Ne a Re ‘ : " : | ‘ | +: - 4 - \ ‘ | ‘ - ‘ : y 生 H At © ”二 BIR CEY AHSCT — As ¢hORERRO MNES 上 海 科 学 技术 出 版 社 DT 2 =* wai ACU «AE By Eid BR» at Be A (Het SRN) wR" Fee ete OO DAS Keto Ren BAK WX ( * fa) 生物 化 学 和 进展 一 一 第 二 区 全 国生 物化 学 学 术 计 葵 会 汇 刊 一 EME URESAS i 土 海 科学 技术 出 版 社 A # 提 要 ABRRB-KS BA WeBeRABS w 13 篇 专题 报 告 汇 糯 而 成 ， 分 别 报 导 了 有 关 生 物化 学 的 进展 和 动态 。 内 容 包 括 :蛋白 质 化 学 \ 酶 学 、 核酸 、 新 陈 代谢 病毒 生 化 、 肿 瘤 发 病 机 - 制 、 免 疫 化 学 ,以 及 放射 生物 化 学 等 各 个 分 支 学 科 方 面 的 最 新 成 一 就 和 技术 。 本 韦 可 供 生 化 \ 生 理 、 医 学 、 农 学 等 学 科 的 研究 工作 者 和 有 关 院 棱 师 生 瑚 考 。 生物 化 学 进展 一 一 第 二 次 全 国生 物化 学 学 术 讨 花 会 汇 刊 一 一 “生物 化 学 进展 > 篇 辑 委 员 会 ” 狂 上 海 科学 技术 出 版 入 出 版 (上海 瑞金 二 路 450 号 ) 上 海 市 书 州 出 版 业 营业 群 可 诈 出 093 号 LMR ASCH FD | 新华 书店 上 海 发 行 所 发 行 开本 850X]1156 1/32 印张 7 24/32 排版 字数 204,000 1965 年 6 月 第 1 版 ” 1965 年 6 A 1 KEN 印 数 I 一 5,000 $B 13119 + 641 “定价 ( 科 七 1.3056 TY 前 Dill EMUEE-IRERAREASA, AURAKEWRY HERA HES, BM. ELT SEAM ERE 料 , 儿 乎 是 不可 能 的 。 因 此 ,由 这 门 学 科 各 领域 的 专家 把 自己 熟悉 方面 的 国际 进展 情况 作 综 述 介 引 是 非常 必要 的 4 对 国 性 的 生物 化 学 学 术 会 议 每 欢 举 行 时 都 邀请 一 些 专家 作 专题 疙 俘 性 报告 ，1960 年 第 一 次 双 国 生物 化 学 学 术 会 议 后 全 汇集 刊印 ， 颇 受 广 大 让 者 的 欢迎 。 这 里 发 卖 的 是 1962 年 年 底 第 二 次 会 议 上 报告 的 一 些 储 合 AX, 原先 准备 在 1963 年 初 付 印 , 后 来 因 种 种 原因 ;一 再 推 东 ， MATH, PLANNER MABDWKABEERA A 的 。 王 应 BR. 1964 11 4 30H (44) 有 蛋白质 化 学 的 进展 wre wlste alse Stee alk kts tele dinle ab Ueee eee BRE ( 9 ) PERE FR A — Ze ere ie cece buaedcclacaee cha aE AN K&B (3 ) 近年 来 核酸 的 发 展 概况 PP Fee C4) 新 陈 代谢 研究 的 现状 和 展望 .pe ik Wx CB) ASCH A GE BR cc ee cere cece eee ee eee eeeeeeenenenenes ZEB C6) 抗体 的 性 质 及 生成 机 制 .PP ER C7) BEE RSE SR ZA eee ote setaeh se caee x + (8 ) iRRALREHOZE HL WES BARRERA, cece 王 世 中 ( 9 ) 肿瘤 发 病 机 制 的 一 些 生 化 研究 本 xl) (10) 病毒 生化 研究 的 若 于 问题 nino bb aly nia ace any 9 coe 柳 元 元 (11) 放射 生物 化 学 的 发 展 方 癌 Je ce bavodhwosle Hoe ue vewh asia 沈 同 (12) 放射 生物 化 学 中 有 关 能 量 代谢 和 核酸 代谢 的 人 陆 如 山 (13) 若干 血浆 蛋 自 研 究 的 进展 …………………: EG FMS 附录 第 二 次 全 国生 物化 学 学 术 讨 论 会 研究 论 女 (摘要 ) 题 目 sida’ getsisieidabcees vow cece saves ueue Ruane 和 蛋 日 质 化 学 的 进展 eS KR K (中 国 科学 院 生物 化 学 研究 所 ) 近 十 年 来 ， 蛋 白质 化 学 有 了 飞速 的 发 展 ， 惊 人 的 成 果 不 断 涌 现 。 这 是 世界 上 各 学 派 苦心 钻研 .长 期 积累 的 结果 ;是 在 广泛 的 坚 实 的 基础 上 推陈出新 的 结果 ;是 化 学 、 物 理学 、 生 物化 学 等 各 门 学 科 互 相 渗透 、 街 合 探讨 的 结果 ;是 层 析 、X- 线 衍射 、 酶 的 应 用 等 各 种 研 论 技术 不 断 革命 革新 的 结果 ; LAGE HE. SIDR SH 素 、 国 防 化 学 、 病 毒 .免疫 .遗传 病害 等 有 关 的 生产 和 医疗 实践 与 基 本 理论 进展 相互 促进 的 车 果 。 蛋白质 化 学 的 各 个 领域 ， 进 展 速 度 井 不 相同 。 其 中 ， 突 破 重 点 、 带 动 至 局 、 对 蛋白 质 化 学 已 沟 产 生 或 将 有 深远 影响 的 重大 成 就 ,有 下 烈 三 个 方面 。 —, AAW ATS AEH TAH. ABO EF SER — ERAGE AAEM isa. Se. te ee ONY VUZE » FED CEBU ze — AB hig AB LPC AF ER. San- ger 和 同 工 作者 利用 蛋白 水 解 酶 和 酸 将 蛋白 质 局 部 水 解 为 碎片 、 FE FARR MATTE, De Sa Se AC he ac Hl E ATER Win FAZER HE, RETA, WEF FE 1956 年 解决 了 胰岛 素 全 部 BENGE MRK FMA. Beja, Hirs, Moore 和 Stein 采用 酶 解 Fy EBB FE WY FR ETI HE, BU AY BEAL Ee PAS AY 0 IK PF 工作 简洁 漂亮 ， 一 时 模仿 者 颇 不 乏 人 。 随 着 分 肽 与 末端 分 析 技 术 的 进步 ,解决 一 个 分 子 量 较 小 的 蛋白 质 所 需 的 时 间 , 越 来 越 短 。 截 2 1962 年 秋 ， 扎 基 酸 排列 办 序 全 部 解决 的 , 还 有 烟草 花 叶 病毒 亚 2 蛋白 质 化 学 的 进展 基 〈8Schramm、Fraenkel-Conrat 4), #aii fi Be CTuppy, Smith 等 )、 人 血红 蛋白 (Braunitzer 等 ) 等 。 即 将 解决 的 还 有 林 JME (Smith 等 )、 肌 红 蛋 自 (Edmundson)、 胰 蛋白 酶 和 胰 凝 乳 蛋 白 酶 (了 eil) 等 ;这 些 蛋 和 白质 或 亚 基 , 分 子 量 都 在 两 万 多 以 下 。 SUP TST") 便 介 和 过 胰岛 素 、 核 糖 核酸 酶 和 烟草 花 叶 病毒 . 亚 基 的 壹 级 结构 。 现 将 功能 上 相近 或 相关 的 血红 蛋白、 肌 镁 蛋 电 和 狙 胞 色素 © 的 氨基 酸 排 烈 次 序列 于 图 1 和 2。 成 年 人 正常 血红 蛋白 分 子 中 有 两 条 v% $i. AK B Fk. a FEHB 链 的 化 学 结构 很 相似 , FE EE ESI RF, SUSE 66 处 相同 。 肌 和 红 蛋 自 的 功能 一 如 血红 蛋白 ,也 是 氧 的 载体 ,但 存在 于 VLAMIEMKZ FF. DFPRA-ARES. GBUAEAS « se 8 链 三 者 有 22 处 相同 。 从 图 1 TOA, LS ERA. 氮 酸 和 可 氨 酸 出 现 的 位 置 相当 ,如 果 排 齐 , Haba A 氨 酸 、 酷 氨 酸 和 甘氨酸 的 位 置 互相 符合 。 考 虑 到 种 属 的 差异 B 习 同 种 的 血红 蛋白 与 肌 红 蛋白 之 间 , 喜 级 结构 的 相 类 忆 处 可 能 更 多 。 至 于 另 一 个 只 有 具 一 条 肽 链 的 马 心 交 胞 色素 ， 则 氨基 酸 排 列 次 序 即 没有 这 类 的 规律 性 。 它 同 血 红 蛋 白 的 < 或 B 链 和 肌 炸 蛋 自 之 间 , 帮 无 相位 忌 处 。 这 也 是 可 以 预期 的 , ASE EA, A -色素 虽然 参与 体内 的 氧化 还 原作 用 ， 但 它 并 不 象 另 轴 种 蛋 自 那 样 做 为 氧 的 载体 。 但 在 找寻 烙 构 与 功能 关系 时 ， 有 时 还 有 一 条 捷径 ， 即 应 用 | Ingram 的 所 谓 “ 指 蒋 法 ”。 例 如 ， 有 一 种 贫血 病 患者 的 红 备 球 在 缺 氧 时 形成 镰刀 状 , 这 种 病 可 以 遗传 到 下 代 。 追 根 到 底 ， 病态 的 血 球 起 因 于 病态 的 血红 蛋白 分 子 。 为 了 追踪 病态 分 也 与 正常 分 手 在 化 学 结构 上 有 无 差别 ， 将 两 种 血红 蛋白 都 用 蛋白 水 解 酶 在 同样 条 件 下 切 成 多 肽 碎片 ,比较 其 指纹 ”， 即 双向 电泳 及 层 析 图 评 ( 图 3) 相同 的 点 可 以 不 顾 ， 只 需 比 较 有 差异 的 肽 段 的 化 学 结构 即 可 。 这 样 ,工作 量 不 知 节 狗 多 少 。 找 出 的 ”病因 ”是 : FESR TIAL i BR si FAN A SEP, 56 个 须 基 酸 是 类 氨 酸 而 不 是 正常 的 谷 氮 酸 。 在 574 个 顷 基 酸 中 ,有 两 个 这 样 的 位 换 , 即 引起 如 此 严重 的 后 果 ! “A Se ee eer et SK * G—-ARMAMBAMABAAE HRM AMATEMHAC HASH TEER 5 10 15 20 25 30 35 * GHARMSCMAAGRASE TAS ——_AMNGeHICHAE THEE eeeMeK 5 10 . 15 20 25 30 35 MATGCERECEAB? 色 ? 白白 谷 ? HMA TMH R EROS * * EM SPA Kk——_ t RACER TEHRAN ROSMAMAMS 40 45 50 55 60 65 70 * * SHEBCRETMAREAMAS TMA TOBEs HES ITAAMA 40 . 45 50 55 60 65 70 75 © AGS SRE ARRAS PEARS MREAT SOMES TAS Ie * * AMA RMALBRALRME SSE RA tel BMH SAMS oe 丙 丙 75 80 85 90 95 100 105 110 * * * AM S@tec enna esha se iBae MAME 白 白 甘 站 种 Bees Be 80 85 90 95 100 105 110 115 H+HHEGASCHMA AMSA BALES BS? GMO? RM MAM AS BEAR 白 PRES Re ER 115 120 125 130 135 140 * * * Het MSE ACA MORES Te A ARR 120 125 130 185 140 145 REAM SST BMATA 甲 PRA 谷 AAEM SAAR Re REARS 图 1 人 血红 蛋白 和 和 散 肌 和 红 和 蛋白 的 氨基 酸 排 列 次 序 o— Ate ogi -6 一 人 血红 蛋白 8 链 M———SALAEA 每 个 学 和 柔 氨 基 酸 简称 。 此 中 门 . 苯 、 甲 、 异 、 中 分 别 代表 门 冬 \ 球 丙 、 甲 硫 、 St AAP eR 酰胺 。 以 下 同 此 。 * * | * | % CH,0CO+ HMMA FESR EES OMS eS Mees 5 10 15 20 25 30 35 * , Ba PRADA AREA MA IA MAE ERASE A PARAS 40 45 50 55 60 65 70 CEPT SAA SOMERS AME RM 丙 苏 门 谷 75 80 85 90 95 100 2. 马 心 稻 胞 色素 。 的 氨基 酸 排列 欢 序 | 上 MRCS HG ASIDE es A 4 . 蛋白 质 化 学 的 进展 (@) 正常 血红 蛋白 Cb) $7) RIMMER LALA 图 3 A mile Sasi i as (AHA Ae HH ) 近 几 年 来 ， 发 现 有 越 来 越 多 的 与 正常 成 年 人 血红 蛋白 略 有 差 异 的 血红 蛋白 。 它 们 很 多 引起 贫血 等 病变 ， 而 且 是 可 得 传 的 。 分 子 的 “病因 ”, 都 沟 指 粒 法 证 明 :在 于 血红 蛋白 分 子 的 < 链 、B 链 ,或 两 种 链 上 ， 有 个 别 氨基 酸 被 填 换 。 现 将 已 知 的 几 种 病态 血红 蛋 自 化 学 车 构 变异 之 处 列 于 表 1。 “RGU CRRA: (1) 蛋 白质 分 子 的 种 属 差异 、 即 同一 .种蛋 白质 在 不 同 动物 中 可 能 有 的 痢 微 的 吉 狼 结构 的 差异 。(2) 微 观 差异 ， 即 同一 动物 的 同一 蛋白 质 有 时 可 能 具有 两 种 甚至 几 种 共 存 的 变种 ， 其间 差 别 可 能 也 仅 在 于 少数 氨基 酸 。(3) 站 传 变异 , 例 如 病毒 的 核酸 经 化 学 处 理 后 ， 其 所 引起 病毒 后 代 变 种 的 蛋 自 质 部 分 中 局 部 氨基 酸 排 烈 灵 序 相应 的 改变 。 仅仅 知道 蛋白 质 的 吉 级 车 构 ， 自 然 还 不 足以 了 解 蛋 自 质 的 立 体 烙 构 和 功能 ;但 如 和 欲 深 入 了 解 烙 构 与 功能 间 的 关系 , 壹 航 糙 构 实 是 必需 的 知 茂 。 上 面 所 举 的 一 些 例子 ,已 足以 履 明 :这 几 年 来 蛋 自 质 壹 烽 烙 构 的 测定 为 探索 千 构 和 功能 的 关系 上 ， 打 开 了 一 个 如 何 重要 的 缺口 ! 它们 也 证 明 ; 在 解决 极其 复杂 的 生物 高 分 子 的 化 学 eS ges Ch ya ke “a » \ ‘o Se 二 、 蛋 白质 的 立体 结构 5 表 荆 。 满 态 血红 蛋 明 的 化 学 结构 Rm 1 基 tt © ft t oa 68 1 16 30 57 58 ~s 116 141 正常 HbA $2.» He. Zee Ef o MA PA Qe ee 3 Hb I 门 Hb Gaonolulu 谷 HbN 门 Hb M poston Fig 1 Hb Gphiladelpnia ” 轻 é, Hb Ornaonesia bye] a p- 链 he 6 7 26 63 67 121 146 ra Hb A on 0 Be Be Ke oft Qe i 总 Hbs 类 a Hb C #7 | 再 b Gsan José 甘 HbE i . Hb Mgarkatoon 栈 . : Hb Zurich 精 toe Hb Milwaukee 谷 , a Hb Depunjab 谷 (=D,) 1 Hb OArabia 糙 构 方面 ， 生 物化 学 的 方法 呈现 了 显著 的 优越 性 。 核 酸 车 构 的 研 究 , 正 沿 着 类 似 的 道路 发 展 。 二 、 和 蛋白 质 的 立体 结构 在 蛋白 质 分 子 中 , DK SRR EK AS th, FERS EZ ERA BEME AIA ZE AERA. BRIE RIK — ET KAT RH Hh, BAZ Mi. ARRAN A, 它们 是 由 许多 条 盘 曲 的 螺旋 肽 链 ， 即 亚 基 , 按 一 定 方式 、 借 气 键 、 蕊 水 键 或 静电 吸引 堆积 而 成 的 ,这 是 肆 航 结构 。 在 蛋白 . 质 立 体 千 构 的 研究 中 ， 一 个 划时代 的 贡献 是 鲸 肌 和 红 蛋 BANS AL Ie ROSE ARI TR XRT SOR HE 了 巨 和 i tee di) * 1 ar van Oye : OPEN et ¥. balls é ; 4 ‘ a ‘ t ey tl . x Fj iy i : Leh rayany, > He Aha. 5b > raters 4 iid pCi ete, {Weyl ely 2 bale heer. le é 本 ee OM Were ‘Splat ae eo Mx. , er ‘it fs i" ‘ et , a; ) 六 1 ] Me = var alt oF aa vi : 4 > uel Suey je Pe Bim ihc ee 年 , tt oe ae 工作 者 Kendrew PALA ULALA EAH 14 车 。 通 过 长 期 的 摸 ， rie ate, JURE ERA SBR. AASB, J oa geld 1957, 1959 AE RD FOR, aicinianll ADB. x 7 oe 。 MEADE ie HE IE, 153 个 氨基 酸 ， ie” ANE AF XE AD OF B—-MRERR 在 衍射 、 Fhe Meh EEA 6 A 的 衍射 点 有 400 个 ,大 于 2A HAT 9600, ”每 一 个 都 需 测 其 位 置 、 强 度 ,并 与 标记 同 晶 的 衍射 点 相 比 。 分 析 的 ”工作 异常 繁复 。 我 们 前 此 5*21 oT Kendrew 所 获得 的 肌 秆 蛋白 三 度 空间 模型 。 这 是 一 个 不 规则 的 几何 形状 ， 肽 链 螺 旋 夫 来 RK, BH CAEP LACIE ME. 截至 1962 年 秋 ， 我 们 所 获知 ， 的 重要 各 节 是 : (1) 肽 链 的 75 儿 是 螺旋 ,而 且 是 右 旋 的 IR BE, 第 -次 在 于 状 蛋白 中 直接 乱 实 了 Pauling 和 indi 的 c- Py 3 a ; oN ition 5 对 重 白质 化 学 的 发 展 ; ee | 的 促进 作用 。 3 (2) 已 能 凭借 X- 萎 衍射 数据 ， 准确 地 或 较 准 确 地 直接 测 出 或 bi po eet ae 153 dat 其 千 果 nee deed SN Fe ick JER | ae: nian (8) 1.5 A 水 平分 析 的 烙 果 ， 显 示 肌 秆 蛋 eau ARIK HEH. > Bet 除了 个 别 完 成 特殊 功 a moh Adit Cb) 立体 结构 模型 图 4 SULA ARASH ¢ oe . Eh re : | oie tae 4 3 - 2 eek a ae 4 Y 49 4 号 ‘a it ER inky Z ‘ 各 : is, by dr。 — > be id ae ; | * ia : 蛋 自 质 化 学 的 进展 血 秆 蛋 自 的 晶体 分 析 虽 开始 在 先 ， 但 因 探 索 途 径 ， 直 间 走 了 容 路 。 其 后 使 用 了 与 研究 肌 红 蛋白 同样 的 方法 ， 才 获得 进展 。 目 前 ”分 析 水 平 仅 达 5.5 A， 但 已 找 出 肽 链 盘 曲 的 输 序 。 一 个 惊人 的 发 现 即 w $645 2 链 的 空间 构 型 与 肌 红 蛋白 极为 相似 避 5。 这 与 壹 角 结构 研究 的 结果 正好 互 为 补充 , 相 得 俭 朝 。 对 于 肌 和 红 蛋 白 和 血红 蛋白 的 入 - 线 晶 体 分 析 , 为 蛋白 质 空间 构 型 的 研究 找到 了 钥匙 ,打开 了 新 的 天 地 。 利 用 同一 个 方法 ,可 以 准 确 地 测 知 分 子 的 壹 级 到 肆 般 结构。 这 件 开辟 途径 的 成 就 ， 使 得 一 些 渤 今 悬而未决 的 蛋白 质 晶体 分 析 工 作 , 如 Hodgkin 和 Low 关 于 胰岛 素 、Carlyle 和 Harker 关于 核糖 核酸 酶 的 研究 获得 重要 启示 。 胰 凝 乳 蛋 白 酶 原 和 溶菌 酶 晶体 的 分 析 ， 也 有 了 初步 成 果 。 这 一 些 蛋白 质 空间 和 结构 的 关 明 ,估计 将 只 是 工作 量 与 时 间 的 问题 。 值得 重视 的 是 : 对 于 血红 蛋白 和 肌 秆 蛋白 的 一 些 菜 新 的 知 诚 一 一 空间 粘 构 、 化 学 结构 、 分 子 病 及 其 遗传 ,种 属 差异 、 微 观 差 漠 等 等 一 差不多 都 在 同一 时 期 开花 辣 果 ， 其 相互 芯 间 及 其 对 今后 发 展 的 影响 是 可 以 预期 的 。 不 同学 科 从 不 同 角度 对 这 同一 对 象 获 得 的 知识 , 汇 为 洪流 ,在 蛋白 质 研究 的 进展 中 ， 构成 了 动人 心 怠 的 一 幕 。 | ME BAT 4+ WIE, BIZ o SHADE BRE, 在 空间 中 按 “ — WADA Bae, SAMS TIT AE AY, See T XRT ES—ERR, Be 花 叶 病毒 2,300 个 亚 基 如 何以 螺旋 状 堆积 排列 ， 形 成 一 棒状 的 大 分 子 。 从 简单 的 空间 排列 原则 出 发 ，OCrick 和 Watson 全 企图 解 释 为 什么 小 的 病毒 多 是 棒状 或 接近 球状 的 多 面体 一 一 这 是 大量 相 同 亚 基 围绕 核 酸 排列 最 简单 和 占有 空间 最 纸 济 的 方式 。 他 们 更 推 “ 断 球状 病毒 亚 基 的 数目 可 能 是 12 的 倍数 。 近 几 年 来 , 越 来 越 多 的 例 子 证 实 了 这 种 推 产 。 在 蛋白 质 岩 级 结构 这 一 重要 颌 域 中 , XAT 射 与 电子 显 微 镭 两 种 技术 胜利 会 师 。 自 从 Horne 在 制 样品 时 绚 进 了 金属 反 染 法 "以 来 ， 近 两 三 年 利用 电子 显 微 镭 揭露 了 不 少 较 大 的 蛋白质, 特别 是 病毒 蛋白 肆 航 和 结构 的 秘密 (\ 图 5~8)。 我 们 直接 Ay FEA BRNO AHS 到 了 一 个 何等 美丽 的 ,有 着 简洁 规律 的 微观 世界 ! j 图 5 FR BOT PTE ML ROR 《注意 蛋白 亚 基 的 螺旋 排列 ) 一 个 更 为 重要 、 更 为 艰巨 的 课题 是 测定 蛋白 质 在 咨 液 中 的 构 型。 更 重要 ,是 因为 机 体 粗 成 的 大 部 分 是 水 ,一 般 蛋 白质 的 活动 是 在 水 介质 中 进行 的 。 更 艰 互 , 是 因为 一 在 水 中 ， 尽 - 禾 衍射 和 电子 显 微 仁 观测 便 难 发 挥 力量 。 但 如 何 解决 这 个 难题 ， 几 年 来 也 有 了 MBH WK. 10 蛋白 质 化 学 的 进展 Linderstrgm-Lang 和 Doty 分 别 应 用 重 氨 交换 法 和 旋光 色 散 法 证 明 在 溢 液 中 天 然 蛋白 质 具 有 螺旋 构 型 。 这 些 新 技术 、 猪 合 理论 上 的 新 发 展 ， 已 逐渐 趋向 定量 化 。 例 如 最 近 Doty 等 把 旋光 色散 的 研究 从 可 见 光 推 向 紫外 范围 ， 大 大 增加 了 这 个 翻新 技术 ”的 威力 。 他 们 诈 明 了 肌 红 蛋白 中 肽 链 的 75 狗 的 右 旋 oR he, FEA 体 溢 于 水 后 ， 仍 全 部 保留 。 在 紫外 范围 对 偏振 光 色 散 所 圣 现 的 所 ah Cotton 效应 ,和 远 紫 外 吸收 光 必 ,也 已 被 利用 来 测量 肽 链 中 的 螺旋 度 。 这 些 工 作 正 在 发 展 , 未 来 几 年 中 ,我 们 将 看 到 它们 深远 的 “ 影响 。 三 、 蛋 白质 分 子 的 局 部 仍 可 能 具有 生物 活力 归根 到 底 , 每 种 蛋白 质 的 特异 性 决定 于 壹 级 和 结构 , CHE rae 的 结构 提供 了 必需 的 基础 。 每 种 蛋白 质 有 特定 的 过 航 车 构 ， 一 定 的 空间 构 型 , 一定 的 大 小 形状 , 卉 完 契 特殊 的 生化 功能 。 但 在 机 体 的 某 些 生化 过 程 中 ， 蛋 白质 分 子 的 肽 链 需 首先 局 部 地 按 特 定 方式 断裂 , 然后 才 呈 现 生 物 活 力 ,例如 血液 凝固 时 血 纤 蛋 自 和 凝血 酶 系 复杂 的 变化 , 洽 化 道中 一 系列 蛋白 质 水 解 酶 酶 原 激活 的 变化 ,都 属 . 此 类 。 在 这 些 实例 中 ,机 体 首先 所 合成 的 , 是 无 活力 的 蛋 自 ， 只 有 在 生化 功能 需要 时 , 才 通过 迅速 而 微妙 的 化 学 与 物理 化 学 变化 ; 形 成 具有 活力 的 新 分 子 。 另 一 方面 , Ah MRA BE 构 改变 ,观察 其 对 功能 的 影响 , 寻找 具有 原 活 力 的 碎片 ,也 是 研究 蛋白 质 和 结构 功 能 关系 的 重要 涂 径 。 几 年 来 ， 这 酚 方 面 都 取得 了 重 要 的 成 果 。 4 此 中 , 血液 凝固 时 血 纤 蛋白 的 变化 , PERERA, FIRS 这 方面 的 范例 。 当 动物 体 受 到 创伤 而 流血 时 , 由 于 血浆 中 有 血 纤 蛋 自 原 存 在 ， 受到 凝血 酶 的 作用 ,立即 在 伤口 附近 聚合 成 胶 膜 ， 即 血 纤 蛋 自 ， 琢 盖 伤 口 ， 完 成 了 止血 的 功能 。 除 此 而 外 ,血液 中 还 存在 另 一 体系 ， 即 血 纤 蛋白 洲 酶 和 其 酶 原 。 它 的 作用 是 使 血 纤 蛋白 洲 解 。 这 种 与 凝血 相反 的 过 程 有 着 重要 的 生理 意义 ， 例 如 参与 消 类、 创伤 瓯 合 、 6 郊 疹 病毒 的 肆 航 结构 HERE AE A IL AERA Tl Hs ABER) 11 12 蛋 自 质 化 学 的 进展 :*4, = 7 AF RSET SCR OTT eae el (注意 头 部 蛋白 亚 基 有 规则 的 排列 ) VAM MIE. HER MIKES. RM, RTH 相反 的 过 程 保持 一 动态 的 平衡 。 根据 Bailey, Laki，Blombzck, Hall 等 ARSED A a TA 及 电子 显 微 观 察 的 结果 ， 血 纤 蛋 白 原 转变 为 血 纤 蛋 自 的 机 制 可 基 本 上 图 示 如 下 (图 9,10)。 凝血 酶 的 作用 是 对 血 纤 蛋 白 原 六 条 肽 链 中 的 四 条 自 氨基 端 切 下 四 段 短 肽 。 这 四 段 短 肽 两 两 相同 , 即 血 疑 肽 入 和 了 ,它们 的 灶 构 现 已 全 部 知悉 (图 11). MBE AREA, 分 子 的 电荷 分 布 有 了 改 变 ， 促 进 血 纤 蛋 白 分 子 头 昆 衔接 的 直线 聚合 。B 的 释 出 , 则 促进 向 向 聚集 ,区 至 形成 三 度 空间 的 网 状 车 构 。 凝血 酶 自身 受 激 活 以 及 血 纤 蛋白 深 酶 体系 复杂 的 生化 变 花 ， 也 是 肽 链 局 部 断裂 的 过 程 。 不 过 已 掌握 的 组 节 ， 远 不 如 血 纤 蛋 自 体系 那样 多 。 pen Neca Sant TI SS a> J ~ (a) AK ht BAA (b) 千 构 模型 图 8 粘液 病毒 (流感 .