粘虫Leucania separata Walker蛾飞翔肌线粒体的氧化磷酸化作用和呼吸控制

线粒体是细胞呼吸代谢和能量代谢的中心,有关它的结构和机能是近代生物化学研究中极活跃的领域之一。氧化磷酸化作用,即电子在呼吸链传递过程中偶联有高能磷酸键(腺苷三磷酸ATP)的合成,是线粒体的主要机能,也是研究生物能代谢的重要方面。 氧化磷酸化作用已经在几种昆虫飞翔肌线粒体中被研究过(Sacktor,1961;Slater,1960;Лю Шу-сэнь,1962)。早期研究结果证明,昆虫线粒体与高等动物肝细胞线粒体的区别是前者P/O比值较低,α-甘油磷酸的氧化速率大大高于三羧酸循环各基质的氧化速     

人线粒体tRNA基因突变与疾病

线粒体是体内重要的细胞器,存在于胞质内。许多生物化学反应都在线粒体内进行,其中尤为重要的是通过氧化磷酸化作用产生ＡＴＰ,供生命活动需要。线粒体内ｔＲＮＡ的总数只有２２个（核编码的ｔＲＮＡ总数至少为３０多个）。这样,线粒体ｔＲＮＡ与编码氨基酸之比基本是...     

类产碱假单胞菌杀虫蛋白对蝗虫能量代谢的影响

电镜直接观察结果显示,在类产碱假单胞菌杀虫蛋白作用下,蝗虫中肠细胞线粒体病变严重,多数呈现膨胀,有嵴断裂等现象。氧电极技术分析发现病变后蝗虫胃、肠细胞线粒体氧化磷酸化作用减弱,ATP产生减少,能量代谢被抑制,但ATPase活力基本不受影响,即蝗虫体内能量需求仍可维持正常水平,由此导致蝗虫体内能量供应不足而死亡。     

铝对水稻幼苗的生理影响

以水稻幼苗为材料研究了铝的植物毒性。将不同浓度的 AlCl 加入培养液,对幼苗处理30天。10ppm 以上的铝明显抑制水稻幼苗根和地上部分的生长。5.0ppm 以上铝可引起毒害症状。铝对根的毒害作用大于对地上部分的作用。铝主要积累在根部,少部分转移到地上部分。5.0ppm 以上的铝对叶绿体 Hill 反应和光合磷酸化作用以及根线粒体呼吸和氧化磷酸化作用均有较明显抑制作用。钙对铝的此种抑制作用有一定拮抗作用。     

cAMP信号与动物细胞线粒体功能

线粒体是真核生物细胞内重要的细胞器,主要功能是通过氧化磷酸化作用为细胞生命活动提供能量,并与细胞的生长、发育及衰老等重要生物过程密切相关。许多研究表明,线粒体蛋白质的磷酸化在调控氧化代谢方面发挥了重要作用,而且环腺苷一磷酸(cyclic adenosine monophosphate,c AMP)依赖的蛋白激酶A(protein kinase A,PKA)信号通路参与了该过程的调控,但c AMP/PKA信号通路在调控线粒体代谢方面的作用一直存在争议。因此,该文综述了线粒体内c AMP的来源、线粒体c AMP信号系统及对c AMP对线粒体功能的调控,旨在为全面了解c AMP/PKA信号通路在调控线粒体功能方面的作用提供具体参考。     

长爪沙鼠产后发育中线粒体产能

本文通过产后1日龄到3O日龄长爪沙鼠肝脏和棕色脂肪组织的线粒体研究揭示,肝线粒体在出生后的呼吸速率、氧化磷酸化作用以及细胞色素氧化酶活力均达到恒定水平。肝线粒体蛋白质量随胎后发育日龄而增加,直至2O日龄左右,琥珀酸氧化酶活力在此时也增加到近于恒定,因此肝线粒体产能发育随日龄增长到2O日龄右。这可能是长爪沙鼠体温调节发育的细胞机制之一。从棕色脂肪线粒体的细胞色素氧化酶和琥珀酸氧化酶活力的变化,显示棕色脂肪组织在长爪沙鼠新生幼仔阶段产热中所起的重要作用。     

