光对绿豆种子和叶片分离线粒体耗氧的影响

实验结果表明:照光时绿豆叶片分离线粒体通过细胞色素氧化酶途径的NADH氧化部分受阻,电子转向交替途径。不产生能量,不受能荷控制的NADH氧化途径有利于绿色细胞线粒体在光合作用时执行其提供碳架的功能。看来绿色细胞线粒体本身具有对光的敏感性,在照光时调节呼吸途径以适应其功能的转换。呼吸途径的转换机制目前还不清楚。绿豆种子线粒体与叶片线粒体不同,没有上述的这种对光的反应。     

植物呼吸及代谢的研究 Ⅷ.水稻幼苗线粒体电子传递的多条途径

由差异光谱的测定结果表明,水稻幼苗的线粒体呼吸链存在细胞色素系统的所有电子载体:黄素蛋白、细胞色素 b、细胞色素 c、细胞色素 a 和细胞色素 a_3。用氧电极测定及铁氰化物还原的结果表明,在水稻线粒体中至少存在四条电子传递途径:第一条定位于线粒体内膜内侧,对鱼藤酮、抗霉素 A 及氰化物敏感;第二条也定位于线粒体内膜内侧,但对鱼藤酮不敏感;第三条能氧化外源的 NADH,对鱼藤酮不敏感,而受抗霉素 A抑制,其 NADH 脱氢酶定位于线粒体内膜外侧;第四条途径在氧化外源 NADH 时,如有外源细胞色素 c 存在,可通过外膜上对抗霉素 A 不敏感的 NADH 脱氢酶进行电子传递。由此可以得出结论,高等植物以水稻为代表,其线粒体中的电子传递途径也是多条的。     

盟发绿豆子叶衰老期间的呼吸作用与线粒体功能的改变

暗中培养的绿豆幼苗子叶在萌发后3—4天时,外观出现衰老征状,6天后子叶凋落。随子叶日龄的增加,子叶的呼吸强度一直下降,呼吸商始终小于1。当外加L-苹果酸、α-酮戊二酸、琥珀酸和NADH为底物测定离体线粒体氧化活性时,衰老子叶的线粒体对上述四种底物的氧化活性有不同程度的增加;抗氰呼吸也有所升高。子叶衰老时,线粒体的ADP/O和呼吸控制(RC值均降低);线粒体ATPase水解ATP的活性升高。衰老绿豆子叶线粒体氧化磷酸化偶联效率的降低和ATPase水解活性的增强是与线粒体结构改变相联系的一种功能变化,它导致能量亏缺,并进一步加速了衰老的恶化进程。     

萌发绿豆子叶衰老期间的呼吸作用与线粒体功能的改变

暗中培养的绿豆幼苗子叶在萌发后3—4天时,外观出现衰老征状,6天后子叶凋落。随子叶日龄的增加,子叶的呼吸强度一直下降,呼吸商始终小于1。当外加L—苹果酸、a—酮戊二酸、琥珀酸和NADH为底物测定离体线粒体氧化活性时,衰老子叶的线粒体对上述四种底物的氧化活性有不同程度的增加;抗氰呼吸也有所升高。子叶衰老时,线粒体的ADP／O和呼吸控制(RC值均降低);线粒体ATPase水解ATP的活性升高。衰老绿豆子叶线粒体氧化磷酸化偶联效率的降低和ATPase水解活性的增强是与线粒体结构改变相联系的一种功能变化,它导致能量亏缺,并进一步加速了衰老的恶化进程。     

