线粒体核糖体蛋白与人类线粒体疾病

哺乳动物线粒体核糖体(mitochondrial ribosome,mitoribosome)在漫长的进化阶段经过一系列的结构重组,rRNA比例降低,新增了部分线粒体核糖体蛋白(mitochondrial ribosomal proteins,MRPs),成为蛋白含量最丰富的核糖体.所有MRPs均为核基因编码,在细胞质中合成,再转运到线粒体,与线粒体基因(mitochondrial DNA,mtDNA)编码的两种rRNA结合.mtDNA除编码tRNA和rRNA外,还编码组成线粒体呼吸链复合体的13种蛋白质.由于线粒体核糖体负责翻译这13种蛋白,MRPs和其他翻译工具的突变和缺陷可造成线粒体的相关疾病.     

呼吸链的电子漏路径和线粒体的超氧自由基代谢及其生物学意义

吸入机体的氧气 90 %以上在线粒体中被还原 ,呼吸链是执行这一功能的实体。呼吸链如同一条电子传递链 ,它的底物端有两个脱氢酶直接氧化三羧循环中的底物并将电子经泛醌传递给细胞色素链 ,细胞色素链的氧端是细胞色素氧化酶 ,它直接催化还原氧成水的反应。呼吸链电子传递还原氧的过程与ＡＴＰ酶催化ＡＤＰ +Ｐ→ＡＴＰ的过程相偶联共同完成线粒体合成ＡＴＰ的能量代谢 ,这是近半个世纪以来生物能力学研究的主题。近年来人们发现呼吸链传递电子并不像是一条绝缘很好的导线 ,而是在呼吸链的底物端 (泛醌区 )和氧端 (细胞色素ｃ)都有漏电现象。…     

核呼吸因子研究进展

核呼吸因子是一类能调节线粒体呼吸链基因表达的转录因子,包括核呼吸因子 -1与核呼吸因子- 2。这两种因子在分子结构、作用机制等方面具有各自不同的特点,对线粒体基因转录和复制的许多重要环节发挥调控作用。     

严重烧伤对大鼠肠上皮细胞线粒体呼吸功能的影响

为研究严重烧伤对大鼠肠上皮细胞线粒体呼吸功能的影响及其机制，采用30％体表面积Ⅲ度烧伤大鼠模型，观察烧伤后线粒体Ⅲ态呼吸(ST3)、Ⅳ态呼吸(ST4)、呼吸控制率(RCR)、磷氧比(P／0)、肠道氧摄取率(Oext)及肠粘膜血流量(IMBF)的变化。结果表明：烧伤后大鼠肠上皮细胞线粒体ST3、RCR、P／O及肠组织Oext和IMBF均显著降低。与伤前相比，最大降幅度分别为42．06％、42.15％、30．94％、59．46％和51．73％(P＜0．01)，而ST4明显高于伤前。相关分析显示，IMBF同RCR、Oext和P／0呈显著正相关(rl＝0.92，P＜0．01；r2＝0.96，P＜0.01;r1＝0．91，P＜0．01)。本实验显示：严重烧伤后肠上皮细胞线粒体呼吸功能受损，氧化磷酸化失耦联，肠道氧摄取率降低，其发生机制与伤后肠粘膜血流量大幅下降有关。     

脑缺血再灌后大鼠脑线粒体呼吸功能和呼吸酶活性的变化

本文通过对大鼠全脑缺血ZOmin及缺血后再灌1h、6h、48h、4d、7d（每组10／只）脑线粒体呼吸控制率变化的研究和对各组大鼠（每组5只）脑线粒体呼吸链的标志酶琥珀酸脱氧酶、细胞色素氧化酶的酶组织化学的观察，从亚细胞结构来探讨脑缺血再灌流损伤的规律和机制。用丙酿酸钠和苹果酸钠作底物测得各组脑线粒体在有ADP刺激（呼吸三态）和无ADP刺激（呼吸四态）下的氧气消耗及呼吸控制率（呼吸三态／呼吸四态）的数据见表1。用图象分析仪测得各组酶染颗粒面积见表2。线粒体的内膜是细胞呼吸和产能的主要场所。在脑缺血和再灌期，线粒体的损…     

