电子传递链对阿尔兹海默病的影响分析

阿尔兹海默病(Alzheimer’s disease,AD)是一种神经退行性疾病.临床上以记忆障碍、视空间技能损害、执行功能障碍以及人格行为改变等全面性痴呆表现为特征.AD致病源现今不明确,其中有毒物质损害使得脑内区域性能量代谢减退是AD发生的病因特征之一,而电子传递链(ETC)在能量代谢中扮演着重要角色.通过差异分析(LIMMA)及加权基因共表达网络(WGCNA)构建获得聚类基因,并对聚类后基因进行生理分析(GO)、通路分析(KEGG)后锁定ETC,以及对其进行表达量分析及相关系数矩阵的构建,并结合临床指标(MMSE)解释说明,最终验证了ETC的异常对阿尔兹海默病存在影响的事实.

降低光滑球拟酵母电子传递链活性加速丙酮酸合成

光滑球拟酵母CCTCCM2 0 2 0 19经溴化乙锭诱变 ,挑选假阳性呼吸缺陷型菌株共 4 0株。对其中 7株丙酮酸产量提高的突变株进行发酵性底物 (葡萄糖 )和非发酵性底物 (甘油、乙酸 )的利用能力测试 ,鉴定得到 3株呼吸缺陷型突变株RD 16、RD 17和RD 18。相对于出发菌株 ,呼吸缺陷型突变株生长速率下降 ,最终菌体浓度降低 2 1%～2 9% ,胞内ATP含量下降 15 %～ 2 1% ,但单位细胞耗葡萄糖能力和单位细胞产丙酮酸能力分别提高了 2 0 7%～30 7%和 30 7%～ 5 5 5 %。进一步研究发现 ,呼吸缺陷型突变株线粒体复合体Ⅰ、Ⅰ +Ⅲ、Ⅱ +Ⅲ和Ⅳ的活性分别下降了 34%～ 4 1%、38 6 %～ 5 2 6 %、2 1%～ 2 5 %、15 0 %～ 6 30 % ,表明线粒体电子传递链氧化NADH的功能受到抑制。为使酵解产生的NADH正常氧化 ,在RD 18菌株的对数生长期流加 2 1mmol L外源电子受体乙醛。发现细胞合成丙酮酸能力提高 2 1 6 % ,且葡萄糖消耗速度明显加快 ,发酵周期缩短 14h。

不同强度急性疲劳运动对大鼠心肌线粒体电子传递链酶复合体活性的影响

目的:研究不同强度急性疲劳运动对大鼠心肌线粒体呼吸链酶复合体活性的影响,进一步探讨运动性疲劳发生的可能机制。方法:以21只健康雄性Wister大鼠为实验对象,随机等分为安静对照组、大强度运动组和中等强度运动组。大强度运动组大鼠进行间歇性跑台运动,速度为27m/min,总运动时间90min,每10min间歇1min;中等强度运动组大鼠进行持续性跑台运动,速度为18m/min,运动时间100min;对照组大鼠未进行任何运动。差速离心提取大鼠心肌线粒体。分光光度法测定线粒体呼吸链酶复合体(CⅠ～CⅣ)活性。结果:大强度运动组CⅠ的活性与安静对照组相比无显著性差异,CⅡ、CⅢ和CⅣ活性显著低于安静对照组(P<0.01),分别低20.24%、25.37%和41.03%;中等强度运动组CⅠ、CⅢ和CⅣ活性显著低于安静对照组(P<0.05),分别低50.07%、35.90%和20.90%,CⅡ活性无显著性差异。中等强度运动组CⅠ活性显著低于大强度运动组(P<0.01),CⅡ活性显著高于大强度运动组(P<0.01),CⅢ和CⅣ活性与大强度运动组无显著性差异。结论:大强度运动和中等强度运动均会引起大鼠心肌线粒体电子传递链酶复合体活性不同程度的变化,且大强度运动主要影响FADH2电子传递链酶复合体的活性,而中等强度运动主要影响NADH电子传递链酶复合体的活性。

线粒体电子传递链复合物Ⅲ的组装及其研究进展

线粒体复合物Ⅲ是真核生物电子传递的必需载体,它接受来自于辅酶Q的电子,并传递给复合物Ⅳ。复合物Ⅲ由3个含辅因子的核心亚基和7-8个辅助蛋白组装而成,这些蛋白由核基因组与线粒体基因组共同编码。复合物Ⅲ的组装是一个十分复杂的过程,是以组装因子介导、以模块式的组装形式来实现的。尽管目前对复合物Ⅲ的结构研究得较为清楚,但对其组装的研究还是处于初级阶段。一些线粒体疾病是由于复合物Ⅲ的错误组装而引起的,所以研究其组装的机制和过程将会有助于深入地理解某些线粒体疾病的发病机理。综述复合物Ⅲ的组装过程以及各种组装因子在不同组装阶段中的作用,以期为后续复合物Ⅲ的研究提供参考。

