线粒体呼吸链抑制剂对青蒿素代谢速率的影响

线粒体呼吸链在青蒿素抑制酵母的过程中起重要作用。为了研究线粒体呼吸链对青蒿素代谢的影响,利用不同的抑制剂抑制线粒体呼吸链,用薄层层析法检测青蒿素代谢速率。结果表明:还原型烟酰胺腺嘌呤二核苷酸(NADH)脱氢酶抑制剂(DPI)可以减缓酵母细胞和疟原虫细胞对青蒿素的代谢,而呼吸链复合物Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ的抑制剂对青蒿素消耗没有明显影响。NADH脱氢酶在青蒿素代谢中起重要作用,NADH脱氢酶结构上存在巨大差异。这也为解释青蒿素的物种选择性毒性提供了线索。     

2005年7月国内外科技要闻

●6月30日《科技日报》报道,饶子和院士“清华大学-中科院生物物理所结构生物学联合研究小组”在世界上率先解析了线粒体膜蛋白复合物II的精细结构,为研究嗜铬细胞瘤、副神经节瘤和李氏症等与人类相关的线粒体疾病提供了真实可用的模型。●7月3日韩国媒体报道,汉城大学医学院文     

“2005年中国高等学较10大科技进展”揭晓

2005年12月27日，由教育部科学技术委员会评选的“2005年度中国高等学校十大科技进展”在京揭晓。当选的10大科技进展分别是：①北京大学“太阳风起源和太阳风的形成高度”；②北京大学“使用单层分散型CuCl／分子筛吸附剂分离一氧化碳技术”；③清华大学“线粒体膜蛋白复合物Ⅱ的三维精细结构研究”；     

刊中刊

<正>《自然》5月27日刊呼吸链ComplexI的结构被确定Complex I是呼吸链的第一种酶,它通过将NADH和苯醌之间的电子转移同质子转位耦合起来,而在线粒体中的细     

低氧对大鼠胃肠组织线粒体呼吸链复合物的抑制效应

为研究低氧环境对大鼠胃肠线粒体呼吸链复合物活性和自由基代谢的影响,将雄性Wister大鼠分别暴露于模拟5 000m海拔进行4,24,72h的低氧处理.取小肠和胃组织,采用分光光度法测定线粒体呼吸链酶复合物CⅠ~CⅣ活性,检测线粒体超氧化物歧化酶(SOD)活性及丙二醛(MDA)的含量.结果表明,模拟高原低氧暴露4,24h可引起胃肠组织中线粒体呼吸链四种复合酶的活性明显降低(P0.01),而在72h后恢复为接近对照组水平(P0.05).低氧处理后胃肠组织的线粒体SOD活性明显低于对照组(P0.01),MDA含量高于对照组(P0.01).因此,高原低氧可抑制大鼠胃肠线粒体呼吸链组分的酶活性,该效应可能与低氧的直接作用和由此引起的氧化应激损伤有关.     

线粒体呼吸链膜蛋白复合物Ⅱ的三维精细结构获得解析

人类很多疾病产生的分予机理解释需要以复合物Ⅱ的三维精细结构为基础，我国清华大学医学院蛋白质科学教育部重点实验室饶子和教授领导的科研小组异军突起，只用了三年多的时间即攻克了蛋白复台物Ⅱ的三维糈细结构解析这一难关。[编者按]     

2005年高校十大科技进展揭晓 北大两项目名列榜单

由教育部科学技术委员会评选的2005年度“中国高等学校十大科技进展”27日在京揭晓，北京大学有两个科技项目名列其中。这十大科技进展分别是：北京大学“太阳风起源和太阳风的形成高度”；北京大学“使用单层分散型Cu鄄Cl／分子筛吸附剂分离一氧化碳技术”；清华大学“线粒体膜蛋白复合物Ⅱ的三维精细结构研究”；复旦大学“哺乳动物基因突变和转基因技术的新方法”；上海交通大学“DNA大分子上一种新的硫修饰”；     

Calpain的激活与鱼藤酮导致的细胞凋亡

在缺氧或呼吸链抑制剂存在条件下,细胞的呼吸链受到抑制,线粒体的功能受到直接干扰,细胞色素C通过线粒体的外膜特异性通道进入细胞浆内,启动了procaspase-3等一系列凋亡因子,细胞发生与线粒体相关的凋亡。另一方面,因线粒体的功能被抑制,细胞内的钙离子浓度升高,calpain被激活并裂解细胞膜蛋白及细胞内的生物化学分子,促进了细胞凋亡的发生。鱼藤酮作为线粒体呼吸链complexI的抑制剂可导致细胞凋亡,其凋亡途径不仅与caspase介导的机制有关,还有可能与calpain有关。     