局灶性脑缺血大鼠脑细胞超微结构及线粒体呼吸功能变化的研究

目的研究大鼠脑细胞超微结构及脑组织线粒体呼吸链功能在局灶性脑缺血前后的变化。方法采用改良Zea-Longa方法复制大鼠大脑中动脉缺血（middle cerebral anery occlusion MCAO）模型，透射电镜观察缺血后脑组织神经元超微结构的改变；检测线粒体NAD链及FAD链R3、R4、RCR、P／O等评价呼吸功能的指标。结果局灶性脑缺血大鼠脑组织神经元细胞结构严重破坏，线粒体NAD链和FAD链的R3（P〈0．01）、P／O（NAD链P〈0．01，FAD链P〈0．05）、RCR（P〈0．01）明显低于假手术组，R4明显高于假手术组（P〈0．05）。结论脑缺血后线粒体结构破坏，功能受损，通过保护线粒体呼吸链可能对脑缺血损伤有保护作用。     

不同运动方式和时间对大鼠骨骼肌线粒体呼吸链复合体酶Ⅰ和Ⅳ活性的影响

背景：急性剧烈运动对机体可造成氧化应激,线粒体生成活性氧造成机体氧化应激和钙离子超负荷,导致骨骼肌功能下降,机体产生疲劳。然而长期规律运动后线粒体产生适应性变化,从而起到保护机体免受过多活性氧损害的作用。 目的：观察不同运动方式和时间对大鼠骨骼肌线粒体呼吸链复合体酶Ⅰ,Ⅳ活性的影响。 方法：48只健康雄性SD大鼠随机等分为正常对照组、无氧运动组、有氧运动组和交替运动组。在大鼠运动2,4,6周的时候分别处死,差速离心提取大鼠骨骼肌线粒体,分光光度法测定线粒体呼吸链复合体酶Ⅰ,Ⅳ的活性。 结果与结论：运动后有氧组、交替组与无氧组线粒体呼吸链复合体酶I的活性随时间先增强而后下降;运动后有氧组与交替组线粒体呼吸链复合体酶Ⅳ的活性随时间而增强,无氧组则下降。说明有氧运动在中长期耐力运动中可有效提高大鼠体内呼吸链复合体酶Ⅰ,Ⅳ的活性,而无氧运动则只能在短期内提高其活性,长时间无氧运动可能导致对线粒体呼吸链复合体酶的损伤,影响骨骼肌工作效率,造成机体疲劳。     

胆道梗阻再通后肝线粒体呼吸功能恢复的实验研究

本文通过复制犬胆道梗阻再通模型，观察了不同梗阻时段的各再通时相肝细胞线粒体呼吸功能损害的恢复情况。结果表明，各组再通后，Ⅲ态氧耗，呼吸控制率及Ｐ／Ｏ值明显下降，在梗阻３周再通组再通后３０天，呼吸控制率可恢复到正常对照组的８８％，Ｐ／Ｏ值于再通后２０天，即可恢复到正常对照组的８９％，而梗阻４周再通组财通后３０天，呼吸控制率及Ｐ／Ｏ值均不能恢复到与正常对照组无显著性差异的水平；在梗阻５周再通组再通后的     

细胞核基因组和线粒体基因组的相互作用

线粒体DNA是细胞内唯一的核外遗传物质,线粒体的主要功能是合成ATP,为细胞生命活动提供直接能量.线粒体基因组与核基因组在基因、蛋白以及细胞水平上相互作用,共同保证细胞能量代谢有关的活动,维持着线粒体的正常功能和细胞的正常状态.     

电磁脉冲辐照对大鼠脑线粒体功能的影响

为研究电磁脉冲（EMP）对大鼠脑线粒体功能的损伤，大鼠经过连续不同场强EMP辐照后测定了脑线粒体膜功能随辐照时间的变化，并分离脑线粒体，测定线粒体肿胀度、膜流动性、膜磷脂含量、呼吸功能、线粒体呼吸酶、超氧化物歧化酶（SOD）、丙二醛（MDA）、Ca^2＋等指标以显示线粒体功能、抗氧化能力的变化。结果表明，EMP辐照后大鼠脑线粒体明显肿胀，膜磷脂降解、膜流动性下降，呼吸功能衰减，呼吸酶、SOD活性降低，Ca^2＋、MDA含量升高。由此认为，EMP可造成大鼠脑线粒体功能受损，其机制可能与脑线粒体膜损伤后继发的自由基生成增加、脑线粒体能量代谢障碍有关。     

