白地霉的氧化代谢

1．自地霍完整静息幼胞氧化乙醇、乙酸、丙酮酸及草酰乙酸的速度很高,对其他三羧酸循环各酸如：琥珀酸、延胡索酸、a-酮戊二酸、苹果酸、柠檬酸、顺岛头酸及异柠檬酸也能氧化,但速度甚低。 2．在白地霉无细胞提取液中测出了三羧酸循环中以下各种酶活力：柠檬酸精合酶、异柠檬酸脱氢酶、顺岛头酸酶、a-酮戊二酸脱氢酶、琥珀酸脱氢酶、延胡索酸酶、苹果酸脱氢酶、苹果酸酶、草酰乙酸羧化酶等,并间接得知有乙酸激活酶及L-谷氨酸脱氢酶存在。 3．在白地霉无捆胞提取液中测出了乙醛酸循环的两个关键的酶皂口异柠檬酸酶及苹果酸合成酶。 4．由以上结果可知白地霉可利用三羧酸循环及乙醛酸循环作为末端呼吸途径。     

氧化磷酸化作用和有关问题的研究 Ⅳ.内源还原烟酰胺核苷酸对琥珀酸氧化的抑制

鼠肝线粒体加入Amytal与异柠檬酸或柠檬酸后琥珀酸的氧化即受到抑制。琥珀酸氧化的抑制不能为DNP、双香豆素或砷酸盐所解除。其它与烟酰胺核苷酸有关的脱氢酶的底物如α-酮戊二酸、苹果酸、丙酮酸、谷氨酸、β-羟基丁酸等与Amytal同时加入时并不引起琥珀酸氧化的抑制。当琥珀酸氧化被Amytal加异柠檬酸抑制后加入维生素K_3或α-酮戊二酸与氯化铵抑制即被解除,说明琥珀酸氧化的抑制可能与异柠檬酸脱氢生成的NADPH有关。在不加ADP与无机磷酸盐的条件下,高浓度的Amytal激活琥珀酸的氧化。但被Amytal激活的琥珀酸的氧化也被异柠檬酸或柠檬酸所抑制。     

氧化磷酸化作用的研究 Ⅱ.2,4-二硝基苯酚对琥珀酸氧化抑制效应的解除

进一步研究DNP对大白鼠肝脏綫粒体琥珀酸氧化的激活和抑制,发現当琥珀酸氧化已被DNP抑制时琥珀酸脫氫酶并沒有受到明显的抑制。DNP对琥珀酸氧化的抑制可以被α-酮戊二酸、(?)柠檬酸、柠檬酸、丙酮酸、β-羟基丁酸等解除。α-酮戊二酸的解除作用与底物水平磷酸化作用无关,但与脫氫过程有密切关系;当加入0.2mM亚砷酸鈉时,α-酮戊二酸不再能使呼吸恢复。谷氨酸解除DNP对琥珀酸氧化抑制的作用不受天門冬氨酸α-酮戊二酸轉氨酶的抑制剂环絲氨酸的影响,Amytal使呼吸恢复的作用与线粒体內源底物含量有关?疚慕Y果进一步說明琥珀酸氧化需要能量激活,我們认为某些底物脫氫生成的NADH可以通过琥珀酸氧化引起NAD~+需能还原的逆反应生成高能磷酸化合物因而激活了琥珀酸的氧化。通过这样的途径生成高能磷酸化合物可能是对DNP較不敏感的。     

