP聚集。结论 本文在细胞和动物水平证实体外组装的PrP淀粉样纤维具有细胞毒性和潜在的感染性。     

大肠杆菌DsbA蛋白的氧化还原性质和构象变化

DsbA蛋白是大肠杆菌周质空间内的巯基 /二硫键氧化酶 ,主要催化底物蛋白质二硫键的形成。利用定点突变结合色氨酸类似物标记技术 ,研究了DsbA蛋白的氧化还原性质和构象变化。结果显示 :(1 )DsbA蛋白的还原态比氧化态的结构更加稳定 ,说明DsbA的强氧化性来源于氧化态构象的紧张状态 ;(2 )DsbA氧化和还原态间特殊的荧光变化主要来源于Trp76在不同状态间微观环境的差异 ;(3 )色氨酸类似物标记不会对DsbA蛋白的结构和功能产生明显的影响 ,利用1 9F NMR进一步证实了DsbA氧化还原状态间的构象变化 ,而且这种变化主要影响Trp76的局部环境 ,而对Trp1 2 6的局部环境没有太大的影响     

多肽PrP106-126对培养神经细胞朊蛋白基因表达的影响

神经细胞是传染性海绵状脑病(transmissible spongiform encephalopathies, TSEs)的重要靶细胞,PrP106-126是研究TSEs致病机理的理想工具,对PrP106-126作用的培养神经细胞模型进行研究,有利于了解朊蛋白的功能和探讨TSEs的分子致病机制.本研究利用PrP106-126构建了大脑皮质和小脑颗粒神经元作用模型,对神经细胞的存活和朊蛋白基因的表达进行了研究.结果表明PrP106-126作用于培养神经细胞导致其存活率的显著下降;大脑皮质神经元经PrP 106-126处理后,与SCR处理组和对照组相比,基因表达的量明显下降,处理后的小脑颗粒神经元也有类似的情况出现,两者之间下降的幅度和时间不同.我们的研究结果为研究朊蛋白在TSEs发生中的作用和深入了解TSE的分子致病机制提供了基础数据.     

温度对丙酮酸生物合成动力学、能荷和氧化-还原度的影响

在光滑球拟酵母(Torulopsis glabrata620)生产丙酮酸的过程中,温度对丙酮酸生物合成有着重要的影响。考察了不同发酵温度下基质消耗、细胞生长、丙酮酸合成及能荷水平和氧化-还原度等方面的差异。在恒温发酵中,维持较高的发酵温度可以增强糖耗,促进菌体生长,加速丙酮酸积累,但前期胞内能荷水平较高,菌体消耗较多葡萄糖合成菌体,后续产酸能力不足,导致丙酮酸得率降低;维持较低的发酵温度可以在发酵后期提供稳定的产酸能力,但菌体代谢缓慢,后期胞内NADH/NAD 水平较高,丙酮酸生产强度降低。因此仅仅采取单一的温度控制策略很难达到丙酮酸高产量、高产率和高生产强度的统一。     

环境胁迫和抗坏血酸的氧化还原状态

为了解环境胁迫对植物体中抗坏血酸含量及氧化还原状态的影响，以不同强度的冰冻和干旱两种胁迫为例，研究了它们对沈阳几种针叶树离体叶抗坏血酸、脱氢抗坏血酸含量以及抗坏血酸-谷胱甘肽循环中4种酶活性的影响。结果表明，两种胁迫达到一定强度后，都能使还原态抗坏血酸含量下降而使脱氢抗坏血酸含量上升。冰冻使抗坏血酸过氧化酶和单脱氢抗坏血酸还原酶活性下降。轻度失水使这两种酶活性上升，失水加重后转而趋于下降。脱氢抗坏血酸还原酶和谷胱甘肽还原酶活性对两种胁迫反应均不如前两种酶敏感。结合以前的研究结果，认为这一H2O2清除系统在导致驯化(acclimation)的轻度胁迫作用下可以得到加强，而当胁迫强度过大时则其清除能力下降并使组织受到伤害。文中还报告了沈阳几种针叶树抗寒性和针叶中抗坏血酸含量及上述4种酶活性之间的相关关系。     

