探索生命的奥秘——纪念诺贝尔生理与医学奖100年

生命是大自然造就的精灵之物。随着科学家的不断探索,ATP的隐秘逐一揭开。 “能量货币”不贬值 ATP的学名为腺嘌呤核苷三磷酸,通称三磷酸腺苷,简称腺三磷,是由一个腺嘌呤、一个核糖和一个三磷酸单位组成的核苷酸。ATP直接提供生物体进行各种生理活动所需的能量。     

参与还原型H~+-ATP酶光活化的质子梯度

水的氧化和还原质醌(reduced plastoquinone, PQH_2)的氧化所释放的质子(proton,H~+)用于膜上腺苷三磷酸(adenosine triphosphate, ATP)酶复合体催化的ATP形成。而质子从产生部位到ATP酶复合体膜内质子通路(proton channel, CF_0)的传导途径还没有定论。Mitchell曾提出化学渗透假说,认为膜内外水相质子浓度差或非区域化质子梯度偶     

“能量货币”不贬值——1997年诺贝尔化学奖

三磷酸腺苷(ATP)是世间所有生命体的能量载体。在细胞中,ATP分子在形成之后1分钟内就消耗掉了。ATP的转换率惊人之高:处在休息状态的人,24小时就消耗相当于自身重量一半的ATP;在激烈运动时,1天能转化多达自身重量20倍的ATP。运动、主动转运、信号放大和生物合成等,只有当ATP不断地由二磷酸腺苷(ADP)再生时才能发生。光能营养生物即植物,靠捕获光中的自由能以形成ATP;而化学能     

腺苷三磷酸的从头计算法研究

腺苷三磷酸(ATP)是重要的生物分子,它在生物系统中起着重要的作用,因而人们不仅用实验方法,而且也用理论计算对它进行了广泛的研究。早在1960年Fukui和Pullman等人就用简单的分子轨道方法(休克尔方法)对ATP分子进行了研究。但因这个方法只考虑了π电子,忽略了磷酸链的三维结构的特性,而未能得到满意的计算结果。Boyd和Liscomb进一步用推广的休格尔方法(EHT或EHMO)对ATP分子进行计算,考虑     

腺苷三磷酸分子的电子结构

腺苷三磷酸(ATP)分子是大家熟知的重要生物分子,它在生命有机体代谢中起着重要的作用,是许多生理过程的主要能源。当ATP水解成腺苷二磷酸(ADP)时,自由能大约变化—9千卡/克分子左右。由于这个水解过程放出这样大的自由能是随着ATP的P—O键切断时而产生的,故称此键为“高能”磷酸键。为了阐明它的生物化学机制,早在1960年就有人应用简单的分子轨道方法,如休格尔(HMO)方法对ATP分子进行研究。后来Boya和Lipscomb用推广的休格尔(EHMO)方法对这分子进行了详细的研究。为了得到更好的结果,有些研究者企图通过用全略微分重叠(CNDO)方法对ATP分子进行研究,但因计算比焦磷酸大的     

三磷酸腺苷与正电金纳米颗粒的配位作用及其等离子体共振吸收定量测定

在pH8.0的Tris-HCl介质中,三磷酸腺苷(ATP)能诱导十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)包被的正电金纳米颗粒(AuNPs)聚集,引起其表面等离子体共振吸收及等离子体共振散射变化.通过扫描电子显微镜、动态光散射及Zeta电位表征了金纳米颗粒的聚集,讨论了ATP与金纳米颗粒的结合模式,确定了三磷酸腺苷与正电金纳米颗粒的配位作用.在此基础上建立了表面等离子体共振吸收定量检测ATP的方法.方法的线性范围为4.0~80μmol/L,检出限为0.82μmol/L.相同浓度的ADP,AMP,UTP,CTP和GTP不干扰测定.方法用于人体尿样ATP的检测,回收率在94.4%~123%之间,相对标准偏差RSD小于2.5%.与传统ATP检测方法相比,该方法简单快速,选择性好.     