植物呼吸及代谢的研究 Ⅵ.乙酸在水稻幼苗中的利用

以[2-C~(14)]-乙酸饲喂水稻黄化幼苗,研究了乙酸在体内的呼吸途径。从饲喂试验获得了以下结果:1.以80%酒精提取萌发5天的水稻幼苗,将提取液通过阴离子交换树脂 AmberliteIRA-400,收集洗脱液进行纸上层析。从层析谱上得到异柠檬酸、柠檬酸、α-酮戊二酸、琥珀酸、延胡索酸及苹果酸。结果表明在水稻幼苗中存在着三羧酸循环的中间成分。2.以[2-C~(14)]乙酸饲喂水稻幼苗,经过不同时间2至40或60分钟保温,立即以80%热酒精提取。提取液通过阳离子交换树脂 Zerolite 225及阴离子交换树脂 AmberliteIRA-400,以分离出有机酸、氨基酸及糖三类化合物。这三类化合物放射性强度的测量结果表明,放射性最初只在有机酸中出现,随后为氨基酸,而糖类几乎始终不出现放射性。3.从饲喂乙酸的水稻幼苗提取液中分离出的有机酸,用阴离子交换树脂 Zerolite FF进行柱层析,分部收集各种有机酸,浓缩并测量其放射性强度。结果表明柠檬酸、异柠檬酸、琥珀酸、延胡索酸及苹果酸均被 C~(14)标记上。当饲喂乙酸时,同时加入丙二酸,则乙酸渗入到有机酸的总量降至50%以下,而标记琥珀酸的放射性强度却相对增加,纸层析谱的放射自显影也证明有琥珀酸的积累。4.从不同时间饲喂乙酸所分离出的有机酸,其放射性强度测量结果表明,2分钟标记琥珀酸出现最多,至10分钟后,苹果酸和柠檬酸同时随之增加,纸层析谱的放射自显影也证实了这点。5.当饲喂乙酸时,同时加入亚砷酸钠或α,α′-联呲啶,则乙酸的利用受到不同程度的抑制,分别为68%及44%,而 C~(14)渗入琥珀酸的量只分别受到46%及29%的抑制,即施用抑制剂后仍有相当数量标记琥珀酸的积累。6.氨基酸的纸层析及放射性强度结果表明,天门冬氨酸及谷氨酸的放射性分别占氨基酸总放射性的17%和20%。饲喂乙酸时加入丙二酸,C~(14)渗入氨基酸下降50%以上,由此亦可见乙酸最早渗入到与三羧酸循环有直接联系的氨基酸中。7.从上述实验结果可以得出结论,在水稻整体幼苗中存在着三羧酸循环。同时根据短时间饲喂乙酸首先出现大量标记琥珀酸以及亚砷酸钠和α,α′联呲啶抑制后仍有较大量琥珀酸积累的事实,可以认为乙酸的利用除了主要通过三羧酸循环以外,还可能通过乙醛酸循环及二羧酸循环等途径。     

敲除aceE基因对猪链球菌丙酮酸代谢的影响

【目的】探究缺失编码丙酮酸脱氢酶蛋白的aceE基因对猪链球菌生长特性、三羧酸循环和丙酮酸代谢的影响。【方法】通过测量菌液的OD600值,绘制野生型菌株与aceE基因缺失突变株的生长曲线;利用试剂盒测定三羧酸循环和丙酮酸代谢旁路中乙酰CoA、琥珀酸CoA、延胡索酸、草酰乙酸、丙酮酸、乳酸和ATP的含量,通过荧光定量qRT-PCR确定柠檬酸合酶基因、苹果酸脱氢酶基因、琥珀酸脱氢酶基因、异柠檬酸脱氢酶基因、丙酮酸脱羧酶基因、乳酸脱氢酶基因、乙醇脱氢酶基因和乙醛脱氢酶基因的表达水平。【结果】与野生株相比,菌株ΔaceE在平台期OD600值下降;添加1g/L乙酸盐能够显著提升菌株ΔaceE平台期OD600值。菌株ΔaceE的丙酮酸含量上升,ATP含量下降;三羧酸循环代谢中乙酰CoA、琥珀酸CoA、延胡索酸含量降低;柠檬酸合酶基因和苹果酸脱氢酶基因表达水平上升,琥珀酸脱氢酶基因和异柠檬酸脱氢酶基因表达水平下调;在丙酮酸代谢旁路中丙酮酸脱羧酶基因、乳酸脱氢酶基因、乙醇脱氢酶基因和乙醛脱氢酶基因表达水平上升。【结论】结果显示,菌株ΔaceE三羧酸循环活性降低,虽然能够通过PDH旁路将部分丙酮酸分解为乙...     

