有關(guān)線粒體內(nèi)酶系統(tǒng)的特點與最新研究及進展

1、文檔供參考，可復制、編制，期待您的好評與關(guān)注！ 有關(guān)線粒體內(nèi)酶系統(tǒng)的特點與最新研究進展一.線粒體內(nèi)酶系統(tǒng)的組成與相關(guān)功能1.外膜a.單胺氧化酶 磷脂的合成單胺氧化酶（monoamine oxidase）縮寫MAO ，為催化單胺氧化脫氨反應的酶，也有稱為含黃素胺氧化酶的。       單胺氧化酶（MAO）存在兩種同分異構(gòu)體即單胺氧化酶A（MAO-A）和單胺氧化酶B(MAO-B),他們都有一個黃素腺嘌呤二核苷酸以共價鍵鏈接到活性中心區(qū)域的半胱氨酸殘基上。他們能催化氧化生物體內(nèi)的各種胺類物質(zhì)：多巴胺、5-羥基色胺、去甲腎上腺素、色胺等，最終

2、產(chǎn)物醛和雙氧水與細胞的氧化密切相關(guān)。多見于脊椎動物的各種器官，特別是分泌腺、腦、肝臟，但在無脊椎動物、豆類的芽等植物中也存在。在細胞內(nèi)存在于線粒體外膜上，是不溶性酶。所以認為單胺氧化酶具有調(diào)節(jié)生物體內(nèi)胺濃度的功能。b. NADH-細胞色素還原酶 脂肪酸鏈去飽和c.核苷二磷酸激酶和磷酸甘油酰基轉(zhuǎn)移酶 脂肪酸鏈的延長2.內(nèi)膜a.NADH脫氫酶、琥珀酸脫氫酶、細胞色素c、細胞色素氧化酶、ATP合成酶。 電子傳遞及氧化磷酸化。NADH-Q還原酶又稱為NADH脫氫酶（NADH dehydrogenase），簡稱復合體（complex ），是一個具有相對分子質(zhì)量88 000的大蛋白質(zhì)分子，至少包含有34條

3、多肽鏈。分別由核和線粒體兩個不同的基因組編碼構(gòu)成。在電子傳遞鏈中共有3個質(zhì)子泵（proton pump），該酶是第一個質(zhì)子泵。該酶的作用是先與NADH結(jié)合并將NADH上的兩個高勢能電子轉(zhuǎn)移到其FMN輔基上，使NADH氧化，并使FMN還原，反應如下：NADH+H+FMNFMNH2+NAD接著輔基FMNH2上的電子又轉(zhuǎn)移到鐵硫聚簇Fe-S上，F(xiàn)e-S聚簇是該還原酶的第二個輔基，起著傳遞電子的作用（傳電子，不傳氫）。最后，電子被傳遞給輔酶Q，由輔酶Q將電子轉(zhuǎn)移到細胞色素還原酶（復合體）NADH，煙酰胺腺嘌呤二核苷酸，還原態(tài)。N指煙酰胺，A指腺嘌呤，D是double。用于糖酵解和細胞呼吸作用中的檸檬酸

4、循環(huán)。NAD+ 則是氧化態(tài)。葡萄糖代謝時直接經(jīng)代謝所產(chǎn)生的ATP是十分的少的，而代謝產(chǎn)生的NADH或FADH2經(jīng)由一個電子傳遞與氧化磷酸反應可產(chǎn)生大量的ATP。煙酰胺腺嘌呤二核苷酸（氧化態(tài)）NAD+煙酰胺腺嘌呤二核苷酸（還原態(tài)）NADH煙酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸（還原態(tài)） NADPH煙酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸（氧化態(tài)） NADPH+NAD+ + H+ + 2e- = NADHNADP+ + H+ + 2e- = NADPH 他們都是輔酶，用來實現(xiàn)電子傳遞?；旧仙婕暗窖趸€原的反應都用得到，比如呼吸作用，光合作用，等等氨會抑制呼吸過程中的電子傳遞系統(tǒng)，尤其是NADH。NAD+分子中的功能部分是煙酰

5、胺換。其共振結(jié)構(gòu)式：“4-5雙鍵振至5-6雙鍵；6-7雙鍵振至7-8雙鍵；4號碳為碳正離子；7號氮為雙電子原子”琥珀酸脫氫酶（Succinatedehydrogenase，簡稱SDH），黃素酶類，是線粒體內(nèi)膜的結(jié)合酶，屬膜結(jié)合酶，是連接氧化磷酸化與電子傳遞的樞紐之一，可為真核細胞線粒體和多種原核細胞需氧和產(chǎn)能的呼吸鏈提供電子，為線粒體的一種標志酶。作為參與三羧酸循環(huán)的關(guān)鍵酶，琥珀酸脫氫酶是反映線粒體功能的標志酶（markerenzyme）之一，其活性一般可作為評價三羧酸循環(huán)運行程度的指標1，對于評價精子線粒體功能、研究致奶牛酮缺乏癥病理過程等具有重要意義23。1琥珀酸脫氫酶的提取與生理意義琥珀