结核分枝杆菌铁氧还蛋白还原酶FdrA和FprA在CYP125A1的电子传递链中的作用分析

目的体外评价结核分枝杆菌(Mtb)铁氧还蛋白还原酶FdrA和FprA的活性,探索它们分别与两种铁氧还蛋白的偶联作用,并分析它们在CYP125A1的电子传递链中的作用。方法采用大肠杆菌作为宿主克隆结核分枝杆菌FdrA、FprA和CYP125A1编码基因并进行蛋白外源表达;以NADH或NADPH为电子供体,2,6-二氯酚靛酚(DCPIP)为电子受体评价FdrA及FprA的活性;应用细胞色素C为电子受体研究FdrA或FprA与不同铁氧还蛋白的偶联作用;分析CYP125A1对4-胆甾烯-3-酮的代谢作用进而研究FdrA和FprA在CYP125A1的电子传递链中的作用。结果 FdrA对NADH亲和力较高,Fdx对FdrA活性有明显提升作用,菠菜铁氧还蛋白(spFDX)对其活性没有提升作用,FdrA/Fdx和FdrA/spFDX均不能支持CYP125A1的活性。FprA对NAPDH亲和力较高,Fdx和spFDX均对FprA活性有明显提升作用,Fdx尤甚,FprA/spFDX可以支持CYP125A1的活性,FprA/Fdx不能支持CYP125A1的活性。结论 FprA是结核分枝杆菌CYP125A1的电子传递链蛋白,FdrA可能不是CYP125A1的电子传递链蛋白。

STAT3与线粒体电子传递链

信号转导和转录激活因子(signal transducers and activators of transcription,STAT)已被证明参与多种生命活动过程,调节数百个基因表达,其中STAT 3的作用备受关注。STAT 3活化有两种方式,一种是JAK/STAT 3信号通路的经典活化,依赖于Tyr-705的磷酸化,另一种是依赖于Ser-727磷酸化和Lys-685乙酰化的非经典活化。STAT 3能够进入线粒体与mt DNA结合调节基因转录表达,并且能增加缺血损伤下电子传递链复合酶活性,降低ROS的产生,增加ATP的生成,减少组织损伤。本文将简要概述STAT 3对线粒体电子传递链的影响及其作用机制。

线粒体电子传递链电子漏的化学发光测定

本实验用差速离心法分离正常大鼠肝脏和心肌线粒体 ,以lucigenin (探测超氧阴离子 )与luminol (探测过氧化氢 )为探剂 ,用化学发光法测定METC电子漏的生成。在反应体系中加入外源底物 ,其发光强度明显高于空白对照 (体系中无线粒体 )。在肝线粒体体系中 ,无论是lucigenin还是luminol诱发的发光 ,琥珀酸底物引起的发光强均要高于丙酮酸 /苹果酸引起的发光强度。在心肌线粒体 luminol体系中也有与肝线粒体相似的结果 ,在心肌线粒体 lucigenin体系中 ,加入外源底物丙酮酸

紫云英根瘤菌109菌株的氢氧化电子传递链

H_2还原减去O_2氧化的差示光谱显示424,522,552,560,603nm峰,鱼腾酮(反竞争性抑制),DBMIB,HQNO,抗霉素A,氰化钠和叠氮化钠(非竞争性抑制)明显抑制吸氢活性,表明细胞色素c,b和a分别参与氢氧化的电子传递。以Dixon作图来确定抑制剂在电子传递链中结合位点数目,鱼腾酮和DBMIB为单位点结合,HQNO和氰化物为双位点结合,HQNO所引起的部份抑制,可使对氰化钠敏感的结合位点消逝。鱼腾酮与HQNO同时存在时,其叠加或累积抑制效果表明,两种类型的细胞色素b参与氢氧化的电子传递,由H_2到O_2的电子传递于细胞色素b处分叉,对氰化物抑制敏感性也有所不同。

稀土对小麦合电子传递链影响机理初探

研究表明：８ｍｇ／Ｌ稀土硝酸镧［Ｌａ（Ｎｏ３）３．ｘＨ２Ｏ］和硝酸亚铈［Ｃｅ（ＮＯ３）３．６Ｈ２Ｏ］浸种促进了植物希尔反应速率和光合电子传递链中ＰＳⅡ到ＰＳⅠ电子传递速率。硝酸对光合磷酸化促进效果不明显，硝酸镧亚铈有一定促进作用。

