植物NADP^＋-依赖型异柠檬酸脱氢酶的分子进化及功能研究进展

高等植物NADP^＋-依赖型异柠檬酸脱氢酶（ICDHs）定位于细胞质、线粒体、叶绿体和过氧化物酶体等植物细胞的不同部位,由不同的基因编码,属于一个高度保守的多同工酶蛋白家族。对近年来关于植物NADP^＋-依赖型异柠檬酸脱氢酶的分子进化及功能研究进行综述,同时提出了未来植物ICDHs的研究重点和方向。最新的分子系统学分析显示,植物中不同细胞定位的ICDH同工酶聚在各自相应的进化枝上,动物或植物中不同细胞器的ICDH同工酶均来源于各自祖先ICDH基因的独立倍增。最新的功能研究表明,ICDHs催化合成的α-酮戊二酸可为植物细胞对氨的吸收同化提供碳骨架,而NADPH可以维系细胞内的氧化还原平衡,帮助植物抵御氧化胁迫。     

植物细胞膜NADPH氧化酶的研究进展

植物细胞质膜NADPH氧化酶是植物中一种与哺乳动物嗜中性粒细胞gp91phox同源的氧化还原酶。当植物受到生物或非生物胁迫时,该酶通过短时间内大量产生信号分子活性氧(activeoxygenspecies,AOS)调节基因表达和细胞代谢,使植物及时对逆境胁迫作出反应,以适应环境的变化。NADPH氧化酶在调节植物的生长和发育方面也起着非常重要的作用。本文对其结构特征、活性调节和功能等方面的最新进展进行了综述。     

牦牛睾丸组织能量代谢相关酶活力的分析

为了解牦牛Bos grunniens睾丸组织在性成熟前后与能量代谢相关的几种酶活力变化,对九龙牦牛睾丸组织中参与糖酵解、三羧酸循环、脂肪酸β-氧化和线粒体呼吸链中几种酶活力做了测定.结果显示,性未成熟的九龙牦牛睾丸组织中β-羟脂酰CoA脱氢酶(HAD)活力显著高于成年九龙牦牛(P<0.01),而乳酸脱氢酶(LDH)、异柠檬酸脱氢酶(ICDH)、细胞色素氧化酶(COX)活力未见显著差异,提示脂肪酸β-氧化在性成熟前的牦牛睾丸组织能量代谢中可能发挥重要作用.     

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。     

大肠杆菌DH5α及其耐乙酸突变株DA19在氮源限制下的代谢和关键酶特性研究

在氮源限制的基本培养基中对大肠杆菌DH5α及其耐乙酸突变株DA19进行连续培养,通过测定中心代谢途径关键酶的活性分析二者代谢差异。结果表明,DA19的6-磷酸葡萄糖脱氢酶(G6PDH)和异柠檬酸脱氢酶(ICDH)活性高于DH5α,而磷酸果糖激酶(PFK)和乙酸激酶(ACK)活性低于DH5α,反映了DA19进入磷酸戊糖途径(PPP)的碳流增加,而进入酵解和乙酸产生(Ack-Pta)途径的碳流减少。因此,关键酶活差异与DA19菌体关于葡萄糖得率提高、副产物乙酸和丙酮酸的生成减少相一致。添加腺嘌呤后,DH5α的G6PDH和ICDH活性增加,PFK和ACK活性降低,而DA19各酶活变化不明显。乙酸钠的添加导致除PFK外的其他酶活性均降低,尤其是DH5α的ICDH明显降低,这些结果反映的中心代谢途径流量变化也与二者生长和代谢副产物积累的变化一致。     

