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。     

2 呼吸链的组份

真核有机体的呼吸链位于线粒体的内膜上(3.1节),主要催化NAD(P)H和琥珀酸(同较小的底物,诸如3—磷酸甘油,脂肪乙酰辅酶A一起)做分子氧的氧化作用。它是四个彼此无关的氧化还原载体复合物(ⅠⅡⅢ和Ⅳ)、转氢酶、辅酶Q和细胞色素C的聚合体。氧化还原载体能藉各种分光技术监测,这些分光技术在历史上已被用作在原来位置上呼吸膜     

运动性疲劳状态下大鼠骨骼肌线粒体氧化磷酸化功能的研究

目的和方法 :以SD大鼠递增负荷力竭性跑台运动为运动性疲劳模型 ,分别测定运动后即刻骨路肌线粒体 :①呼吸链复合体Ⅱ Ⅲ电子传递与质子泵出比值 (H /2e) ;②以琥珀酸 (S)为底物的呼吸控制 :态 3呼吸速率(R3 )、态 4呼及速率 (R4 )、呼吸控制比 (RCR)和磷 /氧比 (P/O) ;②H ATPase合成活力 ,探讨疲劳性运动中线粒体氧化磷酸化功能改变的机理。结果 :力竭性运动后以S为底物的线粒体R4升高 2 1.10 % (P <0 .0 5 ) ;呼吸链复合体Ⅱ Ⅲ的总、净H 2e分别降低 8.5 3和 19.5 1% (均P <0 .0 5 )。底物的RCR和P/O呈显著降低 (均P <0 .0 5 ) ,而底物的R3则有所增加 (P >0 .0 5 ) ,H ATPase合成活力降低 16.68% (P <0 .0 5 )。结论 :线粒体质子漏增加 ,呼吸链电子传递与质子泵出偶联程度下降 ,氧化磷酸化脱偶联导致无效氧耗增多 ,可能是运动性疲劳状态下线粒体氧利用率下降的重要机制。     

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．     

细胞外酶MnP降解聚乙烯的分子动力学研究

MnP酶(manganese peroxidase)已被鉴定为降解聚乙烯的关键酶,通过设计不同长度的碳链聚乙烯蜡为实验底物,分别与MnP结合分析.采用Auto dock分子对接软件进行结合能的预测.并用Gromacs软件模拟了水、离子环境下,底物复合物能量、空间构象的变化等情况.研究结果表明MnP酶只能催化C56以下的聚乙烯蜡,随着碳链长度的增加酶与底物结合越不稳定;能量分析表明随着碳链长度的增加,其动能逐渐降低,而总能量亦有降低的趋势.     

力竭性运动对大鼠肝脏线粒体氧化磷酸化偶联的影晌

本文以ＳＤ大鼠三级递增负荷力竭性跑台运动为疲劳模型,分别测定了运动后即刻肝脏线粒体：１．呼吸链复合体Ⅰ＋Ⅲ和Ⅱ＋Ⅲ电子传递与质子泵出比值（Ｈ＋／２ｅ）;２．以苹果酸＋谷氨酸（Ｍ＋Ｇ）和琥珀酸（Ｓ）为底物的呼吸控制：态３呼吸速率（Ｒ３）、态４呼吸速率（Ｒ４）、呼吸控制率（ＲＣＲ）和磷／氧比（Ｐ／Ｏ）。结果表明：两种呼吸底物启动的线粒体态４呼吸速率分别升高６４．４６和２３．５４％（Ｐ＜０．００１和Ｐ＜０．０５）;呼吸链复合体Ⅰ＋Ⅲ和Ⅱ＋Ⅲ的总Ｈ＋／２ｅ分别降低１８．６３和１５．８９％（均Ｐ＜０．０１）。两种呼吸底物的ＲＣＲ和Ｐ／Ｏ呈显著降低（均Ｐ＜０．０５）;Ｍ＋Ｇ为呼吸底物的态３呼吸速率也呈显著增加（Ｐ＜０．０１）,Ｓ为呼吸底物的态３呼吸速率略有增高（Ｐ＞０．０５）。提示,线粒体质子漏增加,呼吸链电子传递与质子泵出偶联程度下降,氧化磷酸化脱偶联导致无效氧耗增多,可能是运动性疲劳状态下线粒体氧利用率下降的重要机制。     

线粒体参与氧自由基代谢的功能

根据呼吸链中传递的电子可从细胞色素c漏出传给H2O2的实验结果,结合文献关于呼吸链底物端电子漏导致生成O2·-和H2O2的报导,提出了呼吸链主链电子传递之外,存在一个由两类电子漏衔接形成的电子漏路径.由于这一路径实质上是氧自由基的代谢途径而显示出线粒体可能具有参与氧自由基代谢的功能.     