NAD+-依赖型异柠檬酸脱氢酶的结构和功能研究进展

NAD^ —依赖型异柠檬酸脱氢酶是一个核编码线粒体酶,参与三羧酸循环,负责催化异柠檬酸氧化脱羧成α-酮戊二酸,是循环路径中的限速酶。目前在酶学性质、亚基组成、基因克隆、蛋白组装与转运,以及功能等方面开展了许多研究。本文就这些方面的新进展进行综述。     

光滑球拟酵母中α-酮戊二酸脱氢酶系生理作用解析

[目的]研究α-酮戊二酸脱氢酶系在光滑球拟酵母碳代谢流、能量代谢和氨基酸代谢中的生理作用.[方法]通过敲除光滑球拟酵母中编码α-酮戊二酸脱氢酶系中E1酶的基因kgd1,构建α-酮戊二酸脱氢酶活性缺失菌株T.glabrata kgd1::kan,并考察KGDH缺失引起TCA循环关键酶活性,碳代谢流量以及胞内氨基酸和能荷水平等方面的变化.[结果]光滑球拟酵母中α-酮戊二酸脱氢酶活性的缺失导致:(1)细胞启动乙醛酸途径,通过形成TCA-乙醛酸循环实现TCA循环的正常代谢;(2)胞内NADH/NAD+水平下降33.7%,ATP/ADP水平下降31.8%,而与NADH代谢相关的丙酮酸脱氢酶、异柠檬酸脱氢酶和苹果酸脱氢酶的活性分别提高58.1%、33.3%和32.5%;(3)胞内丙酮酸含量下降50.1%,而胞内琥珀酸、苹果酸和α-酮戊二酸含量则分别增加了172.7%、66.1%和41.1%;(4)丙酮酸族氨基酸含量下降29.3%,而胞内谷氨酸族氨基酸和天冬氨酸族氨基酸含量则提高了34.7%和26.8%.[结论]上述研究结果表明,α-酮戊二酸脱氢酶系在微生物细胞中心碳代谢、能量代谢和氨基酸代谢中发挥着重要作用.     

α-酮戊二酸与动脉粥样硬化的关系研究进展

α-酮戊二酸(α-ketoglutarate,α-KG)是戊二酸带酮基的衍生物中的一种,是三羧酸循环中重要的代谢中间产物,通过异柠檬酸脱氢酶(IDH)催化异柠檬酸氧化脱羧和谷氨酸脱氢酶催化谷氨酸氧化脱氨产生,是连接细胞内碳-氮代谢的关键节点。动脉粥样硬化(atherosclerosis,As)是一种慢性进行性疾病,病因复杂,且容易引发多种心脑血管疾病。本文从血管内皮细胞功能、自噬、DNA甲基化修饰、能量代谢、血管衰老等方面探讨α-KG与As之间的关系及其调控机制。     

异柠檬酸脱氢酶2突变或诱导机体产生肉瘤

<正>线粒体内依赖辅酶NADP+的异柠檬酸脱氢酶2(IDH2)在新陈代谢中起重要作用,IDH2催化异柠檬酸脱氢生成α-酮戊二酸(αKG),参与三羧酸循环。而当其发生突变时,IDH2则催化异柠檬酸生成2-羟戊二酸(2HG),并竞争性抑制αKG的DNA-组蛋白脱甲基酶,导致细胞分化功能受损。美国宾夕法尼亚大学Lu等人通过全组基因甲基化水平测定,发现IDH2突变通过甲基化DNA CpG岛产生致癌作用,但     