细胞核基因组与线粒体基因组的相互调控

细胞核基因组(nuclear DNA,nDNA)与线粒体基因组(mitochondria DNA,mtDNA)之间存在着非常密切的关系。mtDNA转录、复制和翻译需要各种不同的核基因产物[1];而核基因产物表达的紊乱与mtDNA突变、线粒体蛋白质的生物合成等受到抑制均有关系。两者不但在其生物发生、生物合成方面需要相互协调,更重要的是通过相互协调作用,来调节呼吸链亚基的表达,从而介导线粒体呼吸链功能的改变。研究核与线粒体两基因组之间的调控机制、核对线粒体呼吸链功能的调节,一直是近年来学者追踪的热点。在细胞内,线粒体遗传系统与细胞核遗传系统相互协作进…     

Urocortin-I预处理对离体大鼠心肌线粒体呼吸功能及呼吸酶活性的影响

目的:探讨urocortin-I预处理对离体大鼠缺血再灌注心肌线粒体呼吸功能及酶活性的影响,观察心肌细胞ATP含量的变化。方法:(1)健康雄性SD大鼠随机分为4组:正常组(Nor组)、缺血再灌注组(IR组)、urocortin-I预处理组(Ucn I组)、5-羟葵酸(5-HD)拮抗urocortin-I组(5-HD+Ucn I组)。采用Langendorff装置建立大鼠离体心脏缺血再灌注模型。分别于平衡末(T_1)、缺血前(T_2)及再灌注末(T_3)分离、提取心肌线粒体,测定各组线粒体呼吸功能及呼吸酶活性。(2)利用MPA离体心脏灌注装置分离成年大鼠心肌细胞,将分离培养24 h后同批次的心肌细胞随机分为正常组(Nor组)、缺氧复氧组(I/R组)、urocortin-I预处理组(Ucn I组)、5-HD拮抗urocortin-I组(5-HD+Ucn I组)。建立缺氧复氧模型,于复氧末用高效液相色谱法检测各组心肌细胞ATP含量。结果:T_3时点除Nor组外,其余各组与T_1、T_2时点相比呼吸功能(3态呼吸速率、呼吸控制率)及琥珀酸氧化酶、NADH氧化酶、细胞色素C氧化酶活性均明显下降(P0.05);T_3时Ucn I组心肌线粒体的呼吸功能及呼吸酶活性明显优于5-HD+Ucn I组及IR组(P0.05),但次于Nor组(P0.05);T_3时5-HD+Ucn I组心肌线粒体的呼吸功能及呼吸酶活性(琥珀酸氧化酶、NADH氧化酶)较IR组好(P0.05),但2组间细胞色素C氧化酶活性差异无统计学显著性;T_1、T_2时点各组组内及组间呼吸功能及3种呼吸酶活性的差异无统计学显著性。心肌细胞实验结果显示,复氧末Nor组ATP含量较其余各组均高(P0.01);I/R组和5-HD+Ucn I组心肌细胞的ATP含量较Ucn I组低(P0.05);此外,5-HD+Ucn I组心肌细胞的ATP含量较I/R组高(P0.05)。结论:Ucn I预处理可减轻缺血再灌注对心肌线粒体呼吸功能及呼吸酶活性的干预,保证了缺氧/复氧后心肌ATP的含量。     

NDUFS1基因复合杂合变异致线粒体呼吸链复合物Ⅰ缺陷一家系

目的:探讨1个疑似线粒体病家系的遗传学病因。方法:收集患者及其家系成员的临床资料;抽取家系成员外周血,应用二代测序进行家系全外显子组、基因组拷贝数变异和线粒体基因组检测,对候选基因变异位点进行Sanger测序验证。结果:全外显子组家系检测发现患儿存在 NDUFS1基因父源c.64C>T(p.R22X)和母源...     

血管紧张素Ⅱ对离体心肌线粒体呼吸功能和膜电位的影响

本实验用血管紧张素Ⅱ灌流离体大鼠心脏、观察其对离体心肌线粒体能量转换功能诸参数，发中Ｓｔａｔｅ３，Ｓｔａｔｅ４耗氧量、ＲＣＲ、ＡＴＰａｓｅ合成活性和水解活性，跨膜电位的变化，探讨血管紧张素Ⅱ对心肌线粒体能量代谢的影响及其作用机制。     

解偶联蛋白及其在基础代谢中的作用

解偶联蛋白 (uncouplingprotein ,UCP)是线粒体内膜上重要的转运蛋白质 ,能引起线粒体质子漏 ,在调控及分配线粒体合成ATP与产热、调节细胞呼吸及NAD /NADH比例、抑制活性氧 (ROS)产生中有重要作用。     

