膜蛋白嵌入脂质体的研究 Ⅵ.金属离子对猪心线粒体细胞色素氧化酶在脂质体重组的影响

用胆酸盐增溶和硫酸铵分级沉淀方法从猪心线粒体分离得到光谱鉴定较纯的细胞色素氧化酶。酶由8个亚基组成,在低浓度去垢剂环境中以二聚体或四聚体存在,分子量分别为270,000和540,000。通过胆酸盐透析法将细胞色素氧化酶组装到大豆磷脂制备的脂质体上,研究了重组过程中蛋白/磷脂比例,介质pH范围等条件,从而使所得脂酶体活力较高,呼吸控制率达2～3。在透析过程中Mg~(2 )的存在能明显改善重组效果,使呼吸控制率与对照相比增加100%左右。也比较了其他金属离子的影响。在相同浓度下,二价金属离子促进作用的顺序为:Ca~(2 )>Mg~(2 )>Mn~(2 )。对金属离子的作用机理进行了探讨。     

非双层脂对辅酶Q-细胞色素c还原酶呼吸控制率的影响

分离提纯的辅酶Q细胞色素c还原酶经胆酸盐透析法重组于各种脂质体上,发现脂质体中PE含量的升高可显著提高辅酶Q-细胞色素c还原酶的呼吸控制率.在PE含量为60%-80%时达到最高值,DOPE的L_x—H_Ⅱ的相变温度显著低于DEPE,脂酶体中DOPE含量的提高,可显著提高酶的呼吸控制率,而DEPE的影响很小,改变脂酶体中心磷脂的含量对呼吸控制率的影响较小.含有PE脂酶体中酶的CD谱419nm处的正峰,随PE含量的增大而增强,表明酶蛋白中血红素辅基的微环境有所改变.NBD-DOPE标记脂酶体研究了不同脂酶体的 L_x-H_Ⅱ的相变性质,表明PE含量的降低脂质体的相变温度上升甚至消失.     

心磷脂对细胞色素C氧化酶质子泵功能的影响

 用胆酸盐透析法将猪心线粒体细胞色素C氧化酶重组在含心磷脂和二肉豆寇磷脂酰胆碱的脂质体上,以还原态细胞色素C作为酶反应底物,记录脂酶体囊泡外介质液pH的变化,pH下降幅度可以反映细胞色素C氧化酶质子泵的功能。 心磷脂含量不同的细胞色素C氧化酶脂酶体质子泵功能不同。心磷脂含量在10％—40％(w/w)范围内,随心磷脂含量增高,该酶质子泵功能增强;当心磷艏含量超过50％时,该酶质子泵功能却随心磷脂含量的增加表现出下降的趋势。阿霉素可以与心磷脂紧密结合,抑制细胞色素C氧化酶的质子泵功能。然而,少量阿霉素却能增强含70％心磷脂的脂酶体的质子泵功能。     

生物体激活利用氧分子的机理

生物体通过能激活氧分子的酶来利用空气中的氧。激活氧分子的酶一般含金属离子如铁、铜、锰等作为其活性中心的构成部分,铁卟啉出现在许多能激活氧分子的酶分子中。起作用时,酶控制其活性中心的金属离子使其与氧结合形成过渡态,并通过电子传递使氧最终接受电子而脱离金属形成过氧化氢或水分子或直接参入底物中形成产物,这个氧激活过程完全依赖于金属离子的活泼性和酶蛋白具有控制金属离子活性的能力。对细胞色素C氧化酶的活性中心进行模拟研究是探索酶激活氧分子机理的方法之一。目前最好的细胞色素C氧化酶活性中心结构的模拟物为(FeCuPhOH)和[(LN3·OH)CuⅠ-FeⅡ(TMP)]+,它们都能产生低温下稳定的Cu-O2-Fe或Fe(O2-)…Cu复合物过渡态,且氧能与金属脱离,这是氧被激活且可被利用的标志。对细胞色素C氧化酶的作用机理,特别是能制造出相应模拟酶还需要更深入的研究。     

大鼠心肌细胞色素氧化酶光镜和电镜定位观察

细胞色素氧化酶是线粒体呼吸链中的终末氧化酶,在电子传递过程中起着重要作用。以往有关细胞色素氧化酶的生物化学研究,为了解该酶在组织细胞的分布和活性提供了定量资料。1968年,Seligman等建立了以3,3′-二     