兔肌肌酸激酶的初步晶体学研究

在脊椎动物骨骼肌、心脏和脑等组织的能量代谢中,肌酸激酶起着重要作用,它催化由磷酸肌酸和ADP再生成ATP的可逆反应。该酶由两个亚基构成,每个亚基的分子量约为41000。肌酸激酶的重要生理功能,临床诊断中的应用价值及其结构的某些特点,使它,特别是兔肌肌酸激酶得到了广泛研究。这些研究为了解该酶的结构与生物活性的关系提供了基础。     

质体磷酸转运器的专一性和功能的多样性

本文将对植物细胞的不同质体中磷酸转运器,(一种执行跨质体膜载运物质功能的蛋白复合体——译者注)专一性的差异进行比较。C_3植物菠菜的磷酸转运器承担着质体膜内外无机磷酸、二羟丙酮磷酸和3-磷酸甘油酸之间的反向交换;C_4植物和CAM植物叶绿体中的磷酸转运器除转运上述代谢物外,还能运输磷酸烯醇式丙酮酸;豌豆根的质体中,磷酸转运器还转运葡萄糖-6-磷酸。立足于不同质体各自的特殊功能,我们将阐述磷酸转运器的这种多样性。     

生物荧光的分析化学应用

近年来生物分析化学方法正日益发展,并越来越多地获得实际应用。新近,借生物荧光现象建立的分析方法就是一种新兴的有效的生物分析方法。经过长期的探索,目前已经知道各种生物荧光体系的详细机理,迄今对分析化学最有用的主要有三个体系:萤火虫荧光素酶,细菌荧光素酶和氧化还原酶以及水母荧光蛋白荧光素酶。例如,借萤火虫荧光素酶测定 ATP(腺苷三磷酸),专一而灵敏,其检测限为10~(-15)摩尔;用细菌荧光素酶和 NAD(P)H:FMN 氧化还原酶[NAD(P)H 指烟酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸的还原形;FMN 指黄素单核苷酸]测     

解偶联蛋白与配基的结合

解偶联蛋白(Uncoupling protein,UCP)是一种质子转运蛋白,它仅存在于棕色脂肪组织线粒体的内膜上,促进质子的跨膜传送,从而使经由呼吸链生物氧化所产生的跨膜质子梯度以热的形式耗散,而不能用来合成腺苷三磷酸(Adenosine triphosphate,ATP).它在哺乳类动物的非颤栗性发热中起着重要作用,对于新生哺乳动物抵御寒冷环境具有保护作用.解偶联蛋白的质子传送作用受瞟呤核苷二磷酸与三磷酸的调节,当与嘌呤核苷二磷酸或三磷     

核糖核酸3′端的~(125)Ⅰ标记

从1965年里查逊发现T_4多核苷酸激酶可以把[γ—~(32)P]—ATP的γ-磷酸基引入核酸的5′端后,用~(32)P标记核酸的5′端被广泛应用。由于pNp可以作为RNA连接酶的供体,近两年来英格兰和乌伦贝克,李其樑等利用这     

ATP——味觉的神经递质

当你品尝假日宴会上的各种美味佳肴时,你可能不得不感谢三磷酸腺苷(ATP)这种化学物质。新的研究显示,ATP这种传统上与细胞能量处理相关的物质在把食物的味道传递给大脑的信息过程中起到了关键的作用。当食物与舌头上的味蕾接触时,味蕾上的细胞能释放化学信使物质来刺激邻近的神经纤维,随后,这些神经纤维再将信息传入大脑,从而使大脑能区分食物到底是酸、甜、苦,还是咸。味觉研究者曾致力于鉴定味觉的神经递质(将信息从味蕾传递给神经纤维的信使物质),并提出了多种候选物质,包括去甲肾上腺素和5-羟色胺(血清素)等,但这些候选者大都已经被…     

光合环中RuDP羧化酶研究的新趋势

光合环中双磷酸核酮糖羧化酶(简写RuDP羧化酶)是绿色植物固定大气中CO_2的一种重要的调节酶。这种酶在大气氧分的压力下同时还能催化双磷酸核酮糖(RuDP)的加氧分解反应,故称为     