辅酶Q_(10)的反相高效液相色谱的定性与定量测定

自发现辅酶Q参与电子传递和氧化磷酸化作用以后,人们在各个领域内研究了辅酶Q。在细菌分类学上,辅酶Q可作为细菌生化分类的标志之一;医学方面,辅酶Q是治疗梗塞性心脏病的药物;在植物细胞工程研究中,Ikeda等人发现,培养的烟草细胞中辅酶Q含量远远大于其亲本植物。同     

动物线粒体基因组的结构与功能

线粒体是真核细胞内重要的细胞器,是氧化磷酸化的场所。一个典型的哺乳动物细胞含有数百个线粒体,每个线粒体含有多个双链的环状DNA基因组。     

酵母线粒体ATP合酶生物合成及组装机制研究进展

线粒体ATP合酶是线粒体氧化磷酸化的关键酶,其功能缺陷会导致能量代谢障碍相关的线粒体疾病。线粒体ATP合酶是由多个亚基组成的蛋白复合物,其生物合成和组装是个复杂的生物过程。酵母是研究线粒体ATP合酶结构、生物合成和组装机制的模式实验材料之一,且相关研究取得了很多进展。本文概述了国内外用酿酒酵母研究线粒体ATP合酶的结构、调控线粒体ATP合酶亚基生物合成和组装的辅助蛋白及合酶的模块化组装过程的研究进展,以期为线粒体ATP合酶的工作机制及相关线粒体疾病的研究提供理论借鉴和参考依据。     

动物线粒体核质基因互作的研究进展

线粒体是重要的细胞器,为细胞的生命活动提供能量,线粒体的正常功能是核基因和线粒体基因共同作用维持的结果。线粒体DNA是动物细胞内唯一存在的核外遗传物质,线粒体DNA与核基因的相互作用维持着线粒体和线粒体内膜呼吸链氧化磷酸化的正常功能状态。本文就线粒体核质基因互作在人类疾病、衰老、细胞凋亡、氯霉素抗性、ANT、MnSOD、mtTFA的研究进展进行了综述。 Abstract：Mitochondria is the essential element for a cell,in which generates energy.The normal functions of a mitochondria are controlled by both mitochondrial genome and nuclear genome.Mitochondrial DNA is the only genome in the cytoplasmy of a cell,it encodes essential components of oxidative phosphorylation(OXPHOS)in mitochondrial inner membrane,generating cellular energy in the main form of adenosine triphosphate(ATP).In this paper,we reviewed the research development on interactions of nuclear and mitochondrial genes,including human disease and aging,apoptosis,chloromycetin resistance,ANT,MnSOD and mtTFA.     

线粒体呼吸链超超级复合物——能量大分子机器的终极形态

呼吸作用是生物体最基本最重要的生命活动。在哺乳动物中,呼吸作用(氧化磷酸化)由位于线粒体内膜上的呼吸链复合物完成。一百多年来,科学家们孜孜不倦地对线粒体呼吸链复合物进行研究,想要窥探这一能量大分子机器的全貌,但是一直未能获取该复合物蛋白质结构。我们最新的研究首次纯化出了来源于人类细胞的线粒体呼吸链超超级复合物Ⅰ_2Ⅲ_2Ⅳ_2,通过冷冻电镜技术首次成功解析了它的结构,并且提出呼吸链复合物Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ和Ⅳ可以一起组成超大型复合物Ⅰ_2Ⅱ_2Ⅲ_2Ⅳ_2,这是呼吸链超超级复合物的终极形态。同时,我们所解析的人源呼吸链超级复合物的高分辨率结构,为攻克线粒体缺陷引起的阿尔兹海默综合征、帕金森综合征、多发性硬化、少年脊髓型共济失调以及肌萎缩性脊髓侧索硬化症等多种疾病打下了坚实的基础。     