烟草叶片中呼吸电子传递途径在缓解叶绿体PSⅡ光抑制中的作用

前期研究发现线粒体交替氧化酶(AOX)呼吸途径对叶绿体光系统II(PSII)的光抑制有明显的缓解作用。线粒体内另一条呼吸途径——细胞色素氧化酶(COX)呼吸途径是否也具有光保护作用尚不清楚。该文通过荧光快速诱导动力学和荧光淬灭分析,解析了烟草(Nicotiana tabacum)叶片中COX途径对PSII光保护的贡献及其与AOX途径的关系。结果表明,强光处理后PSII活性在所有叶片中均下降。AOX途径受抑明显加速了叶片PSII活性的下降。而当COX途径受抑后,叶片PSII活性的下降与水处理的对照叶片无明显差异。当AOX途径与COX途径同时受抑时,叶片PSII活性的下降比单独抑制AOX途径时更严重。此外,呼吸电子传递受抑均导致叶片非光化学淬灭(NPQ)增加,AOX途径受抑导致的NPQ上调比COX途径受抑时更明显,AOX和COX途径同时受抑时NPQ的增幅最大。上述结果表明,烟草叶片中COX途径和AOX途径均参与PSⅡ的光保护。当COX途径受抑时,其光保护功能可以被AOX途径和NPQ补偿,而AOX途径的光保护作用不能被COX途径和NPQ完全补偿。     

烟草叶片中呼吸电子传递途径在缓解叶绿体PSII光抑制中的作用

前期研究发现线粒体交替氧化酶(AOX)呼吸途径对叶绿体光系统II(PSII)的光抑制有明显的缓解作用。线粒体内另一条呼吸途径——细胞色素氧化酶(COX)呼吸途径是否也具有光保护作用尚不清楚。该文通过荧光快速诱导动力学和荧光淬灭分析,解析了烟草(Nicotianatabacum)叶片中COX途径对PSII光保护的贡献及其与AOX途径的关系。结果表明,强光处理后PSII活性在所有叶片中均下降。AOX途径受抑明显加速了叶片PSII活性的下降。而当COX途径受抑后,叶片PSII活性的下降与水处理的对照叶片无明显差异。当AOX途径与COX途径同时受抑时,叶片PSII活性的下降比单独抑制AOX途径时更严重。此外,呼吸电子传递受抑均导致叶片非光化学淬灭(NPQ)增加,AOX途径受抑导致的NPQ上调比COX途径受抑时更明显, AOX和COX途径同时受抑时NPQ的增幅最大。上述结果表明,烟草叶片中COX途径和AOX途径均参与PSII的光保护。当COX途径受抑时,其光保护功能可以被AOX途径和NPQ补偿,而AOX途径的光保护作用不能被COX途径和NPQ完全补偿。     

大豆下胚轴线粒体产生超氧物自由基的效率

大豆下胚轴线粒体在呼吸基质存在下,显著地增加了肾上腺素氧化速率,这种氧化速率能为外源SOD抑制,表明线粒体呼吸时产生分子氧的单电子还原成O_2(?)。亚线粒体颗粒产生O_2(?)的效率略高于线粒体。大豆下胚轴线粒体吸链内O_2(?)的产生为NADH所支持并与交替途径无关。表明分子氧单电子还原的部位可能是NADH-黄素蛋白和UbQ-Cyt.B。     

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。     

氧化磷酸化的呼吸链途径模式概论

线粒体内氧化供能过程中的重要代谢物主要有丙酮酸、三羧酸循环中间体、氨基酸分解产物、酮体、脂肪酸β-氧化中间体、甘油代谢物、嘧啶碱基分解产物等。线粒体内重要代谢物脱下的电子对或者H原子可以通过复合体Ⅰ、复合体Ⅱ、或者通过辅酶Q等不同方式进入呼吸链进行电子传递并生成不同数量的ATP。因此,依据代谢物成对电子或H原子进入呼吸链的方式可以划分不同的氧化呼吸链途径模式:NADH氧化呼吸链途径、琥珀酸氧化呼吸链途径,以及FADH2氧化呼吸链途径。     

烟草叶片中甘氨酸氧化与硝酸还原的关系

本试验用烟草（Nicotiana tabacum L.)叶圆片和由其线粒体和硝酸还原酶组成的重组系统对甘氨酸氧化与硝酸还原的关系进行了研究。结果表明,甘氨酸真空渗入叶圆片或加入重组系统中都能促进硫酸还原,甘氨酸对硝酸还原的促进作用明显受取样前预照光处理及呼吸链活性的影响,硝酸还原的进行使线粒体依赖甘氨酸的耗氧率降低。本文认为,光下C3植物叶片中的甘氨酸氧化脱羧能为硝酸还原提供还原剂。     