电子传递链的适配提高孕酮17α羟基化生物催化效率

17α羟化酶是转化孕酮制备各种孕激素药物中间体的关键酶。为提高该酶在生物催化中的特异性羟基化能力,本研究将来源于纤维素黏性细菌(Sorangiumcellulosum)Soce56的羟化酶CYP260A1与大肠杆菌(Escherichia coli)K-12来源的Fpr和牛肾上腺来源的Adx4-108组建成新的电子传递系统,用于孕酮的生物转化。通过对CYP260A1进行选择性突变,获得17α羟化酶活性显著提高的突变体S276I,经体外催化体系的优化设计,使17α-OH孕酮的产率达到58%。此外,利用定点突变技术探究铁氧还蛋白Adx4-108的模拟磷酸化对17α羟化酶活性的影响,结果显示,突变体Adx4-108T69E向S276I传递电子,进一步增强了对孕酮C17位的特异性,17α-OH孕酮的产率最终提高到74%。本研究为细菌来源的17α羟化酶特异性转化生产17α-OH孕酮提供了新的方案,为孕激素类药物在工业上利用生物转化法生产奠定了理论基础。

电子传递链功能缺陷相关线粒体疾病的治疗进展

线粒体疾病(mitochondrial diseases, MDs)与电子传递链功能缺陷密切相关。电子传递链上的五种复合物共同维持电子传递链的正常功能,从而确保ATP的产生。电子传递链上任何一种复合物的功能缺陷都会损伤线粒体功能,导致线粒体疾病的发生。因此,针对不同的复合物功能缺陷,可以采取相应的治疗措施来挽救其功能,达到缓解或治愈线粒体疾病的目的。本文以电子传递链上五种复合物为研究对象,阐述不同复合物功能缺陷导致的线粒体疾病以及相应的治疗措施。

VD_3羟化酶及其电子传递链的体外构建及活性研究

活性维生素D_3具有广泛生理活性及药用价值,利用分子操作技术,在大肠杆菌细胞中重组表达VD_3羟化过程的关键酶体系,是实现活性维生素D_3生物法合成的有效手段。构建了来源于自养无枝酸菌(Pseudonocardia autotrophica)VD_3羟化酶(Vdh,EC 1.14.13.159)及来源于不动杆菌(Acinetobacter sp.OC4)的铁氧还蛋白Fdx及铁氧还蛋白还原酶FdR的重组表达载体p ET28b-Vdh、p ET28b-FdR-Fdx,以大肠杆菌为宿主细胞,体外诱导表达并通过镍柱纯化三种蛋白质,通过CO差光谱法评价羟化酶Vdh体外活性,并利用2,6-二氯靛酚钠(DCIP)和细胞色素c作为电子受体评价电子传递链FdR-Fdx对NADH和NADPH的氧化活性及与羟化酶Vdh的偶联作用,最后利用Vdh及其电子传递链催化维生素D_3的选择性羟化合成25(OH)VD_3。

肉碱对运动训练大鼠肝脏细胞线粒体电子传递链及氧自由基代谢的影响

本研究旨在探讨肉碱对运动训练大鼠肝脏细胞线粒体电子传递链及氧自由基代谢的影响。将雄性Wistar大鼠40只随机均分为4组(n=10):对照组、肉碱组、训练组和训练+肉碱组。训练组和训练+肉碱组进行递增负荷水平跑台运动训练,肉碱组和训练+肉碱组每日灌胃口服肉碱(300mg/kg)一次,每周6天,共处理6周。6周后各组大鼠均进行力竭运动,随后立刻取肝脏样本,用差速离心法提取肝脏线粒体,分光光度法测定线粒体电子传递链酶复合体I～IV(CI～IV)、超氧化物歧化酶(SOD)、谷胱甘肽过氧化物酶(GSH-Px)的活性及丙二醛(MDA)含量。结果显示,与对照组相比,肉碱组CIV活性显著升高(P<0.05),训练组CI、CIII、CIV活性均显著升高(P<0.05或P<0.01),训练+肉碱组CI～IV活性均显著升高(P<0.05或P<0.01);与肉碱组和训练组相比,训练+肉碱组CI和CIV活性均显著升高(P<0.05或P<0.01)。与对照组相比,训练+肉碱组SOD活性显著升高(P<0.01),肉碱组、训练组和训练+肉碱组GSH-Px活性均显著升高(P<0.05或P<0.01),训练组和训练+肉碱组MDA水平均显著降低(P<0.05或P<0.01);与肉碱组相比,训练+肉碱组GSH-Px活性显著升高(P<0.01);与肉碱组和训练组相比,训练+肉碱组SOD活性均显著升高(P<0.05或P<0.01),MDA水平均显著降低(P<0.01或P<0.05)。以上结果提示,运动训练及补充肉碱均可提高肝脏线粒体电子传递链功能及抗氧化能力,且运动训练与肉碱的作用具有协同效应。