Mitofilin对线粒体功能和疾病发生的影响

Mitofilin是一种线粒体内膜蛋白,与多种线粒体蛋白相互作用,共同参与线粒体内膜嵴形态的维持、线粒体内蛋白质的转运过程等。干扰mitofilin~表达不仅引起线粒体结构的异常,而且明显抑制了线粒体功能的正常发挥。最近的研究表明,在多种疾病中mitonlin都异常表达,从而导致线粒体结构的完整性和功能的障碍,促进了疾病的发生发展。     

线粒体解偶联蛋白UCP2的研究进展

本文综述了线粒体解偶联蛋白2（uncoupling protein2,UCP2）研究方面的进展。UCP2定位于线粒体内膜上,通过消散线粒体内膜的质子梯度调节线粒体的功能,包括线粒体内膜电位、ATP合成、呼吸链ROS产生、线粒体钙库的存储和释放等。目前,UCP2的质子漏机理并不清楚,但体内实验表明UCP2活性可被过氧化物激活。特别是近年来UCP2调控胰岛素分泌方面的研究取得了重要进展。     

线粒体呼吸链复合物Ⅰ的结构与装配路径

线粒体是起源于最后真核生物共同祖先(last eukaryotic common ancestor,LECA)半自主性双层膜细胞器.线粒体氧化磷酸化(oxidative phosphorylation,OXPHOS)系统由细胞核和线粒体基因组协同编码5个蛋白质复合物组成,在内膜建立电子传递链并利用质子梯度产生三磷酸腺苷...     

耗竭性运动对大鼠骨骼肌线粒体内膜的影响

观察SD大鼠一次急性运动至力竭后骨骼肌线粒体内膜流动性、NADH-CoQ还原酶及ATP酶活性变化．结果显示,大鼠骨骼肌线粒体内膜微粘度较安静时显著增高,线粒体内膜NADH-CoQ还原酶和ATP酶活性分别较安静时下降34．2％和46．2％．研究提示,耗竭性运动后大鼠骨骼肌线粒体呼吸链内膜分子动力学和呼吸链酶组分活性变化,可能是运动性疲劳重要的膜分子特征．     

关于家蝇线粒体氧化磷酸化和亚显微结构的研究

本文报道有关家蝇胸肌线粒体氧化磷酸化作用和亚显微结构的实验和观察结果。试验证明,家蝇胸肌线粒体在离体条件下对`α``-甘油磷酸有很高的氧化和磷酸化活力,而对三羧酸循环各底物及其他氧化底物的氧化和磷酸化速率则极为微弱。胸肌匀浆以及线粒体与上清液的重组合试验结果和单独用分离的线粒体试验结果基本相同,从而有利于说明造成上述现象的原因可能不是由于线粒体在制备过程中受到损伤,而是家蝇胸肌线粒体膜对这些底物存在着特殊的透性屏障。在以`α``-甘油磷酸为氧化底物时,线粒体在下述保温条件下可获得很高的氧化速率和P/O比值:线粒体浓度较稀(2毫升反应液中含1—2毫克线粒体蛋白);保温时间较短(10—20分钟之内)以及外加一定量的牛血浆清蛋白(0.2%)。DDT对线粒体的氧化和磷酸化反应均表现强烈的抑制作用,但在正常家蝇和抗性家蝇中则表现出一定的差别。在离体试验的条件下,DDT(0.1m`M``)对正常家蝇线粒体的氧化抑制40%,对磷酸化抑制60.9%,而抗性家蝇则分别为23.4%和42.7%;在反应系统中外加牛血浆清蛋白时,DDT对正常家蝇线粒体的氧化抑制71.1%,磷酸化抑制94.8%,而抗性家蝇则分别为59.7%和87.1%。在DDT(5%)处理整体家蝇时,正常家蝇线粒体的氧化被抑制21%,磷酸化被抑制33%,而抗性家蝇则分别为11.5%和26.9%;在反应系统中外加牛血浆清蛋白时,DDT处理后的正常家蝇线粒体的氧化被抑制7.0%,磷酸化被抑制6.1%,而在抗性家蝇中则不表现任何抑制作用。电子显微镜的观察也证明,DDT处理后,正常家蝇线粒体的结构表现出明显的解体现象,但抗性家蝇线粒体仅在个别情况下表现为少数线粒体内膜的破坏,从而说明抗性家蝇线粒体在形态结构和生化功能两方面都表现出对DDT的一定程度的抗性。对本文的有关试验结果进行了讨论。     