麻疹 , 鸡 瘟 等 ) 的 条 微 车 构 CE ate. Acs 纤 厅 部 分 蛋白 外 壳 亚 基 的 螺旋 排列 ) 13 14 蛋白 质 化 学 的 进展 meek B RRR A AS 血 纤 蛋白 原 千 构 示意 寺 和 柔 氨 键 7AM (b) IMA BRE OE HLA 图 10 血 纤 蛋白 的 结构 A ane Py mittee EF an pH | * 1. a B CH,CO #AIM i ASTAMPAI REI BHP 5 10 15 20 图 11 和 牛 血 凝 肽 的 化 学 千 构 一 与 此 类 似 ,在 消化 道中 , 一 些 蛋白 水 解 酶 的 激活 ,也 是 肽 链 按 特定 方式 局 部 断裂 的 过 程 。 高 等 动物 消化 道中 的 蛋白 水 解 酶 原 和 酶 简 示 如 图 12。 利用 蛋白 质 化 学 的 新 技术 ,已 沟 关 明了 一 些 酶 原 激活 的 机 制 EAD a, WER, ORI MIR. BEE iM > ULE | eae ee) Oe Pe ee Fr Oe FS PL ee Se = ay Plat "¥ « OD Cae) es Poe i? ip ah vie hd ase Pat Poy ny SH ee VPI Dee.) eee Gb ae ee cates SE ie cabin eo ie i : i 人 he, ry Leahy . wy ws ‘ 2 A f f * vy wt ’ ' . : 兰 、 蛋 自 质 分 子 的 局 部 仍 可 能 具有 生物 活力 is 42,000 的 胃 蛋 自 酶 原 受 氢 离 子 激活 ， 自 氨基 端 失去 九段 小 肽 , 变 和 成 分 子 量 为 34, 000 的 活跃 的 酶 。 胰 胜 分 泌 的 许多 酶 原 都 是 EHH | 化 活力 的 , 随 食物 进 太 小 肠 后 , 受到 肠 激 酶 的 作用 , 首先 是 胰 蛋 白 |， 酶 原 自 氨基 端 切 去 一 段 六 肽 ,分 子 构 型 有 所 改变 ,形成 具有 活力 的 | 酶 。 这 个 活跃 的 酶 又 作用 于 胰 凝 乳 蛋白 酶 原 ， 自 后 者 分 子 上 切 去 蒜 。 精 、 苏 ， 闵 两 个 二 肽 ,使 其 构 型 改变 ,也 呈现 消化 蛋白 的 活力 。 UM, PEAS GE PRK AS, 切 去 多 肽 碎片 ,使 其 激活 。 这 一 和 柔 列 链 镇 反应 进行 得 秩序 井然 ， 激 活 起 的 酶 将 食物 中 蛋白 质 成 分 切 得 粉碎 ,被 机 体 吸 收 后 重新 合成 所 需要 的 蛋白 质 。 胰 蛋 自 酶 原 的 激活 ， 可 做 为 范例 。 目 前 所 积累 的 知 哉 (Neu- ”rath) 示 意 如 图 13。 可 惜 关 于 酶 原 激活 前 后 空间 和 结构 的 变化 所 知 仍然 极 少 。 酶 原 ， 分 子 的 空间 千 构 如 何 ? 酶 分 子 的 空间 烙 构 差别 在 那里 ? 为 什么 酶 原 没有 水 解 的 能 力 ,而 激活 后 的 构 型 使 得 酶 分 子 呈 现 了 这 种 活力 ? | ,这 一 切 仍 需 要 进一步 深入 研究 。 ”不 过 回顾 几 年 来 对 于 血液 凝固 和 食物 消化 这 样 基 本 而 复杂 的 生理 现象 的 研究 ， 蛋 白质 化 学 所 取得 的 成 就 实在 已 很 可 观 。 我 们 一 方面 对 蛋白 质 化 学 的 新 技术 在 分 子 水 平 上 解决 机 制 问题 的 犀利 而 快 慰 ， 另 方面 不 能 不 对 亿 万 年 进化 的 产物 一 一 生物 体 复杂 生理 ”年 化 过 程 中 , 环 环 相 扣 、 自 我 届 节 的 无 限 奥妙 感到 惊奇 ! 蛋 自 质 活力 碎片 的 研究; 也 有 重要 的 突破 。 对 于 酶 、 抗 原 、 抗 体 、 激 素 千 构 功 能 的 了 解 有 很 大 伟 丛 。 酶 的 活力 碎片 ; 经 证实 的 有 木瓜 蛋白 酶 ,核糖 核酸 酶 、 胰 蛋白 酶 、. 烯 醇 酶 .肌肉 腺 嘎 吟 核 苷 三 磷 Mit, AEM, Smith 将 木瓜 蛋白 酶 用 氨 肽 酶 消化 ， 肽 链 中 180 个 氨基 酸 只 剩 狗 76 个 ,而 原 活力 不 变 ， 这 是 最 突 出 的 例子 。 Richards 注意 到 用 枯草 杆菌 酶 轻微 消化 核糖 核酸 酶 时 , 自 氨 基 端 切断 一 20 肽 ,分 子 只 剩 下 104 肽 。 如 两 部 分 挽 于 一 起 , 仍 具 有 原来 活力 ,如 去 兵 已 切断 的 20 肽 , 则 活力 即 形 失 。 这 个 例子 ,很 耐 人 寻 Me, Porter 对 于 抗体 活力 碎片 的 研究 , 为 免疫 生化 打开 了 一 条 新 途径 。 许 多 异种 蛋白 在 更 血清 中 引起 的 抗体 ， 烃 木瓜 酶 或 胃 蛋 自 OO , EEE 16 蛋白 质 化 学 的 进展 Ht -,-,-, 凝 乳 酶 原 一 > ILC) B) 由 |. pam > Bae [me —> BOC -,-,-,- PHM A, B 2 JOR AM o, B— We etait 2421-2 miata Sa -,-,-.- 其 他 蛋白 栈 a Bilis pk age Sa i IANS a Bee a 一 一 。 一 。 一 起 肽 酶 os 2 RBS BORE ILAE 6 J 次 肽 酶 A, B 图 12 7b RoR RAE 一 一 转变 -一 一 一 激活 fe Bw A13 胰 和 蛋白 酶 原 激 医 机 制 示 意 酶 局 部 水 解 后 ， 都 得 到 一 个 分 子 量 为 80,000 和 两 个 为 50,000 的 PE JT > 50,000 的 碎片 似乎 是 由 一 对 二 硫 键 束 接 起 来 的 ， 形 成 一 四 、 和 有 蛋白质 化 学 发 展 的 趋势 17 100,000 的 碎片 。50,000 的 碎片 系 单 价 抗 体 碎片 ， 可 与 抗原 结合 而 不 生 沉 淀 , 100,000 的 碎片 ， 系 两 价 抗体 碎片 ， 可 与 抗原 形成 沉 淀 。 阵 地 已 然 突破 。 纵 深发展 后 ， 将 有 可 能 对 生物 催化 和 免疫 这 责 种 重要 的 生命 现象 予以 分 子 水 平 的 瑶 明 。 MW. BAe Rees BR, ESAS GER, AILS E AH, ES 不 只 这 些 内 容 ， 对 于 内 容 的 估价 也 仅 代表 个 人 的 看 法 。 如 果 从 过 去 和 现在 瞻 望 将 来 , 则 见仁见智 ,更 大 有 等 花 的 余地 。 志 来 十 几 年 ” 肉 , 估 计 蛋 白质 的 研究 , 可 能 重点 注意 下 烈 几 个 方面 : 1. 对 前 节 所 壕 三 项 基本 问题 的 继续 深入 和 普通 开花 ”例如 血 季 蛋白 和 肌 秆 蛋白 的 空间 灶 构 问题 ， 已 将 全 部 解决 。 将 来 的 间 题 ， 是 以 类 似 的 或 改进 的 和 - 米 衍 射 方法 研究 更 多 的 其 他 结晶 蛋 自 。 更 广泛 地 使 用 自动 记录 和 电子 计算 ， 将 使 疾 题解 决 的 速度 加 th. A X- eR SORE EAR OT MS, Ke St MSE, BM, SAY PE AE EES, OE 李 达 到 5 A， 制 样品 的 技术 再 有 革新 ， 将 有 可 能 芙 的 看 到 肽 链 螺 旋 。 用 生化 方法 测定 氨基 酸 排列 次 序 问题 ,将 只 是 工作 量 的 问题 。 随 着 技术 的 改进 ,分 析 所 需 时 间 将 大 为 缩减 ;所 能 对 付 的 蛋白 质 分 子 量 也 越 来 越 大 。 重 要 的 提 和 纯 蛋白 质 估计 大 都 可 能 解决 。 从 需要 的 追 切 与 今日 已 露 的 苗头 看 ， 深 液 中 构 型 的 测定 将 会 出 现 一 些 新 技术 新 方法 与 更 定量 的 理论 。 介 电 性 质 、 整 光 光 谐 远 紫 外 吸收 和 差别 吸收 光 计 等 已 被 应 用 于 测定 螺旋 度 等 问题 。 有 希望 测 出 蛋白 质 局 部 壮 征 结构 的 变化 ， 为 各 种 活力 作用 机 制 找到 PRA SERENE. 分 子 水 平 及 亚 分 子 水 平 的 研究 PEA AEE, $B, ULES 收 短 与 番 胞 运动 等 许多 基本 的 生命 现象 。 2. 蛋白 质 的 生物 专 一 性 与 租 微 构 型 的 相 瞩 互补 现象 生物 催化 中 酶 与 底 物 的 相互 作用 \ 酶 的 诱导 生成 , 酶 与 抑制 蛋 自 的 相互 18 蛋白 质 化 学 的 进展 (EH DRAMA, DRE POR SOR, IRAE RAE 物 合成 中 的 所 谓 样 板 作 用 、 病 毒 中 蛋白 质 与 核酸 粗 分 的 相 嵌 与 感 染 活力 (以 及 做 为 生化 遗传 核心 问题 之 一 的 核酸 复制 ), 聚 合作 用 、” 络 合 作用 等 等 重要 的 生化 现象 ; 洪 高 度 的 专 一 性 ,分析 起 来 ,归根 到 底 , 都 包含 一 相互 作用 物质 的 前 微 构 型 相 嵌 互 补 的 问题 5 所 请 构 型 ,在 蛋白 质 方 面包 括 微观 区 域 中 肽 链 的 氨基 酸 排 烈 欢 序 、 空 间 和 结 、 构 . 电 荷 分 布 等 等 ,是 动态 的 ， 而 非 静止 的 ,可 因 环境 因素 而 变异 。 由 于 相 嵌 互补 ,使 得 一 些 个 别 的 弱 键 协同 作用 ,产生 特定 专 一 的 相 互 作用 ， 表 现 为 特殊 的 生化 变化 或 能 量 传递 。 一 般 生物 高 分 子 体 系 的 分 子 间 力 , 和 相 嵌 互补 区 域 有 无 特殊 类 型 的 分 子 问 力 ; 都 是 未 “ 解决 的 理 花 课题 .测定 蛋白 质 分 子 局 部 条 微 构 型 及 其 瞬间 的 改变 ，“ 在 技术 上 ， 今 日 仍 是 重大 难关 。 不 过 ， 蛋 白质 生物 活力 的 这 些 共 性 一 一 竹 微 千 构 的 相 嵌 互 补 , 和 其 特性 一 一 催化 、 免 疫 、 感 染 ……: 等 不 同 功能 与 其 高 度 专 一 性 ,譬如 一 个 蛋白 质 为 什么 是 酶 \ 而 此 酶 为 什么 只 催化 这 一 反应 而 不 催化 其 他 反应 一 一 是 生物 科学 的 重大 关键 问题 。 估 计 十 几 年 内 会 有 不 少 力量 投入 ， 井 通过 许多 学 科 的 协作 ,取得 重大 的 进展 。 | 3. 系统 地 探索 具有 各 种 不 同 生 物 活力 蛋白 质 的 糙 构 与 功能 、 广泛 开展 各 种 生物 、 各 种 器 官 组 织 蛋白 体系 的 研究 ”对 于 肽 链 各 iit RBA DRA A lA Dh HE SE, DUAN, BEE BSE DRS 8 RA SRO, EB SSH 素 蛋 白 与 代谢 控制 、 毒 素 蛋 白 与 毒害 、 肌 肉 蛋白 与 收缩 、 REG 与 传导 ,结构 蛋白 与 保护 结 顷 、 种 子 蛋白 与 储藏 等 等 , 将 随 上 壕 基 本 问题 的 深 大 而 有 飞跃 的 发 展 。 此 外 ， 蛋 白质 在 机 体 的 种 族 演 化 和 个 体 演 发 , 即 分 化 诱导 、 生 长 、 明 变 、 衰 老 和 病变 过 程 中 的 变异 也 将 会 广泛 进行 研究 。 在 结构 与 功能 关系 方面 ， 酶 的 研究 将 继续 什 先 。 目前 世界 上 许多 蛋白 质 试验 室 以 酶 分 子 的 结构 与 功能 为 研究 对 象 、 许 多 酶 试 验 室 研究 酶 分 子 及 其 活力 中 心 的 化 学 结构 .电子 车 构 、 室 间 构 型 及 它们 在 催化 过 程 中 的 变化 ,以 求 对 催化 机 制 的 研究 能 够 深 大 。 由 于 四 、 和 蛋白 质 化 学 发 展 的 趋势 19 生物 催化 在 生命 现象 中 的 关键 位 置 和 酶 活力 较 其 他 种 生物 活力 更 | SBE, 学 术 界 中 注意 力 这 样 集中 是 可 以 理解 的 ,而且 是 有 丛 的 。 未 来 几 年 内 可 以 预期 会 有 重要 的 发 展 。 对 于 个 体 演 发 、 蛋 白质 放 导 分 化 机 制 的 研究 目前 刚 露 苗头 ,看 来 这 方面 的 研究 在 生物 科学 中 将 具 重要 意义 , 井 可 能 放 异 彩 。 至 于 一 般 比 较 研 究 , 则 竹 菌 蛋白 和 海洋 动物 蛋白 将 会 占有 突出 的 地 位 。 4. BARA. FL MESES SEK) TR, KA, 荷 等 数值 的 测定 ”这 些 是 在 三 十 年 代 和 四 十 年 代 蛋 白质 化 学 的 中 ty, mR 45 Sorensen, Svedberg, Tiselius, Adair, Debye 等 名 字 相 关连 的 。 五 十 年 代 有 了 进一步 的 发 展 ， 特别 是 Martin Ail Synge 等 引进 了 层 析 和 分 子 盘 等 技术 。 此 外 ,电泳 ,逆流 分 溶 、 超 离心 沉降 ,电子 显 微 针 等 方面 ,也 都 有 了 革命 与 革新 。 今 后 随 物 理学 和 物理 化 学 的 进展 ,将 会 向 更 简单 、 准 确 ,微量 ,快速 的 万 向 迈 进 。 此 中 ,关于 水 合作 用 、 分 子 形状 和 电荷 分 布 问题 的 研究 , 有 可 能 皖 肛 令 日 模糊 不 清 的 状态 而 进 大 确切 定量 的 阶段 。 5. 蛋白 质 的 高 级 结构 “近年 来 为 了 方便 ,将 组 积 、 器 官 、 Me 胞 、 壮 胞 器 中 的 蛋白 质 抽 提 、 次 化 、 分 别 进行 研究 。 但 个 别 的 肌肉 。 蛋 自 或 其 重合 体系 与 能 伸缩 井 改 化 学 能 为 机 体能 的 肌肉 之 问 、 或 个 别 氧化 还 原 酶 或 其 重合 体系 与 能 进行 氧化 磷酸 化 或 光合 作用 的 完整 的 疙 粒 体 或 叶 糙 体 之 间 , 有 着 很 大 一 段 距离 。 由 整体 到 离 体 ， 再 由 离 体 到 整体 ， 将 是 下 一 阶段 蛋白 质 化 学 重点 课题 之 一 。 对 于 亚 翘 胞 颗粒 的 结构 和 功能 的 研究 ， 一 如 蛋白 质 的 烙 构 和 功能 的 研 穹 ; 是 蛋 自 质 化 学 以 及 整个 生物 化 学 的 一 个 生长 点 。 在 前 一 阶段 中 对 离 体 数 据 的 积累 和 亚 显 微 新 技术 的 发 展 ， 将 在 未 来 光 年 中 开花 车 果 。 亚 显 微 形态 与 组 和 化 学 的 观察 与 分 子 水 平 的 研究 将 会 合流 。 6. 控制 构 型 、 建 立 系统 的 定量 的 蛋白 变性 理论 ,指导 实践 随 着 测定 构 型 技术 的 进展 ， 对 于 蛋白 质变 性 前 后 构 型 变化 的 亚 节 将 有 赦 确 切 的 了 解 , 并 建立 一 系统 的 定量 的 蛋白 质变 性 理论 ,取代 1931 年 吴 洗 所 首创 而 多 年 来 未 全 突破 的 定性 的 蛋 自 质变 性 理论 。 20 蛋白 质 化 学 的 进展 在 此 基础 上 ,将 有 可 能 通过 环境 因素 的 改变 ,任意 控制 蛋白 质 分 子 “， 至 部 或 局 部 的 空间 构 型 。 这 方面 的 研究 , 除 促进 免疫 、 催 化 、 广 导 等 重要 生化 机 制 的 关 明 外 , 对 于 疫苗 、 血 浆 、 代 血浆 、 蛋 白 及 酶 抽 剂 、 蛋 白 纤 灯 、 制 革 及 食品 工业 某 些 分 支 等 的 一 些 生产 实 践 间 题 也 将 具有 重要 的 指导 意义 。 7. 人 工 合成 蛋白 、 实 现 恩格斯 的 预言 “今后 十 几 年 内 ， 估计 大 量 的 工作 仍 是 合成 多 肽 , 主要 为 多 肽 激素 、 抗菌素 和 治 癌 药 物 。 目前 ,在 合成 十 几 或 廿 几 肽 的 具有 生物 活力 的 激素 方面 ,已 取得 了 TEN RR. HR LAAT IL RR. LR EAA JENA SS — HK. A TB PRE EL 观 , 看 来 大 功 告 成 ,期 在 不 入。 但 目前 有 机 合成 的 方法 仍 需 划 新 。 随 着 新 的 合成 方法 的 出 现 ， 吸 收 氨基 酸 协 聚 成 高 分 子 化 合 物 的 沟 输 , 再 参考 核酸 如 何 影响 蛋白 质 生物 合成 的 知识 ,应 用 控制 室 间 构 型 的 一 切 理论 与 技术 进展 的 成 果 ， 将 有 可 能 合成 一 些 精 构 较 胰 龟 素 链 更 长 的 其 他 蛋白 质 和 一 些 酶 的 活力 碎片 、 甚 至 简单 的 酶 或 载 体 。 8. 蛋白 质 中 氨基 酸 排列 次 序 的 规律 性 “蛋白 质 中 氨基 酸 排 列 有 无 规律 可 寻 ? 这 个 自 三 十 年 代 Bergmann, Niemann, Ast- pury 以 来 伤 过 不 少 人 脑筋 的 问题 , 随 着 一 些 蛋白 质 吉 航 结构 的 并 明 ,又 重新 吸引 人 们 的 注意 。 同 一 个 蛋白 质 的 种 属 差异 ,同一 器 官 中 不 同 蛋 自 质 吉 狼 结构 的 同 异 ,同一 器 官 同一 蛋白 质 的 微观 差异 ， 一 般 蛋 白 烙 构 中 二 肽 、 三 肽 出 现 的 规律 ,同一 蛋白 质 分 子 中 肽 链 各 段 氨基 酸 排列 区 序 的 规律 等 等 一 -这些 分 析 比 较 ， 对 于 了 解 蛋 白 质 一 般 千 构 规律 .蛋白质 生物 合成 机 制 \ 病 毒 中 蛋白 质 与 核酸 租 分 对 应 关系 核酸 中 核 苷 酸 的 排列 区 序 、 蛋 白质 结构 与 功能 关系 等 间 题 ,其 重要 性 日 丛 显 著 。 目 前 重新 掀起 的 规律 浪潮 ,是 一 种 蛋白 质 化 学 很 自然 的 发 展 。 未 来 几 年 中 , 喜 狼 烙 构 的 数据 将 日 俭 增 多 , 信 息 论 和 一 些 数学 工具 的 应 用 将 日 俭 深入 。 这 一 便 域 中 需要 的 人 和 不 多 ,而 质量 必 精 。 理 论 上 正确 的 概括 , 对 蛋白 质 化 学 的 发 展 , B 响 将 是 巨大 的 。 Ht, PMA RR ot 五 、 新 观念 ,新 技术 .新 领域 蛋 自 质 化 学 的 每 一 次 飞跃 ,都 是 和 技术 的 革命 革新 分 不 开 的 ， 只 需 回顾 一 下 超 离 心机 ,电泳 器 、X- 线 衍射 同位 素 技术 、 层 析 、 光 散射 等 在 蛋 自 质 化 学 中 所 起 的 作用 即 可 体会 。 未 来 蛋白 质 化 学 发 展 的 速度 与 规模 ， 在 很 大 程度 上 将 取决 于 对 这 方面 的 注意 。 今 后 的 趋向 , 可 能 包含 下 烈 各 项 内 容 : 1. 物理 学 和 数学 观念 的 渗入 .新 研究 领域 的 开导 ”一些 物理 学 和 数学 中 的 观念 如 量子 化 、 能 阶 、 信 息 、 密 码 , 控 制 、 反 饶 、 牢 导体 性 质 等 等 ,在 蛋白 质 车 构 与 功能 的 研究 中 , 已 引起 很 大 波动 , 使 对 光合 作用 ,肌肉 收 和 其 \ 生 物 催 化 .电离 辐射 原 发 反应 、 蛋 和 白质 生物 合 成 等 三 究 进入 世 新 阶段 。 这 类 的 渗 大 ,将 来 还 会 更 多 更 深 。 2. 各 样 研究 技术 的 广泛 使 用 和 联合 使 用 “各 种 技术 ,包括 物 理学 和 物理 化 学 方法 (如 X- 线 衍射 .电子 显微镜 、 超 离心 .扩散 、 流 动 双 折射 、 电 和 致 双 折射 ,电泳 表面 膜 、 红 外 紫外 及 可 见 光 计 、 莹 光 光 谢 、 渗 透 压力 、 光 散射 、X- 线 散射 粘度 、 重 氧 交 换 、 旋 光 色 散 、 道 BED YA. FEB. OE RES), 化 学 方法 (如 和 罗 层 析 、 柱 层 析 、 标 妃 同位素, 未 端 分 析 、 个 别 基 团 测定 等 等 ) 以 及 生物 化 学 方法 (如 酶 解 、 酶 作用 动力 学 方法 .微生物 测定 、 免 疫 沉 淀 、 免 疫 电 泳 等 等 ) 的 广泛 使 用 和 联合 使 用 ， 将 与 日 俱 增 ， 这 些 技术 本 身 也 在 日 日 改 进 。 例 如 电子 显 微 镭 正 朝 高 鉴别 率 、 高 穿 透 这 两 个 方向 发 展 ,我 们 将 有 希望 看 到 蛋 自 质 分 子 的 一 些 粗 节 , 看 到 活 的 乡 胞 中 的 蛋白 质 。 旋光 色散 与 差别 光 谐 正 向 短 紫 外 方向 发 展 ， 我 们 将 更 加 了 解 蛋 自 质 的 螺旋 烙 构 。 技 术 革新 的 总 的 趋向 是 高 速度 化 .自动 化 . 超 微量 化 、 多 样 化 。 3. 新 技术 的 找寻 和 使 用 “利用 顺 磁 共振 测定 自由 基 `、 利 用 核 位 共振 测定 空间 构 型 与 水 合作 用 ,是 比较 新 近 的 发 展 。 应 当 看 到 ， 随 着 现代 物理 学 和 化 学 的 发 展 , 还 会 出 现 更 多 的 新 什 域 、 新 技术 、 新 方法 。 蛋 自 质 的 研究 ,一 如 生物 科学 中 其 他 的 边缘 学 科 ( 参 见 文 献 3), 应 访 逐 渐 摆 胸 今 日 等 待 物理 学 和 化 学 、 物 理学 方法 和 化 学 方 22 蛋白 质 化 学 的 进展 法 以 及 物理 学 家 和 化 学 家 疹 信 的 被 动 状态 ， 而 主动 地 、 有 意 功 地 、 系 租 地 迎接 其 冲击 。 7x. FG #6 +A, Sanger HARB Hi bs BB 链 的 氨基 酸 排 烈 次 序 , 是 一 项 重要 的 成 就 。 对 于 一 项 研究 工作 鞠 和 党 的 最 好 标志 是 对 它 的 模 仿 。 十 年 来 蛋白 质 化 学 的 发 展 深 受 其 影响 。1957 年 人 endrew 首 FH HH LEZ Bt ets “OG” BS Maa BR a MA. iSO ABA eee, (ER pater BRE PK JLB. 25 Ae RS, ER ee. BE 学 、 高 分 子 科学 .数学 等 许多 学 科 疹 人 生物 科学 的 结果 。 自 然 科 学 与 技术 科学 很 多 新 成 就 ， 必 会 不 断 地 在 蛋白 质 化 学 这 一 边缘 俩 域 FP se ch = ASRS, : 但 与 此 相反 的 过 程 , 也 同样 值得 重 秽 。 蛋 自 质 化 学 的 成 长 ,也 必 会 影响 其 他 学 科 的 发 展 。 此 中 ， 对 于 生物 科学 各 学 科 的 影响 显 mA, Aw. Sanger 和 Moore, Stein FAM LIF, $B 了 有 机 化 学 ; 生物 高 分 子 化 学 车 构 的 测定 有 了 新 的 途径 。 为 研究 蛋 和 白质 而 发 展 起 来 的 狐 层 析 、 界面 电泳 、 超 离心 沉降 等 技术 ,其 应 用 早已 疹 信 了 多 少 学 科 。 许 多 学 科 及 其 技术 ， 在 解决 蛋 自 质问 题 时 ， 得 到 充实 提高 。 例 如 为 了 解决 蛋白 质 的 空间 车 构 ， 区 = 业 街 射 的 分 析 方 法 和 螺旋 结构 衍射 理 苍 进入 了 一 个 新 的 阶段 。 为 了 解决 蛋白 质 及 其 体系 的 问题 开始 引入 的 金属 投影 、 金 属 反 桨 法 等 技术 在 电子 显 微 学 中 的 应 用 ,早已 超出 了 有 蛋白质 的 范围 。 为 了 解决 在 游 液 中 蛋白 质 构 型 半 题 而 对 旋光 色散 技术 与 螺旋 烙 构 色散 理论 的 新 发 展 ， 将 是 物理 化 学 的 一 部 分 。 生 物 高 分 子 与 人 工 合成 高 分 子 的 研究 ， 更 是 黎 生 姊妹 。 两 者 的 技术 很 多 相同 ， 深 液 的 理论 互相 参 证 。 这 几 年 来 ， 许 多 第 一 流 的 工作 都 融合 了 双 三 面 的 成 就 凡 YE 构 的 原则 上 看 ,由 于 蛋 自 质 分 子 的 功能 复杂 多 样 、 奥 妙 无 穷人 下 合成 高 分 子 的 研究 ， 可 能 从 蛋白 质 的 结构 与 性 质 中 瑚 悟 出 不 少 道 : 参考 女 w 28 a, ”生命 是 蛋白 质 与 核酸 两 类 生物 高 分 子 存 在 的 形式 ， 生 命 现象 。 奥 砂 深 终 ， 许 多 规律 等 待 发 掘 探索 。 前 几 节 中 所 提出 的 许 许多 多 问题 ,已 逃 解决 的 是 极 个 别 的 ,超大 多 数 还 在 等 待 解决 ; 对 物理 学 Be MER APE R AMER Hey BER BOER THE 术 专 家 提出 了 强烈 的 挑战 。 丰 同 水 平 的 学 科 或 同一 水 平 不 同 的 学 科 , 其 近 精 与 远 称 杂 交 , 将 会 出 现 多 少 新 的 成 果 ! 蛋白 质 的 车 构 与 功能 关系 是 生命 奥秘 中 最 基本 的 奥秘 之 一 ， 在 揭 开 这 个 奥秘 的 长 征途 中 ;还 会 出 现 更 多 的 、 更 醒目 的 里 程 碑 。 BA TR [1] BRK: 蛋白 质 的 千 构 与 功能 。 科 学 通报 ,1960, 第 15 期 ,460 一 467。 [2] BRK: 蛋白 质 的 千 构 与 功能 。 第 一 次 多 国生 化 学 术 会 议 汇 刊 ， 科 学 出 版 社 ， 1962, 8~51。 [3] BRK, RRS SRE KAA: 对 于 生物 物理 学 的 一 些 看 法 。 科 学 通报 ， 1959, 5 12 期 , 387~390。 酶 学 研究 中 的 一 些 新 进展 an ok 2 (中 国 科学 院 生物 化 学 研究 所 ) 酶 学 是 生化 学 科 中 的 最 重要 部 门 之 一 ， 某 些 科学 家 甚至 认为 酶 学 是 生物 化 学 的 中 心 就 1958 年 一 个 时 期 内 世界 上 四 种 主要 年 HMPA MCE, ARMIES 象 中 所 包含 的 化 学 变化 , 除 个 别 例外 ,几乎 全 部 都 是 在 酶 的 催化 作 用 下 进行 的 ,因此 ,生物 学 家 为 了 更 好 地 关 明 构成 生命 现象 的 生物 体 的 一 系列 活动 的 本 质 ,就 必需 对 酶 的 性 质 、 功 能 和 作用 规律 答 以 极 大 的 注意 。 另 一 方面 ， 酶 的 惊人 的 催化 效率 和 高 度 的 作用 专 一 人 性， 在 已 知 的 催化 剂 当 中 是 无 与 伦比 的 。 这 就 使 许多 化 学 家 ， 特 ， 别 是 物理 化 学 家 深信 了 解 酶 的 催化 机 制 将 会 对 建立 有 普 尖 意义 的 催化 理论 ,以 及 依 此 发 计 并 在 工业 上 应 用 新 型 的 ,高 效率 的 催化 剂 作出 重要 的 贡献 。 在 医药 、 农 收 业 和 工业 实践 上 ,也 日 俭 对 酶 的 实际 应 用 方面 提 出 了 更 多 的 新 课题 。 例 如 怎样 根据 在 发 病 过 程 中 酶 活力 和 性 质 的 改变 ,来 帮助 对 某 些 疾病 的 早期 诊断 ;怎样 根据 不 同 机 体 的 代谢 类 型 , 特别 是 酶 的 分 布 和 性 质 的 不 同 , 来 设计 合理 的 药物 治疗 方法 ; 在 农业 上 谢 计 并 应 用 新 的 杀 虫 药 ;在 发 生 药 物 中毒 时 ,如 何 根据 药 物 影 响 酶 作用 的 机 制 来 设法 解毒 ; 在 治疗 学 上 高 度 纯 化 的 酶 制剂 的 直接 应 用 ;以 及 在 工业 上 如 何 使 用 酶 制剂 来 进行 催化 ,以 加 速 完 成 一 定 的 化 学 反应 等 ， 近 年 来 在 这 些 方面 都 取得 了 许多 成 就 。 