烟草叶片中甘氨酸氧化与硝酸还原的关系

本试验用烟草（Nicotiana tabacum L.)叶圆片和由其线粒体和硝酸还原酶组成的重组系统对甘氨酸氧化与硝酸还原的关系进行了研究。结果表明,甘氨酸真空渗入叶圆片或加入重组系统中都能促进硫酸还原,甘氨酸对硝酸还原的促进作用明显受取样前预照光处理及呼吸链活性的影响,硝酸还原的进行使线粒体依赖甘氨酸的耗氧率降低。本文认为,光下C3植物叶片中的甘氨酸氧化脱羧能为硝酸还原提供还原剂。     

低温对耐寒与不耐寒玉米线粒体膜的影响

线粒体是一种比较敏感的细胞器。很多环境因素的影响都能迅速引起线粒体发生变化。不耐寒植物受低温影响后线粒体膜的功能也会发生一定的改变。我们前曾报道玉米黄化幼苗经低温处理后(4℃,24小时)线粒体的耗氧率显著增加,呼吸控制率和氧化磷酸化效率明显下降,抗氰氧化途径基本失活。与此同时,电镜观察表明,线粒体的超细微结构也发生明显变化。本文比较低温对耐寒与不耐寒玉米线粒体膜的影响。实验的初步结果表明,与不耐寒品种不同,耐寒玉米品种的黄化幼苗经同样低温条件处理后其线粒体的氧化活性,呼吸控制,氧化磷酸化效率以及抗氰氧化途径都没有发生明显的变化。这提示,玉米经低温处理后线粒体膜的变化与耐寒性能之间具有一定的内在联系,从而根据线粒体膜的变化情况可能为鉴别玉米品种耐寒性提供一些生化指标。     

内毒素血症对大鼠肝细胞线粒体的损伤及其机制

目的:观察内毒素血症大鼠肠粘膜与肝细胞线粒体氧化磷酸化功能的损伤及其机制.方法:测定血PaO2和肠黏膜Phi,提取肝细胞线粒体测定其超氧阴离子O-2生成量,同时测定线粒体呼吸链功能:ADP/O、呼吸控制率(RCR).结果:在内毒素血症大鼠动脉血氧分压尚正常时,其肝细胞线粒体O-2生成量显著增加.结论:在内毒素血症的发病机制中存在由于肝细胞线粒体内源性氧自由基生成增加对线粒体呼吸功能所造成的氧化损伤.肠粘膜酸中毒的发生提示细胞利用氧的功能障碍.     

温度变化下银白杨叶片中线粒体呼吸对光合作用和异戊二烯释放的影响

温度的升高增加了银白杨叶片异戊二烯的释放水平;随着温度的升高,线粒体呼吸速率则有所下降。用线粒体呼吸途径的抑制剂处理叶片能够增加叶片异戊二烯的释放水平;然而,同样的处理对光系统II叶绿素荧光参数并没有显著性的影响,并降低了叶片的光合速率。基于以上结果,本文认为在温度上升时,异戊二烯的释放可能并不依赖于光合作用,而线粒体呼吸的上游底物流向异戊二烯的合成路径可能促进了温度上升时异戊二烯释放的增加。     

工业微生物中NADH的代谢调控

NADH是微生物代谢网络中的一种关键辅因子。调节微生物胞内NADH的形式与浓度是定向改变和优化微生物细胞代谢功能, 实现代谢流最大化、快速化地导向目标代谢产物的重要手段之一。以下在详尽总结了NADH生理功能的基础上, 从生化工程(添加外源电子受体、不同氧化还原态底物及NAD合成前体物, 调节培养环境和氧化还原电势)和代谢工程(过量表达NADH代谢相关酶、缺失NADH竞争途径及引入NADH外源代谢途径)两方面分析、归纳了NADH代谢调控策略, 进而凝练出调控NADH/NAD+比率调节微生物细胞代谢功能研究方面亟待解决的3个科学问题及可能的解决途径。     