增温对亚热带杉木人工林土壤微生物呼吸及熵值的影响

增温通过改变微生物生物量和微生物代谢状况影响土壤微生物呼吸。然而,有关亚热带地区土壤微生物呼吸如何响应长期土壤增温尚不清楚。以增温7年后的杉木人工林为研究对象,比较增温对杉木人工林土壤微生物呼吸和微生物代谢熵的影响。结果表明:(1)增温后,微生物生物量碳在8月份和12月份分别降低了32.1%和59.8%(P<0.05)。(2)增温后土壤基础呼吸与底物诱导呼吸与对照相比均无显著差异;水分添加后,与基础呼吸相比,增温和对照的土壤呼吸在8月显著增加了38.3%和104.8%;葡萄糖添加后,增温和对照的底物诱导呼吸在8月份分别显著增加了113.1%和152.9%,在12月份分别显著增加了118.0%和160.9%(P<0.05)。(3)增温后,微生物代谢熵在12月显著增加了127.7%,8月无显著变化(P<0.05)。(4)在增温和对照处理中,微生物代谢熵与可溶性有机碳和微生物生物量碳含量呈负相关,与土壤含水率正相关(P<0.05)。研究结果表明,土壤增温7年后碳的可利用性和水分的降低是影响杉木人工林土壤微生物呼吸的重要因素。     

运动性疲劳状态下大鼠心肌线粒体内膜变化的研究

采用递增负荷力竭性运动模型,观察了Ｓｐｒａｇｕｅ－Ｄａｗｌｅｙ大鼠急性运动至力竭后心肌线粒体内膜流动性、ＮＡＤＨ－ＣｏＱ还原酶及ＡＴＰ酶活性的变化。结果表明,大鼠心肌线粒体内膜荧光偏振值较安静时显著增高（Ｐ＜０．０１）,示膜流动性降低。线粒体内膜ＮＡＤＨ－ＣｏＱ还原酶和肌线粒体内膜功能改变,其膜流动性和呼吸链酶活性变化,可能是运动性疲劳的重要膜分子制之一。     

荧光偏振技术研究Bloom解旋酶催化核心与双链DNA的相互作用

Bloom 综合症(BLM)解旋酶是RecQ家族DNA解旋酶中的一个重要成员,参与了DNA复制、修复、转录、重组以及端粒的维持等细胞代谢过程,在维持染色体的稳定性中具有重要的作用．BLM解旋酶的突变可导致Bloom综合症,患者遗传不稳定易患多种类型癌症．本研究运用荧光偏振技术研究BLM解旋酶催化核心(BLM^642～1290)与双链DNA(dsDNA)的相互作用,分析其相关特征参数,了解BLM^642～1290解旋酶与dsDNA的结合和解链特性．结果表明：BLM^642～1290解旋酶与dsDNA的结合和解链与dsDNA 3′端的单链DNA(ssDNA)长度有关;解旋酶优先结合于dsDNA底物的ssDNA末端,且每分子解旋酶可结合9.6 nt的ssDNA;dsDNA 3′端ssDNA的长度为9.6 nt时,解旋酶的解链效率达到最大且不再随其长度而变化．另外,BLM^642～1290解旋酶也能够结合和解链钝末端dsDNA,但其结合亲和力和解链效率低于有3′端ssDNA的dsDNA．推测BLM^642～1290解旋酶在与dsDNA底物结合和解链时是单体形式,可能以尺蠖的形式解开dsDNA．这些结果可为进一步研究BLM解旋酶的功能特征提供理论基础．     

4.能量偶联

1937年kalckar首次报导了动物的粗匀浆物在内源或外加底物的存在下催化氧化磷酸化能力。后来相当明显地是磷酸盐脂化的量或ATP形成的量是以氧消耗的量作化学计算的。这种化学计算称P/O商(或ATP/O商,克分子磷酸盐或ATP·克原子氧~(-1));它的大小是底物经历氧化过程的特征。其值反映了包括进行氧化底物的性质,偶联膜的完整性和呼吸链氧化     