仅 ， 日 本 一 国 ， 每 年 在 芒 徐 和 食品 两 个 工业 部 门 就 使 用 了 上 万 吨 的 酶 制剂 [5。 由 于 我 们 目前 对 酶 的 知识 还 十 分 有 限 , 可 以 断言 ,在 酶 的 实际 应 用 方面 还 存在 着 有 待 于 开发 的 广 关 的 新 天 地 。 作为 边缘 学 科 中 的 一 个 部 分 ， 酶 学 研究 受 其 他 有 关 学 科 发 展 的 冲击 很 大 ,近年 来 发 展 也 特别 快 。 在 基本 研究 方面 ,不 仅 是 旧 有 的 颌 域 不 断 在 充实 和 成 长 ,还 出 现 了 许多 新 的 方向 。 在 过 去 仅仅 是 毫 无 基础 的 猜测 ,现在 已 成 为 具体 的 研 宪 课题 ,其 中 有 些 寿 已 初 具 轮廓 ;过 去 认为 是 无 法 入手 的 问题 ， 随 着 新 技术 新 方法 的 建立 ,也 已 陆续 提 上 日 程 ， 开 始 着 手 解决 。 但 是 也 应 该 指出 ， 虽 然 进 展 很 快 , 但 对 于 许多 重大 问题 而 言 ,工作 还 不 过 刚刚 开始 , 摆 在 前 面 的 任务 将 更 为 艰 。 本 女将 就 酶 学 基本 研究 中 的 若干 方面 近 几 年 来 的 比较 重要 的 新 进展 , 作 一 概括 的 介 略 。 —, — i Me PRB MAP PEARED EZ GER, AER PERE, = BEMLYE Hofmann-Ostenhof 的 分 类 法 ) DL 1958 年 Dixon 和 Webb fir e4eiy, ELA REFEA SEHE 证 实 其 存在 的 六 百 多 种 酶 为 基础 ,分 别 加 以 修改 和 补充 ,将 已 知 的 狗 毛 百 种 酶 分 成 氧化 还 原 、 转 换 `, 水 解 、 裂 解 、 异 构 及 合成 关 大 类 ， 对 酶 和 辅酶 提出 了 系 竹 的 命名 原则 的 建议 ， 井 对 所 有 已 知 的 酶 都 和 给予 了 系 竹 的 命名 。 酶 的 命名 ， 过 去 的 习惯 是 由 发 现 者 决定 ， 其 中 有 不 少 是 很 不 合理 的 ,而 在 同一 种 酶 同时 由 不 同 工 作者 发 现时 ， 双 常 因 命名 不 同 造成 混乱 。 例 如 肠 激 酶 (enterokinase) 和 肌 激 酶 (myokinase)， 从 字面 上 了 解 ， 象 是 仅仅 来 源 不 同 而 作用 方式 极其 相似 的 两 种 酶 ,但 实际 上 它们 的 作用 方式 角 然 不 同 。 又 如 除了 对 脂 ”代谢 较 热 悉 的 少数 工作 者 外 , 也 很 难 想到 酮 玖 解 酶 (ketothiolase) 和 乙酰 辅酶 A 转 酰基 酶 (acetyl CoA transacylase) 都 代表 催化 下 列 反 应 的 同一 种 酶 ( 式 中 以 CoASH 代表 辅酶 A): © O O O R— é —SCoA 十 ou, —SCoAs—-R— 。 —CH,— é —SCoA + CoASH IX — Ete % JER, EAR i A — LTA ESE Ds HE Ye, RISB HERS est, HS ATA A BUA Le. ie) 26 酶 学 研究 中 的 一 些 新 进展 则 已 沟 引 起 了 广泛 的 反应 ， 看 来 ， 个 别 具 体 名 蛮 虽 然 还 一 定 会 有 所 修正 和 补充 ， 但 这 一 原则 很 可 能 在 短期 内 为 广大 的 生化 学 界 承 认 和 使 用 。 分 离 提 和 纯 ” 在 酶 学 研究 中 , 酶 的 分 离 和 提纯 本 身 霸 不 是 目的 ， 但 却 是 研究 其 他 问题 重要 的 ， 有 时 甚至 是 必需 的 前 提 。 在 没有 获 得 高 度 纯 次 的 酶 制剂 以 前 ,对 于 其 性 质 、 专 一 人 性、 动力 学 和 生物 功 能 等 研究 都 或 多 或 少 受到 一 些 限 制 ， 而 其 千 构 和 更 详尽 的 作用 机 制 的 研究 则 几乎 不 可 能 进行 。 过 去 全 有 人 认为 对 于 酶 的 提 炖 工作 是 经 验 多 于 理论 , 艺术 多 于 科学 。 应 蔷 承 认 , 到 现在 也 还 没有 从 根 本 上 改变 这 种 状况 。 虽 然 一 些 古 典 的 方法 如 盐 析 .有 机 溶剂 分 步 沉 淀 和 吸附 等 目前 仍然 广泛 使 用 。 但 是 近年 来 也 有 一 些 新 的 发 展 ;, 其 “ 中 最 主要 的 无 疑 是 离子 交换 柱 层 析 呈 以 及 利用 底 物 或 竞 等 性 抑制 剂 对 酶 的 专 一 性 的 保护 作用 ， 即 利用 当 酶 与 底 物 或 竞 等 性 抑制 剂 烙 合 后 稳定 性 的 显著 增加 , 用 一 些 比较 粗暴 的 方法 “如 加 热 等 ) 除 去 蛋白 类 杂质 的 方法 。 在 柱 层 析 中 ， 特 别 是 用 纤 蕉 素 离 隆 交 换 剂 或 葡 聚 糖 衍生 物 进行 分 离 , 获 得 了 最 显著 的 成 功 。 这 类 物质 对 蛋白 质 的 吸附 容量 大 ,而 又 能 在 较 温 和 的 条 件 下 进行 洗 腹 ,已 沟 在 酶 分 离 提 和 纯 上 获得 了 日 丛 广 泛 的 应 用 。 从 近 几 年 的 生化 文献 看 来 ， 在 多 数 新 的 提 炖 方法 中 都 使 用 了 纤 锥 素 离子 交换 剂 进 行 柱 晨 析 分 离 , 蕊 已 沟 开 始 取得 和 盐 析 等 古典 方法 同样 重要 的 位 置 。 已 沟 逐 针 有 许多 事实 襄 明 酶 和 底 物 或 竞 等 性 抑制 剂 烙 合 后 党 能 引起 酶 稳定 性 、 分 子 空间 结构 以 及 带电 性 质 的 改变 。 例 如 D- 氮 基 酸 氧化 酶 的 稳定 程度 在 萝 等 性 抑制 剂 o- 甲 基 葵 甲酸 存在 时 即 大 大 增加 ,此 时 用 加 热 除 去 杂 有 蛋白, 可 以 得 到 很 好 的 提纯 效果 。 而 利用 这 一 特点 将 酶 在 加 及 不 加 底 物 时 连 苇 进行 两 次 离子 交换 层 析 则 应 该 是 一 个 有 普 逼 意义 的 提纯 方法 。 最 近 利 用 磷酸 化 酶 与 底 物 的 和 结合 ,用 证 粉 吸附 以 及 用 糖 元 溢 液 洗 腊 ,可 以 很 简便 地 获得 磷酸 化 酶 千 品 " 1]。 在 这 一 方面 进行 系统 的 研究 ， 可 能 是 酶 的 提 炖 工作 ， 的 重要 发 展 方向 5 ]。 微 驶 不 均一 性 ”早已 知道 在 机 体 中 同一 种 酶 有 时 以 不 同形 式 存在 ,而 且 都 具有 完全 相同 或 极其 相似 的 酶 活力 ,但 其 物理 化 学 性 质 却 有 竹 微 的 不 同 ,表明 在 它们 的 化 学 结构 上 ,也 很 可 能 有 和 壮 微 的 不 同 。 例 如 许多 动物 租 纳 中 都 有 不 只 一 种 电泳 性 质 不 同 而 酶 性 质 极其 相似 的 乳酸 胸 所 酶 ( 称 为 同 工 酶 沪 ]。 不 仅 如 此 ， 将 不 同 钥 秧 的 乳酸 腊 气 酶 进行 电泳 的 结果 ， 发 现 每 一 种 租 各 都 有 其 一 定 的 同 功 酶 电泳 图 型 。 尤 其 有 兴趣 的 是 不 同类 动物 的 相应 狙 答 比 同 一 动 物 的 不 同 组 禾 有 更 为 类 似 的 同 工 酶 电泳 图 型 。 最 近 研 究 精 子 乳 酸 肥 氢 酶 和 荃 果 酸 腊 氢 酶 的 同 工 酶 图 型 烙 果 指出 , 同 工 酶 的 存在 ,不 是 由 于 某 些 组 答 中 含有 不 同类 型 狂 胞 的 车 果 抹 。 同 工 酶 的 研究 不 仅 在 其 生物 意义 上 是 能 有 兴趣 的 ， 对 于 解决 蛋白 质 的 结构 与 功能 关系 这 样 重要 的 问题 ,也 将 是 有 用 的 材料 ; 卉 且 由 于 在 不 同 病 理 状 态 下 血液 同 工 酶 的 电泳 图 型 常 发生 一 定 的 改变 ， 这 一 事实 可 能 在 医学 实践 上 有 重要 的 意义 ， 而 在 临床 诊断 上 可 能 比 单纯 测定 某 些 酶 活力 改变 的 烙 果 更 为 可 靠 。 活力 测定 ”近年 来 在 活力 测定 方面 的 趋势 是 向 准确 ,快速 ` 灵 敏和 自动 化 发 展 。 除 其 中 某 些 部 分 将 糙 合 动力 学 的 研究 介 狠 外 ,在 这 里 应 鼓 首先 提 到 的 是 活力 测定 的 自动 化 。 随 着 记录 式 物 理 仪器 的 日 趋 拖 善 , 常 用 分 光 光 度 、p 于 涌 定 等 方法 进行 的 酶 反应 过 程 的 测定 ， 已 泾 逐 浙 开 始 从 手工 操作 向 自动 记录 过 滤 。 以 振动 铀 电极 ASE RE Rat EAT EA RE ee Fe Be, FELT Dat a Merwe. PEA A ae EA EH Pe Fy Fa AE , SUE BEY Ze BEB EBERT AY I Di, FE ELBE ST FE a Pima MaRS, PRR A Oo Se. FEU RB, ie TSO K eee Ta Be, ABER IE IR A IE 应 、 蔓 数 等 整个 操作 过 程 的 自动 化 。 这 一 方面 近年 来 也 有 一 些 学 we), AE Ge te Bll RE Ts HE Fe WEES Ty. FF 5 Dy FEE Fe FEET Wl EAE ABBE. KRG T AERA 力 测 定 外 ,近年 来 也 在 水 解 酶 方面 开始 使 用 ,一 个 突出 的 例子 是 利 用 千 光 素 的 8- 牛乳 糖苷 作为 底 物 ， 甚 至 可 以 对 单个 的 B- 生 乳糖 28 | BSS OTF PH AS — 2S rE 昔 酶 分 子 进行 活力 测定 ct%。 高 灵敏 度 的 活力 测定 方法 ， 虽 然 不 够 十 分 准确 ;但 对 于 竹 胞 学 的 研究 将 是 十 分 有 用 的 。 酶 分 析 法 c2 “由 于 酶 的 作用 一 般 都 是 高 度 专 一 的 ,用 酶 作为 盆 析 试剂 ， 可 以 具有 普通 分 析 方法 所 不 易 达 到 的 选择 性 。 例 如 利 用 葡萄 糖 氧 化 酶 的 高 度 专 一 性 来 测定 玛 萄 糖 ) 可 以 不 受 其 他 还 原 糖 存 在 的 干扰 。 利 用 某 些 酶 对 辅酶 ， 人 金属 离 子 或 其 他 活化 剂 的 专 一 需要 ,也 可 以 对 这 些 物质 进行 测定 ,如 用 异 榨 檬 酸 肛 氢 酶 ， 可 以 准确 测定 0.01 毫升 血浆 中 的 镁 含量 。 此 外 也 可 以 根据 酶 活力 受 抑制 剂 的 影响 来 测定 抑制 剂 ,用 胆 碱 酯 酶 测定 某 些 有 机 磷 毒 剂 ,就 是 这 方面 的 一 个 例子 。 | | 二 、 生 hm 物质 代 计 中 的 酶 系统 ” 近 几 十 年 来 ， 中 间 代 谢 一 直 是 生物 化 学 研究 中 最 繁华 的 部 门 之 一 。 随 着 几 类 重要 物质 如 碳水 楷 物 、 蛋 白质 和 脂肪 等 的 降解 代谢 主要 途径 的 逐步 关 明 ,， 人们 的 注意 中 心 逐渐 移 向 以 下 几 个 方面 : (1) 重 要 物质 的 生物 合成 途径 , 特别 是 蛋 白质 和 核酸 的 生物 合成 。(2) 虽 然 不 同 生物 体 对 于 -一些 重要 物质 降 解 代谢 的 主要 途径 十 分 类 似 ， 例 如 葡萄 糖 在 酵母 中 上 发酵 产生 酒精 和 在 肌肉 中 酵 解 生成 乳酸 的 中 间 过 程 几乎 是 完 公 相同 的 ， 但 有 时 对 同一 物质 在 不 同 机 体 中 或 甚至 在 同一 机 体 中 却 存在 着 不 只 一 种 代谢 途径 。 关 明 这 些 不 同 代谢 途径 的 中 间 过 程 ， 它 们 的 相对 重要 性 ,未 同 机 体 代 谢 类 型 的 不 同和 其 生活 环境 的 关系 等 ;也 成 为 人 们 注意 的 问题 。(3) 代 谢 的 调节 机 制 。 这 三 个 方面 都 和 酶 的 研究 有 密 切 关 系 。 在 合成 代谢 和 比较 代谢 的 研究 中 ， 无 疑 将 和 络 苇 发 现 大 量 新 的 酶 ， 这 些 酶 的 提 和 纯 和 性 质 的 研究 对 于 确切 了 解 它们 的 生物 功 能 , 它们 在 有 关 代 谢 途 径 中 的 地 位 ,将 是 不 可 缺少 的 。 而 在 代谢 绸 节 研 究 中 也 需要 有 关 酶 系 的 作用 特性 以 及 它们 与 激素 、 蕉 生 素 和 微量 元 素 关系 的 知识 。 比较 合成 代谢 和 降解 代谢 的 特点 ， 可 以 看 到 降解 代谢 过 程 多 后 是 放 能 反应 ,结构 比较 复杂 的 分 子 , 首 先 沟 过 一 系列 的 降解 过 程 宇 、 生 物 功 能 29 转变 成 为 小 分 子 物质 (其 中 多 数 是 有 机 酸 )。 这 些 反 应 移 大 多 数 都 | EER, FE ELBE RAE BE), 其 中 仅 一 小 部 分 为 生物 体 利 用 。 催化 这 些 降解 反应 的 酶 多 数 分 子 量 较 小 ,比较 稳定 ,作用 也 常 比较 简单 。 由 这 些 降 解 反应 所 产生 的 有 机 酸 最 后 完全 氧化 生成 二 氧化 碳 和 水 并 释放 大 量 能 量 为 生物 体 利 用 。 催 化 这 些 氧化 还 原 和 能 量 转移 反应 的 酶 ,多 数 分 子 量 较 大 , 较 不 稳定 , HAMA AY AMIR Bee OREM OTE 过 去 重 缀 有 人 认为 ， 斌 然 所 有 的 酶 促 反 应 在 理 花 上 都 是 可 逆 的 ;可 以 发 想 合成 代谢 和 降解 代谢 通过 同一 途径 进行 ,不 过 是 在 不 同 的 环境 条 件 下 ;改变 了 反应 的 平衡 点 ,使 总 的 反应 趋向 于 合成 而 已 。 这 一 发 想 没 有 能 得 到 具体 实验 证 据 的 支持 。 不 仅 是 象 糖 元 水 解 生成 葡萄 糖 这 样 的 反应 ， 每 生成 一 克 分 子 葡萄 糖 自 由 能 降低 的 数值 为 上 .2 夫 卡 ;平衡 极端 趋向 于 水 解 ;逆反 应 在 实际 上 几乎 完全 不 进行 。 即 使 是 象 糖 元 磷酸 解 生成 葡 苟 糖 -全 磷酸 这 样 的 反应 , 相 应 的 自 直 能 变化 数值 极 小 ; 正 逆 反应 在 一 定 条 件 下 都 能 顺利 进行 。 但 是 已 经 有 证 据 属 明 ， 机 体内 糖 元 合成 的 主要 方式 不 是 通过 上 壕 系 葬 的 敌 反 应 而 是 通过 完全 不 同 的 途径 C21。 研 究 蛋白 质 、 核 酸 、 脂 类 569] 等 物质 生物 合成 的 烙 果 也 襄 明 在 机 体内 合成 不 是 降解 的 简 Biz | 合成 代谢 过 程 中 的 反应 多 数 需 要 能 量 ， 能 量 直接 或 间接 通过 核 背 三 磷酸 ;特别 是 腺 三 磷 的 分 解 供给 。 例 如 多 糖 和 磷脂 的 合成 即 是 利用 核 背 三 磷酸 的 能 量 , 通 过 至 少 三 个 转换 酶 的 作用 进行 的 。 近 fee ie ROT ENG, 直接 利用 核 音 三 磷酸 (特别 是 腺 三 磷 ， ATP) 分 解 的 能 量 进行 合成 作用 ， 而 腺 三 磷 本 身 则 水 解 生成 腺 二 fie ADP) FFG BREE (Pi) SR—Wwe( AMP) AARP), on: A+B+ ATP=—A—B+ADP+Pi A+B+ATP——A—B+AMP+PP Bi 4 AA AS SR FO AE A AA Bc TE A 的 酰 化 则 是 后 一 类 反应 的 例子 。 这 一 类 酶 在 1953 年 Hofmann-Ostenhof 最 30 BEARER AE 早 提出 其 分 类 法 的 时 候 还 知道 得 很 少 ,在 1958 年 Dizon 和 双 ebb 发 表 已 知 的 酶 的 总 表 时 也 仅 有 二 十 几 个 例子 ,而 在 1961 年 国际 生 化 学 会 的 报告 c9 中 就 已 烃 成 为 大 大 类 酶 中 的 一 类 ， 甚 总数 还 在 日 和 丛 增 加 。 此 类 酶 促 反 应 的 特点 之 一 是 反应 包含 三 个 底 物 分 子 ， 催 化 这 些 反应 的 酶 作用 显然 比较 复杂 。 这 些 酶 多 数 还 没有 很 好 提 炖 ， 它们 的 性 质 和 作用 特点 ,将 是 颇 为 重要 的 研究 课题 。 酶 和 和 维生素 的 关系 ”由 于 需要 量 极 少 的 共生 素 的 缺乏 即 能 对 生物 体 产生 深远 的 影响 , 可 以 想见 共生 素 不 是 生物 体 的 能 量 来 源 ， 而 很 可 能 是 其 催化 系 和 统 中 的 一 部 分 。 对 于 某 些 了 族 灯 上 生 素 如 烟 酸 、 核 黄 素 等 而 言 ， 几 乎 是 作为 雁 生 素 和 作为 酶 的 辅酶 或 辅 基 而 同时 发 现 的 。 渤 今 为 止 , 我 们 也 还 是 对 也 族 蕉 生 素 和 酶 系 移 的 关系 知道 得 比较 清楚 ， 近 年 来 在 这 方面 也 有 一 些 较 重要 的 发 展 。 虽然 早已 知道 硫 胺 素 的 焦 磷 酸 衍 生物 是 某 些 胎 沙 酶 的 辅 基 ， CARR PME, HOC Seno REE ae BS Som FEAR MEL, FLERE eT EC” 的 生成 。 最 近 Holzer 等 c 利 用 酵母 腊 羧 酶 和 1#O- 丙 酮 酸 的 作用 ， 分 离 得 到 了 “活性 乙 醛 " 并 证 明 其 烙 构 为 : we OBE im Pia | Cate 9 1 6 \N” NH YS” \CH,-CH,-0—P+0=P=—0- 5 | | HG、 OH OF OE PS Bd Oe FEE Bee Ps oR ea a CESK, R=—CO,H), Be PRILA MTA CM” EK, R=—H), REBMS DFARS 交换 生成 游离 的 乙 醛 分 子 , PE a > YY PS il BF GE FT BZ BY 作为 转 酮 酶 的 辅 基 , 其 作用 方式 也 是 类 似 的 。 另 一 个 和 沟 基 代谢 有 关 的 蕉 生 素 是 生物 素 ,最 近 Lynen 等 和 Ochoa 等 在 几 个 提纯 了 的 羧 化 酶 和 转 娑 基 酶 中 都 发 现 生物 素 作为 酶 的 辅 基 ,如 C- 甲 基 巴 豆 酰 涛 化 酶 : =. A 物 功 能 31 CH; . CH3— 0 一 CH 了: 一 COCoA + CO, + ATP=—= CH; HO,C—CH,— =CH—COCoA+ ADP + Pi 使 用 “OO,, SAE EGNOS, RUE Ht, OO, 23K, Lynen Joy, WAL AVERT ge Hy REO © Mg (CHa Oe) 在 另 一 方面 ，Wakil 和 Waite fj “CO, 研究 乙 酰 辅酶 A 羧 化 SYS A “OC 集中 在 生物 素 分 子 中 咪唑 烧 酮 部 分 的 月 基础 原 子 。 他 们 认为 生物 素 辅 基 在 作用 中 咪唑 烧 酮 部 分 开 环 ,失去 铸 基 ， 在 反应 过 程 中 可 能 逻 过 二 有 急 基 硫 茂 衍 生物 的 中 间 形 式 。 HEAESA Bye HB BRE BE TT AD MEZE SR 但 它 作 为 辅酶 而 存在 的 形式 ， 已 烃 得 到 初步 天 明 。 写 的 衍生 物 是 催化 某 些 异 构 反 应 如 谷 氨 酸 异 构 化 成 为 BFA SETI AS AR HS BBE BS Do AP EO, 在 了 B 族 共生 素 之 中 ,叶酸 和 单 碳 基 团 转移 的 关系 ,近年 来 也 引 起 相当 的 注意 ， 卉 取得 一 定 成 果 扩 1]。 但 是 ， 即 使 对 于 某 些 蕉 生 素 的 辅酶 和 畏 基 功能 已 经 有 比较 确切 的 顷 料 ， 也 还 不 能 断言 这 些 维 生 素 的 功能 就 仅 限 于 此 。 磷 酸 吡 哆 醛 和 所 基 酸 代谢 的 密切 关系 是 早已 熟 知 了 的 ， 写 是 催化 许多 所 基 酸 转 须 、 腹 涛 等 反应 的 酶 的 辅 基 ， 但 近来 却 意外 地 发 现 一 个 和 以 上 这 些 作 用 看 起 来 井 无 关系 的 功能 ， 即 蕊 同样 也 是 磅 酸化 酶 的 辅 基 。 工 且 在 磷酸 化 酶 中 和 在 转 氨 酶 中 一 样 " 1， 磷 酸 吡 哆 醛 都 是 通过 种 氨 酸 的 - 氮 基 和 酶 须 过 接 。 写 在 淀粉 磷酸 解 生 成 葡 糖 -1- 人 磷酸 的 可 逆反 应 中 究 葛 起 什么 32 ”得 学 研究 中 的 一 些 新 进展 作用 ,现在 还 不 清楚 ,也 可 能 它 的 作用 仅 在 于 蕉 持 酶 分 子 的 一 定 宅 间 构 型 ,而 和 它 参 与 氨基 酸 代谢 的 作用 机 制 颇 为 不 同 。 在 卫 族 以 外 的 维生素 中 ， 虽 然 对 于 有 些 锥 生 素 生理 功能 的 某 些 方面 , 例如 共生 素 A 和 夜 家 的 关系 , 共生 素 区 和 凝血 的 关系 等， 已 沟 知 道 得 比较 话 和 , 但 从 这 些 锥 生 素 缺 乏 时 所 引起 的 影响 看 来 ， 它们 的 功能 可 能 远 不 仅 限于 这 些 方面 。 除 了 作为 观 色素 的 一 个 重 要 钥 成 部 分 之 外 ,近年 来 的 研究 已 沟 指 出 ,维生素 丸和 粘 多 糖 生物 合成 的 密切 关系 ， 生 物体 合成 硫酸 酯 的 重要 中 间 物 ， 腺 味 只 核 苷 ~3' BIR -5' TEAS A RHINE BET , MEARS A 可 能 是 一 个 必 要 的 辅助 因子 。 对 于 其 他 脂 溶性 礁 生 素 ， 特 别 是 共生 素 卫 和 开 与 呼吸 链 和 氧 化 磷酸 化 酶 系 葬 的 关系 ,近年 来 也 做 了 许多 工作 ,这 些 将 在 下 面 群 SN 酶 和 激素 的 关系 ”虽然 大 多 数 激素 的 生理 功能 还 是 比较 明确 的 ,但 是 它们 通过 怎样 的 机 制 来 实现 这 些 生理 功能 , 却 知 道 得 比 蕉 生 素 更 少 。 由 于 激素 一 般 在 极 低 的 浓度 水 平 之 下 即 能 产生 作用 ， 例如 血 中 胰岛 素 的 浓度 仅 在 10-8 左右 ,它们 和 酶 的 关系 ， HVE 们 是 否 通过 影响 生物 体 催化 系 巧 的 作用 以 发 挥 其 功能 ， 就 成 为 极 其 引 人 注 意 的 问题 。 在 这 一 方面 , 仅 在 近 几 年 以 来 , 才 取 得 了 一 些 初步 的 结果 。 甲状 腺 素 能 促进 生物 体内 的 氧化 过 程 是 早已 知道 的 事实 ， 从 化 学 糙 构 上 看 来 , 它 是 酷 氨 酸 的 衍生 物 ,含有 酚 类 产 基 。 和 其 他 一 些 酚 类 街 生 物 类 似 , 它 对 氧化 磷酸 化 具有 解 偶 联 作用 ,使 底 物 氧化 加 速 ， 而 在 此 过 程 中 所 释放 的 能 量 则 部 分 变 成 热量 散失 以 致 利用 效率 降低 。 甲 状 腺 素 的 生理 功能 , 即 其 对 于 基础 代谢 的 调节 作用 ， 可 以 根据 这 些 现象 得 到 部 分 靳 明 czo。 UPR MOE LEAR, BEBE MSE AUPE TRUE T ERR LITE. LIE RHR, REN 化 酶 的 作用 是 可 道 的 , 但 是 由 于 在 机 体内 ,葡萄糖 -1- 磷 酸 的 浓度 远 低 于 无 机 磷酸 浓度 , 陛 主 要 的 功能 仍 是 在 于 催化 糙 元 的 分 解 , 因 二 生物: 功能 33 此 磷酸 化 酶 活力 提高 主要 的 千 果 ， 仍 是 糖 元 的 分 解 。 增 血糖 素 和 稼 上 腺 素 坪 进 磷酸 化 酶 活力 的 机 制 颇 为 复杂 。 MRE, Sera 它们 在 一 定 酶 系 往 的 作用 下 ， 促 使 腺 一 磷 转 变 成 为 腺 苷 -3" ;5'- 环 磷酸 酯 ,而 后 者 双 在 一 定 条 件 下 使 磷酸 化 酶 活化 的 缘故 C23。 有 时 虽然 已 经 知道 某 一 激素 主要 影响 哪些 酶 系统 ， 但 分 子 水 平 的 研 宪 车 果 与 粗 胞 ， 特 别 是 整体 水 平 的 结果 之 问 的 关系 却 并 不 清楚 。 例 如 已 沟 知 道 吹 性 激素 能 显著 提高 烟 酰胺 核 昔 酸 转 氢 酶 的 活力 而 对 于 某 些 脱 氢 酶 则 有 强烈 的 抑制 作用 ， 但 这 些 激素 对 性 器 官 代谢 的 影响 却 不 明显 521。 这 些 结 果 都 还 远 不 能 襄 明 性 激素 对 于 整体 动物 的 作用 。 从 极 少 量 激素 即 能 对 机 体 产 生 巨 大 影响 看 来 ， 它 们 很 可 能 通 过 影响 酶 活力 而 产生 作用 。 虽 然 有 些 激素 作用 比较 复杂 ， 作 用 点 可 能 不 止 一 处 ,其 中 有 些 也 许 是 直接 ,有 些 也 许 仅 是 间接 影响 到 酶 的 作用 。 这 方面 已 沟 取 得 的 知 训 很 少 ， 对 于 和 绝 大 多 数 激素 的 作用 点 还 几乎 一 无 所 知 ,然而 无 花 对 于 理论 上 或 医药 实践 上 ,这 方面 的 研究 都 是 十 分 重要 的 。 呼吸 链 和 氧化 磷酸 化 ”能 量 的 转换 是 生命 活动 的 主要 问题 之 二 。 对 于 依 顾 食物 为 生 的 机 体 而 言 ， 通 过 一 系列 的 降解 氧化 等 反 应 , 自 食 物 中 取得 能 量 的 过 程 , 包 含 了 一 系列 酶 的 作用 。 在 这 些 酶 之 中 ,特别 是 和 氧化 和 能 量 转换 直接 有 关 的 酶 系 竹 , 即 呼吸 链 和 和 氧 和 化 磷酸 化 酶 系 葡 与 番 胞 内 以 脂 质 -蛋白 粗 成 的 片 层 烙 构 密切 车 合 ， 不 仅 十 分 重要 ,而 双 较 难 着 手 进行 ,多 少年 来 一 直 是 生化 工作 者 注 意 的 中 心 之 一 。 近 年 来 ,由 于 发 现在 光合 作用 中 的 能 量 转换 过 程 ， 包括 电子 传递 和 磷酸 化 过 程 , 与 呼吸 链 和 氧化 磷酸 化 非常 相似 3， 部 明 在 自 养 与 异 养 西 大 类 机 体 中 能 量 转换 过 程 的 基本 一 致 性 ， 更 加 强 有 力 地 指出 这 一 问题 的 研究 对 于 关 明 生命 现象 的 本 质 具 有 头 等 重要 的 意义 。 Green 对 于 呼吸 链 和 氧化 磷酸 化 研究 的 现状 和 前 景 作 了 非常 MAROC, 他 认为 在 三 、 五 年 内 可 以 看 到 这 一 问题 的 基本 解 次。 虽然 应 该 承认 近年 来 在 这 一 问题 上 的 确 取 得 了 重大 的 进展 ， 34 酶 学 研究 中 的 一 些 新 进展 但 是 Green 乐观 估计 的 事实 根据 并 不 能 完全 合 人 信服 。 呼吸 链 多 酶 系 竹 的 粗 成 ， 以 及 在 底 物 氧化 过 程 中 的 所 或 电子 传递 途径 远 在 二 十 年 尽 前 已 经 初 具 轮廓 ， 然 而 一 些 重要 条 节 迁 仿 何不 完全 清楚 。 