高等植物胚胎的发育生物学研究——Ⅸ.稻胚发育过程中呼吸强度及细胞色素氧化酶活力的变化

前文已报道稻胚在分化发育过程中细胞分裂增殖迅速,生物大分子物质的含量亦相应增长(唐锡华等1980;朱治平等1980;覃章铮和唐锡华1982),而且淀粉在胚乳及胚中积累时还可能通过β淀粉酶而降解被发育中的胚所利用(高锦华和唐锡华1982)。为了研究这个过程中的生理变化,本文作者结合稻胚分化器官原基及积累贮藏物质各发育期的进展,研究了胚的呼吸强度与细胞色素氧化酶活力的变化规律;因为呼吸强度标志着胚体总的生理活性变化,而细胞色素氧化酶是呼吸链中末端氧化的一个重要酶,它直接关系到高能键ATP的形成。过去已有作者(1960;夏叔芳等1966)证明;水稻幼苗或籽粒中有末端氧化酶系统存在;而且较幼嫩籽粒中糖的末端氧化主要是通过金属末端氧化酶类,乳熟后磷酸戊糖支路(HMP)及非金属氧化酶类逐渐加强。夏叔芳(1964)还指出水稻种子成熟时,稻胚的呼吸强度并不下降。因此有必要在了解稻胚分化发育过程中胚呼吸作用的变化的同时,研究稻胚中金属末端氧化酶中的细胞色素氧化酶活力变化规律,以便了解稻胚分化发育过程中胚细胞分化发育与物质代谢的能量来源。     

高粱雄性不育系及可育系的呼吸酶和游离全蛋白质的电泳分析

为了探讨植物雄性不育的机理,我们在对高粱雄性不育系及可育系(保持系和恢复系)的细胞学研究和细胞化学的比较研究中,发现小孢子发育过程中,两者在细胞形态、酶、蛋白质及核酸方面都存在着差异。Alam和Sandal研究了苏丹草花药呼吸酶和蛋白质,发现不育系细胞色素氧化酶、过氧化物酶和蛋白质的电泳区带都少于可育系。蛋白质和酶的差异是由它们的基因直接决定的,所以研究这个问题,有     

蛋白质嵌入脂质体的研究——Ⅱ.猪心线粒体腺三磷酶复合体在脂质体上进行重组的研究

本文报导从猪心线粒体内膜腺三磷酶复合体拆离疏水蛋白(基部、F_0),成功地与偶联因子F1组装在脂质体上。并比较了疏水蛋白嵌入脂质体的三种方法(超声法、胆酸盐稀释法、胆酸盐透析法)的重组效果。(1)摸索了从线粒体、亚线粒体提取活力较高的疏水蛋白(F_0)的最适条件。当F_0嵌入脂质体后,腺三磷酶水解活力增高4～6倍,并表现出对寡霉素敏感的特性,酶活力受寡霉素抑制约50%左右(2)将可溶性腺三磷酶(F_1)与嵌有F_0的脂质体(LF_0)进行重组,~(32)pi-ATP 交换活力、腺三磷酶水解活力以及萤光强度的增加都表明重组获得成功。(3)根据腺三磷酶抑制剂(寡霉素、二环己基碳二亚胺)和解偶联剂(碳酰氰-P-三氟甲氧苯腙)等对重组后上述各项指标的影响,也都表明重组获得成功。(4)对三种嵌入方法(超声、胆酸盐稀释法、胆酸盐透析法)的重组效果进行了比较。实验结果表明,各项指标的表现往往并不一致,重组后~(32)Pi-ATP 交换活力以超声法为最高,胆酸盐透析法交换活力最低。     