TCA循环中间产物对酿酒酵母胞内代谢关键酶活性的影响

对酿酒酵母在添加苹果酸、柠檬酸和琥珀酸的混合培养基与其在YEPD培养基中胞内丙酮酸激酶、葡萄糖-6-磷酸脱氢酶、异柠檬酸脱氢酶、苹果酸脱氢酶、乙醇脱氢酶的酶活力差异进行了对比分析。结果表明:添加苹果酸使胞内丙酮酸激酶、异柠檬酸脱氢酶、苹果酸脱氢酶、乙醇脱氢酶的酶活分别下降34.82%、57.23%、39.15%、12.10%;添加柠檬酸使胞内丙酮酸激酶、异柠檬酸脱氢酶、苹果酸脱氢酶的酶活分别下降50.17%、42.20%、48.40%;添加琥珀酸使胞内丙酮酸激酶、葡萄糖-6-磷酸脱氢酶、异柠檬酸脱氢酶、苹果酸脱氢酶、乙醇脱氢酶的酶活分别下降34.16%、34.16%、50.87%、50.87%、12.37%。丙酮酸激酶、异柠檬酸脱氢酶和苹果酸脱氢酶对3种有机酸的耐受性较差,葡萄糖-6-磷酸脱氢酶、乙醇脱氢酶对3种有机酸的耐受具有选择性。     

昆虫线粒体的結构和功能的研究 Ⅰ.粘虫蛾(Leucania separata Walker)飞翔肌綫粒体的氧化磷酸化作用

离体的粘虫蛾胸肌綫粒体制剂不仅能氧化三羧酸循环各中間产物,如丙酮酸(加苹果酸),檸檬酸,α-酮戊二酸,琥珀酸,延胡索酸以及苹果酸,而且尚能迅速氧化α-甘油磷酸和谷氨酸。在有磷酸受体系統存在时,α-甘油磷酸的呼吸率最高(Q_(O_2)值平均为101.4),比上述其他各底物高2.5—6.0倍,但仅比琥珀酸高1.2倍。丙酮酸的氧化速率最低(Q_(O_2),值平均为16.6),在后种情况下,反应系統中再加入輔酶A,輔羧酶,NAD~+以及NADP等輔助因子,可使丙酮酸的Q_(O_2)值提高2—3倍而达到50左右。丙酮酸与三羧循环各中間产物等分别組合进行同时氧化时,可使綫粒体的呼吸率接近或达到α-甘油磷酸的Q_(O_2)水平。在上述各底物氧化时,均表現偶联的呼吸鏈磷酸化反应。各底物的P/O比值基本上接近或达到相应的理論值。与东亚飞蝗和其他昆虫綫粒体制剂不同,粘虫蛾胸肌綫粒体的偶联磷酸化反应并不需要血浆清蛋白的保护。2,4-二硝基酚可使氧化和磷酸化发生解偶联現象,并激活綫粒体制剂的“潜在”ATP酶活力。同时,新鮮的粘虫胸肌綫粒体亦表現較高的Mg~(++)激活的ATP酶活力,后者,并受到Ca~(++)的部分抑制。不同发育日龄的粘虫蛾胸肌綫粒体的呼吸率和P/O比值也略呈差异,并与氧化底物有关。羽化后第一天,丙酮酸的Q_(O_2)值較低,第四天以后即增高并趋恒定。P/O比值除谷氨酸在第一天略低外,一般均不因发育日龄而显著变化。本文討論了粘虫蛾飞翔肌綫粒体能量代謝的若干特点井此較了α-甘油磷酸和丙酮酸-三羧酸循环底物的氧化在維持昆虫飞翔肌的能量需要方面的重要性。同时对肌綫粒体Mg~(++)-激活的ATP酶的功能和来源的問題也略加討論。     

几种有机酸对芸苔光呼吸代谢的影响（简报）

芸苔叶圆片在乙醇酸氧化酶受抑对照光,其乙醇酸的积累受而酮酸促进,而被柠檬酸、琥珀酸及苹果酸抑制、离体条件下．添加苹果酸、柠檬酸和琥珀酸时,乙醇酸氧化酶活性增高：添加丙酮酸、柠檬酸、苹果酸和琥珀酸时．甘氨酸氧化酶活性也增大。     