脂 类 物质 与 呼吸 链 的 关系 近年 来 成 为 大 家 注意 的 中 心 问题 之 一 。 电 子 显 微 钥 的 观察 已 能 清楚 靳 明 ， 作 为 呼吸 链 活 力 集中 的 部 位 ， 萎 粒 体 的 糙 构 也 和 生物 体 一 般 能 量 转换 部 位 的 车 构 相 位 [59， 是 由 蛋白 - 脂 质 -蛋白 所 粗 成 的 片 层 烙 构 。 不 仅 如 此 ， 从 除去 脂 质 即 引 起 片 层 烙 构 的 破坏 和 呼吸 链 活 力 的 丧失 泪 来 ， 脂 质 在 茜 持 片 层 糙 构 的 完整 性 ， 和 呼吸 链 正 常 工 作 中 的 功能 是 十 分 明显 的 c9。 但 是 也 应 访 指 出 , 能 影响 呼吸 链 多 酶 系 粒 烙 构 的 因素 很 多 ;加 入 某 一 物质 能 增进 呼吸 链 活 力 的 体外 实 雁 ,不 一 定 即 表明 呼吸 链 对 蔷 物 质 有 专 一 的 需要 ， 更 不 一 定 能 表明 鼓 物质 在 体内 的 功能 即 是 如 此 。 近 年 来 虽然 有 不 少 关于 竹 胞 色素 类 物质 和 磋 脂 或 所 谓 千 构 蛋白 能 “ 专 一 地 ” 糙 合 的 报告 ， 但 都 还 缺乏 在 痿 粒 体 上 的 精 合 方式 即 是 这 样 的 确切 证 据 。 在 另 一 方面 ， 某 些 脂 洲 性 物质 是 否 通过 其 本 身 的 氧化 还 原 直接 参与 氨 或 电子 传递 ， 却 成 为 等 葵 的 _ 中 心 。 前 几 年 关于 厅 生 素 卫 参与 呼吸 链 作 用 的 假发 未 能 为 深 大 一 步 的 工作 所 证 实 ， 但 蕉 生 素 及 和 新 近 发 现在 生物 体 中 广泛 存在 的 ， JEM (ubiquinone) 是 否 参与 电子 传递 的 等 葵 都 正方 兴 未 艾 。 这 些 物质 ， 在 呼吸 链 多 酶 系 竹 中 虽然 能 被 氧化 和 还 原 cs29， 然 而 从 肖 醒 为 底 物 所 还 原 的 速度 仅 为 底 物 氧化 速度 的 1/3 RHO, SE 是 否 直接 通过 本 身 氧 化 还 原 参 与 呼吸 作用 还 有 待 于 进一步 的 研 究 。 关 于 蕉 生 素 开 在 这 方面 的 功能 也 缺乏 合 人 信服 的 证 据 。 灼 粒 体 中 的 氧化 和 磷酸 化 反应 的 紧密 偶 联 是 早已 知道 的 ， 近 来 发 现 的 加 入 ATP 能 使 呼吸 链 上 一 些 氧化 还 原 反 应 逆转 的 再 Se, 更 加 训 明 了 这 一 偶 联 的 密切 程度 ce。 在 一 定 条 件 下 ， TARR 珀 酸 能 使 烟 酰胺 腺 叶 吟 二 枝 昔 酸 (NAD) 还 原 的 现象 ,也 和 呼吸 链 上 电子 传递 的 逆转 有 关 。 这 一 事实 也 更 进一步 证 实 早 些 时 关于 更 珀 酸 和 通过 NAD 氧化 的 底 物 共同 沟 由 同一 段 呼吸 链 的 精 葵 ea。 呼吸 链 的 组成 、 电 子 传递 途径 和 氧化 磷酸 化 的 中 间 过 程 等 间 =. - wy te 35 ARI RS PRR, VaR EAR A PERE ER RAT oo BRS IX — ZR PENI TARDE HEA. FER TM, HARRIS SVE, 然而 (AE HERE TEE RABE, SV ATED EB TE PP EE FEL AAR HE AG PE A GS fe SWORE & EB 5 BE PEAY 2S He ETE BE, A BE PU He wl 了 的 酶 制剂 是 否 具 有 生物 活性 的 一 个 重要 指标 。 例 如 前 几 年 在 我 国 及 美国 实验 室 几乎 同时 提 炖 的 琥珀 酸 肛 氨 酶 所 "9， 近 来 的 深入 研究 指出 ， 仅 在 抽 提 时 有 琥珀 酸 存 在 条 件 下 所 得 到 的 酶 才能 和 多 BGA EEO, dn Lee Mote VLA HE Ae AY NADH -#M tas c ARACEAE SHED ao”, IAPR A LES Rob DL it til 了 至 少 三 个 能 催化 NADH 氧化 的 酶 ,这 些 酶 的 性 质 各 不 相同 , 究 葛 哪 一 个 最 接近 于 酶 在 线粒体 存在 的 状态 ， 则 有 待 于 进一步 的 研 究 。 美 国 的 Green 等 和 日 本 的 奥 贯 等 都 声称 提纯 了 狙 胞 色素 b 和 C1, 但 从 实验 结果 看 来 , 至少 所 得 到 的 竹 胞 色素 b 是 不 具有 生物 活 力 的 。 对 于 硼 胞 色素 氧化 酶 的 提纯 也 做 了 不 少 工作 ， 但 这 个 酶 究 葛 包 含 一 种 或 丙种 纤 胞 色素 \a 或 a 及 ag), EAE AEP io 在 抽 提 和 炖 化 某 些 腊 氢 酶 和 炎 胞 色素 的 同时 ， 也 有 一 些 工作 者 ,如 Green 等 5 涩 , 将 呼吸 链 粗 分 为 几 个 段落 ，Green 称 之 为 " 复 合 物 ”。 这 些 复合 物 虽然 已 沟 比 完整 呼吸 链 简 单 得 多 ,但 仍 如 其 字 面 含义 所 指出 的 ， 是 颇 为 复杂 的 。 常 包括 好 几 种 组 成 成 分 如 腊 氢 Bit, FP RA, MULE SASF, Green 学 派 还 声称 将 这 些 复合 物 重新 钥 合 ， 可 以 恢复 完整 呼吸 链 的 活力 C9。 合 人 费解 的 是 ，Green 学 派 虽然 充分 认 庆 重 粗 合 实验 对 于 检查 沟 过 抽 提 和 纯化 的 ， 呼 吸 链 革 一 粗 契 碟 分 生物 活力 的 重要 性 ， 却 极 少 发 表 他 们 声称 提 和 纯 了 的 基 些 尊 胞 色素 (例如 条 胞 色素 b ) 的 重组 成 检查 结果 。 虽然 氧化 磷酸 化 的 作用 机 制 和 中 间 过 程 还 不 清楚 ， 但 是 尝试 分 离 催 化 某 些 中 间 步 又 的 酶 或 其 他 中 间 因 子 的 工作 已 沟 做 了 不 少 。 其 中 较 有 成 绩 的 应 该 是 Lehninger 关于 ATP-ADP 交换 酶 的 分 离 59， Racker 实验 室 对 于 2,4 -二 确 基 酚 敏感 的 腺 三 磷 酶 NBO, Uke Smith 和 Hansen 关于 所 请 “ 偶 联 因子 ”的 初步 36 酶 学 研究 中 的 一 些 新 进展 报告 cm。 但 它们 和 氧化 磷酸 化 中 间 过 程 有 无 关系 , 关系 如 何 ? 还 需要 做 许多 工作 。 尽 管 不 同学 者 对 于 氧化 磷酸 化 中 间 过 程 的 看 法 Ala (LAMAR a ATP 之 前 ,先生 成 含 磷 或 不 含 磷 的 高 能 中 间 物 ,尝试 分 离 这 种 高 能 中 间 物 ,吸引 了 许多 人 的 注意 ， 最 近 对 于 这 类 高 能 中 间 物 的 化 学 组 成 ,高 能 键 的 性 质 等 ,都 做 了 不 少 探讨 和 猜测 。 虽 然 高 能 中 间 物 不 只 一 个 ， 也 很 可 能 有 不 只 二 种 类 型 的 高 能 中 间 物 ,其 中 之 一 很 可 能 与 NAD 有 密切 关系 Cs。 帮 胞 酶 学 “在 过 去 的 一 个 长 时 期 以 内 ， 大 量 研究 酶 的 符 物 功 能 的 工作 ,都 企图 把 根据 从 机 体内 分 离 出 来 的 个 别 酶 的 知 哉 ,) 和 整 个 条 胞 的 代谢 活动 联系 起 来 .这 样 的 尝试 虽然 也 取得 了 不 步 成 果 ， 却 也 得 遇 到 不 少 困难 。 这 些 困 难 ， 在 发 现 了 不 同 的 酶 在 竹 胞 内 不 同 尊 胞 器 之 问 的 分 布 不 同 之 后 ， 部 分 得 到 了 解答 。 看 来 不 仅 酶 在 壮 胞 内 的 分 布 远 不 是 均匀 的 , 某 些 酶 高 度 集中 于 确 胞 的 某 些 部 分 ， 甚至 对 于 小 分 子 的 代谢 中 间 物 和 辅酶 等 ， 在 攻 胞 内 也 有 所 谓 局 部 化 的 问题 。 更 进一步 的 研究 指出 ,即使 是 氧 离 子 浓度 ,在 条 胞 内 的 不 同 部 分 也 可 能 颇 不 相同 ， 最 多 可 以 差 到 一 个 pH 单位 以 上 这 就 帮助 我 们 了 解 为 什么 有 些 酶 虽然 米 氏 常数 数值 颇 大 ， 汪 适 pH Mw SEP MIS PH 值 颇 为 不 同 ， 然 而 在 竹 胞 内 仍然 可 以 充 分 发 挥 其 作用 的 原因 。 近 年 来 的 太 究 指出 ,即使 过 去 在 使 用 差 离心 法 分 离 租 胞 不 同 粗 分 时 所 通称 之 为 “ 清 液 ” 的 部 分 ， 也 还 远 不 是 均 一 的 ， 也 还 存在 着 所 谢 网 状 糙 构 。 有 些 工 作者 甚至 认为 所 有 的 酶 在 竹 胞 内 都 和 一 定 的 普 胞 烙 构 有 关 ， 而 这 正 是 竹 胞 代谢 调节 机 制 的 重要 的 一 部 分 cso1。 在 整个 绷 胞 ,甚至 整个 粗 壬 在 完整 的 功能 状态 之 下 ,研究 其 酶 的 活动 , 无 疑 是 十 分 重要 的 。 在 这 一 方面 , Ohanee MyMaE Ea 光度 分 析 c， 研 究 末 胞 甚至 某 些 组 纳 中 NAD(P) 的 氧化 还 原 以 及 与 酶 胸 烙 合 状态 是 一 个 重要 的 发 展 。 =. He 16 BL wil 作为 俊 化 剂 ， 酶 具有 催化 效率 高 和 选择 性 强 的 特点 。 就 二 些 =. fE te OL fil 37 可 比 的 反应 计算 ， 酶 的 催化 效率 比 一 些 简单 的 催化 剂 高 狗 在 一 千 万 倍 至 十 万 亿 倍 之 间 ( 分 子 比 )。 显 然 深 大 研究 酶 催化 作用 的 特点 及 其 机 制 不 仅 对 于 进一步 了 解 生命 现象 十 分 重要 ， 对 于 建立 全 面 的 催化 理论 也 是 必 不 可 少 的 。 化 学 和 结构 及 其 与 活性 的 关系 酶 的 化 学 和 结构 ,归根 和 结 莫 ,是 全 面 了 解 其 催化 机 制 的 最 基本 秦 料 。 在 这 一 方面 ， 近 年 来 也 有 一 些 重要 进展 。 继 核糖 核酸 酶 之 后 ， 胰 凝 乳 蛋 白 酶 和 竹 胞 色素 。 Sh 构 也 已 接近 侍 部 解决 。 从 目前 研究 蛋白 烙 构 的 技术 水 平 看 来 ， 解 次 一 个 不 太 大 的 蛋白 质 的 至 部 结构 ， 井 不 十 分 困难 。 但 是 解决 化 学 糙 构 仅 是 研究 作用 机 制 的 一 个 方面 ， 后 者 将 是 远 为 艰 扎 的 任务 。 是 否 酶 的 全 部 化 学 车 构 均 为 其 表现 活性 所 必需 是 一 个 重要 间 题 。 用 蛋 自 水 解 酶 处 理 某 些 酶 以 除去 其 部 分 肽 链 的 结果 似乎 说 明 对 于 许多 酶 而 言 ， 都 不 需要 其 全部 肽 键 千 构 。 一 个 突出 的 例子 是 木瓜 蛋 自 沟 用 氨 肽 酶 处 理 以 除去 全 部 肽 链 的 一 大 牢 以 后 ， 仍 保有 全 部 活力 。 最 近 用 合成 酶 分 子 中 肽 段 一 部 分 的 方法 来 研究 其 结构 与 活力 关系 的 工作 亦 已 开始 进行 ， 结 果 也 名 明 对 于 核糖 枝 酸 酶 而 B, 表现 活力 不 需要 其 全 部 千 构 咏 ]。 研 究 用 化 学 方法 改变 酶 蛋白 便 链 基 困 的 化 学 性 质 对 酶 活性 影响 也 是 一 个 常用 的 方法 。 过 去 这 一 类 工作 虽然 很 多 ， 但 由 于 所 用 改变 侧 链 基 团 性 质 的 方法 不 够 专 一 ,能 与 不 只 一 种 侧 链 基 团 进行 反应 ,常常 难以 获得 肯定 的 结论 。 最 近 由 于 建立 了 侧 链 必需 基 团 改变 与 酶 活力 下 降 的 定量 关 系 局 "生根 据 这 些 定量 关系 检查 实验 和 结果， 就 可 以 作出 更 为 确切 的 多 断 。 用 这 些 关 系 重新 检查 女 献上 已 有 的 一 些 数据 的 结果 ， 裔 明 尽 管 在 一 个 酶 分 子 中 某 种 便 链 基 团 的 总 数 可 以 很 大 ， 但 其 中 的 必需 基 团 数 常 小 于 3 。 例 如 在 淀粉 酶 的 40 个 氨基 中 仅 有 2 个 为 其 表现 活力 所 必需 芒 。 粽 合 以 上 用 蛋白 酶 降解 及 改变 侧 链 基 团 两 类 方法 的 车 果 看 来 , 酶 分 子 虽然 较 大 ,和 结构 也 颇 复 杂 ， 但 是 , 芙 正 为 其 表现 惊人 的 催化 活性 ,可 能 仅 需要 其 至 部 分 子 车 构 中 的 一 部 分 ,其 至 可 能 仅 是 一 小 部 分 。 88 荫 学 研究 中 的 一 些 新 进展 根据 这 些 定量 关系 ， 系 竹 地 用 改变 酶 蛋 自分 子 中 侧 链 功 能 基 困 的 方法 ， 应 该 有 可 能 对 任何 一 个 酶 完 竟 需要 其 分 子 中 哪些 基 团 来 表现 其 催化 活性 ,取得 比较 全 面 的 了 解 。 但 是 也 应 训 指 出 ,做 到 这 一 步 所 包含 的 工作 量 是 相当 可 观 的 ,因此 ,即使 对 于 象 核糖 核酸 酶 这 样 分 子 量 不 大 ,而 全 部 化 学 结构 双 已 基本 清楚 的 酶 ,也 还 没有 做 到 这 一 点 。 进 一 步 探求 新 的 ,比较 专 一 而 双 易 于 测定 的 ,改变 全 链 基 团 的 喜 剂 ,仍然 具有 重要 的 意义 。 反应 动力 学 ”这 方面 的 研究 开始 得 到 足够 的 重视 ， 应 亦 旭 还 不 过 是 最 近 十 年 的 事 。 如 果 十 年 以 前 还 尤 许 用 米 氏 常数 来 代表 酶 与 底 物 车 合 紧密 的 程度 ， 还 万 许 把 不 是 典型 的 竞 等 性 抑制 都 看 做 是 非 竞 等 性 抑制 ， 而 今天 在 一 般 文 献 中 已 烃 很 少 看 到 这 样 的 不 够 严 侈 的 例子 。 在 酶 学 研究 中 更 广泛 地 用 动力 学 方法 处 理 有 关 反 应 速度 的 数据 以 及 从 动力 学 观点 来 解释 和 部 明 酶 反应 过 程 ， 就 有 助 于 使 酶 学 成 为 一 门 更 为 严 杂 的 科学 。 比较 Sumner 和 Myrback 的 瑟 著 初 版 和 再 版 中 诗 论 动力 学 的 篇 幅 就 可 以 看 出 目前 的 发 展 趋 势 正 是 如 此 。 第 一 本 关于 酶 作用 动力 学 专著 的 出 现 上 1, TER oe 这 门 学 科 已 纸 在 其 发 展 阶 段 上 从 童年 进入 青 壮年 时 期 了 。 #é Briggs 和 Haldane 修正 的 Michaelis 和 Menton 公式 基 于 这 样 的 假定 : 即 酶 ( 卫 ) 首先 和 底 物 (8) AAT BK 物 ( 上 37， 此 一 禾 合 物 分 解 生成 产物 ( 尽 ) 帮 重新 释放 出 游离 的 酶 。 也 +S ES- 雹 本 十 驻 (1) DEP AR WY Fe RE SE AEF : (— BER 1) BH SEAS Re RE BY TI KA 5 (— ) eh ae Meg Bag ZR RE SY Eee A | (=) BA 闻 过 程 的 速度 常数 的 测定 。 当 酶 所 催化 的 反应 包含 不 只 一 种 底 物 分 子 时 ， 其 动力 学 关系 就 远 较 式 (1) 复 杂 。 事 实 上 稳 大 多 数 的 酶 促 反应 都 包含 两 种 底 物 ， 因此 其 重要 性 是 十 分 显然 的 。 工 heorell 等 关于 醇 胸 氨 酶 动力 学 的 研究 5”] 是 这 一 方面 较为 完整 的 一 个 例子 。 在 这 样 的 系 租 中 , BS 医 物 千 合 的 三 元 和 略 合 物 常 是 反应 系 竹 的 关键 性 中 间 物 〈 例 如 在 醇 | S. fe He OL il 39 PAA REP: EI-NAD-CBRAD). TEMA IIG PE , S70 | lp AMV EWI. FEM, Bl ERAT HE HLA 反应 只 包含 一 种 底 物 时 ， 在 反应 过 程 中 也 可 能 烃 过 不 只 一 个 酶 底 物 中 间 物 的 阶段 。 这 种 和 柔和 统 的 动力 学 分 析 虽 然 并 不 十 分 复杂 ， 但 也 和 给 某 些 实验 所 测定 的 动力 学 常数 的 物理 意义 解释 ， 带 来 一 定 的 困难 。 虽然 不 同类 型 抑制 剂 影响 酶 反应 速度 的 定量 关系 是 早已 知道 的 ， 仅 在 狗 二 年 以 前 Dizon" 和 Laidlerr ”1 等 才 应 用 相似 的 方 法 处 理 酶 反应 速度 的 PH 效应 得 到 比较 满意 的 结果 。 他 们 根据 酶 分 子 中 一 定 的 解 离 基 轩 直接 参与 酶 和 诬 物 的 千 合 ， 或 其 催化 过 程 的 理论 不 仅 能 定量 地 谣 明 通常 观察 到 的 pH 影响 酶 反应 速度 的 钟 SIG ae, ENP LETS HE HP EE RET 5. TFT BY FP Bs TG IZ FEE BS FF MFP SBE to A AEE ie IEA RA, (ES ET HEU SE 性 质 及 反应 中 间 过 程 ,也 有 一 定 帮助 。 在 酶 作用 中 间 过 程 之 中 每 一 步 屋 的 反应 速度 常数 或 平衡 常数 的 测定 对 于 深入 谣 明 酶 作用 机 制 十 分 重要 。 例 如 ， 对 米 氏 和 络 合 物 解 离 常数 L-psay 式 民 17 的 测定 ,就 可 以 根据 改变 底 物 结构 以 及 : 不 同 因素 对 这 一 数值 的 影响 , 钊 断 酶 和 碟 物 千 合 的 方式 .对 个 别 中 闽 步 灵 反 应 速度 常数 的 测定 ， 也 同样 帮助 了 解 酶 分 子 中 的 那些 基 困 参 与 控制 这 些 中 间 反 应 。 但 是 对 于 这 些 数值 的 直接 测定 ， 目 前 还 缺少 可 以 普 逼 适用 的 方法 。 由 于 酶 的 高 催化 效率 ， 酶 直接 参与 反应 的 中 间 步 又 ,反应 速度 极 高 ,不 易 准 确 测 定 。 早 些 年 Rougton 所 设计 的 流 管 法 , 可 以 测定 毫秒 \10” 秒 ) 时 间 内 的 变化 ,解决 了 一 些 问 题 , 但 对 于 多 数 情形 还 不 够 快速 。 近 年 由 Higen 等 发 展 起 来 的 松弛 时 计 《relaxation spectra) 技术 5 最 高 可 以 测定 毫 微 秒 〈L0- 秒 ) 范 围 的 变化 ,已 经 在 酶 动力 学 中 有 所 应 用 ,将 来 还 可 能 起 更 大 的 作用 。 在 特殊 情况 下 ， 利 用 产物 抑制 1， 或 平衡 时 同位 素 BANE, 也 可 以 测定 一 些 不 是 特别 快速 的 中 间 反 应 速度 常 数 。 46 酶 学 研究 中 的 一 些 新 进展 此 外 ;一 般 动力 学 工作 大 多 仅 限 于 反应 初速 度 , 或 当 反 应 处 千 所 计 恒 态 时 之 速度 研究 。 为 了 要 得 到 对 于 整个 反应 过 程 均 能 适用 的 一 般 公式 ,就 必须 解 有 关 反 应 中 间 物 变化 的 联 立 微分 方程 ,而 这 ”和 仅 在 极 简单 的 情形 下 才 是 可 能 的 。 近 年 来 也 开始 用 电子 计算 机 求 此 种 联 立 微分 方程 的 近 位 解 ， 以 及 求 在 作用 机 制 声 为 复杂 时 的 反 应 速度 常数 , 但 应 用 还 不 广泛 551。 最 近 用 和 葬 计 方法 研究 动力 学 规 律 也 开始 有 所 尝试 rs。 活性 中 心 ， 不 久 前 便 对 作用 机 制 方面 工作 的 发 展 情况 进行 过 BARU, 因此 这 里 只 需要 在 某 些 方面 略为 加 以 补充 。 总 的 形 势 变化 不 大 ， 活 性 中 心性 质 和 反应 中 间 过 程 仍 然 是 这 方面 研究 的 ， 中 心 问题， 两 年 前 还 仅仅 是 初 露 端 倪 的 反应 过 程 中 酶 分 子 构 型 变 化 的 研究 ,现在 已 痉 开 始 取得 了 -一些 有 价值 的 成 果 。 在 活性 中 心性 质 方面 ， 近 年 来 大 量 的 工作 仍然 指出 了 年 胱 所 Me, MAMMA RIC EE, RITE 学 上 不 能 算是 很 活泼 的 基 团 , 居 然 在 一 些 水 解 酶 \ 变 位 酶 和 转换 酶 的 活性 中 心 部 分 都 有 孔 的 位 置 ， 其 重要 性 远 远 超过 性 质 十 分 相似 的 苏 氨 酸 产 基 ， 井 且 许 多 作用 不 同 的 酶 在 活性 中 心 闲 氨 酸 附近 的 肽 链 千 构 ,又 常常 比较 类 似 , 必然 在 酶 的 催化 特 钼 中 ,有 其 深刻 的 意义 。 研究 活性 中 心 化 学 性 质 时 ,利用 比较 专 一 的 ,效率 极 高 的 不 可 逆 抑 制剂 和 活性 中 心 基 轩 的 结合 ， 是 一 个 常用 的 方法 。 例 如 通过 二 异 丙 磷 酰 氟 对 乙酰 胆 碱 酯 酶 的 抑制 研究 ， 襄 明 头 氨 酸 羟基 为 栈 活性 中 心 的 一 部 分 。 近 来 也 有 一 些 工 作者 企图 从 合成 一 些 与 底 物 结构 有 某 些 类 似 之 处 的 抑制 剂 ， 寻 找 专 一 的 和 高 效率 的 抑制 剂 554559), 显 然 也 是 很 好 的 想法 。 抑制 剂 的 研究 除了 理论 上 的 兴趣 外 ,对 于 发 计 寻 找 新 的 药物 ， 阴 明 毒物 中 毒 机 制 并 由 此 探索 解毒 方法 ,都 有 重要 的 实际 意义 。 由 于 酶 的 作用 特点 ， 酶 和 底 物 常常 是 通过 -一些 比较 不 稳固 的 键 而 结合 的 ; 酶 和 辅酶 的 千 合 也 是 如 此 。 但 近来 发 现 ,有 时 可 以 改 变 酶 和 底 物 或 辅 基 辕 合 的 键 的 性 质 , 使 其 成 为 稳定 ,即使 将 酶 肝 公 Sy fe 6 OL hil” 41 BACHE Cy ASA A AR BEER. Ol ER oH I 5 POV By SA DO, A a Co 5 I RY Arty), 用 NaBH, 3B), SRSA SSRI IER TAY ARR, AORLBA ey MIE A Ce IY NC, FETE BEE b SH MOREY WIE EAE IUE-L , AEA a FP LE RRR ARR, BAG BET]. WIL AS Be A ee A GRE, 可 能 都 不 止 一 种 。 关 于 核 苷 酸 及 类 似 物质 的 代谢 过 程 ， 亦 于 近 十 多 年 来 通过 标记 实验 关上 明 。 写 们 的 合成 方式 颇 能 兴味 ,最 先生 成 的 是 成 糖 磷酸 , 碱 基 是 在 糖分 子 上 逐步 建筑 起 来 的 。 ”和 粽 上 所 述 , 几 乎 所 有 的 重要 代谢 过 程 均 已 具有 输 亡 , 剩 下 的 重 要 间 题 看 来 就 在 二 个 方面 ， 即 蛋白 质 和 核酸 二 种 生物 高 分 子 的 代 谢 。 关 于 这 二 类 物质 的 生物 合成 ， 前 十 年 好 象 还 是 一 座 坚实 难 攻 的 代 盆 ,生物 化 学 只 能 做 些 外 围 工 作 , 但 是 最 近 的 努力 已 交 打 破 了 僵局 ， 尤 其 全 人 兴奋 的 是 这 二 种 物质 的 合成 越 来 越 清 楚 地 表现 窗 切 相 联 的 关系 。 核 糖 核酸 可 以 在 特定 的 情 巡 下 指导 有 氮 基 酸 按 程 序 排列 成 肽 链 几 乎 是 已 沟 肯 定 的 事实 ,从 最 近 的 发 展 看 来 ,核糖 核酸 又 和 胸 氧 核糖 核酸 有 和 结构 上 相对 应 的 关系 ， 这 样 的 关系 就 使 得 重 藏 在 胸 氧 核糖 核酸 分 子 中 的 讯息 传 到 才 且 也 表现 在 所 合 戌 的 蛋白 质 分 子 身 上 。 由 于 这 些 实 验 能 够 离 体 地 进行 ， 可 以 估计 在 不 太 长 的 时 间 里 整个 生物 高 分 子 的 复制 问题 会 获得 答案 。 但 是 ， 这 样 谣 井 不 意味 着 代谢 途径 和 代谢 过 程 的 研究 行将 结 束 。 应 访 指 出 ,几乎 每 一 个 代谢 途径 都 有 不 少 未 解决 的 问题 ,例如 许多 过 程 的 骨节 还 有 竺 补充 ， 许 多 代谢 途径 的 具体 运转 情 交 和 所 需 条 件 何须 进一步 间 明 。 更 重要 的 ， 代 谢 途 径 是 由 者 干 离 体 实验 的 结果 挤 次 起 来 的 ,多 少 带 有 揣测 的 成 分 ,因此 有 必要 在 整体 上 进 行 考验 ,在 反复 诈 实 以 后 ,方才 可 以 断定 这 些 途 径 确实 在 生物 体 中 进行 着 。 此 外 ,自然 不 能 发 我 们 已 沟 发 现 了 一 切 的 代谢 途径 ,今后 的 一 个 时 期 ,还 会 有 新 的 代谢 途径 显现 出 来 ,在 我 们 难得 接触 或 者 从 未 研究 过 的 生物 身上 ， 尤 其 有 可 能 找到 新 的 和 我 们 所 熟知 的 途 径 不 同 的 代谢 方式 。 更 进一步 来 看 ， 各 个 代谢 途径 在 生物 体 所 占 的 地 位 , 巧 们 忆 则 的 相 巨 关系 、 它 们 随 关 生物 体 的 不 同 生理 状 允 或 者 在 各 种 外 界 因 素 的 影响 下 ， 会 发 生 什 么 变化 …… 这 些 都 是 等 待 着 我 们 来 努力 关 明 的 问题 。 62 新 陈 代谢 太 究 的 现状 和 展望 =, He at Ht RAE ERA, BRIS Pix te Pe Kh PAD T Pee PERS. RIM eRe, PEER AY ACE BE AY , I TR aT SE A EB 狗 在 三 十 年 以 前 ,我 们 就 找到 了 生物 体内 广泛 存在 的 化 学 能 的 活 化 "形式 ， 即 所 谓 “ 高 能 化 合 物 ”， 其 中 的 主要 成 员 是 腺 嗓 啥 核 背 三 ， 磷酸 (简称 腺 三 磷 )， 从 那个 年 代 开 始 我 们 发 现 了 无 数 的 需要 腺 三 磷 供 能 的 代谢 活动 ,也 陆续 发 现 了 其 他 的 “活化 "形式 , 象 鸟 嗓 吟 核 苷 三 磷酸 、 尿 喀 喧 核 苷 三 磷酸 、 胞 喀 喧 核 背 三 磷酸 等 化 合 物 。 腺 三 磷 供 能 一 般 通过 专 一 的 酶 类 , 通称 腺 三 磷 转 磷酸 酶 类 , E 们 催化 的 反应 ,促使 中 间 产 物 转化 为 “高 能 化 合 物 ”, 便 于 进行 下 一 步 的 反应 。 腺 三 磷 供 能 的 具体 方式 ,常见 的 看 来 有 三 种 : CORRE 磷 将 的 第 三 磷酸 根 转移 给 需 能 的 化 合 物 而 生成 活化 的 中 间 物 FORAGE, RRP UN, AS BE. SRE 6 RR i 19 To 1B AB ee C2) R= ADA EF BD 57 HS BB a is BE A A RA rR HG Br ys BT CY 高 能 型 态 , 35 bh ee TR, Bl ON ATE BBE AR AIS 2b AEE MAIER HY TR RP, Ti DGS FEW TE HZ AZ MEY BA BC Be, SCAT i IG RRA Er Be He EP WAT SCS) ER “EBB Ty Hs FG PR DD IK Ae Sk J SE FT 9 FS — Be sz Dw, (3) WBS ES OS — BT = RAR, DA AE To BR TG SKS Bhs Sc TR, AE BOE HY TBE Ea Pi TTT RAK EF WBS DA Die TSK SE TH, BH TA BEB TTR A WS BARRA BE ATR , 可 作为 这 类 反应 的 代表 。 