微生物介导铁还原耦合氨氧化过程的研究进展

铁的氧化还原过程可以显著影响环境中次生矿物的形成、养分转化和污染物的归趋。作为厌氧环境中新发现的铁循环过程,铁氨氧化过程对自然和农田生态系统中氨氧化的贡献可达10%以上,对环境保护和农业生产具有深远的意义。文章主要从发展历程、相关微生物、反应机制、影响因素和环境意义等方面综述了铁氨氧化过程。在此过程中,Acidimicrobiaceaesp.A6和异化铁还原菌(DIRB)是驱动铁氨氧化过程的关键微生物,环境pH、Fe(Ⅲ)的浓度和种类、碳源和Mn(Ⅳ)氧化物是重要环境影响因子。铁氨氧化过程可能由微生物独立驱动完成,也可能由微生物-化学耦合作用驱动完成。从环境意义看,铁氨氧化过程对减少温室气体排放、固定重金属等方面具有积极影响,但也会导致氮素流失等负面环境效应。后续的研究可以从纯化微生物、拓展研究方法等方面着手,进一步提升铁氨氧化过程的研究广度和深度。     

人组织性纤溶酶原激活物衍生物在大肠杆菌硫氧化还原蛋白融合表达系统中的表达

目的:克隆含tPA中355个氨基酸密码子(1-3和176-527氨基酸)的cDNA序列(tPA355),将其在大肠杆菌融合蛋白表达系统中表达,并在体外复性使其具有激活纤溶酶原的生物活性。方法:采用RT-PCR技术从人黑色素瘤细胞Bowes中克隆出tPA355cDNA,然后在pET32a(+)BL21(DE3)大肠杆菌表达系统中表达,将表达出的融合蛋白Trx-tPA355(Thioredoxin,Trx)包涵体在体外进行变性、复性和纯化以使其具有激活纤溶酶原的生物活性。结果:测序结果表明本研究克隆的编码tPA中355个氨基酸密码子的cDNA序列与美国专利(公开号:5,587,159)中对应的序列完全一致,将其在pET32a(+)/BL21(DE3)大肠杆菌表达系统中表达可获得稳定表达的融合蛋白Trx-tPA355包涵体,该包涵体占菌体总蛋白的30%左右,此融合蛋白经变性、复性后具有激活纤溶酶原的生物活性。结论:含tPA中355个氨基酸密码子(1-3和176-527氨基酸)的cDNA在大肠杆菌Trx融合蛋白表达系统中可获得稳定表达,表达的融合蛋白产物在体外经变性、复性后具有激活纤溶酶原的生物活性。     

人朊蛋白不同N-糖基化修饰突变体的构建及其在哺乳动物细胞中表达

构建并表达人朊蛋白N-糖基化修饰位点突变的真核表达载体,有助于进一步研究朊蛋白N-糖基化修饰的生物学功能。定点突变野生型人朊蛋白基因PRNP,将获得的突变体亚克隆至真核表达载体pcDNA3.1中,并在人宫颈癌细胞株HeLa中瞬时表达各种朊蛋白糖基化修饰位点突变体,利用免疫印迹和糖苷酶消化等糖蛋白分析方法鉴定表达产物的糖基化形式。经Western blot鉴定,野生型和突变型朊蛋白表达产物出现不同形式的泳动特征,分别出现特异性糖基化修饰的多个条带,单糖基化修饰的两条条带和无糖基化修饰的一条条带。经PNGase F糖苷酶消化,野生型和糖基化单点突变型表达产物均能被糖苷酶消化,其分子量下移,去糖基化突变型表达产物的分子条带位置不变。通过突变野生型人朊蛋白基因PRNP的N-糖基化修饰位点,获得单糖基化修饰和去N-糖基化修饰的6种人朊蛋白突变体,并能够在HeLa细胞株中瞬时表达单糖基化修饰和去N-糖基化修饰朊蛋白,为进一步研究朊蛋白的相关功能建立良好基础。     

泥炭沼泽湿地土壤分解过程中可溶性有机质氧化还原能力变化特征及其影响机制

泥炭沼泽湿地土壤(泥炭土)分解过程是控制泥炭土碳排放的关键过程,其中可溶性有机质(DOM)是泥炭分解过程的主要输出物。DOM富含具有氧化还原活性的官能团,其中酚基具有抗氧化性质,是DOM氧化还原活性的重要组成部分,对驱动有氧和缺氧条件下的氧化还原过程意义重大。同时,酚基也可抑制泥炭的氧化降解,在泥炭土分解过程中起着重要作用。目前,关于泥炭分解过程中DOM氧化还原能力影响机制的相关研究较少。利用创新介导电化学方法、激发—发射荧光矩阵光谱法(EEM),直接定量、定性评估DOM氧化还原变化程度,进而探讨(1)取自两个泥炭样地(OS/LB)的地表水、地下水、孔隙水样品中DOM的氧化还原性能;(2)来自泥炭样地OS的泥炭孔隙水剖面中DOM的氧化还原能力变化规律以及与泥炭分解的重要指标间的关系(如C/N和δ¹³C_DOC)。结果表明:选取电子转移能力(ETC)作为表征DOM氧化还原能力的指标,不同来源DOM的ETC值主要在2—4 mmole^-/gC之间;在泥炭土中DOM的ETC值与醌基和酚基的光谱性质参数存在强相关,这些基团对DOM氧...     