鱼藤酮诱导SH-SY5Y细胞对过氧化氢损伤易感性增高与硫氧还蛋白下调有关

帕金森病(PD)的发病机制与线粒体呼吸链复合物I(complex I)活性降低以及氧化应激损伤密切相关.使用complex I特异性抑制物鱼藤酮,损伤人神经母细胞瘤SH-SY5Y细胞后,给予H2O2造成氧化应激损伤,以研究细胞抗氧化损伤能力变化的可能机制.结果表明,鱼藤酮处理后,细胞对H2O2所致氧化损伤的易感性增高,且细胞形态及细胞存活率的改变与鱼藤酮浓度呈量效关系.与此同时,细胞内抗氧化蛋白之一,硫氧还蛋白(thioredoxin)水平在细胞损伤时明显下降.以上结果表明,线粒体complex I抑制对细胞氧化应激易感性的影响可能与胞内硫氧还蛋白水平降低有关,提示硫氧还蛋白在诊断神经元损伤和神经保护中有一定的运用前景.     

郑州地区线粒体基因突变与2型糖尿病相关性分析

探讨线粒体t RNALeu(UUR)基因3243位点和NADH脱氢酶亚单位1(ND1)3394位点突变在河南省郑州地区2型糖尿病(type 2 diabetes mellitus,T2DM)人群中的发生率及其临床特征。随机抽取无血缘关系的T2DM患者295例及正常对照250名,采用聚合酶链反应—限制性片段长度多态性(PCR-RFLP)技术进行线粒体t RNALeu(UUR)基因3243位点及3394位点突变检测,比较线粒体基因突变在两组间分布的差异,并对样本的相关生化指标进行测定,从而得出河南省郑州地区2型糖尿病与线粒体基因点突变的相关性。2型糖尿病组中mt DNA 3243突变率为0.68%,mt DNA 3394突变率1.36%,在正常对照组未检出mt DNA 3243位点突变,mt DNA 3394突变率0.80%,组间基因型差异用χ2检验,各位点突变率差异均无统计学意义(p0.05)。胰岛素水平和线粒体呼吸链酶复合物Ⅰ活性指标在有无突变组之间有明显差别(p0.05)。线粒体t RNALeu(UUR)基因3243和ND1区3394位点突变不是河南省郑州地区2型糖尿病的主要病因,仅为人群中线粒体DNA的基因多态性。但此位点突变能引起空腹胰岛素水平和线粒体呼吸链酶复合物Ⅰ活性的下降,推测其对2型糖尿病的发生的其他因素有协同作用。     

“2005年中国高等学校10大科技进展”揭晓

2005年12月27日,由教育部科学技术委员会评选的“2005年度中国高等学校十大科技进展”在京揭晓。当选的10大科技进展分别是:①北京大学“太阳风起源和太阳风的形成高度”;②北京大学“使用单层分散型CuCl/分子筛吸附剂分离一氧化碳技术”;③清华大学“线粒体膜蛋白复合物Ⅱ的三维精细结构研究”;④复旦大学“哺乳动物基因突变和转基因技术的新方法”;⑤上海交通大学“DNA大分子上一种新的硫修饰”;⑥天津大学“精馏过程强化研究与大型化关键技术系统集成”;⑦同济大学“国家863燃料电池轿车”;⑧国防科学技术大学“银河麒麟国产服务器操作…     

SIOC-AA-005的抗肿瘤作用机制研究

探讨SIOC-AA-005抗肿瘤的作用机制.采用测定HT-29 细胞线粒体膜流动性、线粒体ATP含量、线粒体ATP酶活性及NADH-CoQ氧化还原酶活性、细胞质膜NADH氧化酶活性的方法,对其作用机制进行了深入探讨;SIOC-AA-005在10 nmol/L剂量下可明显降低线粒体膜的流动性,并使线粒体膜电位显著升高;在此浓度下,SIOC-AA-005还可使HT-29细胞内的ATP耗竭,ATP酶活性受到抑制,线粒体中能量产生过程受阻.在胞外反应体系中,SIOC-AA-005对NADH-CoQ氧化还原酶有强烈的抑制作用,对细胞质膜NADH氧化酶也具有较强的抑制作用.SIOC-AA-005可能是通过抑制线粒体NADH-CoQ氧化还原酶、抑制细胞质膜NADH氧化酶以及线粒体ATP酶活性,从而使线粒体膜流动性下降,膜电位升高,细胞内ATP耗竭,最终使肿瘤细胞死亡。     