目前 可 以 断言 ,各 种 核 背 三 磷酸 ,特别 是 腺 三 磷 , 是 生物 体 从 中 直接 取 能 的 水 动 供 能 站 ,有 别 于 象 肌 酸 磷 酸 、 精 须 酸 磷酸 等 储备 形式 的 “高 能 化 合 物 ”。 讼 然 是 可 以 直接 利用 的 供 能 站 ,它们 的 生 艳 就 契 为 能 代谢 的 重要 研究 课题 。 已 沟 知 道 腺 三 磷 的 来 历 有 下 裂 三 个 主要 方面 : 〈J1) 某 些 代谢 过 程 中 生成 的 高 能 磷酸 化 合 物 ”， 如 酵 解 过 程 中 生成 的 1,3 二 磷酸 甘油 酸 和 磷酸 烯 醇 两 酮 酸 ， 实 际 目 答 藏 背 糖 分 子 里 的 部 分 能 量 ， 它 们 可 以 通过 专 一 的 酶 转移 “高 能 =. AMARA 63 Be” £—TZE RE E, (2) BSH RERAT RA 酸化 作用 生成 的 ， 主 要 代表 各 种 腊 氨 反应 中 生成 的 还 原 辅 酶 的 重 氧化 ， 其 中 的 部 分 能 量 通过 人 河 未 天明 的 机 制 转移 到 同一 个 时 期 中 生成 的 腺 三 磷 分 子 ， 这 种 在 线粒体 中 进行 的 所 谓 偶 联 反应 乃 目前 多 方面 注意 的 问题 , 是 研究 的 一 个 焦点 ，(3) 直 接 利 用 阳光 的 能 量 而 形成 腺 三 磷 分 子 , 是 稼 色 植 物 特有 的 本 全 ,和 时 烁 体 有 密切 的 关 梁 ) 乃 植物 生化 方面 研究 的 一 个 焦点 ,原因 不 仅 是 为 了 光合 磷酸 化 是 植物 的 重要 活动 更 有 意义 的 是 它 代 表 一 种 高 效 的 光 能 转化 。 流动 供 能 站 的 化 学 能 ,怎样 转化 为 机 械 能 ,如 肌肉 收 熔 所 需 的 那样 ;虽然 是 研究 了 很 久 的 课题 ,还 是 远 未 获得 定论 。 前 几 年 的 实 办 似乎 否定 了 腺 三 磷 为 直接 能 源 的 说 法 ， 但 是 最 近 使 用 单一 肌 纤 蕉 的 实验 看 来 又 翻 了 和 案 。 问 题 无 疑 是 复杂 的 ， 生 物体 能 转化 的 机 制 可 能 有 几 套 高 效率 的 方式 , 随 着 实验 技术 的 进展 , 可 以 展望 着 这 些 秆 物 学 、 化 学 ,物理 学 的 边缘 问题 ,会 迅速 获得 满意 的 答案 。 _ 三、 罗 胞 精 构 和 代谢 竹 胞 学 近年 来 有 很 大 的 进展 ， 主 要 在 租 胞 内 部 结构 的 进一步 VR, LE RAE OH TB EES CE ELAR ALRRNEAE ALE EE RO, AL eg WAY Se MANA FORE R ASE , ELE A (CEE HOT Se BRL PHO SUBIRAW EARLS HARASS, AE BE PB AiR Ae WS He Be ELA AY Dh AE BH, HY DEFT OF OL, AE SES), To AMPS ALR iL, JRA AE DD hE HERA SEW — BER, NSA ESR (FBR, 因此 我 们 时 常 称 之 为 普 胞 的 “发 电 单位 ”。 这 些 事实 促 使 我 们 相信 ; 禾 粒 体 自身 应 该 具有 严密 的 租 微 结 构 , 从 它们 能 够 进 AF HANNS, 酶 催化 的 代谢 反应 来 看 ， 它 们 必须 具有 安排 得 极 有 秩 序 的 多 酶 体系 ， 颇 似 一 个 大 工厂 有 很 多 按 生 产程 序 安排 的 问 一 样 。 但 是 ; 竹 胞 浆 里 还 有 其 他 有 酶 活动 的 区 域 。 在 电子 显 微 镭 下 许 64 SER MOTF AIDE Ke 2 Ae Bh Hy $e 2 SHG BF A IR POH » 乃 是 一 些 似 膜 的 物质 ,或 者 是 平行 的 或 者 是 交替 联系 着 的 ， 形 成 许多 渠道 和 口袋 。 在 这 些 膜 ， 上 还 可 以 观 察 到 许多 小 颗粒 ,一 般 称 为 核糖 核 蛋白 体 (ribosomes)， 目前 已 经 有 不 少 的 让 据 指出 这 些 颗 粒 为 普 胞 内 蛋 自 质 合成 作用 旺 盛 的 地 方 。 这 些 是 有 形 的 部 分 ,近年 有 人 发 现 , 即 使 是 那些 看 不 到 有 什么 具体 车 构 的 部 分 ,也 表现 不 少 酶 的 活力 , 井 且 有 些 酶 ， Be 干 种 水 解 酶 类 ， 时 常 聚 在 一 起 ， 在 特定 的 差 速 分 离 条 件 下 还 是 保 持 在 同一 个 部 分 ,这 样 的 一 种 酶 的 集体 称 为 洲 酶 体 (Isosome)u 不 难看 到 ， 秋 胞 结构 研究 的 成 果 答 我 们 提供 了 所 请 代 谢 活动 区 域 化 (compartmentation ) 桥 念 的 物质 基础 ; 简单 地 敦 ， 代 谢 活动 中 栈 和 底 物 如 果 不 能 接触 (不 处 在 同一 个 区 域 )， 就 不 可 能 发 条 应 有 的 反应 。 灶 胞 在 结构 上 形成 许多 区 域 ,因而 产生 了 一 些 隔离 现象 ,只 是 情 沈 的 一 个 方面 。 现 代 竹 胞 学 成 就 的 另 一 个 重要 方面 是 它 为 我 们 指出 了 和 壮 胞 在 结构 上 的 可 变性 。 除 了 已 经 担 到 的 线粒体 和 网 状 内 质 , ZA HH wn A es ARE A he BAR A, BUR 不 能 忘掉 玫 胞 自身 也 是 具有 膜 的 ， 而 所 谓 溶 酶 体 是 否 具有 一 种 未 、 能 观察 到 的 膜 乃 是 价 未 有 答案 的 问题 。 近 来 的 观察 指出 AUS 部 的 膜 ,不 是 固定 的 结构 ， 象 帮 胞 核 的 双 层 膜 , 其 外 层 常 和 网 状 内 质 连 在 一 起 ,似乎 是 形成 缺口 ,给 核 和 浆 有 沟通 的 机 会 。 有 人 认为 这 就 是 核 内 腊 氧 核糖 核酸 给 核 外 成 分 传递 讯息 的 具体 表现 ， 这 虽 有 可 能 ,还 是 缺乏 直接 的 证 据 。 即 使 是 壮 胞 自身 的 膜 , 也 不 是 我 们 早年 所 认为 的 那么 稳固 的 结构 ， 已 猎 反 复 观 察 到 的 吞噬 现象 说 明 竹 胞 膜 除了 一 般 的 隔离 作用 而 外 ， 还 具有 和 外 界 沟通 的 灵活 的 方 式 ,因此 我 们 思想 上 不 宜 拿 硼 胞 膜 的 屏障 效应 看 死 。 根据 这 些 新 的 观察 ， 我 们 应 访 拿 硼 胞 看 作 构造 极为 复杂 的 同 时 又 是 极为 活跃 的 个 体 ， 旗 有 大 小 器 官 和 各 种 区 域 的 独立 性 而 双 具有 适应 环境 相互 沟通 的 可 塑性 。 尊 胞 的 各 个 器 官 必须 有 各 自 的 功能 ,有 的 象 网 状 内 质 , 高 尔 基 体 等 还 不 知道 究竟 担任 什么 角色 ,个 计 随 着 和 胞 普 微 结构 知 巷 的 进展 ， 这 些 器 官 在 四 胞 代谢 上 的 地 位 Po. ft at 9 oe 7 65 SAM. KB-AHA, BANK, MRE KA 2 Sel FRE AS RSA i, 2 FARE AS AE SH a 来 。 PU, 4 at AY oa 无 论 是 那 一 种 生物 ， 都 要 对 于 它 的 代谢 过 程 进 行 调节 以 适应 CASHES AERA THE, RAM CEERI SECIS Ee, ARE, 在 缺乏 这 些 知识 的 情况 下 ， 很 难 对 于 代谢 的 调节 问题 进行 什么 探讨 。 近 年 来 由 于 主要 的 代谢 途径 已 沟 关 明 而 有 关 帮 胞 结构 的 知 蕊 亦 已 达到 新 的 水 平 ， 代 谢 调节 的 研 完 就 获得 了 着 手 的 起 点 ,而 逐渐 热 半 起 来 了 。 攻 胞 具有 狂 微 结构 和 和 壮 胞 内 存在 有 区 域 的 事实 就 构成 一 种 调 节 因 素 。 象 线粒体 这 样 一 种 租 胞 器 官 是 搞 得 比较 清楚 的 ， 它 是 一 种 具有 双 层 膜 的 显 粒 ,在 和 胞 内 成 为 一 种 活动 单位 , 能 够 进行 整套 的 氧化 和 电子 传递 活动 。 很 容易 想到 ， 这 些 氧化 过 程 要 求 底 物 直 接 接触 线粒体 ,因此 进 大 确 胞 的 底 物 有 可 能 不 被 氧化 。 同 样 , 可 以 想象 硼 胞 内 的 各 种 膜 样 物质 会 具有 选择 通 透 性 能 ， 而 各 种 膜 的 通 透 性 可 随 着 环境 改变 ,形成 对 于 底 物 进出 的 控制 因素 。 不 仅 如 此 ， 有 迹象 表明 ,有些 膜 具有 和 酶 结合 的 能 力 , 而 和 膜 辣 合 的 酶 可 能 在 活力 上 有 改变 ,直接 影响 代谢 进行 的 速率 。 此 外 , 酶 的 作用 时 常 需 要 一 些 所 谓 辅助 因子 ,如 辅酶 II 和 畏 酶 BR TE A REE I, 有 关 的 酶 是 否 和 它们 的 辅助 因子 在 一 起 就 成 为 重要 的 决定 因素 ， 因此 某 种 辅助 因子 是 否 存在 于 某 一 区 域 能 够 直接 关系 到 某 一 代谢 过 程 能 否 进行 或 者 更 广泛 些 看 ,也 可 以 关系 到 某 一 代谢 途径 是 否 能 正常 地 运转 。 和 竹 胞 结构 殊途同归 的 还 有 另外 一 种 调节 方式 。 例 如 ，, 腺 三 磷 转变 为 腺 二 磷 和 无 机 磷酸 盐 的 反应 是 在 生物 体内 沟 常 发 生 的 ， 它 的 速率 和 生物 体能 量 的 总 的 消耗 速率 有 成 比例 的 关系 ， 但 是 这 一 反应 的 产物 恰好 又 是 生物 体内 聚 能 反应 的 原料 ， 这 些 产 物 的 积聚 增加 了 这 种 原料 ,有 利于 腺 三 磅 的 生 契 ,因此 腺 二 磷 和 无 机 磷酸 的 66 新 陈 代谢 研究 的 现状 和 展望 竺 成 推动 了 消除 它们 自己 的 反应 ,形成 了 一 套 循环 运转 的 关系 ,这 样 一 种 循环 运转 关系 ,完全 符合 工程 学 上 所 谓 “ 反 饶 " 作 用 ,而 反馈 实际 上 是 一 种 简单 的 自动 调节 作用 。 近 来 发 现 反馈 现象 在 生物 的 各 种 运转 中 是 常见 的 ， 有 许多 降解 和 循环 的 代谢 途径 上 已 沟 发 现 许多 酶 催化 的 反应 的 产物 抑制 酶 作用 的 例子 ， 象 草 酰 乙酸 抑制 葵 果 酸 腊 氢 酶 、 葡 萄 糖 -6- 磷 酸 抑制 已 糖 激酶 等 。 除 此 之 外 ， 最 近 发 现 了 很 多 合成 代谢 的 多 点 产物 抑制 合成 的 初期 反应 的 例子 ， 二 般 RHE SATOMI, KT PIS eee AP 所 催化 的 反应 为 此 菌 合成 喀 啶 核 苷 酸 的 初期 反应 ， 而 这 一 反应 恰 为 胞 喀 喧 核 苷 三 磷酸 强烈 抑制 。 又 如 大 肠 杆菌 还 有 门 冬 氛 酸 激酶 ， 催化 门 冬 氨 酸 进行 磷酸 化 生成 B 门 冬 氨 酰 磷酸 的 反应 ， 此 为 三 种 不 同 氨基 酸 ( 顿 气 酸 、 苏 氨 酸 、 高 纤 氨 酸 ) 的 前 体 , 最 近 发 现 有 趣味 的 事实 ， 即 此 菌 似 有 三 种 不同 的 门 冬 氮 酸 激酶 ， + ARORA 氨 酸 、 高 条 氨 酸 所 抑制 ， 这 样 的 安排 保证 了 一 种 和 终点 产物 过 多 的 时 候 ， 不 至 于 同时 影响 三 种 氨基 酸 的 合成 。 此 外 ， 有 很 多 例子 发 明 ， 如 果 二 种 产物 有 一 共同 前 体 ， 这 些 产物 可 能 未 影响 此 一 前 体 的 生成 ， 而 各 自 抑制 合成 途径 分 道 以 后 的 第 一 个 反应 ” 正 述 的 例 子 无 例外 地 发 明生 物体 采取 了 符合 沟 济 核算 原则 的 控制 方式 ， 因 为 焰 点 产物 抑制 的 不 是 任何 一 个 反应 ， 而 是 不 影响 其 他 合成 途径 的 最 早 的 一 个 反应 ， 这 样 就 避免 了 不 必要 的 浪费 ， 也 各 免 了 要 不 得 的 干扰 (图 1)。 生 物体 有 时 采取 另外 一 种 避免 于 扰 的 方法 ， 那 就 是 由 催化 同一 作用 的 不 同 酶 种 来 合成 不 同 物质 的 共同 前 体 【 图 2). Di Bei8 tH RAE TE Ph RE, FEA Ee 显 ， 即 生物 合成 的 产物 抑制 合成 途径 上 有 关 酶 的 生成 。 这 种 抑制 作用 所 造成 的 效果 自然 也 是 降低 产物 合成 的 速率 ， 但 是 获得 这 种 效果 的 原因 却 是 由 于 催化 合成 反应 的 那些 酶 减少 了 ， 而 不 是 由 于 合成 反应 中 的 一 种 酶 的 作用 受到 了 产物 的 抑制 。 对 于 酶 生成 的 反 伺 作 用 时 常 牵 涉 到 合成 过 程 中 的 很 多 酶 ， 而 不 是 催化 初期 反应 的 一 种 酶 。 所 以 ， 效 点 产物 对 于 酶 作用 的 抑制 和 它 对 于 酶 生成 的 67 入 一 一 一 一 Al 合成 途径 上 有 共同 前 体 的 不 同 产物 对 前 体 生 成 后 的 反馈 抑制 OAKHAM; @@ 和 人为 二 种 不 同 产物 图 2 合成 途径 上 有 共同 前 体 的 不 同 产物 对 前 体 生 成 前 的 反馈 抑制 (RAL AD HARARE). OKA; 鲁 和 @ 为 二 种 不 同 产物 抑制 构成 双重 的 自动 控制 体系 。 这 种 安排 的 效果 ， 不 仅 是 合成 终 点 产物 的 原料 和 所 需 能 量 可 以 节 狗 下 来 ， 而 是 合成 酶 系 所 需 的 一 切 也 可 以 节省 下 来 ; 工 且 可 以 看 到 ,生物 体 通 过 对 于 酶 生 成 的 控制 可 以 更 好 地 调节 酶 的 含量 , 因而 避免 任何 极端 状态 。 催化 同一 作用 的 不 同 酶 种 ,看 来 是 极为 普 副 的 调节 因素 , 因为 除了 下 述 合成 代谢 途径 上 的 一 些 实 例 而 外 ， 已 沟 发 现 很 多 的 酶 是 以 多 种 形式 存在 的 。 象 酯 酶 、 磷 酸 酯 酶 .已 糖 激酶 、 乳 酸 腕 氢 酶 、 革 有 果 酸 胸 气 酶 、 谷 氨 酸 觅 所 酶 .转氨酶 均 沟 证 明 在 同一 生物 体 有 不 止 68 新 陈 代 谢 研究 的 现状 和 展望 -种 形 式 , 少 的 有 二 .三 种 ,多 的 达到 六 ,、 七 种 。 可 以 发 想 , 这 些 所 戎 同 工 酶 (isozyime) 各 有 自己 的 任务 。 例 如 ,动物 体 的 五 种 乳酸 脾 氢 酶 已 多 知 道 为 二 种 亚 基 按 不 同比 数 硼 成 的 四 聚 体 ， 其 中 心肌 会 量 最 多 的 一 种 具有 受 丙酮 酸 抑制 的 性 能 ， 而 骨 了 用 肌 合 量 最 多 的 一 种 却 没有 这 种 特征 。 这 一 区 别 可 能 和 此 二 种 肌 棚 纵 的 生理 功能 有 密切 关联 。 估 计 今 后 会 进一步 证 实 同 工 酶 为 生物 体 普 逼 应 用 的 代 谢 调 节 方 式 。 这 一 切 均 属 初级 形式 的 调节 作用 , 那 就 是 根据 简单 的 物理 (车 构 、 通 透 性 等 ) 和 化 学 (催化 、 抑 制 等 ) 的 原则 所 获得 的 效果 。 在 动 物体 内 还 存在 另 一 种 高 一 般 的 调节 因素 一 激素 的 调节 。 激 素 很 早 就 成 为 研究 的 对 象 ， 但 是 由 于 它们 的 影响 较为 复杂 而 往往 是 多 方面 的 , 双 因 为 若干 激素 的 本 质 一 时 未 能 关 明 ,不 容易 获得 肯定 的 烙 果 来 悦 明 它们 的 作用 机 制 。 随 着 近年 来 提取 奖 化 工作 的 进展 以 及 代谢 途径 的 逐步 天明， 激素 研究 很 快 地 开展 了 。 最 近 关于 胰岛 素 、 懈 上 腺 素 、 胰 二 血糖 素 、 皮 质 激素 的 作用 机 制 都 有 新 的 发 展 ; 懈 上 腺 素 在 肝 胜 中 的 作用 点 似乎 已 沟 找 到 ， 是 通过 影响 一 种 环 化 酶 的 活力 而 间接 地 促进 糖 元 的 降解 ,生成 较 多 的 葡萄 糖 , 可 以 合理 ， 解释 寡 上 腺 素 增加 血糖 的 效果 。 脑 垂体 的 促 皮 激 素 可 能 在 育 上 腺 。 皮质 中 发 生 同 样 的 作用 。 甲 状 腺 素 对 于 酶 的 影响 各 不 相同 ， 有 些 是 被 抑制 的 ， 也 有 些 是 被 激活 的 ; 近来 有 人 指出 甲状 腺 素 激 活 的 iS, WBE EAM ALA, oc 甘油 磷酸 氧化 酶 , 和 辅酶 I RISER 酸 觅 氢 酶 以 及 竹 胞 色素 都 是 具有 降解 功能 的 ,而 它 所 抑制 的 ,如 和 辅酶 工 联系 的 异 梯 檬 酸 胸 氢 酶 等 是 具有 合成 功能 的 。 这 种 情况 符 合 甲状 腺 素 的 已 知 生 理 作用 ， 搜 集 了 更 多 的 硒 料 以 后 应 该 可 以 避 明 问题 。 上 壕 现 象 为 激素 作用 机 制 的 研 完 提供 维 索 ， 如 果 激 素 的 一 般 作用 是 这 样 的 话 ， 那 就 可 以 谣 它 们 采用 了 远 点 操纵 和 多 面 影 响 的 深 制 方式 ,因此 它们 所 控制 的 范围 较 大 ,影响 较为 深远 。 无 论 是 竹 胞 结构 上 的 、 反 馈 形 式 的 、 或 者 是 激素 的 远 点 操纵 和 多 面 影响 ,都 是 开始 露 苗头 的 研究 园地 , 今后 将 进入 活跃 阶段 ;也 速 发 展 为 代谢 研究 的 主流 。 H. we ft 69 fi, He we TK at 从 比较 的 观点 出 发 进行 的 代谢 研究 工作 是 很 少 的 ， 但 是 近年 来 发 生 的 几 件 事 划 明 比较 观点 已 经 获得 重视 , 它们 是 :(1)Elorkin 和 Mason 主 铺 的 著作 < 比较 生物 化 学 > 的 问世 ，(2) 比 较 生 理 和 生 化 学 报 的 刊行 (1959 年 创刊 ))(〈3) 国 际 生 化 会 凡 举 办 昆虫 生化 讨 论 会 (第 四 届 ) 和 进化 生化 讨论 会 (五 届 )。 值 得 指出 ， 有关 不 同 生 物 的 代谢 资料 从 很 早 就 在 累积 起 来 ， 可 是 提供 这 些 奏 料 的 工作 一 般 都 不 从 比较 观点 出 发 。 有 的 仅 为 材料 方便 或 者 因为 有 利于 关 明 某 一 问题 ,如 常用 实验 动物 的 代谢 ; 有 的 从 实际 问题 出 发 ， 如 昆虫 的 代谢 和 农药 的 应 用 有 关 ， 寄 生 虫 的 代谢 和 疾病 的 预防 及 治疗 有 关 ; 也 有 和 工业 有 关 的 ， 如 微生物 代谢 和 发 酵 工 业 ， 次 生物 质 的 代 谢 和 猎 济 作物 等 。 这 些 来 自 各 方 的 岁 料 非常 雾 碎 而 缺乏 系统 ， 如 果 能 汇集 起 来 从 比较 观点 进行 整理 , 是 极 有 价值 的 ,《 比 较 生 物化 学 > 载 有 不 少 这 类 整理 工作 的 结果 。 近年 来 ,由 于 工作 上 便利 和 实际 意义 极 大 的 和 精 故 ,微生物 的 代 谢 已 沟 成 为 很 活跃 的 什 域 。 仅 就 不 同 种 的 微生物 之 问 已 沟 找 到 很 多 代谢 途径 上 的 区 别 ; 有 些 代谢 途径 , 象 股 氧 酮 糖 酸 途 径 、 乙 醋酸 途径 、 若 和 干 丙酮 酸 的 降解 途径 ， 均 为 高 等 动物 体内 找 不 到 的 代谢 方式 ， 同 时 也 在 不 同 种 微生物 中 表现 很 多 差别 。 氨 基 酸 的 合成 途 径 , 也 是 这 样 ; 有 些 在 合成 的 最 后 一 、 二 步 腔 上 表现 差别 ,也 有 从 头 就 采取 了 不 同 的 路 线 。 事 实 上 ,研究 较 多 的 那些 生物 ,都 表现 一 些 代谢 上 的 特殊 性 ;代谢 方式 的 繁多 ,高 等 动物 自 不 可 能 和 它们 同日 而 苹 , 和 此 物 的 异性 在 微生物 身上 体现 得 最 为 明显 。 昆虫 的 生物 化 学 ,包括 屁 虫 的 代谢 , BAK De, A 而 也 是 发 展 过 为 迅速 的 一 个 方面 .昆虫 的 变态 很 早 就 引起 了 注意 ， 这 在 一 方面 这 涉 到 激素 的 作用 ， 另 一 方面 关系 到 变态 的 特殊 生化 变化 。 昆 虫 的 激素 系统 ,和 高 等 动物 的 有 很 大 的 差别 ,其 中 之 一 称 We USE, ERR A a, (ROR EEA Rh, 2—HA RR A, aE EAS PA LEME 70 RMT APRA eS 其 他 的 如 咽 侧 体 因素 、 返 幼 激素 等 ,也 是 集中 研究 的 对 象 ， 而 这 些 激素 对 于 昆虫 代谢 的 影响 ， 将 成 为 比较 代谢 的 丰富 颌 域 。 昆 虫 的 种 类 繁多 ,要 探索 到 每 个 重要 的 科 , 已 沟 不 是 轻易 的 事情 ;从 少数 PORSCHE DEK, TORS RMR ASE 动物 的 代谢 有 很 大 的 出 入。 很 多 种 昆虫 的 体液 含有 海 阁 糖 》 而 区 萄 糖 的 含量 较 少 。 它 们 一 般 缺 乏 乳 酸 腹 氢 酶 ， 富 于 “甘油 磷酸 觅 氢 酶 , 辟 明 为 什么 乳酸 的 生成 较 少 ;估计 这 些 情况 和 飞 浏 时 的 能 量 ， 供应 有 关 。 昆 虫 的 类 脂 质 代谢 也 有 一 些 特点 ， 它 们 似 能 直接 利用 SiMe VE CANS REVERS FRE AIX PRED). EAP OPER, EROS EMS Atle Re SOE AED AE DA USE, TARE, TERI RHEL 和 代谢 方式 上 也 都 有 些 差 别 。 此 外 ， 昆 虫 对 于 除 虫 药物 的 降解 代 谢 有 关 的 酶 柔 \ 产 生 抗 药性 的 机 制 等 亦 已 有 不 少壮 料 ; 这 方面 的 研究 和 农药 的 应 用 以 及 新 药 的 设计 有 关 , 寻 找 高 效 的 \ 对 于 天 体 毒 性 很 少 的 药物 ,需要 昆虫 代谢 的 知识 ,已 经 有 些 好 的 成 果 ， 而 今后 WOMB ys Ae SHLD A na, RIE AF SED, (ARES ENS ET SAE DSR, FOB NIX BRIG MR. SPER MULE, TREAT HPL eA BRAWL. AERP A ay Am URE, RHE AEE SEWARE DSR. ZEEE, AHO EL EK Ee 了 ,有 的 肯定 了 若干 重要 步 姨 。 总 的 说 来 , 植物 代谢 的 研究 ) BS 出 现 迎 头 赶 上 的 趋势 。 值得 提 到 , 竹 胞 分 裂 过 程 中 的 代谢 活动 、 配合 着 个 体 发 青 各 个 阶段 的 代谢 、 秋 胞 分 化 的 代谢 等 ， 都 是 极 有 兴味 的 课题 ， 近来 研究 MAA, 正 处 在 搜集 数据 和 分 析 情况 的 时 期 ， SAE, 蛋 白质 合成 、 核 酸 的 影响 等 半 题 注意 较 多 。 同 时 , 超级 分 子 (supra- molecule) 的 车 构 和 它们 的 形成 过 程 亦 已 成 为 观察 的 对 象 ,这 方面 的 知识 ,将 有 助 于 了 解 高 级 车 构 的 形成 机 制 ,使 我 们 有 可 能 进 大 多 分 子 粽 合 活动 的 代谢 俩 域 里 去 。 七 、 不 正常 代谢 41 六 、 器 官 和 租 身 的 代谢 高 等 生物， 特别 是 高 等 动物 ， 都 表现 极 高 度 的 分 化 。 各 个 器 官 , 除 一 般 的 条 胞 代谢 而 外 , 另外 都 还 有 特征 性 的 代谢 。 这 些 特 征 人 性 的 代谢 往往 和 各 个 器 官 (或 各 个 粗 积 ) 的 功能 有 害 切 关系 。 由 于 医学 上 提出 的 要 求 , 以 往 对 于 肝 LS, eR TES, 积 标 的 资料 也 较 为 丰富 。 近 年 来 随 着 实验 方法 上 的 进展 ， 一 些 太 手 比 较 困 难 的 材料 , 象 某 些 腺 体 、 脑 . 神 狂 的 代谢 , EL EAT TOF 完 。 息 状 腺 中 激素 的 合成 步 骏 以 及 必 上 腺 皮质 和 性 腺 的 类 固 醇 代 谢 , 都 是 近年 来 的 活跃 园地 。 脑 的 代谢 一 向 认为 是 个 困难 的 课题 ， Fa fn ERASER I, TEI OSE ME ac Sc eR MI AE BE IE RA, ibe Ss Foe AE LBL. BF AUER EAR EP AMAR, RIA ERM, IRE UT AIM. BH A RRL 谢 , 党 全 不 是 以 往 想 象 中 的 反应 极为 迟钝 的 部 位 , 它 负 有 脂肪 酸 合 成 和 脂肪 酸 供应 站 的 任务 ,可 以 利用 葡萄 糖 ; 也 可 以 从 脂肪 酸 和 十 油 磷 酸 合成 甘油 三 酯 。 不 同 部 位 的 相同 租 禾 ， 未 尝 不 可 以 有 不 同 的 代谢 方式 ， 肌 组 彻 就 是 一 个 很 好 的 例子 。 心 脏 的 肌肉 、 骨 有 骆 肌 、 平滑 肌 在 糖 代谢 各 个 途径 的 分 布 上 均 有 所 不 同 ， 反 映 在 它们 的 酶 活力 和 酶 的 性 能 。 ELAR, BET ORAL 和 自 的 肌 替 , 儿 肌 富 于 和 合 粒 体 而 含有 肌 红 蛋白 , 似 和 持久 的 运动 有 间接 的 关系 ， 而 白 肌 则 不 然 。 怎 样 能 将 各 个 器 官 和 各 种 组 秩 的 代 谢 特征 和 它们 的 功能 联系 起 来 将 会 是 今后 的 一 个 研究 重点 。 七 、 不 正 笛 代谢 如 采 在 同 种 的 生物 ,发 现 和 一 般 的 代谢 不 同 的 代谢 方式 , 称 为 不 正常 的 代谢 。 这 种 情 光 可 以 发 生 在 : 《1) 有 先天 性 代谢 病 的 生 秘 体 2) 一 般 病 体 ,3) 处 于 药物 .射线 、 或 者 特殊 气压 、 温 度 等 因 素 的 影响 下 的 生物 体 。 72 新 陈 代谢 研究 的 现状 和 展望 先天 性 代谢 病 的 研究 发 源 极 早 ， 这 些 研究 绍 轻 对 于 若干 物质 的 代谢 途径 提供 线索 。 近 年 来 由 于 技术 上 的 进展 又 发 现 很 多 种 的 先天 性 代谢 病 ， 其 中 有 很 大 一 部 分 属于 分 子 的 病 。 有 的 是 分 子 灶 构 不 正常 ,因而 造成 不 能 进行 正常 功能 活动 的 现象 ?有 的 是 由 于 重 要 物质 (如 酶 ) 缺 乏 或 过 多 所 引起 的 病 。 近 来 发 现 的 车 王 种 不 正常 血 G 蛋 白质 分 子 所 造成 的 贫血 症 乃 分 子 自身 结构 的 问题 ， 而 ?