水分胁迫对小麦根细胞质膜氧化还原系统的影响

水分胁迫使小麦根质膜ＮＡＤＨ和ＮＡＤＰＨ的氧化速率及Ｆｅ（ＣＮ）６＾３－和ＥＤＴＡ－Ｆｅ＾３＋的还原速率明显降低。对照与胁迫处理的质膜氧化还原系统活性均不受鱼藤酮、抗霉素Ａ和ＤＣＮ等呼吸链抑制剂的影响。在不加Ｆｅ（ＣＮ）６＾－３作为电子受体时,水杨基羟肟酸（ＳＨＡＭ）可明显刺激质膜ＮＡＤＨ的氧化和Ｏ２吸收速率。水分胁迫促使ＳＨＡＭ刺激的ＮＡＤＨ氧化明显降低,但却使Ｏ２吸收略有上升。     

干旱与氧化胁迫对小麦根氧化还原状态和叶片ABA积累的影响

通过分析一氧化氮(nitric oxide,NO)、活性氧(reactive oxygen species,ROS)和干旱胁迫对小麦根氧化还原状态和叶片脱落酸(abscisic acid,ABA)积累的影响,探讨了干旱胁迫下NO和H2O2调节ABA合成的可能机制。结果表明:干旱胁迫处理初期小麦根还原型谷胱甘肽含量降低、抗氧化酶活性发生振荡变化,细胞氧化还原状态向氧化型转变。NO和H2O2能模拟干旱胁迫的作用使细胞状态向氧化型转变,还可以使小麦叶片ABA积累量上升。干旱胁迫下NO和H2O2对ABA合成的调节作用可能是通过调节细胞氧化还原状态进行。     

朊蛋白PrP~C与神经元的凋亡和存活

朊病毒是不含核酸的一种蛋白质感染颗粒,感染宿主后可诱导细胞固有的同类朊蛋白(PrPC)构象改变、转化成具有蛋白酶抗性的致病性朊粒蛋白(PrPSc),导致可传播性海绵状脑病的发生.PrPC既作为朊病毒复制和疾病发生的分子基础,又是正常的细胞膜蛋白,作为细胞信号转导的参与者调控多条信号通路.因此,揭示PrPC在各条信号途径中发挥的作用将有助于深入了解PrPC的生理功能,进一步理解疾病发生发展过程,为今后的诊断治疗奠定基础.     

心理应激对牙周炎组织氧化还原反应影响的动物实验研究

目的:明确心理应激对大鼠牙周炎组织局部病损以及抗氧化酶活性和丙二醛(MDA)含量变化的影响。方法:40只健康Sprague-Dawley大鼠随机分为对照组(C)、实验性牙周炎组(EP)、实验性牙周炎+心理应激组(EP+PS)以及实验性牙周炎+心理应激+药物组(EP+PS+DR),每组10只。分别采用丝线结扎法和慢性不可预知性应激法建立大鼠实验性牙周炎模型和心理应激模型。EP组动物仅用丝线结扎右上颌第二磨牙颈部,EP+PS组动物同时接受丝线结扎和心理应激刺激,EP+PS+DR组动物除上述处置外,按5 mg/kg/日剂量腹腔注射氟西汀,而C组大鼠无任何干预措施。4周后对所有动物进行糖水偏爱度测试、行为学观察和血清学检测,并计算牙槽骨丧失和附着丧失情况,同时测量牙龈组织中抗氧化酶活性以及MDA含量。结果:慢性不可预知性应激导致大鼠旷场实验中央区移动距离减少(P<0.05)、中央区停留时间增加(P<0.05)、糖水偏爱度降低(P<0.05)、血清皮质酮与促肾上腺皮质激素浓度升高(P<0.05);并且应激大鼠的牙槽骨丧失和附着丧失明显大于单纯牙周炎组(P<0.05);同时,心理应激状态下大鼠牙龈组织的氧化还原代谢异常,表现为超氧化物歧化酶(SOD)、谷胱甘肽过氧化物酶(GSH-Px)和过氧化氢酶(CAT)活性明显低于单纯牙周炎组(P<0.05),而MDA含量明显高于单纯牙周炎组(P<0.05)。氟西汀在拮抗心理应激的同时,可以明显改善动物牙周炎组织局部降低的抗氧化酶活性以及升高的脂质过氧化产物含量(P<0.05)。结论:心理应激可以导致牙周炎组织的氧化损伤加重,有效拮抗心理应激有助于减轻牙周炎性组织病损。