中等强度训练干预大鼠骨骼肌抗增殖蛋白PHB1表达及线粒体呼吸功能的变化

背景:研究显示长期中等强度规律运动可以改善骨骼肌细胞线粒体电子呼吸链复合体酶的活性,从而提高其做功能力和抵抗疲劳能力。目的:探讨中等强度训练对大鼠骨骼肌内抗增殖蛋白及线粒体呼吸功能的影响。方法:32只健康雄性SD大鼠随机分为2组:安静对照组、中等强度训练组,每组16只。中等强度训练组的训练方案:第1周以10 m/min速度跑,每周6 d,每天10 min,坡度10°;第2周以15 m/min速度跑,每周6 d,每天增加10 min至60 min结束,坡度10°;第3-8周以15 m/min速度跑,每周6 d,每天60 min,坡度10°。末次实验后48 h处死大鼠,提取骨骼肌以及线粒体,检测线粒体呼吸控制率、ATP含量、活性氧水平、复合体V活性及PHB1蛋白表达。结果与结论:①与安静对照组相比,中等强度训练组骨骼肌线粒体呼吸控制率显著性升高(P<0.001)、ATP含量显著性升高(P<0.05)、活性氧水平显著降低(P<0.001)、复合体V活性显著升高(P<0.05)、PHB1表达显著升高(P<0.01);②通过相关性分析得出:经过8周中等强度训练后大鼠骨骼肌内PHB1的表达分别与ATP含量、复合体V活性呈正相关,与活性氧水平呈负相关;③结果表明,中等强度训练通过促进PHB1表达提高线粒体氧化磷酸化功能,维持线粒体膜结构,增强线粒体呼吸功能。     

不同反应介质对豚鼠心肌线粒体呼吸控制率的影响

呼吸控制率的测定是研究能量代谢的重要方法之一。国内目前所测呼吸控制率多数是测定肝脏等器官的线粒体。心肌组织由于其结构特点,测定其线粒体呼吸控制率的文献不多。本文在参考文献的基础上,结合自己的体会,对测定心肌线粒体呼吸控制率的条件进行了一点初浅的探讨。     

线粒体病与癫癎的研究进展

1概述
　　线粒体病是由于线粒体功能障碍导致ATP（三磷酸腺苷）合成障碍、能量来源不足的一组异质性疾病。ATP主要在线粒体呼吸链中生产,呼吸链由5个大型多亚基复合物组成,包含80多种蛋白质,这些蛋白质由核DNA和mtDNA（线粒体DNA）共同编码,使得线粒体疾病不仅表现出母系遗传的特点,也同时遵循孟德尔经典遗传定律。人体生长发育中,由于不同组织对能量的需求量不同,线粒体的分布也不尽相同。所以线粒体功能障碍在诸如中枢神经系统、心脏、肌肉、肝脏、肾脏等高代谢器官中更容易体现。线粒体病单纯引起神经肌肉的症状,称之线粒体肌病,若累及到脑部,称线粒体脑肌病。线粒体病还可以引起糖尿病、贫血、耳聋、胃功能紊乱等。     

硫化氢对线粒体损伤后氧化呼吸链影响的研究进展

探讨硫化氢对线粒体损伤后氧化呼吸链的影响。已有研究证实,硫化氢在线粒体损伤后有保护氧化呼吸链,稳定细胞色素C氧化酶活性及氧化磷酸化反应的作用,进而保证ATP的生成。通过对比国内相关研究,就硫化氢对线粒体损伤后氧化呼吸链的影响,归纳其作用机制,为今后硫化氢的进一步研究提供相关的理论基础。     

细胞核和线粒体的p53凋亡途径

与 p5 3介导的细胞周期抑制相比 ,由 DNA损伤、氧化作用以及致癌物引起的 p5 3诱导的细胞凋亡机制还知之甚少 ,阐明 p5 3肿癌抑制基因诱导凋亡是当务之急 ,p5 3作为抗癌靶分子主要在于它的凋亡作用 ,揭开 p5 3诱导凋亡途径之谜 ,可以证明 p5 3具有生化多样性 ,其功能远远超出一个单纯转录因子的功能。线粒体内 p5 3蛋白诱导凋亡的证据表明 ,协同 p5 3转录活性功能 ,将使 p5 3诱导的凋亡路径变得更加复杂