游泳训练联合补充α-硫辛酸对WistarⅡ型糖尿病大鼠心肌线粒体的保护作用

将60只wistar大鼠糖尿病造模完成后随机分成4组,即对照组(CON)、α-硫辛酸(LA)组、游泳训练组(SEX)和α-硫辛酸+游泳训练组(SEX+ LA)进行训练,训练结束后,检测大鼠心肌线粒体呼吸功能、氧化磷酸化蛋白表达及氧化应激相关指标,以便对游泳训练及联合补充α-硫辛酸对Ⅱ型糖尿病大鼠心肌线粒体的保护作用的内在影响机制进行探索.结果显示:α-硫辛酸和游泳运动均可以显著性改善糖尿病引起的3态呼吸水平、呼吸控制率及磷氧比值降低(P ＜0.05);联合作用在提高3态呼吸及降低4态呼吸方面存在增强作用(P＜0.05).在对氧化磷酸化蛋白表达的影响方面,α-硫辛酸可有效提高complex Ⅰ、Ⅲ蛋白表达;游泳训练具有和α-硫辛酸相似的作用效果,且能显著性地上调complex Ⅳ表达水平(P＜0.05),联合作用在提高complexⅠ、Ⅲ蛋白表达水平上存在加强作用(P ＜0.05).在降低组织氧化应激水平方面,各种干预方式均可降低ROS含量,提高抗氧化蛋白SOD和GSH-Px水平(P＜0.05);联合作用方式在降低ROS,增强SOD水平上有叠加作用(P＜0.05).以上结果说明,游泳训练及联合补充α-硫辛酸可能通过对抗氧化酶活性的提高,进一步降低ROS对呼吸链复合物及膜结构的损伤而实现线粒体呼吸功能的增强.     

胞外高铁肌红蛋白还原酶电子传递活性位点的研究

以NADH为反应体系的启动剂,研究猪心肌提取液中高铁肌红蛋白还原酶(MetMbase)活性的表达,实验结果证实酶活性的表达依赖NADH启动,且0.2 mM NADH浓度可充分启动MetMbase活性的表达.研究还表明, ATP可全程抑制MetMbase呼吸链电子的传递,抑制酶的活性; NaN_3通过阻断呼吸链第三位点电子传递来抑制酶活性的表达;而N-Ethylmaleimide能与MetMbase官能团巯基(-SH)瞬间结合并快速使酶活性丧失;二价金属离子能干扰活性的表达,Zn~(2+)可促进MetMbase活性的表达;而Cu~(2+)和Mg~(2+)均抑制酶活性的表达,且Mg~(2+)抑制强度大于Cu~(2+).金属螯合剂EDTA可掩蔽自由金属离子对MetMbase酶促反应的干扰,改善酶活性的表达.     

动态·信息

我国生命科学研究(2005年)信息两则(一)我国科学家于2005年在美国《细胞》(Cell)杂志上发表4篇论文,即:解密细胞呼吸链“膜蛋白”;在世界上首次创立哺乳动物转座子系统;揭示吗啡镇痛作用新原理;发现β抑制因子是有直接向细胞核内传递药物信息的功能。(二)我国神经科学家研究发现果蝇在视觉和嗅觉不同模态之间具有学习和记忆的协同双赢和相关传递的功能;证实引导神经生长方向的新机制,名为TRPC的细胞膜阳离子通道在传递中起着关键作用,成果分别发表在国际权威杂志《科学》(Science)、《自然》(Nature)上。(张树庸供稿)动态·信息“欧洲老…     

核磁共振方法研究膜蛋白三维结构的进展

膜蛋白是一类在生命活动中非常重要的蛋白,但是膜蛋白三维结构的研究远远落后于水溶性蛋白.核磁共振方法由于不需要膜蛋白的晶体制备,使得该方法日益成为膜蛋白结构解析的主力.对不同的膜蛋白样品制备方法,有几种不同的核磁共振方法来进行膜蛋白的结构研究.其中液体核磁方法针对膜蛋白/去污剂胶束和膜蛋白/饼状胶束样品,并已经成功解析了多个膜蛋白结构;静态取向固体核磁共振方法针对具有均一取向的膜蛋白/饼状胶束样品和膜蛋白/磷脂双分子层样品,也成功获得了许多膜蛋白的结构信息;魔角旋转固体核磁共振方法针对膜蛋白/磷脂双分子层样品,也在发展中,并尝试着进行膜蛋白三维结构研究.     