线粒体氧化磷酸化的异常与人类疾病

线粒体的OXPHOS在三个方面发挥作用:提供能量、形成ROS及启动凋亡。参与该过程的酶主要有酶复合体Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ和Ⅴ,所有影响这些酶正常发挥作用的因素都会导致氧化磷酸化的异常,进而引发各种疾病。基因治疗对线粒体疾病可能有效。     

呼吸链底物和抑制剂对线粒体内膜流动性的影响

用DPH和ANS标记大鼠肝线粒体内膜,以稳态荧光偏振法,研究了呼吸链底物和抑制剂对内膜流动性的影响。1.苹果酸+谷氨酸、琥珀酸分别为底物,均能引起内膜流动性增加。2.琥珀酸对含心磷脂的脂质体的膜流动性无影响。3.在鱼藤酮存在的条件下,苹果酸+谷氨酸对内膜流动性的增加作用消失,但琥珀酸的作用仍然存在。有氰化钾时则琥珀酸的作用消失。4.不论外加底物存在与否,鱼藤酮使内膜的流动性下降,而氰化钾则使之增加。抗霉素A亦可使内膜的流动性增加。上述结果表明:线粒体内膜流动性与其功能密切相关。电子沿呼吸链传递使线粒体内膜流动性增加,这种变化可能与呼吸链成分的氧化还原态有关。     

MCU及MICU1在心血管疾病中的研究进展

钙离子(Ca~(2+))进入线粒体基质对细胞凋亡途径、生理功能以及胞浆内Ca~(2+)信号的调控起重要作用。在心肌细胞损伤中,线粒体Ca~(2+)转运是参与能量代谢、钙超载以及氧化磷酸化的关键环节。而线粒体钙单向转运体(mitochondrial calcium uniporter,MCU)和调节蛋白如线粒体钙摄取蛋白1(mitochondrial calcium uptake 1,MICU1),作为调控线粒体Ca~(2+)摄取的重要组成部分与心血管疾病密切相关。文章归纳总结了MCU及MICU1的结构和特点,并简要介绍了其在心血管疾病中的作用。     

艾氏腹水肿瘤Crabtree效应的研究

我們利用同位素C~(14)-标記甘氨酸参入蛋白貭的作用研究艾氏腹水肿瘤細胞中的Crabtree效应,观察由氧化作用释放出的能量被利用的情况。实驗結果說明艾氏腹水肿瘤細胞的呼吸效能是有效的,由琥珀酸氧化供应的能量可以支持旺盛的蛋白貭生物合成。說明由氧化磷酸化作用生成的ATP可以透到綫粒体外以供应蛋白貭生物合成的需要。若在加入琥珀酸同时加入葡萄糖或2-脫氧葡萄糖而引起Crabtree效应后,肿瘤細胞的呼吸略有降低,但是C~(14)标記甘氨酸参入蛋白貭的速度却比单独加入琥珀酸时要小得多,而仅接近单独加入葡萄糖时的参入速度,我們认为这可能是由于在引起Crabtree效应的条件下产生了线粒体中ATP局部化的緣故。