Δ6-脂肪酸脱氢酶对n-6和n-3途径中脂肪酸底物的偏好*

添加α 亚麻酸作为底物 ,经半乳糖诱导 ,在含有少根根霉Δ⁶-脂肪酸脱氢酶基因的酿酒酵母总脂肪酸中检测到十八碳四烯酸的生成 ;同时添加亚油酸和α-亚麻酸时 ,检测到γ 亚麻酸和十八碳四烯酸生成 ,而且十八碳四烯酸的含量是γ 亚麻酸含量的3.81倍 ,表明在酿酒酵母中少根根霉Δ⁶-脂肪酸脱氢酶不仅能催化α-亚麻酸生成十八碳四烯酸 ,而且偏好n 3途径中的底物α 亚麻酸。同样 ,在改变少根根霉Δ⁶-脂肪酸脱氢酶基因的转译起始密码子周边序列后所构     

力竭性运动对大鼠肝脏线粒体氧化磷酸化偶联的影响

本文以ＳＤ大鼠三级递增负荷力竭性跑台运动疲劳模型,分别测定了运动后即刻肝脏线粒体;１．呼吸链复合休Ⅰ＋Ⅲ和Ⅱ＋Ⅲ电子传递与质子泵出比值。２．以苹果糖酸＝谷氨酸和琥珀酸为底物的呼吸控制;态３呼吸速度,态４呼吸速率,呼吸控制率和磷／氧比。结果表明;两种呼吸底物启动的线粒体态４呼吸速率分别升高４６．４６和２３．５４％;呼吸链复合体Ⅰ＋Ⅲ和Ⅱ＋Ⅲ的总Ｈ＾３／２ｅ分别降低１８．６３和１５．８９％。     

呼吸链电子漏在细胞凋亡中的作用

实验证明细胞色素c具有很强的抗氧化功能,在线粒体中氧化态的细胞色素c直接清除O2·-,还原态的细胞色素c清除H2O2.由于呼吸链传递电子合成ATP的同时,总有少部分电子从呼吸链底物端的复合物Ⅰ和Ⅲ漏出,而且漏出的电子首先使氧分子还原成O2·- ,然后O2·-歧化成H2O2,所以细胞色素c清除O2·-和H2O2的功能使呼吸链出现了两条电子漏旁路.细胞色素c通过这两条电子漏路径实现其控制线粒体中O2·-和H2O2水平的功能.根据两条电子漏旁路都是O2·-代谢路径的事实,引进了线粒体自由基代谢的概念,并从自由基代谢失调的角度探讨了呼吸链电子漏在细胞凋亡中的作用.     

心磷脂和线粒体内膜

心磷脂是构成线粒体内膜的主要磷脂之一,约75～90%的心磷脂分布在线粒体内膜脂双层的基质面,是线粒体内膜的特征性磷脂。心磷脂使线粒体内膜具有良好的流动性,利于呼吸链各复合物在膜脂双层中的侧向扩散。呼吸链的复合物与心磷脂特异结合才能表现其活性。在一定的条件下,心磷脂亦能形成六角形(?)相,这种多形性特点对离子转运和电子传递有重要意义。     

基于林业清查资料的桂西北植被碳空间分布及其变化特征

基于2005-2010年林业资源清查数据,采用材积源生物量法,运用地理信息系统技术,估算和分析了桂西北植被碳密度及其储量的空间分布及其变化。结果显示:(1) 研究区域从2005年到2010年呈现碳汇变化趋势,植被碳储量由4.19×10⁴t增加到4.27×10⁴t(增幅为1.84%),植被碳密度从29.04t/hm²增加到29.57 t/hm²。(2) 从治理措施、林种起源方式及林种类型来看,自然保护区的植被碳密度最大,超过40 t/hm²。2005-2010年,人工植苗、直播、飞播和萌生方式植被碳密度增加,退耕还林工程的植被碳密度均呈明显增长(增加3.00 t/hm²),所有林种碳密度都呈不同程度的增长。 (3)植被碳密度空间分布上,大致表现为西部高、中东部低,北部高、南部低。西部区植被碳密度均值超过40 t/hm²,中东部区植被碳密度均值低于25 t/hm²。植被碳密度变化在空间分布上表现为无论是非喀斯特区还是喀斯特区的植被碳密度都有增长趋势,其中有7个县市植被碳密度升级为更高等级。研究表明,随着退耕还林、生态移民等治理措施的实施,区域植被碳密度显著增加,生态环境好转。     