蛋白质嵌入脂质体的研究——Ⅱ.猪心线粒体腺三磷酶复合体在脂质体上进行重组的研究

本文报导从猪心线粒体内膜腺三磷酶复合体拆离疏水蛋白(基部、F_0),成功地与偶联因子F_1组装在脂质体上。并比较了疏水蛋白嵌入脂质体的三种方法(超声法、胆酸盐稀释法、胆酸盐透析法)的重组效果。(1)摸索了从线粒体、亚线粒体提取活力较高的疏水蛋白(F_0)的最适条件。当F_0嵌入脂质体后,腺三磷酶水解活力增高4～6倍,并表现出对寡霉素敏感的特性,酶活力受寡霉素抑制约50%左右。(2)将可溶性腺三磷酶(F_1)与嵌有F_0的脂质体(LF_0)进行重组,~(32)Pi-ATP交换活力、腺三磷酶水解活力以及萤光强度的增加都表明重组获得成功。(3)根据腺三磷酶抑制剂(寡霉素、二环己基碳二亚胺)和解偶联剂(碳酰氰-P-三氟甲氧苯腙)等对重组后上述各项指标的影响,也都表明重组获得成功。(4)对三种嵌入方法(超声、胆酸盐稀释法、胆酸盐透析法)的重组效果进行了比较。实验结果表明,各项指标的表现往往并不一致,重组后~(32)Pi-ATP交换活力以超声法为最高,胆酸盐透析法交换活力最低。     

一位中国植物生理学家执着奉献的一生

<正>汤佩松先生出生于1903年,他是中国现代植物生理学奠基人之一。也许你会对他的一些学术成就有所耳闻:他是第一个在植物中发现呼吸酶(细胞色素氧化酶)的人;他证明了水稻中呼吸代谢途径和电子传递系统的多样性;他首次通过实验证明了植物中碳酸酐酶的存在;     

灵芝孢子和L-NNA对脊髓损伤后背核线粒体细胞色素氧化酶活性的影响

目的探讨灵芝孢子和一氧化氮合酶 (NOS)抑制剂L-NNA联合应用对大鼠脊髓半横断后受损伤的背核线粒体细胞色素氧化酶活性的影响.方法将20只SD成年雌性大鼠(200-250g)行右侧T11脊髓半横断30d后,对受损伤脊髓做细胞色素氧化酶酶组化染色;用图像分析方法检测L1脊髓段背核线粒体细胞色素氧化酶活性的变化,用酶组化电镜技术观察L1脊髓段背核细胞色素氧化酶活性的分布位置.结果与对照组相比,L-NNA组和灵芝孢子组L1脊髓损伤侧背核线粒体细胞色素氧化酶活性有所提高,灵芝孢子 L-NNA组损伤侧背核线粒体细胞色素氧化酶活性最大.各组L1脊髓背核细胞色素氧化酶活性均出现在线粒体内,具有细胞色素氧化酶活性的线粒体存在所有神经元胞体及其树突和轴突内,也存在于神经胶质细胞胞体及其突起内.结论灵芝孢子和L-NNA均可提高大鼠脊髓半横断后受损伤的脊髓背核线粒体细胞色素氧化酶的活性,两者联合应用更能提高受损伤的背核线粒体细胞色素氧化酶的活性.     

谷子耐盐系的几种同工酶的变化及外源ABA对它们的影响

对谷子细胞变异系的过氧化物酶,细胞色素氧化酶和脂酶同工酶的分析表明：耐盐系在无盐胁迫条件下过氧化物酶同工酶的总酶活性高于对照系,其各同工酶带的强度也与对照有明显差异;在ＮａＣｌ迫条件焉耐盐系中个别原有的酶带消失。细胞色素氧化活性与过氧化物酶同工酶的活性变化情况类似,均与对照有明显差异。     

二、核磁共振在膜研究中的应用(下)

3.细胞色素氧化酶细胞色素氧化酶位于线粒体内膜上,是呼吸链的最后一个成员。它催化如下反应,从而控制了电子由还原态的细胞色素C向氧化态细胞色素C的传递: 4 细胞色素C(还原态)+O_2+4H~+→ 4 细胞色素C(氧化态)+2H_2O 细胞色素氧化酶的分子量约156,000道尔顿,大小约为50A×50A×80A,形状象一颗牙齿。一般由七个亚基组成,不同来源的酶其亚基数目各不相同。最近对线粒体DNA的研究表明,其中三个最大的亚基在线粒体内部合成,而其余的亚基在细胞质内合成,然后再装配到一起。这是一个关系到膜组装机理的十     