乙烯促进线粒体呼吸过程中活性氧的作用

外源乙烯能促使绿豆（PhaseolusradiatusL．）黄化幼苗下胚轴线粒体呼吸高峰提前出现及峰值的提高,它对抗氰途径的促进作用比对细胞色素途径的更加显著．外源乙烯作用下绿豆线粒体的超氧阴离子自由基产生速率迅速提高,同时外源的加入使线粒体呼吸高峰的出现明显提前,这从一个侧面表明乙烯对线粒体呼吸的促进作用可能是通过提高线粒体的产生速率而实现的．SOD活性随乙烯处理时间延长而下降,但乙烯作用下的产生并非仅由SOD的活性所决定．     

低温对耐寒与不耐寒玉米线粒体膜的影响

线粒体是一种比较敏感的细胞器。很多环境因素的影响都能迅速引起线粒体发生变化。不耐寒植物受低温影响后线粒体膜的功能也会发生一定的改变。我们前曾报道玉米黄化幼苗经低温处理后(4℃,24小时)线粒体的耗氧率显著增加,呼吸控制率和氧化磷酸化效率明显下降,抗氰氧化途径基本失活。与此同时,电镜观察表明,线粒体的     

酿酒酵母胞质内NADH的代谢调控

酿酒酵母(Saccharomyces cerevisiae)的生长过程有大量的胞内NADH产生。有氧途径中,胞外的NADH脱氢酶、三磷酸甘油穿梭酶系是线粒体内NADH氧化的最主要机制。该文主要讨论以下三个方面的内容:不同生理环境下促成线粒体胞内NADH氧化的各主要机制的作用;借助电子传递链开启NADH从胞质脱氢酶到线粒体的通道,各代谢动力学的有序进行;各种酶形成超分子复合物,尤其是起关键调控作用的酶形成具相似生理功能的高整合性功能酶。     

温度上升提高了黄瓜叶片线粒体交替氧化酶呼吸途径对光破坏防御作用的贡献

本文以黄瓜为实验材料,研究了不同温度下植物叶片交替氧化酶呼吸途径(AOX途径)对光破坏防御贡献的差异及其机理。结果表明,低温不仅抑制了AOX途径的活性,还抑制了"Malate-OAA"穿梭,导致光合作用产生的过剩还原力NAD(P)H的消耗减少,低温下抑制AOX途径后没有加重叶片光抑制;而高温下AOX途径活性的上调有效消耗了通过"Malate-OAA"穿梭机制转运而来的过剩还原力,缓解了光合电子传递链的过度还原,并且AOX途径受抑后,叶片光抑制显著增加。上述结果表明AOX途径在低温下对光破坏防御的贡献受到明显限制,而在高温下AOX途径的上调增加了其对光破坏防御的贡献。     

氧化磷酸化作用和有关問題的研究 Ⅴ.維生素K_3对鼠肝綫粒体腺三磷酶的激活作用

当有KCN存在时维生素K_3对鼠肝线粒体ATP酶活力有明显的激活作用。维生素K_3对ATP酶活力的这种抑制作用受Amytal抑制。我们认为维生素K_3的这种作用是由于构成了呼吸链与NADH之间电子循环传递,电子由细胞色素(或呼吸链上其他中间电子载体)逆传至NAD~+,利用高能磷酸链的能量使NAD~+进行需能还原生成NADH,生成的NADH再通过DT黄酶及维生素K_3重新又把电子传回呼吸链,这样电子继续不断循环,ATP即不断水解。维生素K_3激活的ATP酶可能仅牵涉NADH氧化偶联三步磷酸化作用的第一步磷酸化作用。本文结果支持我们前文中关于维生素K_3对NAD~+需能还原抑制作用的解释。