了 球 蛋白 缺乏 症 、 糖 元 堆积 症 、 若 干 种 氨基 酸 的 代谢 障碍 症 均 属 缺乏 重 ， 要 因素 的 问题 。 很 多 这 类 的 病 是 可 以 遗传 的 。 疾病 ,尤其 是 慢性 疾病 , 在 代谢 上 反映 的 变化 ， 也 是 近来 研究 较 多 的 问题 。 最 突出 的 要 推 肿瘤 自身 及 宿主 的 代谢 和 若干 种 肝脏 ， 及 血液 疾病 以 及 内 分 泌 不 正常 、 营 养 缺 乏 等 情况 下 的 代谢 。 不 可 否认 ,我 们 在 这 些 方面 积累 了 不 少 的 知识 ; 关于 酶 的 变化 、 代谢 物 的 志 减 ,特征 性 物质 的 出 现 及 其 排出 情况 等 方面 的 数据 尤其 丰富 。 这 些 知 哉 ， 也 有 已 经 反 映 在 检验 疾病 的 方法 上 或 治疗 措施 上 。 正 常 代谢 和 病理 代谢 的 研究 是 相互 推动 的 ,有 利于 医学 的 进展 。 ， 随 着 工业 的 进展 和 生活 的 现代 化 ,各 种 化 学 的 (药物 .毒物 ) 和 物理 的 (射线 ,温度 ` 气 压 等 ) 因 素 对 于 代谢 的 影响 逐 淘 地 成 为 重要 的 课题 。 就 化 学 因素 来 说 ,还 有 化 学 物质 (药物 等 ) 自身 的 代谢 过 程 , 是 需要 知道 的 ; 这 必然 和 它们 对 机 体 的 影响 有 关 。 药 物 、 毒 物 的 代谢 研究 开展 较 早 ;已 沟 积 累 了 较 多 的 资料 ,对 于 寻找 和 设计 新 药物 的 工作 起 了 一 定 作用 。 代 谢 知识 的 二 进 会 在 今后 增加 这 类 工 作 的 预见 性 。 物 理 因 素 的 影响 研究 得 较 少 ,但 近年 来 发 展 其 速 ,有 大 量 的 工作 人 镍 对 着 各 种 射线 的 影响 、 它 们 的 为 嘎 原 因 和 它们 所 引 起 的 原始 反应 ;但 是 圆满 地 襄 明 问题 则 还 有 待 于 今后 的 努力 。 Ki - wa EE SB ie OR Et (ONE FES AY ee, FY Dh aA" TEE — ASD OT HST Bead ABR AT Be, AAAS LS ST TR 体 的 观察 ， 从 关 明 代谢 途径 为 重点 转 到 研 宛 代谢 调节 和 控制 为 主 流 。 回 忆 过 去 的 三 十 年 ， 代 谢 知 识 所 以 能 够 以 史无前例 的 速度 积 A, - RES 73 SARK KIA TT — EAR, FLAP a SI HE Se 9 9 [el EI Fee LEAR AS PER TAD BOOS. MY RH, SETAE 化 学 学 科 的 进展 很 生动 地 显现 了 技术 和 方法 推动 学 科 的 力量 ， 但 是 我 们 不 难看 出 现代 技术 在 解决 代谢 的 调节 控制 机 制 以 及 使 代谢 知识 放 回 到 整体 去 的 重大 问题 上 还 不 能 起 决定 性 的 作用 。 除 了 继 续 提 高 同位 素 应 用 技术 和 加 强 实 骏 室 自动 化 以 外 ， 必 须 创 造 更 高 水 平 的 实验 方 法 ,方才 有 可 能 突破 认识 生物 的 最 后 一 关 。 脂 质 代 谢 的 进展 z % BH (of BE BEE BYE Be SCRE IE TA LE) ee 机 体内 的 脂 质 可 分 为 三 大 类 : (一 ) 简 单 的 脂 质 : 包括 各 种 脂 肪 酸 和 胆固醇 。( 二 ) 复 合 脂 质 : 包括 甘油 三 酯 、 磷 酷 和 胆固醇 栈 等 。( 三 ) 脂 蛋白 : 即 各 种 简单 和 复合 脂 质 与 蛋白 质 糙 合 的 复合 体 。 包括 血清 中 的 各 种 脂 蛋 白 和 半 胞 中 的 脂 蛋 自 。 脂 蛋 自由 于 它 具 有 蛋白 质 的 性 质 , 有 时 也 将 它 归 和 绩 于 蛋白 质 中 ,为 车 合 蛋白质 之 一 。 Dll 关于 脂 质 代 谢 的 研究 从 若干 年 来 都 停滞 不 前 ， 虽 早 在 本 世纪 ， 初 Knoop 氏 就 提出 脂肪 酸 的 B 氧 化 途径 ， 但 其 中 间 产 物 和 氧化 机 制 直 到 1953 年 用 了 同位 素 的 示 踪 方法 才 得 以 全 部 解决 和 让 实 。 十 余年 前 学 者 们 对 脂 质 代 谢 未 感到 应 有 的 兴趣 和 重视 ， 甚 原因 之 ， 一 可 能 是 由 于 级 大 部 分 脂 质 是 不 能 溶解 于 水 ， 而 且 是 不 稳定 的 化 合 物 。 此 外 在 分 离 的 方法 上 亦 存 在 许多 困难 。 但 近 十 余年 来 ， 一 方面 由 于 各 种 层 析 方法 的 发 展 ， 尤 其 是 气相 层 析 和 砂 酸 的 层 析 ， CH? HH? seach Ghee, MULES AO ZS ES A AEE 酶 的 分 离 ,超速 离心 机 的 使 用 等 , 均 给 予 脂 质 代谢 的 研究 以 有 力 的 ， 条 件 。 另 一 方面 由 于 发 现 脂 质 代谢 可 能 与 许多 代谢 疾病 有 关 ， 例 如 动脉 粥 样 硬 化 症 、 糖 尿 病 、 黄 色 瘤 、 原 发 性 高 脂 血 症 和 高 胆固醇 证 等 ,特别 是 危害 人 们 健康 最 严重 的 冠状 动 脉 粥 样 硬化 症 。 此 外 亦 由 于 脂 质 是 络 胞 千 构 中 不 可 缺少 的 组 成 部 分 ， 谷 了解 各 种 物质 在 ， 机 体内 代谢 的 相互 关系 , 均 须 对 脂 质 代 谢 有 全 面 和 深信 的 了 解 。 由 于 上 述 种 种 原因 使 许多 学 者 们 对 于 脂 质 代谢 产生 了 很 大 的 兴趣 ，， 因而 在 近 十 余年 来 ,在 脂 质 代 谢 的 各 个 方面 , 都 有 了 进展 ， 育 现 出 二 、 脂 质 代谢 研究 的 概况 75 许多 新 的 研究 成 果 。 除 了 在 生物 化 学 及 其 他 有 关 的 杂志 发 表 以 外 ， 自从 1960 年 开始 ， 脂 质 的 研究 已 经 有 了 专门 的 杂志 «J. Lipid Research> 来 询 载 这 方面 的 新 成 就 。 本 妇 仅 就 目前 各 种 脂 质 代 谢 研究 的 概况 和 存在 的 问题 作 简单 的 介 帮 ;另外 还 拟 比较 详 组 地 介 加 脂肪酸 的 生物 合成 的 机 制 半 题 。 二 、 脂 质 代 谢 研 究 的 概 尺 《一 ) 简单 脂 质 的 代谢 这 方面 的 进展 比较 快 ,在 胆固醇 的 生物 合成 方面 , 由 于 Bloch、 Papjik, Cornforth, Bucher, Rudney, Siperstein 等 以 及 其 他 作者 的 不 断 努 旋 ? 到 目前 为 止 , 关于 胆固醇 生物 合 碟 的 途径 、 所 需 酶 系 和 统 、 在 组 胞 内 合成 的 部 位 、 合 成 的 机 制 以 及 控制 的 环节 ， 差 不 BAM: RH SRL LABS. x 简 述 如 下 : 在 1956 年 以 前 只 知道 儿 燃 为 合成 胆固醇 的 重要 中 间 产 物 。 关 于 合成 的 机 制 主 要 环 科 着 多 烯 的 成 环 及 寻找 由 效 烯 到 胆固醇 的 中 间 产 物 等 问题 ， 目 前 此 问题 已 得 到 解决 。 自 1956 年 Tavormina 发 现 了 Q"-2-3- 甲 基 , 3,5 — SE eM (MVA=3-methyl-3,5 dihydroxyvaleric acid， 或 Mevaldic acid) 可 以 大 量 地 和 兰 合 人 胆固醇 分 子 后 ,找到 了 胆固醇 合成 中 的 第 二 个 主要 中 间 产 物 , 胆 固 醇 生 物 合成 的 研究 则 主要 灸 MV A 为 中 心 。 关 于 由 醋酸 如 何 形成 MVA DLR MVA 又 如 何 形 成 狂 燃 的 研究 迅速 地 展开 起 来 。 由 MVA 至 胆固醇 的 合成 途径 近年 来 已 获得 了 解决 。 肯 定 10 HE 风 品 醇 磷酸 酯 和 15 碳 的 姜 草 醇 磅 酸 酯 为 其 中 的 中 间 产 物 。 仅 在 狼 烯 的 形成 机 制 上 还 存在 关 一 些 等 论 。 由 于 此 阶段 与 其 他 代谢 关 系 不 大 ,在 此 不 作 锐 普 介 铬 , 仅 就 醋酸 形成 MV A. 的 机 制 略 介 帮 如 “Pe 近年 来 ，Rudney #ILIL CEM LOWER A MIO T 3- 甲 基 ，3 IE Ke we A CHMGCoA) WAM RAI mk MVA AQPLb (81). BRM GAM RBH EF A YORE 76 脂 质 代谢 的 进展 PETAR CoA 转换 酶 ATP 激活 区 C=O CH; CH; R 4 一 | ATP,HCOs es O=C—SCoA ae a + HSCoA 了 脂肪 酸 HOOC H,C 乙酰 乙酸 乙酰 CoA HMG CH; H.C CH H.C oq CH, pre Ome 2C CH; HC o8CH， +HOH. | | +DPNH? | | +TPNH | | HOOC C-SCoA HOOC C-SCoA HOOC CH HOOC CH; Mb Wi VA rg 9 of CA HO B=FA 2205 ic — BRIA BE HMGCoA MVA CoA Mevaldic He Acid DPN 18ATP | Hs | Hs ATP + CO, C at eis H;C CH H3C 6—CH: +H:0 | | C—SCoA C—SCoA WA A oe B, B-— FEB BFE FH IK RE [a] CoA CoA 本 a 亮 氨 酸 图 1 HMGOoA 的 合成 及 其 与 其 他 支 链 化 合 物 和 胆固醇 合成 的 相互 关系 图 * “乙酰 乙酸 转化 为 脂肪 酸 的 途径 存在 与 否 倚 未 肯定 兰 、 脂 质 代谢 研究 的 概况 V7 CRADLE RN ARTE TE RRA, HK, 发现 醋 酸 需 激活 为 乙酰 OoA 方 能 参加 反应 。 二 分 子 乙 酰 CoA 熔 合 后 的 产物 为 乙酰 乙酰 CoA ， 而 不 是 自由 的 乙酰 乙酸 。 乙 酰 乙酰 CoA 与 另 一 分 子 乙酰 CoA 在 HMGOoA 适合 酶 的 作用 下 形成 HMGOoA, HOBH Pike eR HMGOoA, MABAHH HMG, WH, BRB HMGCoA 亦 可 为 其 他 的 支 链 的 化 合 物 所 形成 。 一 个 途径 为 由 B- IER eae FOO, 的 固定 而 形成 。 另 一 途径 系 由 亮 氨 酸 分 解 为 B， B- 二 甲 基 烯 两 酰 CoA, 再 借 CO, 的 固定 形成 6- 甲 基 xy;B- 烯 友 二 酸 单 酰 OoA。 后 者 加 水 则 形成 了 MGCoA。 乙 酰 乙 酰 CoA 与 乙酰 CoA 的 和 戎 合 反 应 似乎 是 不 可 逆 的 。 但 当 HMGCoA 形成 后 , 在 体 内 可 走 三 条 不 同 的 途径 进入 代谢 : (LD 在 也 MGCoA 还 原 酶 的 作 用 下 被 TPNH iy MVA。(2) 被 HMGCoA 裂解 酶 分 解 为 乙酰 乙酸 和 乙酰 Co0A, 再 进入 二 丰 困 的 代谢 及 酮 体 的 形成 。(3) 被 HMGOCoA HZ. BERS EO A a A H MG Fp HSCoA, 但 Lynen 等 RRM AMGCoA 转变 成 MVA 的 反应 是 利于 合成 的 , HMGCoA 几乎 全 部 转变 为 MVA。 这 对 于 体内 胆固醇 的 生物 合成 有 着 重要 WM. BF HMGOoA 合成 MVA 时 是 否 还 存在 其 他 的 中 间 产 物 , 淋 不 十 分 肯定 。 其 中 可 能 还 须 沟 过 3- 羟 基 3- 甲 基 戊 醛 酸 _ (8-Hydroxy 3-methyl Mevaldic acid), Rudney 等 并 建 广 由 酷 酸 合成 MVA 阶 段 中 的 某 一 个 反应 是 控制 胆固醇 合成 的 速度 的 环节 。 自 胆固醇 的 途径 得 到 关 明 后 ， 体 内 胆固醇 合成 的 速度 的 控制 是 近年 来 研究 者 们 颇 感 兴趣 的 问题 ;胆固醇 的 合成 速度 受 膳食 中 胆固醇 含量 的 影响 是 早已 知道 的 事实 ， 但 其 控制 的 环节 到 近年 才 弄 清 楚 : Biichev 等 应 用 不 同 的 因素 引起 胆固醇 合成 的 改变 ， 发 现 不 管 是 抑制 或 促进 的 因素 都 只 影响 由 醋酸 一 >MVA, 醋 酸 一 一 CLEA, MARY MVA 一 一 芍 烯 ，MVA 一 一 胆 固 醇 或 煞 烯 一 > 胆固醇 。 因 此 认为 栈 酸 一 >MVA 是 控制 胆固醇 合成 速度 的 阶段 。 最 近 8giperstein 等 又 进一步 研究 了 控制 合成 束 度 的 具体 环节 。 诈 明了 为 HMGOoA 形成 MVA 的 反应 。 诈 实 了 78 Sree rot ee Rudney Aytivk, WAN RASS, iki e 动 控制 胆固醇 合成 的 最 适当 的 场所 。 因 为 如 控制 在 HMGCoA 以 前 (图 2)， 则 必然 影响 其 他 物质 的 代谢 ， 例如 脂肪 酸 的 合成 、 酮 体 的 形成 等 ， 如 在 HMGOoA 转变 为 MVA Dis, RARE 谢 中 间 产 物 堆积 ， 尤 其 是 环 状 化 合 物 。 由 于 胆 男 醇 的 代谢 与 动 太 粥 样 硬化 有 密切 的 关系 ,如 何 有 效 地 控制 其 合成 速度 ,将 是 药学 家 和 生物 化 学 家 感到 有 兴趣 的 问题 。 看 来 更 深 大 的 了 解 HMGOoA 形成 MVA 的 机 制 ， HMGCoA 在 体内 代谢 的 情况 ， 以 及 这 些 反 应 所 需 酶 的 性 质 的 了 解 将 是 有 希望 的 途径 之 二 ， 企 Z, 酸 一 > 乙酰 COA 一 > 乙酰 乙酰 COA —> HMGCoA-— > MVA =m Ran CeCe | em CO, Beer | ARABS BS 2 ARETE RR ce * JLB 1 ER 脂肪 酸 的 代谢 方面 : FEN BARE DL th E1953 HALAS, EARNER POPS AES, 目前 的 研究 主 要 是 解决 脂肪 酸 生 物 合成 的 途径 和 机 制 以 及 控制 的 环节 ， 关 于 它 的 生物 合成 途径 已 大 牧 了 解 ,但 对 其 合成 机 制 淋 不 十 分 清楚 , 正 是 目前 研究 的 中 心 和 等 葵 的 焦点 。 它 的 调节 机 制 的 研究 则 刚刚 开始 ， 已 得 到 了 一 些 有 意义 的 糙 果 。 其 合成 速度 亦 受 其 最 称 产 物 脂肪 酸 的 影响 。 但 影响 的 环节 不 太 清 楚 ， 因 此 脂肪 酸 合 成 的 途径 获得 解 决 后 , 它 的 调节 机 制 将 成 为 学 者 们 研究 的 重要 课题 。 (=) 复合 脂 质 的 代 儿 MLSE, BRT REAM: ADR Tae, HELURSETOR IS ok SOE NS, UL ABST TS SAG Bee, 3 于 它们 的 生物 合成 在 1956 年 以 前 知道 的 非常 少 。 直到 Kornberg 和 Pricer 发 现 了 磷脂 酸 ， 并 肯定 其 在 复合 脂 质 生 物 合成 中 的 重要 . RRA HOUR, 79 作用 ， 以 及 1956 年 Kennedy 等 发 现 胞 喀 啶 核 苷 二 磷酸 胆 碱 是 胆 碱 磷 脂 生 物 合成 中 的 重要 中 间 产 物 ， 磷 脂 的 生物 合成 途径 的 研究 QA TRAM. Bt ST AiR MAD AEB eK EF 面 的 途径 进行 (图 3): 甘油 AB BARE ‘This +CoA AMP + PPi L-a 磷酸 甘油 < 一 酵 解 脂 酰 CoA<—Zf CoA 2 脂 酰 CoA < 胆 碱 “ie LI-c 磷脂 酸 ADE 磷酸 胆 碱 CTP Pi la D-a, A “Ayah CMP-PC Nome L-a 胆 碱 磷脂 FS 胆 碱 磷脂 合成 的 途径 图 中 OMP 代表 胞 喀 啶 一 磷酸 核 音 CIP 代表 胞 喀 啶 三 磷酸 核 背 PC ”代表 磷酸 胆 碱 ”全 学 者 们 推测 盟 腕 磷脂 和 夭 氨 酸 磷 脂 的 合成 亦 基本 上 按 胆 碱 磷 脂 的 途径 进行 ,前 者 已 得 到 了 证 实 , 但 后 者 傈 存 在 一 些 等 花 ， 估计 不 和 即将 获得 解决 。 其 他 磷脂 合成 的 途径 的 轮廓 亦 基 本 上 和 弄 清 。 仅 于 甘油 三 酯 的 生物 合成 途径 目 肯定 磷脂 酸 为 重要 的 中 间 产 物 以 后 ， 就 很 快 的 得 到 解决 。 磷 脂 酸 有 去 磷酸 形 碟 D-«,8 甘油 二 酯 ， D-a,8 甘油 二 酯 再 与 一 分 子 脂 酰 CoA 缩合 即 形成 甘油 三 酯 《图 4)。 关 于 写 们 的 调节 机 制 和 调节 环节 则 研究 得 比较 少 。 由 于 甘油 三 酯 和 磷脂 的 合成 在 磷脂 酸 的 前 一 阶段 都 相同 ， 些 后 何 种 因素 控 制 磷 脂 酸 进入 磷脂 的 合成 抑 进入 甘油 三 酯 的 生物 合成 ， 知 道 的 何 不 十 分 清楚 ,推测 磅 脂 酸 中 的 脂肪 酸 的 性 质 \ 蚀 和 脂肪 酸 或 未 饱和 80 Be A Ra HE 脂肪 酸 ) 可 能 对 其 所 进行 的 合成 途径 有 很 大 的 影响 。 关 于 胆固醇 的 酷 化 问题 亦 研 究 的 不 多 , 它 的 调节 机 制 则 知道 的 更 少 ,这 些 将 是 复合 脂 质 代谢 中 研究 的 识 题 。 Pi he L-o 磷酸 甘油 L-o 413 &——> D-a,,8 甘油 二 酯 一 一 一 一 一 一 > 2 RCOSCoA + RCOSCoA 甘油 三 酯 4 甘油 三 酯 的 合成 途径 (=) 脂 蛋 白 方 面 对 于 血清 中 的 脂 蛋 白 的 分 离 、 理 化 性 质 研 究 的 比较 多 ,尤其 是 其 中 的 低 密度 脂 蛋 白 或 @ 脂 蛋 自 ， 最 近 利 用 电子 显 微 镭 和 光 散 射 的 方法 已 确定 8:3-9 的 B 脂 蛋白 为 一 椭 球 形 分 子 , 分 子 量 为 3 x 10° 左右 。8:400 以 上 的 脂 蛋 自 可 能 包含 有 类 似 高 密度 脂 蛋 自 的 亚 基 。 因此 在 脂 蛋白 脂肪 酶 的 作用 下 将 其 中 甘油 三 酯 分 解 ， 而 使 脂 蛋 白 逐 航 降解 为 8, (iB DIRE ARR BEES. Bey RS 何 ? FEA GE 5 Ee Fe MEP Pe Ae HH 2B 需要 创造 一 些 巧妙 的 方法 来 研究 。 最 近 某 些 学 者 将 脂 蛋 自 中 的 脂 质 以 有 机 洲 剂 在 低温 中 提取 ,获得 不 含 脂 质 的 蛋白 质 , 然后 再 研究 其 与 脂 质 糙 合 的 情况 ， 这 可 能 是 研究 脂 质 与 蛋 自 质 相 互 的 反应 很 好 的 一 条 途径 。 此 外 发 现 血 清 中 的 各 种 低 密度 脂 蛋 白 有 相似 的 免 疫 性 ， 用 同位 素 示 踪 的 方法 亦 发 现 Si400 AYRE Re By 变 为 8:20 或 8:3-9 的 脂 蛋 白 ， 但 反之 则 不 能 ,发 明 低 密度 脂 蛋 自 的 蛋白 部 分 可 能 是 相似 的 ， 仅 在 脂 质 的 含量 上 有 所 差异 。 但 由 分 析 这 些 脂 蛋白 的 末端 氨基 酸 来 看 ,不 同 8, 值 的 脂 蛋 自 有 不 同 的 未 端 氨基 酸 ,因此 不 能 确定 它们 的 蛋白 部 分 是 否 完全 相同, 需 进一步 加 以 研究 。 血清 脂 蛋 白 的 主要 功能 是 对 于 各 种 脂 质 的 运转 ， 清 蛋 自 能 与 长 链 的 包 和 脂肪 酸 和 结合 , 它 是 携带 这 些 非 酯 化 脂肪 酸 的 主要 工具 。 ax 和 B 脂 蛋白 则 负责 胆固醇 、 甘 油 三 酯 、 磷 脂 及 酯 化 脂肪 酸 的 运 三 、 脂 肪 酸 的 生物 合成 的 机 制 81 转 。 大 分 子 的 低 密 度 脂 蛋白 一 一 乳 麻 微粒 则 主要 负责 外 源 性 的 匡 油 三 酯 的 运转 。 但 是 关于 它们 的 运转 机 制 淋 知 道 得 很 少 。 至 于 它 的 生物 合成 , 则 刚刚 开始 研究 , 目前 已 初步 了 解 其 蛋白 部 分 亦 在 肝 脏 合 成 ， 合 成 后 的 蛋 自 质 如 何 与 脂 质 结 合 而 形成 复合 分 子 则 研究 的 不 多 。 至 于 它 的 调节 机 制 则 一 无 所 知 ,应 雯 是 今后 研究 的 课题 。 至 于 和 胞 中 的 脂 蛋白 ,例如 竹 胞 膜 、 和 线粒体 和 微粒 体 的 脂 蛋 白 的 性 质 和 竺 构 则 知道 的 更 少 ， 虽 然 已 知道 它们 是 与 和 胞 膜 的 渗透 作用 、 徐 粒 体 的 氧化 磷酸 化 和 电子 传递 ,以 及 微粒 体 中 蛋白 质 的 生 “有 物 谷 成 有 密切 的 关系 。 此 外 神 沟 片 (myelin sheath)、 光 接受 器 如 植物 中 的 叶 入 素 、 现 网 膜 中 的 圆柱 糙 构 均 为 脂 蛋 白 所 组 成 。 它 们 的 车 构 对 这 些 器 官 的 功能 有 密切 的 关系 。 但 目前 对 这 些 脂 质 的 代 谢 知道 得 还 不 多 。 总 的 发 来 ， 脂 蛋白 的 研究 不 如 其 他 脂 质 进 展 迅 速 。 其 原因 可 能 是 由 于 它 的 性 质 最 不 稳定 , 极 不 易 保 存 , 即 使 是 冰冻 或 冰冻 干燥 亦 能 使 其 变性 ,此 外 ,它们 一 般 都 是 很 大 复合 分 子 ， 研究 起 来 很 不 方便 ,不 易 处 理 ;因此 还 须 寻 找 更 巧妙 的 方法 来 研究 脂 蛋白 。 三 、 脂 肪 酸 的 生物 合成 的 机 制 自从 脂肪 酸 降解 弄 清 楚 以 后 ， 许 多 学 者 的 注意 力 都 集中 于 脂 肪 酸 的 生物 合成 。 由 于 脂肪 酸 循环 中 的 每 一 反应 为 可 道 的 ,1953 年 Lynen 首先 提出 它 的 生物 合成 可 能 是 B 氧化 的 道 反应 的 假 藤 《图 5); 但 许多 学 者 实际 应 用 纯 酶 系统 来 进行 脂肪 酸 的 生物 合成 ,都 不 能 获得 长 链 的 脂肪 酸 ， 只 有 4 碳 与 6 碳 脂 肪 酸 的 合 碟 。 其 原因 之 一 可 能 是 B 氧 化 循环 的 最 后 一 个 反应 是 不 利于 合成 的 ， 因 为 在 中 性 的 PH 藤 反 应 的 反应 常数 为 1.6x10。1955 年 Longdon 由 ASU AWM _hipk A ee, FE TPN 和 还 原型 的 辅酶 A A 4F4E FPR T Bee A EAE DT A A. Dja& Seubert AF Fes AL KS, 发现 它 的 催化 范围 颇 广 ,对 CQ 一 Qu 的 烯 脂 酰 辅酶 A 都 有 催化 作用 。 随 后 用 此 酶 及 B 氧 化 反应 中 的 其 他 MAR TPNH fi DPNH 的 存在 下 自己 酰 辅酶 A 及 OC, 脂 酰 辅 82 BEA EE RCH,-CH,-CH,-COOH Ramee CoASH | ATP -2H(FAD-»FADH,) (TPN+TPNH + Ht) i IAB -CH:-CO-SCOA CH,-CO-SCoA -CH,-CH=CH-CO-SCoA RS. CL aes: a HSCoA -CH-CH-CH-CO-SCoA 二 让 全 -CH=CH-CH:-CO-SCoA -CH,-CO-CH,-CO-SCoA is H,0 +2H -2 (pPNH+H*=DPN*) B- FER ENS 图 5 脂肪 酸 循环 酶 A 合 成 了 Cy 脂 酰 辅酶 A 及 Ci。 脂 酰 辅酶 A， 但 是 Ci. JR BE AO Cre 脂 酰 辅酶 A 的 含量 则 过 少 ， 谢 明 这 一 途径 在 体内 不 可 能 是 长 链 脂肪 酸 合成 的 主要 泛 径 。 近年 来 某 些 学 者 认为 有 必要 来 重新 考虑 脂肪 酸 的 生物 合成 是 否 是 简单 的 B 氧 化 的 逆反 应 。 目 前 关于 脂肪 酸 的 生成 合成 的 研究 主要 分 两 条 路 线 进 行 ，( 一 ) 姜 粒 体系 竹 : 因 所 有 的 酶 存在 于 线 粒 tA, (SERRA RE: 所 有 的 酶 存在 于 壮 胞 的 上 清 液 部 分 。 (一 ) te BE HR HE Stump 及 其 同 工 作者 与 Wakil 及 其 同 工 作者 均 分 别 报告 了 线粒体 系 生 可 以 合成 长 链 的 脂肪 酸 。 前 者 用 篇 梨 的 著 粒 体 ， 后 者 JAA, 天 鼠 肝 的 线粒体 ， 访 反应 需要 TPNH, DPNH,ATP 等 辅 因子 的 参加 ,在 无 氧 条 件 下 进行 ,其 代谢 产物 主要 为 硬 脂 酸 ， 其 余 为 软 脂 酸 ， 14 碳 及 12 Be Ae eee AHR. EG FE REBAR BE 不 同 , 非 线粒体 系统 的 主要 产物 为 软 脂 酸 〈 占 80 多 以 上 )。 不 同 长 Sb NS GWE WS FE EB ELA RI A MS LSE is SE. Wakil EX Fe SE EAE GU TEN HE KR» MA ERIE YT AX gE 三 、 脂 肪 酸 的 生物 合成 的 机 制 83 脂 酸 的 合成 可 能 是 已 存在 的 软 脂 酸 加 上 一 分 子 乙 酰 CoA 延长 的 千 果 。 为 了 证明 这 一 点 ，Wakil 等 用 中 等 长 链 的 脂肪 酸 《〈 例 如 Os, C10. Ora FA Crs FH) 与 O™-1-Z BE CoA 及 线粒体 酶 系 竹 一 起 保 温 , 糙 果 都 得 到 了 多 二 个 碳 的 长 链 脂肪 酸 ， 即 Oo、Cia、C、 Cre 和 Ors 脂肪 酸 ， 其 放射 性 的 强度 为 C” -乙酰 0oA 的 80 多 左右 ， 他 们 提出 软 脂 酸 合成 硬 脂 酸 的 途径 如 下 : , CHa(OHas)aOOSCoA+ 3 ap aa api eye 3CoA + HSCoA tae Gf 2. CH3(CH2)44COCH,COSCoA + DPNH + H’—> CH;(CH2)144,CHCH,COSCoA + DPN* OH 3. CH;(CH,),,0CHCH,COSCoA—>CH,(CH,),,CH—CHCOSCoA + H,O OH | 4. CH;(CH,),,0CH—CHCOSCoA + TPNH + H**3CH,(CH,),COSCoA +-TPN* l. HG BS» PURE AA RE HE I. 8 FERS wees A Ait St aS 亚 。 烯 脂 酰 水 合 酶 IY。:%y8 Fishes BE aS FAG 坎 脂 酸 延 长 形成 硬 脂 酸 的 机 制 Wakil 等 还 发 现 自 线 粒 体 提 出 的 可 滩 酶 系统 ， 其 活性 可 以 被 透析 再 用 活性 碳 吸 附 而 丧失 ， 又 可 被 中 等 长 链 脂肪 酸 和 吡 哆 醛 或 叱 哆 腕 磷酸 而 恢复 。 