盐度和CO2倍增环境下碱蓬幼苗呼吸酶活性的变化

研究了生长在正常大气CO₂和CO₂倍增环境中的盐生植物碱蓬(Suaedasalsa)幼苗呼吸酶活性对KCl和NaCl的反应。结果表明,在CO₂倍增(700μl·L^-1)和正常大气CO₂(350μl·L^-1)下,300mmol·L^-1KCl和NaCl均能抑制琥珀酸脱氢酶(SDH)和苹果酸脱氢酶(MDH)活性,而异柠檬酸脱氢酶(IDH)活性为NaCl抑制、KCl促进; NaCl和KCl明显抑制细胞色素氧化酶(CO)和光呼吸中乙醇酸氧化酶(GO)、羟基丙酮酸还原酶(HPR)活性; 并指出在KCl胁迫下,CO₂使三羧酸循环(TCAC)的运行变慢,NaCl胁迫下使其加快,TCAC运行限速步骤与MDH无关,CO为盐对呼吸代谢影响的重要位点。另外,K⁺、Na⁺对蛋白表达的影响有差异,CO₂可使盐胁迫下的碱蓬幼苗蛋白表达降低。     

高粱雄性不育系及可育系的呼吸酶和游离全蛋白质的电泳分析

为了探讨植物雄性不育的机理,我们在对 高粱雄性不育系及可育系（保持系和恢复系）的 细胞学研究^[2]和细胞化学的比较研究中^[3]发现 小抱子发育过程中,两者在细胞形态、酶、蛋白 质及核酸方面都存在着差异。Alam和Sandal[" 研究了苏丹草花药呼吸酶和蛋白质,发现不育 系细胞色素氧化酶、过氧化物酶和蛋白质的电 泳区带都少于可育系。蛋白质和酶的差异是由 它们的基因直接决定的,所以研究这个问题,有 助于对雄性不育本质的认识。1977和1978年 我们采用了聚丙烯酞胺凝胶电泳法,对高粱雄 性不育系和相应的保持系以及恢复系,在不同 发育时期的幼苗和不同发育时期的花药中的细 胞色素氧化酶、过氧化物酶同工酶和全蛋白质, 进行了电泳分析。所得结果报道于后。     

腐植酸胺肥料对矿毒土中水稻根部末端氧化酶活力的影响

实验采用腐植酸铵处理在矿毒土中生长的7302晚稻,应用测压法对水稻四个发育时期(移栽期、分蘖期、分蘖盛期、孕穗期)禾苗根部的末端氧化酶进行测定,发现在四个发育时期均有细胞色素氧化酶和抗坏血酸氧化酶的存在。这两种氧化酶在不同的发育时期酶的活力也不同。实验分三组、即腐胺组,碳胺组,对照组。实验结果证明以腐胺组酶的活力最强,其中细胞色素氧化酶在禾苗分蘖盛期根部酶的活力最高,孕穗期酶活力下降。抗坏血酸氧化酶的活力也比其他两组为高,但抗坏血 酸 氧化酶在四个发育时期酶活力变化不大,远不及细胞色素氧化酶变化的那样显著。但实验结果证明腐植酸胺处理生长在矿毒土中的7302晚稻两种酶的活力都比碳酸氢铵组和对照组为高,作者认为细胞色素氧化酶在分蘖盛期表现酶的活力增强,这是由于腐植酸铵肥料处理矿毒土后,使土壤得到改良,使严重缺氧矿毒土的土壤透气性得到改善。腐植酸可使铁、铝、钙、镁等金属的不溶性盐类释放,从而被腐植酸中的过多的正电荷所吸附,作为养料。同时腐植酸分子中存在着多元酚基,它参与植物体内的氧化还原过程,腐植酸的醌—酚结构既起着氧的活化剂的作用又是氢的载体,因此在矿毒土严重缺氧的情况下更为突出。另一方面腐植酸铵能促进生物氧化还原过程,增强水稻体内氧化还原状况,促进有机物质的积累与合成,促进根系生长,以达到增产的目的,因此在我国大面积的矿毒土中施用腐植酸铵是增加生产的有力措施。     

工业真菌中的交替氧化酶

真菌是现代微生物发酵产业的主力军之一。交替呼吸途径(Alternative respiration pathway,ARP),以其非磷酸化电子传递途径,起到了能量溢流(Energy overflow)的作用,调节细胞能量代谢,平衡碳代谢和电子传递,有利于代谢产物的积累。此外,交替呼吸对真菌的抗逆反应和条件致病菌的生理作用也都具有非常重要的影响。交替氧化酶(Alternative oxidase,AOX)是线粒体中交替呼吸途径的末端氧化酶,广泛存在于高等植物及部分真菌和藻类中。由于交替氧化酶对水杨氧肟酸(Salicylhydroxamic acid,SHAM)敏感而对细胞色素呼吸抑制剂氰化物不敏感,交替氧化酶AOX介导的交替呼吸途径又被称为抗氰呼吸途径(Cyanide-resistant respiration,CRR)。近年来,研究交替呼吸途径和交替氧化酶已成为细胞呼吸代谢领域的热门课题。本文主要对真菌交替呼吸途径和交替氧化酶的结构与其在工业真菌体内功能的最新研究进展作一简要的综述。     