P450酶系中高效电子传递链的构建及应用

细胞色素P450作为单加氧酶的主要成员,能够在多种化合物中引入氧分子,催化包括羟化在内的多种反应。在级联的氧化还原反应中,需特定的电子传递链将氧原子中的电子传递至P450单加氧酶的亚铁红素结构中,并最终催化底物氧化,而电子传递体系的低效性往往成为整个反应的限速步骤。本文在介绍P450单加氧酶电子传递链基本结构的基础上,着重阐述对于细胞色素P450酶系中电子传递链未知或者内源性电子传递效率较低的情况下,利用DNA重组技术构建高效的电子传递链从而提高P450单加氧酶的催化效率相关研究进展,主要从细菌及真核细胞线粒体电子传递链(ClassⅠ)及真核生物细胞色素C还原酶CPR(ClassⅡ),天然融合电子传递链及人工融合蛋白电子传递链的构建及其应用展开。

吸入麻醉药对鼠肝线粒体电子传递链的影响

在含有不同浓度氟烷、安氟醚、异氟醚及七氟醚的离体鼠肝线粒体的反应体系中,用双波长双光束分光光度计测定从NADH和琥珀酸至细胞色素C的电子传递速率。结果显示临床浓度的氟烷明显抑制NADH-CytC-还原酶的活性。而其对NADH脱氢酶、NADH-CoQ-还原酶的活性及琥珀酸链酶系统无明显的抑制作用。安氟醚、异氟醚及七氟醚对鼠肝线粒体电子传递链无明显影响。结果提示氟烷影响NADH相关底物的利用通过阻断NADH至细胞色素C的电子传递而起作用,阻断的位点很可能在Q结合蛋白(Qpn)或Qpn与CoQ复合体。

电子传递链复合物I缺陷症

线粒体复合物I[烟酰胺腺嘌呤二核苷酸（NADH）：泛醌氧化还原酶]作为氧化磷酸化（OXPHOS）系统的第一个且最大的酶，在人体能量代谢及供应中至关重要。氧化磷酸化是分解有机营养素并把它转化成三磷酸腺苷（ATP）产物的过程。复合物I功能障碍可导致复合物I缺陷症，它是OXPHOS系统最常见的生物化学缺陷症。

微生物胞外呼吸电子传递机制研究进展

胞外呼吸是近年来发现的新型微生物厌氧能量代谢方式,主要包括铁呼吸、腐殖质呼吸与产电呼吸3种形式。微生物胞外呼吸与传统的有氧呼吸、胞内厌氧呼吸存在显著差异。其电子受体多以固态形式存在于胞外;氧化产生的电子必须通过电子传递链从胞内转移到细胞周质和外膜,并通过外膜上的细胞色素c、纳米导线或自身产生的电子穿梭体等方式,最终将电子传递至胞外的末端受体。胞外呼吸的本质问题是微生物与胞外电子受体(铁/锰氧化物、固态电极或腐殖质等)的相互作用,即微生物如何将胞内电子传递至胞外受体。胞外呼吸的研究丰富了人们对微生物呼吸多样性的认识,同时在污染物原位修复及清洁生物能源提取方面具有重要应用前景,是当前研究的热点问题。总结了胞外呼吸类型和胞外呼吸菌的多样性,重点阐述了胞外呼吸的电子传递过程,并提出了其应用前景及今后的研究方向。

碳中和背景下的海洋微生物呼吸速率测定方法研究进展

全球气候变化与人类活动导致的CO_(2)排放息息相关。海洋是净吸收大气CO_(2)的重要环境,因此影响海洋碳存储能力的生物地球化学过程成为研究热点。海洋微生物的呼吸作用是调节碳“源-汇”转换的关键生物过程之一,呼吸速率是海区碳收支研究的重要参照指标。依据不同生物化学原理,海洋领域研发了多种微生物呼吸速率测定方法。依据海洋水文环境和微生物群落等不同应用场景的差异,使得采用一种或多种方法准确测定呼吸速率具有重要意义。文章着重陈述了各种呼吸速率测定的原理、优缺点和适用范围等,系统分析了常规测定方法和前沿测定技术,为碳中和背景下的海洋碳汇关键过程解析提供技术选择的理论支撑。

甲基丙二酸血症线粒体功能障碍研究进展

甲基丙二酸血症(methylmalonic acidemia,MMA)是一种常染色体隐性遗传的有机酸代谢障碍性疾病,表现为多系统脏器的病理改变及功能障碍。线粒体是细胞内进行能量代谢的中心,对维持机体正常生理功能起着极为重要的作用。MMA患者体内线粒体形态及功能障碍、线粒体自噬途径受损、氧化应激增加,对组织或器官造成威胁。本文将综述MMA中线粒体功能及稳态的异常,以期为寻找新的治疗方向提供更多思路。