因 此 认为 吡 哆 醛 磷 酸 盐 在 以 上 反应 中 有 一 定 -的 作用 * 目前 推测 它 可 能 与 第 一 步 的 纵 合 反应 有 关 ，, 这样 有 下 面 的 一 些 优点 :( 一 ) 可 以 不 需要 破解 酶 的 参与 ,因为 用 破解 酶 有 两 个 缺 Ra: 四 如 鞋 述 破解 酶 的 反应 是 不 利于 合成 ;反应 常数 在 pH. 7, 6 时 Fi ZK QM AT EIT Cm CoA 进行 缩合 , 假如 用 吡 哆 醛 或 此 吃 胺 磷酸 来 代替 则 可 使 反应 特异 地 利于 和 葵 合 的 方向 进行 。 (三 ) 它 们 还 可 以 与 乙酰 CoA 形成 一 种 Schiff 氏 碱 的 复合 物 。 这 样 可 能 激活 乙酰 CoA 的 甲 基带 有 阳 电 荷 以 便 与 略 带 阴 电 荷 的 脂 BE CoA 的 火 基 适合 而 形成 多 二 个 碳 原子 的 长 链 脂 酰 CoA( 图 7)。 84 脂 质 代谢 的 进展 -= O a a+ // R—C—SCoA<—>R— C —SCoA H* pf? Hy—C-C-8CoAc OFly 6-808 +H,N—CH,R’ 机 CH,R’ O y | 人 了 代表 吡 哆 胺 磷酸 的 其 余部 分 上 CH,R’ | 十 百 20 Zn- R—C—CH,—C—SCoA 也 H,NCH,R’ AT 吡 哆 胺 磷酸 对 于 延长 脂肪 酸 的 作用 假想 图 根据 以 上 实验 辕 果 ， 可 以 认为 线粒体 内 氧化 酶 系 生 不 能 合 成 长 链 的 脂肪 酸 。 必 需 有 新 的 酶 参与 ,已 经 肯定 的 为 wyQ 烯 脂 酰 CoA 还 原 酶 。 可 能 还 需 其 他 辅 因 子 ， 例 如 吡 哆 醛 或 吡 哆 腕 磷酸 。 这 种 合成 主要 是 脂肪 酸 链 的 延长 ,而 不 是 新 的 长 链 脂肪 酸 的 合成 。 (=) FREAK HC HAGA 7e 1950 年 即 被 Gurin 和 Brady Pr AM, BEA 胞 上 清 液 可 以 由 栈 酸 合成 长 链 的 脂肪 酸 ,并 发 现 ATP),OO,,Mg++ 国 及 樟 檬 酸 有 促进 作用 ， 但 当时 未 得 到 应 有 的 重税 。1957 年 Wakil 国 等 亦 从 鱼 肝 竹 胞 的 上 清 液 分 离 出 一 酶 系 纹 ,可 以 由 乙酰 CoA 合成 软 脂 酸 ， 而 不 含有 氧化 道 反应 所 需 的 主要 的 酶 一 一 B 烯 脂 酰 还 原 酶 。 此 后 不 同 的 学 者 又 从 酵母 , 租 菌 昆虫 \ 植 物 、 乳 腺 以 及 其 他 租 生 分 离 出 相似 的 酶 系 葬 , 娥 明 该 系统 普 逼 存在 于 各 种 壮 胞 中 ;为 ， 了 进一步 对 喜 酶 系 性 质 的 研究 ，Wakil 等 以 不 同 亿 和 度 的 硫酸 锭 分 段 沉淀 上 清 液 的 酶 系 ， 获 得 了 二 个 蛋白 部 分 。 发 现 此 二 部 分 的 了 酶 均 参 与 脂肪 酸 的 合成 ， 此 外 还 引 对 需要 Mn++, ATP,HOO; 和 兰 、 脂 肪 酸 的 生物 合成 的 机 制 86 TPNH 等 辅 因 子 。 互 C05 是 绝对 需要 的 ,但 CO 标记 的 HOO; # 不 井 合 到 脂肪 酸 分 子 中 , 菩 明 其 作用 为 接触 作用 。 Wakil 等 又 用 层 析 等 方法 进一步 将 以 上 二 部 分 的 酶 系统 提 纯 ， 称 为 Rige Regen Bh Rig. 5 CE CoA,HOO; Be ATP — [Al 保温 ,分 离 出 反应 中 的 第 一 个 中 间 产 物 ;, 井 以 层 析 方法 及 其 衍生 物 的 燃点 的 测定 ， 鉴 定 此 产物 为 两 二 酸 单 酰 CoA。 称 该 酶 为 乙酰 CoA 沙化 酶 ， 于 是 可 将 脂肪 酸 的 生物 合成 分 为 二 个 阶段 来 研究 。 第 一 阶段 的 反应 如 下 : | O COOH 7 乙酰 CQoA $2 4b Big As CH,C—SCoA om CO, +ATP Mn+ + eek DE CH,COSCoA +ADP + Pi 进一步 对 乙酰 CoA PR LEE TAFE , 发现 其 中 含有 相当 量 的 生物 素 , 且 与 其 千 合 非常 牢固 ,只 有 在 酸 的 水 解 和 有 蛋 明 酶 的 消化 下 方 能 释放 。 加 入 抗 生 物 素 蛋 白 可 以 抑制 该 酶 的 作用 ， 假 届 预 先 加 生物 素 与 其 中 抗 生 物 素 蛋 和 白 烙 合 则 后 者 对 亦 酶 失去 了 抑制 作 用 。 谣 明生 物 素 与 此 酶 的 活性 有 非常 密切 的 关系 , 对 CO. 的 利用 有 重要 的 影响 。 Lynen 等 对 于 此 酶 亦 进 行 了 研究 ,得 到 了 相似 的 结果 ,者 根 据 他 们 以 往 研 究 含 生物 素 酶 的 经 验 , 提出 乙酰 CoA 羧 化 酶 的 作用 机 制 如 下 (图 8)。 ”虽然 由 非 禾 粒 体系 和 芒 催 化 的 脂肪 酸 生 物 合成 途径 的 第 一 个 中 间 产 物 为 内 二 酰 CoA 已 沟 确 定 ， 但 以 上 反应 是 否 是 形成 两 二 栈 CoA 的 唯一 途径 向 值 得 考虑 。 此 外 已 发 现 二 涛 与 三 沙 酸 对 于 两 二 酸 的 合 抱 有 促进 作用 ,其 中 以 腊 林 柑 酸 为 最 大 ,而 两 二 酸 的 作用 只 A EMF 已 们 的 作用 机 制 如 何人 吞 需 进一步 研究 ,显然 不 能 以 供 CO, 和 TPNH 来 解释 。 目 前 有 些 迹象 表 明 它 们 可 能 影响 了 酶 的 结构 。 脂肪 酸 的 合成 的 第 二 阶段 是 使 两 二 栈 CoA 与 乙酰 CoA 在 TPNH 及 Rss。 酶 的 存在 下 转变 为 软 脂 酸 。 许 多 作者 的 工作 都 证 86 AE ACB HOt wh OS HN >) NH x) Bs) WH NS ARE SBQOUAR sera RU 7 + ADP+Pi S S ae | wees © kK HN WW \o- 8 7! uv vu aL 7 + CH,C~ScoA =a J Fs008008 we S oO COO- MA ATE+ 互 CO5+OCOHsC 一 SCoA<>ADP+Pi+CH:COOSCoA 图 8 乙酰 CoA 的 次 化 机 制 实 它 的 总 的 反应 方程 式 如 下 : CH,COSCoA + 7HOOCCH,COSCoA + 14TPNH + 14H*+— > CH,(CH,),, COSCoA +14TPN*++7C0,+7H,0+7HSCOA © AES iE CoA FL BERS — BRIA BLAU AZ JE ae 分 子 中 的 1 一 至 号 碳 原 子 。 而 乙酰 CoA REM AHI Rw (primer) ZH, (MEG RIED + 15~16 个 碳 原子 ， 如 图 9。 但 是 两 二 酰 CoA 与 乙酰 CoA 在 酶 的 作用 下 如 何 合成 坎 脂 酸 的 机 制 何不 十 分 清楚 。 不 同 的 学 者 根据 自己 的 实 本 精 果 提出 了 不 同 的 假 乾 , 兹 将 二 种 主要 的 假 履 分 述 如 下 : (1) Wakil 等 的 假设” 他 们 发 现 丙 酰 CoA 可 以 代替 乙酰 CoA 与 两 二 酰 CoA HAE RARW KI (17 IR), BK AIRE CoA, mT BE CoA Rw, BB CoA 与 更 高 的 脂 酰 CoA 则 完全 不 能 代替 。 此 外 如 烯 丁 酰 CoA, B PCT BE CoA 等 脂 肪 酸 氧 化 过 程 中 的 中 间 产 物 均 不 能 代替 乙酰 COA, Jef REA. 此 Wakil 等 认为 以 上 化 合 物 不 是 由 丙 二 栈 辅酶 A 泛 径 合 成 脂肪 酸 的 中 间 产 物 。 提 出 由 两 二 酰 CoA 合成 脂肪 酸 的 机 制 如 下 《〔 图 10)。 87 脂肪 酸 的 生物 合成 的 机 制 a 一 ~ — | Pe CHIP 1G aS eS rem «(OT 200+ Voosoo*HO*HO'HO[*———V99S00(HOO0) HO*HO*HO "9 “Guar V00800(H000)0=HO'HO 7 CH,(CH,—CH,),CH—CH,CO—S—E + TPN+ OH —H:0 4, CH,(CH,—CH,), CH—CH,—CO—sS—E=———_—> | OH CH,(CH,—CH,),CH=CHCO—S—E + H,0 5. CH,(CH,—CH,),CH=CHCO—S—E+ TPNH + H+ CH; (CH,—CH,),+;CO—S—E+TPNt+ 6. CH;(CH,—CH,),.1CO—S—E + HSCoAz=> CH;3( CH,—CH, )n+1CO SCoA+ HS—E COOH CH;(CH,—CH,),COSCoA + | +2TPNH +2H+—> CH,COSCoA CH,(CH,—CH,),:;COSCoA + 2TPN+ + HSCoA + CO, +H,0 Ajii Lynen 关于 脂肪 酸 合成 的 机 制 的 假说 ( 卫 代 表 酶 ) 基 , 则 不 猎 脂 酰 CoA 的 中 间 步 又 也 是 完全 可 能 的 。 为 了 证明 他 们 的 假设 是 正确 的 ,Lynen 等 分 离 出 B 酮 脂 酰 酶 的 复合 体 , 为 了 关 明 “合成 酶 ?是 具有 多 种 酶 触 作用 ，, 研究 了 “ 合 成 酶 "的 理化 性 质 ,并 以 X- 乙 酰 胱 氨 酰 腔 和 Pantetheine 来 代替 CoA 来 研究 鼓 酶 催化 的 反应 。 发 现在 自由 电泳 和 超速 离心 沉降 都 呈现 单一 峰 , 能 催化 转 递 、 和 缩合 ,还 原 和 腊 水 等 反应 ,同时 还 发 现 其 中 含有 核 黄 素 单 核 昔 为 辅 基 。 根 据 以 上 的 实验 结果 ，Lynen 等 提出 “合成 酶 ”的 结构 的 初步 看 法 〔 图 12)。“ 合 成 酶 "是 大 种 不 同 AGERE SH 基 的 功能 团 排 烈 着 。 而 该 功能 基 团 是 与 脂肪 酸 合成 中 间 步 屋 的 化 合 物 紧密 地 和 结合 ， 双 与 其 中 粗 成 酶 的 活性 中 心 非常 接近 。 90 脂 质 代谢 的 进展 2. GB 2. 还 原 图 12 合成 酶 的 结构 假想 图 1. 转 递 一 反应 1 #4 觅 水 一 一 反应 4 2. 还 原 一 一 反应 5 ”2. 转 递 一 一 反应 6 以 上 灶 构 可 以 部 明 “ 合 成 酶 ”在 理化 性 质 上 表现 为 一 单一 体 ， 而 在 功能 上 可 以 催化 一 系列 的 有 秩序 的 连续 的 反应 ， 它 的 多 种 触 _ 酶 活性 以 及 没有 自由 的 中 间 产 物 的 存在 等 : 粽 合 以 上 实验 烙 果 ，Lynen 等 双 提 出 多 酶 复合 体 的 脂肪 酸 的 合成 的 反应 机 制 如 图 13。 反应 : CH,-(CH,-CH,),-CO-SOOA COOH 7 H, TPNH ees TPN+ FMNH, CH CH: " ‘KK j re ae recat) O _H,0 [D(-)] 图 13 多 酶 复合 体 中 脂肪 酸 合成 反应 图 FMN* 三 、 脂 肪 酸 的 生物 合成 的 机 制 91 从 图 13 可 以 看 出 脂肪 酸 的 合成 与 6 氧化 逆反 应 不 同 , BA AP 间 产 物 是 一 样 , 但 其 性 质 截然 不 一 样 ,它们 在 反应 过 程 中 一 直 是 与 酶 结合 在 一 起 的 。 基 本 的 区 别 在 于 给 合 反 应 本 身 ， 在 此 系统 中 进 入 烩 合 反 应 的 是 两 二 酰 的 硫 酮 化 合 物 , 而 非 乙 酰 的 化 合 物 ,推动 反 应 的 动力 来 自 CO, WRK. WATER PAH PMN, ， 而 在 B 氧 化 逆反 应 为 EAD。 这 样 使 体内 的 合成 与 分 解 途径 截然 分 开 ， 此 系 芋 与 Wakil Pen APLAR ZA, 除了 中 间 产 物 是 与 酶 紧密 结合 之 外 ， 是 在 乙酰 CoA 与 内 二 酰 CoA He AY [Al Ay BPE ee BH CO 而 Wakil Wik sie UE. (3) Wakil 等 最 近 的 假说 ”为 了 进一步 探讨 乙酰 CoA 与 两 二 本 CoA 合成 软 脂 酸 的 机 制 , 将 Roc. 酶 进一步 提 和 纯 , 其 活性 为 原 来 的 3000 倍 , 称 为 Rs, 双 用 OT.OOSOoA B HOOCOT,COSCoA 进行 实验 。 发 现 以 CTsCOSCoA 与 非 放 射 人 性 的 两 二 酰 辅酶 太 和 Rey 一 同 保温 ,一 克 分 子 的 CTsCOSCoA 进入 一 克 分 子 的 软 脂 酰 辅酶 A. PUM CoA 的 甲 基 以 整个 分 子 井 合 大 脂肪 酸 的 合成 。 当 用 HOOOCCT,COSCoA 与 非 放 射 性 的 乙酰 CoA 保温 时 ， 亦 得 到 含 瓦 Whe, BAYH CoA 的 氢 亦 井 合 到 合成 的 脂肪 酸 。 但 根据 Wakil 等 的 假 谢 ,用 HOOCCT,COSO0A 进行 实验 时 , 最 后 获得 的 软 脂 酸 不 应 获得 放射 性 ， 因 为 沟 反 应 的 第 二 步 和 第 三 步 两 二 酰 CoA 的 第 二 碳 上 的 氢 都 应 于 失 。 因 此 他 们 修改 了 他 们 以 前 Pret WERE, Vt AAU A BEATA EY BEAT A. KS Lynen 取得 了 一 致 的 看 法 。 此 外 由 于 他 们 不 能 由 反应 中 分 离 出 任何 五 碳 或 其 他 二 沙 酸 的 中 间 产 物 ， 也 认为 那些 中 间 产 物 也 可 能 是 与 酶 结 合 的 ,此 点 与 Lynen 的 看 法 相似 , 但 不 完全 相同 。 因 为 他 们 认为 关于 酮 化 合 物 的 性 质 尚 须 进一步 研究 。 1962 年 Bressler 和 Wakil 双 进 一 步 研 究 了 乙酰 CoA 与 丙 二 酰 CoA Hi AHH ry, R.. AEP SH 基 的 作用 以 及 乙酰 OoA 对 酶 -8 互 的 保护 作用 。 以 层 析 方法 鉴定 反应 最 逻 产 物 为 软 脂 酸 而 不 是 软 脂 酰 CoA. 研究 Re, 酶 的 性 质 时 亦 发 现 那些 束缚 SH 基 的 化 合 物 对 脂肪 酸 的 合 丰 有 抑制 作用 。 以 上 车 果 与 Lynen fh 92 虽 质 代谢 的 进展 母 中 提出 的 “ 脂 酸 合成 酶 >" 相似。 但 预先 使 Rs。 酶 与 乙酰 CoA, 丙 Me CoA 或 丁 酰 CoA 一 同 保温 后 ， 再 加 和 束缚 SH 基 的 化 合 物 ， 则 后 者 对 脂 酰 CoA BPG ME CoA HAR ICH HIVE. B 明 以 上 脂 酰 OoA 对 Rs， 酶 的 SH 基 都 有 保护 作用 ， 其 效果 以 乙 酰 CoA 为 最 好 , 丙 酰 CoA HZ, Tie CoA 最 差 。 但 发 现 两 二 酰 CoA 对 Ro. 酶 几乎 没有 保护 作用 。Wakil 等 认为 乙酰 CoA 对 酶 的 SH 有 很 好 的 保护 作用 ， 而 两 二 酰 CoA 无 保护 作用 的 现象 剖 明 最 初 与 酶 结合 为 乙酰 OoA ,而 不 是 两 二 酰 OoA。 此 点 与 Lynen 的 看 法 不 同 。 进 一 步 研 究 在 无 TPNH 存在 下 乙酰 CoA 与 两 二 i OoA 在 R,, 酶 存在 下 熔 合 腊 沙 产物 的 性 质 ， 发 现 其 在 275mh 波长 有 一 吸收 高 峰 ， 丙 二 酰 CoA 的 觅 涛 反应 是 依 顿 于 乙酰 CoA 或 丙 酰 CoA 的 存在 作为 熔 合 的 配偶 ， 而 0 和 Cs 的 CoA 都 不 能 代替 。275mw 波长 有 吸收 高 峰 的 化 合 物 在 脂肪 酸 合 成 中 的 作 FARIA RA, Wakil SHEN ROC RM Sey, (ett PAR BEFE Ae AK BRS IS DF BE FS a BS PD ey, BB 于 在 分 离 的 过 程 中 它 和 遭遇 了 某 些 灭 活 的 变化 ， 例 如 变 成 了 去 CoA 的 街 生 物 , 与 酶 的 腹 离 ,或 进行 了 环 化 和 失掉 辅 因子 等 。Wakil 等 认为 以 上 实验 结果 不 能 完 至 支持 他 们 自己 1959 年 的 假 辟 ,也 不 能 支持 Lynen 所 提出 的 假 谣 ， 最 近 他 们 提出 一 新 的 假发 如 下 (图 14): Sgspe ity “275 ttn” +E 于 i (乙酰 一 8 一 卫 ) COA (MARE RE-E) + CO,+CoA ara TPNH a ( 丙 二 酰 CoA?) 14 Wakil 等 最 近 关 于 脂肪 酸 合 成 的 机 制 的 新 假 议 以 上 假 才 的 特点 是 四 乙酰 CoA 和 两 二 酰 COA 都 与 酶 结合 在 一 起 , 形成 复合 分 子 。 四 这 些 脂 酰 酶 复合 分 子 经 竹 合 、 腊 煞 反应 ， td. OB 93 Ty ABC EIA BK, FIM I aC, 脂 酰 酶 复合 体 。 或 者 通过 许多 两 二 酰基 在 乙酰 酶 复合 体 的 表面 反复 地 形成 与 酶 和 结合 的 多 酮 化 合 物 , HAW A oR AG pe TPN 互 还 原 、 腊 水、 再 还 原 为 脂 酰 街 生物 ， 后 者 再 转变 为 自由 的 脂肪 酸 。 在 TPNH 不 存 在 时 访 酮 化 合 物 即 被 腊 酰 而 释放 于 介质 中 成 为 275 化 合 物 。 后 者 的 去 酰 过 程 比 软 脂 酸 的 形成 为 慢 ， 在 此 假设 中 酮 脂 酰 的 性 质 倚 未 IBS , 需 进 一 步 加 以 研究 。 从 上 面 的 研究 工作 可 以 看 出 长 链 脂肪 酸 的 生物 合成 主要 是 通 IEA HINER BE, EA — HE COA 的 途径 而 形成 软 脂 酸 。 第 一 步 由 乙酰 CoA 在 乙酰 CoA 沙化 酶 的 作用 下 形成 两 二 酰 CoA 的 反应 机 制 比较 肯定 ， 不 过 民 棒 檬 酸 与 棒 檬 酸 对 此 反应 的 促进 作用 PATA BE, 此 外 两 二 酰 CoA 的 形成 是 否 还 有 其 他 途径 均 需 进 一 步 加 以 研究 。 第 二 步 乙酰 CoA 与 两 二 酰 CoA 在 合成 酶 的 作用 下 粹 合 而 形成 软 脂 酸 的 机 制 淋 不 十 分 清楚 , 虽然 有 许多 假 谣 , 目前 价 很 难 加 以 肯定 。 但 是 其 合 反应 和 腊 羧 是 同时 进行 的 ， 这 一 点 已 SAT -RWBE. MADER, 目前 尚 存 在 着 等 论 , 需 有 更 多 的 事实 方 能 肯定 。 关 于 “合成 酶 "的 性 质 , Lynen 等 研究 的 比较 多 ,但 他 们 用 来 研究 鼓 酶 反应 的 基质 都 是 合成 的 化 合 物 ,而 不 是 自 然 存在 的 ,而 用 的 浓度 颇 大 ,因此 所 得 烙 果 能 否 直接 应 用 于 体内 脂 . 肪 酸 的 合成 是 需要 考虑 的 。 此 外 丙 二 酰 CoA 作为 供给 二 碳 单 位 以 聚合 形成 其 他 大 分 子 的 化 合 物 是 否 具有 普 允 意 义 是 更 值得 探讨 的 问题 。 WU. i 萎 从 上 述 脂 质 代 谢 研究 的 概况 和 脂肪 酸 生 物 合成 的 机 制 来 看 ， 脂 质 代谢 的 研究 是 生物 化 学 中 的 一 个 新 兴 的 俩 域 ， 虽 然 目前 对 各 种 主要 的 脂 质 代谢 的 途径 已 基本 上 弄 清 , 但 还 存在 不 少 间 题 , 需 进 一 步 解 决 ,以 后 的 研究 可 能 将 环绕 下 面 的 几 个 方向 进行 : (—) 在 代谢 途径 方面 进一步 搞 清 细节 和 击 补 空白 ,以 及 探讨 有 无 其 他 途径 的 存在 。 94 脂 质 代谢 的 进展 (=) 在 合成 或 分 解 代 谢 的 机 制 方面 ,对 某 些 脂 质 的 革 些 环节 更 深 大 的 研究 ,例如 脂肪 酸 和 胆固醇 的 合成 机 制 方面 的 一 些 问 题 。 (=) 在 代谢 调节 方面 进一步 研究 某 些 脂 质 的 合成 或 分 解 速 度 的 控制 环节 ， 各 种 因素 的 影响 以 及 影响 的 环节 ， 反 馈 控 制 的 机 制 ,以 及 年 沟 体液 和 激素 对 脂 质 代谢 的 影响 和 调节 等 。 (四 ) 各 种 脂 质 代 谢 的 相互 关系 ， 以 及 与 其 他 代谢 的 相互 关 (五 ) 脂 蛋 自 的 车 构 与 功能 ， 脂 蛋白 的 合成 机 制 ， 血清 脂 蛋白 的 结构 与 脂 质 运 转 的 关系 ,细胞 脂 蛋 白 与 秋 胞 膜 、 北 粒 体 、 微 粒 体 等 的 功能 的 关系 。 (A) 脂 质 代谢 与 疾病 的 关系 : PMU ARB SSK 化 糖尿 病 . 黄 色 瘤 肿瘤、 甲状 腺 功能 不 至 或 充 进 等 ,在 这 些 疾 病 中 有 哪些 脂 质 代谢 的 秦 乱 及 其 案 乱 的 环节 ， 最 后 达到 预防 和 治疗 的 目的 。 抗体 的 性 质 及 生成 机 制 刘 BR (北京 医学 院 生物 化 学 笋 研 租 ) 如 果 有 一 种 异种 蛋白 质 ， 不 猎 消 化 吸收 途径 而 直接 被 注入 动 物体 内 , 则 此 异种 蛋白 质 可 以 影响 体内 的 蛋白 质 生 艳 机 制 , 使 其 生 成 一 种 新 的 蛋白 质 。 这 个 新 的 蛋白 质 若 在 体内 或 体外 遇 到 上 述 腊 种 蛋白 质 , 则 可 特异 地 与 之 结合 ,并 起 沉淀 或 其 他 反应 。 这 个 新 的 蛋白 质 称 为 抗体 ;影响 机 体 以 生成 抗体 的 异种 蛋白 质 称 为 抗原 。 搞 原 与 抗体 的 特异 烙 合 称 为 抗原 抗体 反应 。 抗 体 的 生 艳 是 机 体 所 具 有 的 免疫 反应 性 的 一 种 表现 。 一 、 关 于 抗体 化 学 的 三 个 重要 问题 一 般 地 谣 , 只 有 完整 的 机 体 才 能 在 抗原 的 影响 下 生成 抗体 。 搞 原 如 何 影响 整体 以 生成 抗体 ? 这 是 抗体 化 学 的 第 一 个 重要 问题 。 抗原 抗体 反应 具有 严格 的 特异 性 。 抗 体 如 何在 其 生成 过 程 中 获得 特异 性 ? 这 是 抗体 化 学 的 第 二 个 重要 问题 。 在 年 理 情 如 下 , 只 有 腊 种蛋 白质 才 能 影响 机 体 以 生成 抗体 。 老 以 同 种 蛋白 质 注 射 动物 ， 则 多 无 抗体 的 生 碟 。 由 此 可 见 在 抗体 的 生 胞 上, 机体 对 于 抗原 具有 辨别 “自己 "与 “ 非 自 己 ” 的 功能 。 机 体 MA MAC SFA? 这 是 抗体 化 学 的 第 三 个 重要 间 题 。 二 、 抗 体 蛋 白 的 性 质 为 了 解答 上 面 提出 的 三 个 问题 ， 近 年 生化 学 家 及 免疫 学 家 对 于 抗体 蛋白 的 性 质 及 抗体 的 生 契 机 制 颇 多 研究 ， 现 择 其 重要 者 关 述 如 下 : 纯化 的 更 抗体 蛋白 的 分 子 量 狗 为 160,000， 与 正常 更 的 y 球 96 抗体 的 性 质 及 生成 机 制 蛋白 者 极为 相近 。 根 据 分 析 ， 不 同 抗体 蛋白 的 氨基 酸 粗 成 也 与 正 YEE ALEC, 根据 分 子 量 推算 ,抗体 蛋白 分 子 狗 由 1,500 个 所 基 酸 残 基 钥 碟 。 目 前 的 分 析 方 法 向 不 能 测定 如 此 瑟 大 分 子 中 的 所 基 酸 衔接 次 序 。 但 根据 Porter *] & McFadden 与 Smith [3 等 人 的 研究 ， 更 的 几 种 不 同 抗体 及 正常 y 球 蛋 自 具 有 一 个 共同 的 所 基 末 端 ， 其 所 含 扼 基 酸 残 基 的 衔接 次 序 为 …… 谷 -天 - 和 类- 亮 -两 。 抗体 分 子 吾 大 ， 不 易 测 定 其 所 含 氨基 酸 的 衔接 次 序 ， 已 如 上 wk; 所 以 分 裂 抗体 分 子 以 求 具有 活性 碎片 的 工作 受到 生化 学 家 的 Hm, UF Porter 等 捕 ” ”用 木瓜 蛋白 酶 水 解 更 的 抗 鸡蛋 清 蛋白 (以 下 简写 为 抗 EA), KEL I 及 下 三 部 分 ， 其 分 子 量 分 别 为 50,000, 50,000 及 80,000。 部 分 I 及 开 的 须 基 酸 钥 戌 及 物理 性 质 极为 相近 ， 而 与 部 分 亚 者 不 同 。 部 分 I 及 亚 含 糖 ， 部 分 开 则 不 含 糖 。 部 分 焉 很 容易 结晶 ， 部 分 I RAGGA. 此 三 部 分 均 不 能 与 鸡蛋 清 蛋白 (以 下 简写 为 EA) 起 可 见 的 特异 沉淀 反应 ， 但 部 分 I 及 工 可 与 EA 特异 千 合 而 妨碍 芯 BA 再 与 完整 抗 卫 A 相 结合 ， 芽 起 沉 演 反应 。 由 此 可 见 部 分 I 及 开具 有 与 EA RAW 结合 部 位 或 活性 中 心 ， 而 部 分 亚 则 不 具有 之 。 最 近 Ovary, Ka- rush'°] 及 Stelos*ipsc jt Porter 的 研究 结果。 但 Grossberg 等 认为 部 分 I 及 开 是 不 同 抗体 分 子 的 水 解 产 物 上 所 1]。 在 研究 抗体 蛋 和 白 的 结构 与 功能 的 关系 时 ,部 分 I 及 开 的 分 子 量 尚 嫌 过 大 , 但 进 一 步 水 解 则 可 使 此 二 部 分 完全 失去 免疫 活性 忆 ]。 测定 整个 抗体 蛋白 分 子 或 上 述 部 分 I 及 开 的 所 基 酸 衔接 次 序 确 有 困难 ， 但 最 近 有 人 将 此 蛋白 质 分 子 或 其 碎片 水 解 成 为 更 小 的 肽 ,再 用 电泳 及 层 析 方 法 分 离 此 水 解 液 中 的 小 肽 ,然后 比较 这 些小 KER eae PMA, FEAT RAAT TD 。 与 功能 的 关系 。 例 如 Gitlin SM) 将 抗 不 同型 的 肺炎 球菌 多 糖 的 更 抗体 用 过 甲酸 氧化 或 加 热 使 其 变性 ,然后 用 酶 将 其 水 解 , 霸 在 电 泳 及 层 析 过 程 中 分 为 100 一 110 种 小 肽 。 据 分 析 比 较 , 用 过 甲酸 氧 化 的 不 同 抗体 ,其 水 解 生 成 的 小 肽 在 分 布 图 委 上 没有 显著 差异 ; 用 二 、 抗 体 蛋白 的 性 质 97 热 变性 者 及 未 加 任何 处 理 者 则 有 几 个 小 肽 的 分 布 图 和 案 稍 有 不 同 。 Gourvich 等 c9 用 酶 水 解 更 抗 马 血 清 清 蛋白 的 抗体 及 其 正常 y 球 蛋 自 ， 再 用 同样 方法 分 别 自 其 水 解 液 中 分 离 出 40 种 小 肽 ， 然后 比 较 此 40 种 小 肽 的 分 布 图 和 案 。 糙 果 只 有 一 种 小 肽 的 分 布 图 上 案 不 同 。 