心磷脂-细胞色素C体系CD谱的研究

 线粒体内膜中含有特异的心磷脂是细胞色素C氧化酶活性的必需脂。本工作测定了心磷脂脂质体对细胞色素C溶液园二色(CD)谱的影响,发现心磷脂可引起血色素铁的氧化,并使其轴向配位场强的对称性下降。提示心磷脂可能参与酶和底物之间的电子转移过程。     

草莓果实线粒体呼吸代谢与超微弱发光的关系

该试验以草莓(Fragaria ananassa Duch.)品种‘红颜’果实为试材,采用水杨基氧肟酸(SHAM)抑制线粒体交替呼吸途径,使细胞色素途径单独运行,并用电子传递与氧化磷酸化偶联促进剂[二磷酸腺苷(ADP)、琥珀酸钠(C_4H_4Na_2O_4)]和抑制剂[2,4-二硝基苯酚(DNP)、原钒酸钠溶液(NaVO_4)]对线粒体提取液进行处理,对比分析在促进和抑制呼吸代谢情况下,草莓果实线粒体呼吸代谢与超微弱发光(UWL)的变化及二者之间的关系。结果显示:(1)草莓果实线粒体经促进剂处理后,呼吸代谢关键酶琥珀酸脱氢酶(SDH)、细胞色素氧化酶(COX)、ATP合酶(H~+-ATPase)活性以及呼吸速率、三磷酸腺苷(ATP)含量均随着促进剂浓度的增加而增加,UWL强度亦增强,且各浓度下的呼吸代谢指标和UWL强度均高于对照;经抑制剂处理后,以上呼吸代谢各指标及UWL强度的变化与促进剂处理相反,且均低于对照。(2)各促进剂、抑制剂处理条件下,草莓果实线粒体呼吸代谢各指标均与其UWL强度呈正相关。研究表明,草莓果实线粒体UWL强度随着呼吸代谢的变化而变化;促进剂促进了呼吸代谢,导致UWL强度增加,而抑制剂却抑制了呼吸代谢,导致UWL强度减弱;线粒体是UWL产生的细胞器之一,线粒体呼吸代谢过程中激发了UWL。     

日本血吸虫琥珀酸氧化酶的研究

应用測压法和分光光度法証明了日本血吸虫含有琥珀酸氧化酶,琥珀酸脫氫酶,琥珀酸-細胞色素c还原酶和細胞色素氧化酶等完整系統。血吸虫的琥珀酸氧化酶活力与細胞色素c浓度有关,浓度增加,酶活力上升,在0.4×10~(-5)—2×10~(-5)M之間与酶活力成直綫关系。酶活力与磷酸盐浓度亦有一定关系,浓度愈低,酶活力愈強。在酶作用的最适条件下(琥珀酸鈉,0.02M;細胞色素c,2×10~(-5)M;磷酸盐緩冲液,0.01M,pH7.4)測定合抱成虫匀浆的酶活力,結果为:氧耗量Qo_2=30.3微升/小时/毫克氮量;琥珀酸耗量Q_S=322微克/小时/毫克氮量;延胡索酸产生量Q_F=157微克/小时/毫克氮量。当雌雄虫分別測定时,在等氮量基础上,雌虫酶活力比雄虫高。丙二酸鈉,二乙基二硫代氨基甲酸鈉(銅試剂)和氰化物都能強烈地抑制琥珀酸氧化酶活力。治疗血吸虫病常用的几种銻剂在2×10~(-3)M时,体外試驗,对此酶活力无明显的抑制作用。此外,氰化物除抑制細胞色素氧化酶外,还能抑制琥珀酸脫氫酶(用甲烯蓝方法測定)。与細胞色素c相似,維生素K_3亦能刺激匀浆的呼吸。此外,我們发現了日本血吸虫匀浆經过加热处理后,可以分离出一种耐热的“还原物貭”,对細胞色素c有化学的还原作用。本文还討論了血吸虫琥珀酸的代謝途径和細胞色素系統在呼吸鏈中可能占有重要地位。