Ca2+循环的变化是心肌线粒体受损伤的敏感指标

在氧自由基的作用下,心肌线粒体Ca²⁺循环、膜脂的物理状态、氧化磷酸化效率(ADP/O)、呼吸控制率(RCR)值及跨膜电位差都发生了明显的变化.如果将体系中氧自由基的强度减弱到一定程度,心肌线粒体膜脂物理状态与能量转换功能的改变已不显著,但其Ca²⁺循环的变化仍很明显.此外,在解偶联或呼吸抑制条件下,心肌线粒体Ca²⁺转运功能仍未完全消失;此时,Ca²⁺循环的幅值约为对照的60％～70％,表明线粒体 Ca²⁺转运并非完全依赖于其呼吸链的功能,而可能与非H~+梯度所形成的膜电位差有关.氧自由基对这部分Ca²⁺转运仍有明显影响的结果提示,后者可能是线粒体结构与功能损伤更为敏感的指标.     

生源要素有效性及生物因子对湿地土壤碳矿化的影响

湿地土壤是全球碳存储的重要场所,湿地生态系统的碳循环过程对全球变化有重要指示作用。土壤碳矿化是湿地生态系统碳循环的重要环节,对于认知湿地生态系统生物地球化学循环过程具有重要的意义。综述了生源要素及生物因素对湿地土壤碳矿化的内在作用机制。土壤活性有机碳库通过调节土壤能源物质和微生物活性影响土壤碳库的有效性,是表征土壤碳矿化的敏感指标。湿地其它养分如N、P、S等元素的有效性也是影响土壤碳矿化的关键要素。电子受体(NO₃^-、SO₄^2-、Fe³⁺、Mn⁴⁺等)对湿地土壤碳矿化和有机碳转变的影响主要通过电子受体的还原过程完成,在厌氧分解过程中,湿地土壤利用难溶性电子受体可能是土壤C矿化的更重要途径。动物、植物、微生物群落和区系等则是土壤碳矿化的主要驱动因子。土壤动物区系在有机态养分矿化为无机态养分的过程有着独特的功能,能显著增加土壤碳矿化。土壤微生物的活性,决定着土壤中有机碎屑的降解速率,是土壤有机碳分解周转的主要诱导因素。湿地植物则通过影响根系、微生物呼吸底物的供应以及对小气候和土壤因子的调节而影响土壤有机质的分解。湿地生源要素和生物因子还极易与土壤理化性质如温度、水分、pH值和质地等环境因素形成交互和制约,共同影响土壤碳矿化。最后,提出了进一步研究生源要素和生物因素与湿地土壤碳矿化关系需要解决的一些重要问题。     

稻田土壤氧化态有机碳组分变化及其与甲烷排放的关联性

稻田土壤有机碳是甲烷排放的关键底物之一,不同研究者由于采取的有机碳研究方法不同而得出稻田甲烷排放与土壤有机碳关系的结论不一.为明确影响稻田甲烷排放的土壤有机碳组分,设计了稻田施用不同外源有机碳(稻草还田、鸡粪和猪粪)的田间试验,对稻田甲烷排放和土壤有机碳组分的动态变化及其关联性进行监测和分析.结果表明,猪粪处理的甲烷排放与化肥处理无显著差异,而鸡粪和稻草2个处理的甲烷排放分别比化肥增加1.67倍(P＜0.05),2.69倍(P＜0.05);甲烷排放量与土壤易氧化有机碳含量显示相同顺序:稻草＞鸡粪＞猪粪＞化肥;通径分析表明,土壤易氧化有机碳组分1(被33 mmol/L KMnO4氧化的有机碳)与甲烷排放直接相关,其他有机碳组分仅通过组分1间接作用于水稻生育后期甲烷排放,且排放量较低.由此推断,易氧化有机碳组分1是甲烷排放的主要底物,通过有效措施降低肥源中易氧化态有机碳组分1是减排甲烷的关键技术之一.     

大熊猫NADH-辅酶Q氧化还原酶铁硫蛋白亚基6基因(NDUFS6)的序列分析

NADH-Q还原酶是线粒体内膜上氧化呼吸链的复合体Ⅰ.在哺乳动物中,它结构十分复杂,由不少于45个亚基组成,分为以黄素单核苷酸为辅基的黄素蛋白和以铁硫族(Fe-S)为辅基的铁硫蛋白.