6、酸脫氫酶存在于所有有氧呼吸細胞，和線粒體膜牢固結(jié)合，是三羧酸循環(huán)中唯一與內(nèi)膜結(jié)合的酶，是脫氫酶中最重要的酶。迄今為止，已從多種原核和真核組織中分離純化出這種酶，為該酶的酶學研究奠定了基礎。作為膜內(nèi)酶，琥珀酸脫氫酶與具有脂雙層結(jié)構(gòu)的線粒體膜結(jié)合得比較緊密，很難溶解下來，而且其一旦離開膜后，暴露在空氣中會很快失活，因此其提純難度很大。1950年我國著名生物化學家王應睞、鄒承魯、汪靜英等開展對膜蛋白琥珀酸脫氫酶的研究，經(jīng)過反復實驗最后以正丁醇抽提法成功地把琥珀酸脫氫酶從鼠肝組織線粒體膜上溶解下來，得到了高純度的水溶性琥珀酸脫氫酶，其活力比同期國外報道者高出1倍以上，從而奠定了我國在琥珀酸脫氫酶研究領

7、域的領先地位4。其后，Davis等（1971、1977）使用NaClO4從牛心線粒體溶解下此酶56；TsukahoHattori和TadashiAsahi（1982）選用離子型去垢劑脫氧膽酸鈉從番薯根線粒體提取SDH7；Suraveratum等（2000）對惡性瘧原蟲的琥珀酸脫氫酶進行了純化8；夏玉鳳等（2000）以玉米黃化苗為生物材料，通過差速離心獲得線粒體，使用超聲波將其破碎，用2%TritonX-100溶膜，超速離心，硫酸銨沉淀，DEAE-C32層析純化琥珀酸脫氫酶9；辛明秀等（2004）用常規(guī)酶學方法從嗜冷酵母（Y18）中分離純化出有催化活性的琥珀酸脫氫酶10。細胞色素C是一種以鐵卟啉

8、為輔基的呼吸酶，是細胞呼吸激活劑，屬于絡合蛋白質(zhì)。由多肽與血色素絡合而成。血色素是鐵的衍生物，具氧化還原的可逆性，從而導致細胞色素能在生理氧化反應過程中表現(xiàn)出電子傳導，即Fe2+Fe3+的效能，以促進細胞的氧化反應，達到興奮呼吸目的。它在生物氧化過程中，是一個非常重要的電子傳遞體。親緣關(guān)系越近的生物，其細胞色素C越相似或相同。比如人和黑猩猩。而如果在進化史上相去甚遠，則其其細胞色素C也相差越遠，比如人和酵母菌。 鑒于細胞色素C分子在呼吸電子傳遞鏈中不可或缺的地位，其分子結(jié)構(gòu)是相對保守的。但隨著生物的進化，其分子組成結(jié)構(gòu)也必將出現(xiàn)變異，只是相對于其他蛋白來說，細胞色素C分子的很多變異可能導致生物

9、體的電子傳遞出現(xiàn)問題而導致死亡，因此，其分子進化要緩慢而保守。本品為生物氧化過程中的電子傳遞體。其作用原理為在酶存在的情況下，對組織的氧化、還原有迅速的酶促作用。通常外源性細胞色素C不能進入健康細胞，但在缺氧時，細胞膜的通透性增加，細胞色素C便有可能進入細胞及線粒體內(nèi)，增強細胞氧化，提高氧的利用。b肉毒堿酰基轉(zhuǎn)移酶 代謝物質(zhì)運輸3.膜間隙標志酶為腺苷酸激酶，此外還有核苷酸激酶、二磷酸激酶、單磷酸激酶等。4.基質(zhì)a.三羧酸循環(huán)酶系 三羧酸循環(huán)b.脂肪酸氧化酶 脂肪酸氧化c.谷氨酸脫氫酶 丙酮酸氧化d.天冬氨酸轉(zhuǎn)氨酶 蛋白質(zhì)的合成天門冬氨酸氨基轉(zhuǎn)移酶L-天門冬氨酸氨基轉(zhuǎn)移酶是氨基轉(zhuǎn)移酶的一種，它催

10、化天門冬氨酸和a-酮戊二酸的氨基轉(zhuǎn)移作用，形成谷氨酸和草酰乙酸。AST廣泛分布于人體各組織，但在各組織中含量不等。AST主要分布在心肌，其次是肝臟、腎臟e.蛋白質(zhì)和核酸合成酶系 DNA合成f.丙酮酸脫氫酶復合物 RNA合成又稱丙酮酸脫氫酶系，是一種催化丙酮酸脫羧反應的多酶復合體，由三種酶（丙酮酸脫氫酶、二氫硫辛酸轉(zhuǎn)乙?；?、二氫硫辛酸脫氫酶）和六種輔助因子（焦磷酸硫胺素、硫辛酸、FAD、NAD、CoA和Mg離子）組成，在它們的協(xié)同作用下，使丙酮酸轉(zhuǎn)變?yōu)橐阴oA和CO2。丙酮酸脫氫酶復合體催化的反應式是：CH3COCOO + CoASH + NAD CH3COCoA + CO2 + NADH ；G=-33kl/mol大腸桿菌 丙酮酸脫氫酶復合體相對分子質(zhì)量約4，600，000，外形呈球狀，其直徑約為30nm。復合物核心由24個二氫硫辛酸轉(zhuǎn)乙酰基酶構(gòu)成，24個丙酮酸脫氫酶和12個二氫硫辛酸脫氫酶環(huán)繞二氫硫辛酸轉(zhuǎn)乙?；概帕小Ｕ婧说谋崦摎涿笍秃象w更為復雜。在真核中，該復合物由60個丙酮酸脫氫酶和12個二氫硫辛酸脫氫酶環(huán)