尿素对热带假丝酵母Candida tropicalis合成长链二元酸途径的调节 Ⅱ.几个关键酶活力的消长

前文已报道尿素及尿素结构类似物对长链二元酸的合成酶系既有抑制作用,也有阻遏作用,从而调节了长链二元酸的合成。本文进一步从离体酶系探索过量尿素对热带假丝酵母在烃类氧化过程中有关三羧酸循环,乙醛酸循环,呼吸链,ω和β氧化等几个关键酶活力的消长关系。实验结果证明,过量尿素(0.2%)以上培养菌体的三羧酸循环三个主要脱氢酶,苹果酸脱氢酶,琥珀酸脱氢酶和异柠檬酸脱氢酶(NADP)的比活力分别为正常尿素(0.1%)培养菌体的5.3、3.0、1.7倍。乙醛酸循环关键酶,异柠檬酸裂解酶和苹果酸合成酶分别为正常尿素培养物的2.6和2.8倍。另一方面当尿素过量时ω-氧化酶系活力极微,而β-氧化酶系活力大大提高,以致长链二元酸难以积累。另外过氧化氢酶活力在过量尿素存在时也有显著提高。而谷氨酸脱氢酶、NADH氧化酶和由NAD连结的异柠檬酸脱氢酶在两种菌体内无明显差别。     

污水与镉复合胁迫对玉米幼苗代谢物的影响

运用GC-MS技术结合AMDIS软件对代谢物种类、含量及其代谢途径进行分析,研究污水与镉复合胁迫对玉米幼苗代谢物的影响.共鉴定出50种代谢物.在镉单一胁迫下,玉米幼苗苹果酸含量降低,柠檬酸含量升高,植株体内三羧酸循环稳定;在污水与镉复合胁迫下,柠檬酸和苹果酸含量均显著增加,复合胁迫阻碍了三羧酸循环的正常进行.镉单一胁迫和污水与镉复合胁迫均导致葡萄糖含量显著下降,与抗逆相关的物质腐胺、脯氨酸、肌醇和γ-氨基丁酸含量均显著升高,表明光合作用受到抑制,但以复合胁迫的变化更为明显.表明污水与镉复合胁迫对玉米幼苗代谢物影响的作用机制主要是通过阻碍三羧酸循环和抑制光合作用进行.     

异柠檬酸脱氢酶在植物抗氧化胁迫中的作用

异柠檬酸脱氢酶(ICDH)是连接C-N代谢酶的关键,它催化三羧酸循环(TCA)中的异柠檬酸氧化脱羧形成α-酮戊二酸的可逆反应。ICDH的另一个重要功能是产生细胞质中的NADPH,NADPH在细胞中无处不在,介导许多氧化还原反应,并影响到几乎所有的代谢途径,涉及植物体内的活性氧(ROS)的生产和消耗,因此是传递胁迫信号的中转站。综述异柠檬酸脱氢酶在植物抗氧化胁迫中的作用,便于更好地理解ICDH在氧化胁迫中的信号传递和化学反应中所起的作用,为抗逆分子育种服务。     

从三羧酸循环代谢异常中探寻癌症进展与治疗新思路

三羧酸循环是有氧生物获得生命活动所需能量的主要途径。整个三羧酸循环的过程需要多种酶的协同作用,产生多种中间代谢产物,以此来维持细胞稳定的生存环境。在众多参与三羧酸循环的酶中,当其中某一种或多种酶的活性发生改变时,就会有新的代谢产物生成,从而改变细胞的命运。该文以三羧酸循环中异柠檬酸脱氢酶、琥珀酸脱氢酶和延胡索酸酶的突变所引起的一系列致癌代谢物的积累为切入点,就三羧酸循环中间酶突变引起的表观遗传学改变与肿瘤发生发展的关系进行综述,以期从三羧酸循环代谢异常中,探寻癌症进展与治疗的新思路。     