基质金属蛋白酶-14和Bst-2通过蛋白质结构域相互作用而抑制Bst-2的生物活性

Bst-2(骨髓基质细胞抗原-2)是一种II型膜蛋白,其主要功能是抑制病毒从感染细胞释放;基质金属蛋白酶-14(MT1-MMP)是一种膜蛋白酶,其主要功能是通过激活pro MMP2在细胞生长和迁移中扮演重要角色.本研究主要探讨了MT1-MMP抑制Bst-2生物活性的分子机制.实验结果表明,MT1-MMP通过与Bst-2相互作用进而抑制Bst-2的活性和功能;并且,在此相互作用中,这两种膜蛋白的细胞质结构域(Bst-2的N-末端结构域和MT1-MMP的C-末端结构域)起到了极为关键的作用.此外,还发现Bst-2的N-末端结构域在Bst-2抑制MT1-MMP活性的过程中也不可或缺.这些结果为临床上探索抑制病毒感染和肿瘤转移的新方法和新药物研制开发提供了理论依据.     

小鼠线粒体DNA中一个新的R-loop结构的发现

哺乳动物线粒体DNA的D-loop区是其复制和转录的起始区域,其中D-loop重链RNA(DH-RNA)与复制和转录功能密切相关.但轻链RNA(DL-RNA)被认为没有重要的功能,因此几乎没有有关D-loop区的轻链RNA的研究.文中研究发现一个DL-RNA存在于小鼠线粒体D-loop区.研究表明这个DL-RNA跨越了几乎整个D-loop区,并且能够耐受RNase A和RNase T1酶的切割,但对RNase H酶敏感.在这种RNA存在的情况下,D-loop的DNA不能被HaeⅢ酶切割.这些结果意味着新发现的DL-RNA能同D-loop区的DNA形成三链结构,并且能使其对应区域的DNA不被限制性内切酶消化.在以细胞色素b基因为对照的实验中没有发现类似的结构,证明这一结构不是RNA转录过程中形成的临时结构.考虑到D-loop区是线粒体DNA复制和转录的重要调控区,这个新奇的三链RNA-DNA复合物可能在线粒体DNA复制和转录中扮演了重要角色.     

粟酒裂殖酵母Atp10在线粒体中的功能研究

线粒体是真核细胞中的动力工厂,细胞生命活动所需能量大多来自于线粒体氧化磷酸化.粟酒裂殖酵母是真核生物研究的模式生物.本研究借助基因敲除方法获得atp10基因缺失菌株Δatp10,在以甘油和半乳糖为唯一碳源的非发酵型培养基中,Δatp10的生长出现缺陷.利用生物信息学分析,Atp10在N端含有32个氨基酸残基组成的线粒体定位序列,GFP绿色荧光观察Atp10蛋白定位在线粒体中;Western blotting检测显示,Atp10缺失导致线粒体相关蛋白的表达几乎丧失,影响线粒体呼吸链复合体的组装.综上所述,Atp10是一个与线粒体功能密切相关的蛋白,是线粒体呼吸链正常发挥功能所必须的蛋白.     

青岛文昌鱼NADH脱氢酶亚基I基因片段的克隆

NADH脱氢酶亚基I是细胞电子传递链的主要成员之一，采用简并引物PCR方法获得青岛文昌鱼NADH脱氢酶亚基I基因片段，将基氨基酸序列与其他生物如佛罗里达文昌鱼，斑马鱼，爪蟾等无脊椎和脊椎动物NADH脱氢酶亚基I基因相应片段进行了同源性分析，均显示较高的同源性，研究结果证实青岛文昌鱼作为脊索动物的代表之一，与脊椎动物有着较近的亲缘关系，是从无脊椎动物到脊椎动物的过渡类型。