硝酸还原酶的活力与ATP的形成

硝酸还原酶(NADH:NR E.C.1.6.6.1,以下写NR)是植物体内的诱导酶,在氮素代谢中起着关键的作用,对其他代谢途径也有重要影响。因此它与体内能量水平必然有密切关系。但过去的报道都是关于ATP对该酶诱导形成的影响,而对该酶在ATP形成中的作用尚未有人研究。本文在小麦、水稻植株中发现硝酸还原酶活力能提高体内ATP的水平,在不同耐肥性的作物品种中ATP的含量有明显差异,这种差异与其NR活力的变化是一致的。     

小麦线粒体肌球蛋白的纯化和特性分析

通过DE-52离子交换层析和Sephacryl S-300凝胶过滤等方法从小麦线粒体中纯化出了一种脱球蛋白,其重链分子量约为210ku,与骨骼肌肌球蛋白Ⅱ的分子量相近（205ku）,并且可以被抗人骨骼肌肌球蛋白多克隆抗体识别.小麦线粒体肌球蛋白的ATP酶活性可以被鸡骨骼肌肌动蛋白丝激活,达到202.5 nmol/min·mg.此外,其ATP酶活性还可以被Ca2+激活,却不被高浓度的Ca2+抑制.结果表明小麦线粒体肌球蛋白与骨骼肌肌球蛋白具有一些相似的生化特性.     

吞噬细胞在光学显微镜下的乳胶颗粒吞噬现象

吞噬细胞在宿主的保护性免疫中起重要作用。这种保护性作用主要是通过对异物的非特异性吞噬功能来完成的。在体外,吞噬细胞吞噬的异物如红细胞、聚苯乙烯乳胶颗粒、细菌等可在光学显微镜下观察。因此,实验室常以这些手段来研究吞噬细胞的吞噬功能。然而,吞噬细胞如何摄取异物?摄入过程如何?目前的认识主要来自于扫描电子显微镜(简称电     

生命的辉光图

二十多岁的萍姑娘是个不幸者。三四年前,她突然下肢疼痛、双脚内勾,随后,发展成下肢麻痹、瘫痪,进而下身麻痹、全身麻痹……到现在,只能躺在病床上,只剩下一双手和一头部还能挪动。进行性肌肉萎缩这种绝症吞噬着她年轻的躯体不说,更可悲的是,精神上的哀伤吞噬着她的心灵,她大学时山盟海誓不变心的男友严忠,,一位医学研究硕士生也渐渐不来看望"永恒     

肌酸激酶脲变性时的活性部位构象变化

肌酸激酶(ATP:Creatine phosphocransferase EC 2,7,3,2)在盐酸胍、脲、SDS 溶液中去折叠时,构象变化与失活的比较研究,许多作者已经有过详细报道.这些实验结果表明,酶分子的整体构象尚未发生明显变化时,酶的活性已经全部或大部分丧失.比较同浓度变性剂中酶的失活速度和构象变化速度时,发现酶的失活速度快于整个分子的构象变化速度.同样的现象也存在于核糖核酸酶和 D-甘油醛-3-磷酸脱氢酶.基于大量实验事实的基础,邹承鲁提出了酶分子活性部位构象的柔性,以及这种柔性是催化活力所必需的理论,我们曾用邻     

质子动力势各组成部分与光合作用的关系

类囊体中伴随光合电子传递产生的膜两侧质子动力势可用于ATP形成供光合碳同化之需.但目前对其机理尚有不少模糊之处.例如非循环光合磷酸化中ATP/NADPH形成的比例究竟是多少?是否符合碳同化之需要?质子区域化是否存在?它与偶联效率的关系如何?质子动力势的各组分都可用于ATP形成,它们在活体内进行反应时究竟各有多少贡献?     

“中年地球”的磷循环与生物泵:再谈“沉寂的十亿年”

<正>海洋初级生产力受到主量营养元素磷(P)和氮(N)的共同约束.其中P在基础的生物化学反应中起到不可替代的作用[1],包括组成遗传物质(DNA)、参与能量传输(adenosine triphosphate, ATP)、形成结构支撑(磷脂双分子层与磷酸盐骨骼)等;而N则是蛋白质氨基酸的主要成分.海洋中生物可利用的N(氨和硝酸根)主要来自生物的固氮作用;而P的供给主要依靠陆源输入,即大陆风化作用产生的磷酸根通过河流过程输入.因此, P被认为是地质历史时期海洋初级生产力的主要限制因素[2].