NADPH氧化酶参与AtTOR调控盐胁迫诱导自噬机制的研究

盐胁迫严重限制着植物的生长发育,造成农业产量下降。植物遭受盐胁迫时,细胞代谢受到抑制,体内会积累较多活性氧(ROS)进而对植物造成氧化胁迫,诱导自噬现象的产生。本文主要研究了植物对于盐胁迫诱导的自噬及其反应的调控机制。研究中发现,在高盐浓度处理的拟南芥幼苗中自噬现象迅速产生,伴随着NADPH氧化酶活性的明显上升。此外,通过用荧光探针Lyso Tracker Red(LTR)定位自噬小体,激光共聚焦观察发现At TOR不仅可以在正常生理环境下抑制自噬小体的生成,而且可以在高盐浓度胁迫环境下抑制自噬。进而我们发现在高盐浓度处理的同时添加NADPH氧化酶抑制剂DPI后,处理过后的WT株系拟南芥根细胞自噬现象受到明显抑制,而At TOR突变体中并未有明显的变化。因此NADPH氧化酶很有可能参与At TOR对盐胁迫诱导自噬的信号通路的调控。该研究结果为进一步分析植物耐受性机理和自噬的信号通路提供理论依据。     

河岸带内生烟曲霉的香豆素类抗氧化产物提高拟南芥抗涝害能力研究

涝害是一种阻碍植物生长发育的水分胁迫因子,严重影响着全球的农林业生产。近年来的研究表明,生活在特殊环境下的植物内生菌可以协助宿主抵抗各种胁迫环境。前期研究从三峡河岸带灌木疏花水柏枝(Myricaria laxiflora)中分离到1株内生烟曲霉(Aspergillus fumigatus)SG-17,其抗氧化产物可以增加水稻中控制活性氧合成的关键酶NADPH氧化酶的含量,并提高其抗旱能力。为了研究该菌在植物应对水淹胁迫中的作用,通过质谱、核磁等分析方法对其抗氧化物质进行了鉴定,利用全淹法评价了其对拟南芥抗水淹胁迫的能力,并通过定量PCR对拟南芥的NADPH氧化酶Atrbohs基因家族进行了表达分析。结果显示SG-17中高抗氧化活性的物质是一种香豆素类似物(Z)-N-(4-hydroxystyryl) formamide(NFA),它可有效提高拟南芥的抗水淹能力,并显著增加水淹之后与活性氧代谢密切相关的丙二醛(MDA)、超氧化物歧化酶(SOD)和乙醇脱氢酶(ADH)的含量。进一步研究表明,NFA可以调节拟南芥AtrbohD和AtrbohF两个水淹胁迫反应基因的表达,暗示在遭受淹水胁迫的河岸带植物内生菌,可产生抗氧化产物来调节植物体的活性氧代谢路径,从而提高植物的抗涝害能力。     

高温胁迫对烟草叶绿体NADPH脱氢酶复合体活性的促进

为探讨叶绿体NAD(P)H脱氢酶复合体(NDH)在植物抵御热胁迫中的生理意义,比较了烟草ndhJK基因缺失突变体(ΔndhJK)和野生型对50℃高温胁迫的响应.高温下,野生型中一条NBT-NADPH氧化还原酶活性带有所增加,免疫印迹分析确定了此活性染色带是NDH亚复合体,该活性带中的NDH-K表达量也在热胁迫条件下明显地增加.与ΔndhJK相比,在高温胁迫下,野生型中远红光诱导的P700 氧化速率明显地变慢,而远红光关闭后的P700暗还原速率则显著地变快,表明高温促进NDH介导的围绕光系统I的循环电子传递.根据这些结果推测,在热胁迫条件下野生型中对NADPH底物专一的NDH活性的增加可能有利于减少NADPH的积累,减轻叶绿体间质的过度还原.     

植物甲酸脱氢酶的研究进展

植物甲酸脱氢酶(FDH)是一种依赖NAD+的酶,它催化甲酸氧化成二氧化碳的可逆反应,是植物一碳代谢的一部分,在植物响应各种环境胁迫、低氧或缺氧过程中发挥着重要的作用。综述了植物FDH的生理作用、酶学特性及调控机制方面的研究进展。     

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。