胶质瘤中的异柠檬酸脱氢酶突变

胶质母细胞瘤的基因组突变分析中发现的异柠檬酸脱氢酶（isocitrate dehydrogenase,IDH）突变对胶质瘤的认识具有突破性意义.随后,在胶质瘤中发现了IDH1的R132碱基和IDH2的R172碱基突变.IDH1突变较多的发生在WHOⅡ～Ⅲ级胶质瘤和继发胶质母细胞瘤中.这种突变改变了异柠檬酸脱氢酶的结构,从而使将异柠檬酸转化为α-酮戊二酸的能力丧失,而获得将α-酮戊二酸转化为D-2-羟基戊二酸这一新的酶活性.在临床中,IDH1和IDH2突变已经显示对胶质瘤患者有诊断和预后意义.同时,现今也发展了一些检测方法.     

菠萝叶片中有机酸含量、转氨酶和脱氢酶活性的昼夜变化

研究了菠萝叶片中苹果酸、柠檬酸、草酰乙酸、α－酮戊二酸和草酸等有机酸和转氨酶、脱氢酶活性的昼夜变化。结果表明,除了草酸外,其他４种有机酸的含量都呈白天降低晚上增高的趋势。有机酸的含量在上午９∶００时有最高值,下午１８∶００时有最低值。苹果酸、柠檬酸、草酰乙酸、α－酮戊二酸和草酸的昼夜最大差值分别为１４０、６１、３１．８、８．２和６．７ｍｍｏｌ·ｋｇ－１ＦＷ。异柠檬酸脱氢酶和琥珀酸脱氢酶活性的昼夜变化与有机酸的趋势一致,白天降低晚上增高。可溶性蛋白和游离氨基酸含量以及谷草转氨酸、谷丙转氨酶活性在下午１８∶００时有最高值,凝胶电泳显示菠萝叶片中有新的蛋白带出现。     

NAD~+对小麦叶片线粒体甘氨酸氧化和三羧酸代谢的调节

外源NAD~+对小麦叶片线粒体内甘氨酸、苹果酸及α—酮戊二酸氧化都有促进作用。当几种呼吸底物同时存在时,其中甘氨酸的氧化抑制了其他底物的同时氧化,因为催化这两类废物氧化的酶对NAD~+的亲和力和对NADH/NAD~+比值的敏感程度有差异,催化甘氨酸氧化的甘氨酸脱羧酶对线粒体基质内可利用的NAD~+的亲和力分别比苹果酸脱氢酶和α—酮戊二酸脱氢酶的亲和力大约1或2倍。另外,甘氨酸亦可通过保持线粒体基质内高NADH/NAD~+比值来影响三羧酸环的正常代谢。     

糖尿病大鼠肋间肌酶组织化学研究

目的探讨糖尿病早期肋间肌酶组织化学变化。方法应用酶组织化学方法观察糖尿病2周和4周大鼠肋间肌组织脱氢酶、水解酶和氧化酶活性变化。结果糖尿病2周大鼠肋间肌组织琥珀酸脱氢酶、谷氨酸脱氢酶和辅酶Ⅰ黄递酶活性较对照组增强,乳酸脱氢酶活性较对照组减弱,苹果酸脱氢酶、异柠檬酸脱氢酶、葡萄糖-6-磷酸脱氢酶、酸性磷酸酶、酸性-α-萘酸性酯酶和细胞色素氧化酶无变化。糖尿病4周大鼠肋间肌组织琥珀酸脱氢酶、苹果酸脱氢酶、谷氨酸脱氢酶、辅酶Ⅰ黄递酶、酸性磷酸酶和酸性-α-萘酸性酯酶活性较对照组增强,乳酸脱氢酶和细胞色素氧化酶活性较对照组减弱,异柠檬酸脱氢酶、葡萄糖-6-磷酸脱氢酶无变化。结论糖尿病2周大鼠肋间肌组织有氧氧化代谢能力增强,糖酵解能力减弱。糖尿病4周大鼠肋间肌组织有氧氧化能力增强、糖酵解能力减弱及能量代谢紊乱。在糖尿病早期呼吸肌存在代谢异常。