在 上 述 分 布 图 案 的 比较 研究 中 ,水 解 生成 的 小 肽 似乎 过 多 ,水 解 裂 断 的 肽 键 部 位 也 未 必 相 同 ， 所 以 Gitlin 及 Gourvich 等 对 于 上 述 SoBe IRIS RIVE HT ZEB itt. ”对 于 上 述 比 较 工 作 , 另 一 因素 需要 考虑 。Oudinc*] 用 抗原 搞 体 在 凝 胶 中 扩散 糙 合 的 方法 ， 诈 明 不 同 家 更 的 血清 含有 不 同类 型 的 了 球 蛋 自 。 所 有 家 更 均 含 有 一 种 具有 共同 抗原 特异 性 的 y ERE 自 ;此 外 另 有 七 种 y 球 蛋白 ,分 别 存在 于 不 同 家 更 的 体内 。 此 七 种 称 为 别 型 的 y 球 蛋 自 (allotypes)。 别 型 的 更 y 球 蛋白 对 于 不 含 此 别 型 的 家 更 可 以 作为 抗原 以 引起 抗体 的 生成 。 用 同样 方法 ,0Oudinc31 也 证 明 人 血清 球 蛋白 也 含有 很 多 种 不 同 的 抗原 成 分 。 别 型 的 y BR 蛋 自 及 不 同 的 抗原 成 分 可 能 在 分 子 结 构 上 稍 有 不 同 。 烙 构 的 不 同 或 可 用 以 解释 上 述 小 肽 分 布 图 委 的 炎 微 差异 。 抗体 蛋白 及 7? 球 蛋白 均 含 有 多 糖 。Rosevear EI 5 HF A, 和 牛 及 更 ?7 球 蛋 自 所 含 多 糖 的 组 成 , 址 明 其 所 含 中 乳糖、 甘露 糖 、 冉 攻 糖 、 氨 基 葡 萄 糖 及 唾液 酸 的 比例 为 3:5:2:8:1 。 氏 等 并 证 明 此 多 糖 系 与 肽 链 O 末端 的 天 门 冬 氨 酸 残 基 相 联 。 抗 体 蛋白 所 含 的 多 糖 也 可 能 同上 述 y 球 蛋白 者 相同 。， 在 能 破 性 溶液 中 ,抗体 蛋白 可 被 碘 化 。 碘 化 时 ,抗体 的 活性 随 着 碘 化 程度 的 增高 而 降低 。 当 碘 化 程度 达到 每 分 子 抗 EA 30 原子 BUY, bo BA 的 活性 完全 消失 cl。 可 见 被 碘 化 的 部 位 是 抗体 分 子 活性 中 心 的 酷 氨 酸 残 基 。 更 的 抗 牛 血清 清 蛋白 的 抗体 ( 抗 BSA) 可 因 其 所 含 氨 基 的 被 乙酰 化 而 失去 与 牛 血清 清 蛋白 (BSA ) 起 特异 沉淀 的 活性 ; 但 96% 氨基 被 乙酰 化 的 抗 BSA 仍 可 与 BSA 特异 千 合 以 生成 可 洲 性 的 结合 物 ， 从 而 妨碍 该 BSA 再 与 未 乙酰 化 的 抗 BSA 起 免疫 沉淀 反 应 Co。 由 此 可 见 被 乙酰 化 的 氨基 未 必 是 抗体 活性 中 心 的 主要 碍 成 98 抗体 的 性 质 及 生成 机 制 部 分 ; 但 氮 基 的 乙酰 化 可 能 在 抗体 分 子 之 间 造 成 自由 沙 基 的 静电 排斥 ,从 而 阻碍 免疫 沉淀 的 形成 。 抗 体 分 子 中 羧基 若 被 酯 化 , 则 抗 体 与 其 特异 碱 性 千 抗 原 的 亲和力 减 胖 。 但 抗体 与 酸性 后 抗原 的 亲 和 力 则 不 因 其 所 含 羧基 的 酯 化 而 受到 影响 。 RE 原 抗 体 反 应 中 起 一 定 的 作用 5 。 三 、 关 于 抗体 生成 的 几 个 买 骏 1. 抗体 的 生成 到 位 ”应 用 营 光 标志 的 抗原 ,可 以 证 明 抗体 是 在 网 状 内 皮 系 舟 ， 特 别 是 脾脏 及 淋巴 结 的 浆 硒 胞 及 淋巴 竹 胞 中 生 成 ”3。 用 同位 素 标志 的 抗原 也 可 以 同样 证 明 抗体 是 在 浆 猩 胞 中 生成 睛 ” 。 生 成 后 , 抗体 即 可 被 释放 进 大 血液， 卉 随 血 液 循环 Git BA AAD. 2. 抗体 的 生成 方式 ”抗体 蛋白 与 vy 球 蛋白 的 理化 性 质 极为 相近 ;但 抗体 蛋白 并 非 由 血清 中 已 有 的 7Y 球 蛋白 改造 生 契 。 将 忆 ” 标志 的 正常 家 更 7 球 蛋 白 注射 进入 受过 肺炎 球菌 免疫 的 家 更 体 内 ,在 一 定 的 期 限 内 ,其 所 生 契 的 抗体 井 不 含有 OM 标志 所 但 若 对 产生 抗体 的 动物 注入 标志 的 氮 基 酸 ， 则 其 所 生成 的 抗体 含有 标志 的 氨基 酸 斑 ”” 。 这 表示 抗体 蛋白 是 机 体 在 抗原 的 影响 下 用 气 基 酸 从 头 开始 合成 的 一 种 新 蛋白 质 。 3. 抗体 生成 网 胞 的 移 殖 ”受过 免疫 注射 的 更 脾 帮 胞 及 淋巴 结 组 胞 具有 生成 抗体 的 机 能 。 若 将 此 正在 生成 抗体 的 粗 胞 移 殖 于 另 一 未 狐 免 疫 注射 ,但 沟 和 光照 射 的 更 体内 , 则 此 移 殖 的 交 胞 可 以 在 后 一 更 的 体内 继续 生成 相应 的 抗体 。 后 一 更 未 沟 免 疫 注射 ， 其 生成 抗体 的 机 能 亦 因 驻 光 照射 而 消失 。 所 以 后 一 更 所 生成 的 抗体 必 是 移 殖 在 其 体内 的 前 一 更 的 组 胞 的 产物 5 …。 4. 抗体 生成 细胞 在 体外 的 活性 ”车 将 纸 过 免疫 注射 的 更 脾 脏 切 不 薄片 ， 卉 在 适宜 条 件 下 与 标志 的 氮 基 酸 共 同 保温 培养 ， 则 pris BIER OZ A Lae a ee RE i EA at POSS, BASEMAN ee AJ AE, BP ta Ae So 胞 能 在 体外 的 适宜 条 件 下 生成 抗体 。 RE 三 、 关 于 抗体 生成 的 几 个 实 欢 99 5. 同时 注射 二 种 抗原 对 于 抗体 生成 的 影响 “车 对 同 一 动物 同时 注射 二 种 抗原 ，A 及 了 B,， 则 A 及 了 各 自 引 起 特异 抗体 , 即 抗 A | 及 抗 了 的 生成 。 血 清 中 抗 A 及 抗 B 的 总 量 大 于 单独 注射 A 时 的 抗 A 量 ， 或 单独 注射 了 时 的 抗 刀 量 ; 但 小 于 后 二 者 的 总 和 5 ”]。 可 上 见 机 体 生 成 抗体 的 能 力 受 到 一 定 的 限制 。 6. 够 疫 回忆 反应 “以 异种 蛋白 质 A 自 静 脉 注射 家 更 ， 沟 7 一 9 日 , 蛋 自 质 A 几 乎 完全 自 血 中 消失 , 抗 A 亦 即 开始 出 现 。 再 经 3 一 4 日 ,血清 中 抗 A 的 含量 达 最 高 峰 ， 以 后 逐渐 降低 。 狂 38~4 周 后 ， 抗 A 几 乎 完 公 消失。 此 时 车 再 注射 蛋白 质 A ， 则 A 的 消失 较 第 一 次 注射 者 快 ， 抗 A 的 生成 亦 志 第 一 次 者 多 。 抗 A 的 生成 量 达 最 高 峰 后 ,消失 亦 较 第 一 次 者 磷 慢 。 此 即 免疫 “ 回 忆 反 应 ”。 著 第 二 次 注射 者 不 是 蛋白 质 A ,而 是 另 一 种 与 A 有 免疫 关系 的 蛋 和 白质 B , 则 也 的 注射 也 可 以 引起 抗 A 的 回忆 生成 ; A 的 预先 注射 也 可 以 加 强 抗 B 的 生成 。 若 第 二 次 注射 的 蛋白 质 与 第 一 次 注射 者 不 同 ， 井 且 没有 免疫 关系 ,， 则 无 此 回忆 反应 ass。 所 请 “免疫 关系 ” 即 蛋 自 质 A 与 B 可 以 在 抗原 抗体 反应 上 起 交叉 反 应 ， 亦 即 抗 A 可 分别 与 A 及 了 起 反应， 抗 B 亦 可 分 别 与 B 及 A 起 反应 。 例 如 牛 的 血清 清 蛋 自 与 人 的 血清 清 蛋白 有 免疫 关系 ; 和 牛 的 y 球 蛋白 与 鸡蛋 的 清 蛋 自 _ 则 无 此 关系 。 产 生 免 疫 关系 的 一 种 可 能 原因 是 A 与 B 的 分 子 结 构 部 分 相同 。 7. 免疫 耐 受 性 ”以 异种 抗原 注射 成 长 的 动物 可 以 引起 抗体 的 生成 或 其 他 免疫 反应 ,已 如 上 述 。 但 若 在 胚胎 期 或 初生 期 对 动物 注射 某 种 异种 抗原 ， 则 此 异种 抗原 不 会 引起 抗体 的 生成 或 其 他 免 疫 反 应 ;而 且 此 被 注射 的 胚胎 或 初生 动物 成 长 后 ,对 其 再 注射 此 异 种 抗原 也 和 未 会 引起 抗体 的 生成 或 其 他 免疫 反应 。 此 即 “免疫 耐 受 性 ”5 亦 即 成 长 的 动物 能 耐 受信 在 胚胎 期 或 初生 期 注 太 体内 的 异种 抗原 ,而 不 起 免疫 反应 。 8. 自家 免疫 ”只 有 异种 蛋白 质 才 可 引起 免疫 反应 或 抗体 的 竺 成 ,已 如 上 述 。 但 在 某 些 病理 情况 下 ,机 体 对 于 本 身 的 某 些 粗 王 蛋白 质 亦 可 产生 抗体 而 破坏 之 。 此 种 不 正常 现象 称 为 “自家 免疫 ”。 100 抗体 的 性 质 及 生成 机 制 血小板 缺乏 病 、 慢 狂 甲状 腺 类 、 公 身 性 抽 班 狗 疙 、 类 风湿 关节 类 等 即 是 比较 常见 的 自家 免疫 病 。 产 生 自家 免疫 的 原因 ce" 可 能 很 SF ie » KP SA BAL ial IL Bat 上 述 各 项 实验 事实 引起 生化 学 家 及 免疫 学 家 的 注意 。 被 注意 的 原因 不 仅 在 于 这 些 事实 具有 临床 实用 意义 ， 而 且 在 于 这 些 事实 可 以 在 理论 上 关 明 抗体 的 生成 机 制 , 亦 即 蛋白 质 的 生物 合成 机 制 。 关于 抗体 的 生成 机 制 ,免疫 学 家 及 生化 学 家 的 意见 分 歧 ; 他 们 人 委 各 LMS AES. DAME ROOT ee eR A AUER a 1. 分 子 模 板 塑 竺 假设 (简称 模板 假 属 ) beste eh Hauro- witz 等 提出 上 = ， 后 经 Pauling 5 、 攻 arush 5 及 其 他 生化 学 家 补充 。 最 近 Schweet 及 Owencs5 提 出 的 假 改 也 属于 这 一 范畴 。 此 闹 假 定 抗体 蛋白 的 氨基 酸 粗 成 及 衔接 次 序 与 正常 了 球 蛋 自 者 相 同 或 近似 ,从 而 认为 抗体 蛋白 的 一 级 糙 构 与 正常 y 球 蛋 自 者 相同 ， 抗原 的 作用 只 是 在 抗体 的 生成 过 程 中 作为 直接 模板 以 影响 一 航 千 构 ( 即 肽 链 ) 的 折 兴 ， 亦 即 作为 立体 烙 构 的 直接 塑造 模板 。 在 此 模 板 上 塑造 的 抗体 分 子 具 有 与 抗原 相 适 应 的 结合 部 位 ， 故 能 与 抗原 特异 和 结合 。 根据 上 述 ， 可 见 模 板 假 谢 是 以 蛋白 质 的 生物 奉 成 机 制 〈《 见 图 1) 为 基础 ,从 分 子 水 平 上 解释 抗原 与 抗体 的 特异 性 ; 与 上 节 所 壕 的 各 项 实验 事实 亦 多 能 相 容 c]。 例 如 关于 自家 免疫 WBE: C1) 体内 粗 伍 蛋白 质 与 外 来 物 精 合 而 成 为 一 种 异种 蛋白 质 ; 此 异种 蛋 白质 可 作为 抗原 模板 以 引起 自家 抗体 的 生成 。(2) 在 正常 情况 下 ， 体内 某 些 粗 积 蛋 白质 与 血液 循环 不 大 接触 。 病 变 时 ， 此 种 蛋白 质 移入 血液 而 成 为 抗原 模板 , 井 引 起 自家 免疫 。(3) 正 常 组 积 退 变 时 ， 其 所 含 的 蛋白 质 裂 解 而 成 为 抗原 模板 。 这 些 抗 原 模 板 的 分 子 烙 构 必 与 原 组 鞭 蛋白质 者 部 分 相同 。 旗 然 部 分 相同 ， 则 因 其 影响 而 生 成 的 抗体 必 可 作用 于 原 租 积 蛋 白质 而 破坏 之 。 关 于 回忆 反应 ， 此 Ph, Feiss Lill ao Lae Bet 101 RUAA-RKRENT amok, WT SORES Wb eR BAIR AR He ERP BS tT PLA FB Ae SC A PAR LG FA ll DR a PR HAM , BC HE DS APS A He A AE HX 0 根据 上 述 , FT Be a7 — EE AR Ye LA — ES Scie (A RET LAE bl SSE CE BE ee Be it Se PE — «A ZE, REDO SR. BA, BR, TRA APAE DUA BAR. (ARE ee DEA A EA PCI 可 被 检 出 的 情况 下 继续 生成 ; 某 些 传染 病 如 天 花 , 甚 至 可 使 患者 烙 身 免 疫 。 旗 无 模板 ， 抗 体 怎 能 生成 ? 这 是 模板 假 谢 所 不 能 解释 的 非 难 。 2. 条 胞 品 柔 选择 假说 (简称 选择 假 井 ) WL BEAPA- Ehrlich FEARS, et Jerne “1 ETE, Hara Burnet 5s5] 提出 。 Boyden "*I33 542 HH AYRE RII — TERR. URE DAE EH 识 为 依据 ， 假 定 机 体 生 而 含有 各 种 各 样 的 免疫 活性 细胞 。 此 关 胞 是 由 得 传 而 来 或 由 体 胃 胞 突变 生成 ， 井 可 决定 免疫 特异 性 。 抗 原 的 作用 只 是 选择 刺激 或 选择 抑制 某 一 种 已 经 存在 的 免疫 活性 硒 胞 。 被 抗原 选择 刺激 的 免疫 活性 壮 胞 可 以 繁殖 分 化 ; 繁殖 则 可 将 其 特异 的 免疫 活性 传 答 下 一 代 , 分 化 即 变 成 可 以 生成 抗体 的 普 胞 。 但 在 胚胎 期 ,体内 不 断 生 成 的 各 种 新 异 蛋 白质 ( 即 各 种 新 形成 的 器 官 蛋 自 质 ) 则 不 是 作为 抗原 以 选择 刺激 ,而 是 作为 抗原 以 选择 抑制 与 其 相应 的 免疫 活性 午 胞 , 井 使 其 消失 。 Cl) 选择 假 雹 对 于 机 体 辩 别 自己 与 非 自 己 及 免疫 耐 受 性 的 解 杰 ， 胚 胎 在 发 育 到 各 种 器 官 完 全 形成 之 前 ， 不 断 生 成 新 蛋白 质 搞 原 。 根 据 上 述 选择 假 谣 , 此 新 的 抗原 可 以 选择 抑制 与 其 相应 的 免疫 活性 类 胞 , 卉 使 其 消失 。 机 体 成 长 后 , 进 太 体 内 的 异种 抗原 则 可 选 择 刺 激 与 其 相应 的 免疫 活性 粗 胞 ， 划 使 其 生成 抗体 。 这 就 是 机 体 在 免疫 反应 性 上 辨别 自己 与 非 自己 的 理论 依据 。 同 理 , 在 胚胎 期 或 初生 期 进 太 体内 的 异种 抗原 也 可 以 选择 抑制 砷 消灭 与 其 相应 的 免 疫 活 性 组 胞 ;所 以 机 体 生 长 后 ,此 异种 抗原 因 无 相应 的 免疫 活性 四 胞 可 供 刺 激 , 故 不 能 引起 免疫 反应 。 此 即 免疫 耐 受 性 的 产生 原因 。 102 抗体 的 性 质 及 生成 机 抽 上 上 述 解 释 得 到 很 多 免疫 学 者 的 装 党 。 但 对 同一 机 体 ， 新 弄 的 抗原 可 以 在 胚胎 期 选择 抑制 相应 的 免疫 活性 半 胞 ;并 使 其 消 关 ;而 在 机 体 成 长 后 ,新 异 的 抗原 则 可 选择 刺激 相应 的 免疫 活性 硒 胞 ,和 并 使 其 生成 抗体 。 这 是 一 种 比较 难于 体会 的 假定 。 我 们 车 失 夺 物 的 物质 代谢 方式 在 个 体 发 育 过 程 中 不 断 改变 的 事实 着 想 ， 则 这 种 假 定 也 不 无 一 定 的 道理 。 (2) 选择 假说 对 于 自家 免疫 的 解释 “此 属 认为 ， 当 机 体 的 调 节 机 制 因 受 外 来 或 内 在 因素 的 影响 而 发 生 秦 乱 失调 时 ， 业 些 免疫 活性 笨 胞 可 突变 再 生 早 被 抑制 消失 的 免疫 活性 条 胞 ， 例 如 再 符 与 fs PA AL RE SAN ET PA, A BY FAFA POE ALE J eH Med TD 8 |e RE A (3) AERRATHIRMYMRE WBN, BARES DEA Pa Wot eR a aH ws Se OIL, PEER 1 生成 抗体 。 第 二 次 注射 的 抗原 则 可 在 第 一 欢 繁 殖 分 化 的 基础 止 再 刺激 其 繁殖 分 化 , 故 能 加 速 并 增多 抗体 的 生成 。 4 对 于 选择 假说 的 两 种 苦难 “抗原 蛋白 锡 由 20 种 等 基 酸 租 成 。 假 定 抗原 的 分 子 量 为 35,000， 含 有 氨基 酸 残 基 葛 300 +. 按照 不 同 的 排列 、 竹 合 及 立体 结构 推算 , 此 20 种 氨基 酸 可 能 粗 成 的 同 分 异 构 抗原 绝 在 10:。 种 以 上 。 若 机 体 对 每 一 种 同 芬 异 构 搞 原 都 生 而 含有 一 种 相应 的 免疫 活性 竹 胞 ， 则 体内 生 而 含有 的 免疫 活性 条 胞 种 类 势必 接近 天 文 数字 。 如 此 繁多 的 免疫 活性 条 胞 亦 将 无 法 在 体内 拥挤 存在 。 这 是 对 选择 假发 的 一 种 请 难 。 再 者 ,Land- steinerrs7 便 用 化 学 方法 ， 将 不 同 的 有 机 基 团 联接 在 各 种 蛋白 质 分 子 上 ,从 而 制 成 具有 新 的 《 即 与 原 蛋 白质 不 同 的 ) 抗原 性 的 车 从 蛋 和 白质。 这些 具有 新 抗原 性 的 人 工 精 合 抗原 是 近代 有 机 化 学 的 产 物 ,其 种 类 也 将 随 着 有 机 化 学 的 进展 而 增多 。 对 于 这 些 日 新 月 异 ， 不断 增多 的 人 工 抗原 ,机 体 怎 能 生 而 含有 相应 的 免疫 活性 帮 胞 ?这 是 对 选择 假 训 的 又 一 庄 难 。 但 根据 蛋白 质 的 分 子 量 及 地 球 的 体积 推算 ,20 种 氨基 酸 可 能 粗 成 的 蛋白 质 抗原 不 可 能 都 在 地 球 上 存在 ， 即使 存在 ;也 未 必 每 种 都 有 免疫 特异 性 。 人 工 合成 的 精 侣 抗原 种 类 Ph, PA PLA LR 103 虽 无 限制 ; 但 其 特异 性 可 能 相互 类 同 , 亦 可 能 与 天 然 抗 原 者 类 同 。 如此 划 环境 中 可 以 作为 抗原 的 物质 虽 多 如 秋 夜 的 繁星 ， 体 内 的 免 疫 活 性 灶 胞 则 可 “分 门 别 类 "而 与 之 相应 这样 的 答辩 不 无 道理 。 3 模板 假 悦 与 选择 假 襄 的 融 并 ”根据 上 述 , LMR 选择 假 刘 各 有 理论 根据 , 各 有 一 定 的 实验 支持 。 但 因 各 有 和 缺 陷 ,所 IRA EB IG. PARNER REO: “免疫 活性 及 抗体 的 生成 完 作 是 在 遗传 水 平 上 决定 的 。 抗 原 的 作用 只 是 选择 刺激 可 与 FUER MOAN, AIA. MRP LI, ERT DLP IIR ARSCH: MOLAR, TiS BUILT AL WOLTER Fa” Ab Es “SEL BIO IG IE BE Sd BSA SHE AVA? US — AM RRR. EN BETA, BURT A AL Wr SEG TB AB Ae BEN EP KUL, WARE NE ALI ARB. iF DMNA 系 选 择 假 荔 将 抗体 的 生成 以 及 抗 感染 力 的 获得 看 作 体内 间 充 质 和 胞 群发 生 或 渐 生 过 程 的 辣 果 。” 模 板 假 薇 的 倡 巩 者 不 同意 这 种 看 Bi. AOE: “HEE, 我 们 宁愿 赋 抗 原 分 子 以 直接 模 板 的 功能 ,假定 它 在 抗体 生成 期 间 持 芒 存 在 ,并 且 认为 抗体 的 生成 就 是 ? 球 蛋白 在 有 抗原 存在 下 的 生成 。 根据 我 们 的 看 法 ， 此 二 圾 昌 有 分 子 模板 塑造 及 鼻 胞 品系 选择 之 分 ， 但 仍 有 相同 之 处 ， 可 以 相互 融 并 。 生 物化 学 家 已 痉 初 步 证 明 ， 蛋 自 质 的 生物 合成 是 通过 PRNA、mRNA 及 DNA 而 受 唱 传 的 控制 ;抗体 收 白 的 塑造 也 不 能 例外 。 往 传 学 家 近来 也 力求 在 DN 人 分 子 上 体现 染色 体 的 遗传 性 能 ;抗体 生成 的 壮 胞 遗传 方面 也 不 能 例外 。 如 此 则 模板 假 避 不 应 忽视 抗体 生成 的 和 胞 遗传 万 面 ; MBB Be DNA 分 子 上 关心 遗传 信息 如 何 参 太 抗体 蛋白 SPO. WEL Mit DNA 分 子 ,模板 假 散 与 选择 假 吉 可 以 彼此 沟通 而 相互 融 并 ; 但 沟通 此 二 咒 的 DNA 分 子 必须 是 一 种 可 以 由 于 环境 对 染色 体 租 的 有 意 误 影响 而 发 生 改变 的 物质 。 4. 以 DNA 为 枢 经 的 抗体 生成 机 制 ”抗体 是 一 种 蛋白 质 ,其 生成 机 制 必 与 其 他 蛋白 质 者 相似 ， 但 亦 几 有 所 不 同 。 据 近年 的 研 104 | 抗体 的 性 质 及 生成 机 制 究 ， 蛋 和 白质 的 生物 合成 机 制 包 括 四 个 主要 步 乳 ( 见 下 图 )。 第 一 步 Je BALE aa 的 活化 。 第 二 步 是 已 活化 的 氨基 酸 被 胞 浆 无 结构 部 分 中 的 可 洲 性 核糖 核酸 SRNA 所 携带 。 第 三 步 是 携带 气 基 酸 的 核 MAZUR, SRNA-aa 将 其 所 携带 的 aa 特异 安置 在 核 微 粒 的 颗粒 性 核糖 核酸 PRNA 模板 上 ; 此 模板 的 结构 则 是 通过 信使 核糖 核酸 MRNA 而 受 胞 核 中 腊 氧 核糖 核酸 DNA 的 控制 ,所 以 在 其 上 上 联 成 ， 的 肽 链 具 有 一 定 的 一 般 和 结构 ， 即 具有 一 定 的 气 基 酸 查 成 及 衔接 次 序 。 第 四 步 是 肽 链 肥 离 模板 ， 折 兴 成 为 具有 一 定 立 体 结 构 的 蛋白 RAF ATP: E+eaa 抗原 AMP | 影响 PP EK | DNA aa sRNA 控 抗原 mRNA | 影响 E+AMP sRNA-aa 2RNA( 平 面 模板 ) 生成 抗体 AAA HP BY DNA sRNA A ee **"BAn 控制 pRNA pRNA 塑造 正常 塑造 抗体 另 一 种 Y 球 和 蛋白 蛋白 的 模 /= 的 模板 AK pRNA IES Y HAA 抗体 蛋白 抗体 的 生成 机 制 ATP =P; AMP —pemtinas; PP 焦 磷 酸 ; EBS; aa 氨基 酸 ; SRNA 可 洲 性 核糖 核酸 ; mRNA 信使 核糖 核酸 ; PRNA 颗粒 性 核糖 核 酚 ; DNA PRES RARER ES aa1-332-333……: aan 肽 链 我 们 有 理由 假定 ， 抗 体 蛋 白 与 正常 y 球 蛋 自 的 一 级 精 构 相 同 或 极 近似 , 亦 即 塑 造 此 二 种 蛋白 质 所 需 的 平面 模板 DRNA 可 能 相 同 。 但 在 抗原 的 影响 下 ,具有 一 般 车 构 的 肽 链 可 以 合成 抗体 蛋白 。 抗体 蛋白 与 正常 y 球 蛋白 具有 不 同 的 立体 千 构 ; 此 不 同 的 立体 精 构 即 可 有 赋 抗 体 蛋白 以 免疫 特异 性 。 这 是 Pauling 的 假定 rss 我 们 若 接受 这 些 假定 ,我 们 就 要 间 , 肽 链 渤 成 抗体 蛋白 时 是 否 需 要 另 一 模板 ? 根据 上 面 所 述 ， 抗 原作 为 直接 模板 的 可 能 性 不 大 ， 因 为 目前 还 未 能 证 明 抗 原 在 抗体 生成 过 程 中 持续 存在 。 我 们 可 以 假 证 PS, RPS PL as LAE 105 pRNA GEE Hil ARE BO, ES RS Ca EPH). ABS DNA — Bok Hott iils 立体 模 MS DNA 立体 糙 构 的 控制 在 有 抗原 存在 时 ，DNA 的 立体 结构 改变 ,从 而 接受 抗原 所 携带 的 免疫 信息 。 通 过 mRNA, 改变 了 的 DNA 双 可 将 此 信息 赋予 DRNA。 在 此 pRNA 模板 上 塑造 的 蛋白 质 分 子 旋 具有 一 定 的 一 般 车 构 , 也 具有 与 抗原 相 适 应 的 立体 和 结构 ， 亦 即 具有 抗体 的 特异 性 。 我 们 也 可 以 假定 肽 链 的 折 兴 需要 另 一 与 平面 模板 不 同 的 立体 模板 。 此 另 一 模板 也 是 通过 生成 抗体 竹 胞 中 DNA 的 控制 而 接受 抗原 所 携带 的 免疫 信息 (如 上 图 右 侧 所 示 )。 在 上 述 的 假定 中 ， 三 个 基本 问题 需要 考虑 。 第 一 个 问题 是 蛋 自 质 的 生物 合成 完 竟 需要 一 个 模板 或 二 个 模板 ? 第 二 个 问题 是 搞 原 如 何 影响 胞 核 中 的 DNA? 对 于 第 一 个 问题 ,目前 向 不 能 和 给 以 肯 定 的 答复 。 体 内 车 同时 有 一 级 烙 构 的 多 肽 链 及 立体 结构 的 蛋 自 质 存在 ; 则 三 种 模板 的 可 能 性 较 大 ;但 目前 还 不 能 证明 体内 有 过 长 的 一 般 烙 构 多 肽 链 存 在 。 关 于 第 二 个 问题 ， 首 先 必 须 证 明 DNA 与 抗体 的 生成 有 关 。Dutton 及 Sterzl SEA, Swe Ay TEAM 胞 在 培养 基 中 生成 抗体 的 功能 受到 胸腺 喀 喧 CDNA 所 含有 ) ZEW 物 ， 如 [5] 省 尿 喀 啶 腊 氧 核糖 苷 的 抑制 , 但 此 帮 胞 的 其 他 代谢 活性 并 不 受 其 影响 。 最 近 Strobel 等 cs9 用 猎 过 回忆 刺激 的 更 脾 锈 胞 作 培养 实 愉 ,也 证明 [5] 省 尿 喀 喧 腊 氧 核 糖苷 可 以 抑制 抗体 的 生成 。 Berenbaum 5 报告 , 氮 芥 及 又 射 仿 可 以 抑制 小 鼠 对 TAB 疫苗 的 免疫 反应 。 驻 射线 可 以 抑制 DNA 及 胞 核 中 RNA 的 合成 ， 但 对 KP RNA AVR MWe, BIC DNA 的 合成 ， 但 对 RNA 合成 的 影响 则 较 不 明显 。 上 壕 实 验 事实 证明 DNA 与 抗体 的 生成 有 密切 关系 。 但 DNA 酶 对 抗体 的 生成 似 无 影响 cs。 这 二 事实 似 与 上 烈 的 实验 事实 相 了 矛盾。 但 DNA 酶 是 一 种 蛋白 质 ， 它 能 和 否 进 大 壮 胞 核 以 破坏 DNA， 或 进入 的 量 是 否 足 以 起 破坏 作 用 ， 都 是 值得 考虑 的 问题 。 再 者 ,“ 在 帮 胞 的 生存 期 间 ， 其 所 含 的 DNA 若 有 分 解 ,分 解 亦 极 终 慢 ， 但 DNA AEH AE BEB 中 大 量 存在 , 这 是 出 乎 意料 的 5s8”， 也 可 能 是 同 DNA 酶 不 影响 搞 106 抗体 的 性 质 及 生成 机 制 体 生 成 有 关 的 。 抗体 的 生成 与 DNA 有 关 , 已 如 上 述 。 抗 原 罕 竟 如 何 影响 DNA 以 生成 抗体 ? Schweet 及 Owenc5s 妆 认为 抗原 必须 进 大 条 胞 息 而 与 DNA 和 结合 。 如 此 则 抗原 需要 先 穿 过 细胞 膜 及 胞 核 膜 ,和 能 与 DNA 结合 。 分 子 互 大 的 抗原 蛋白 能 否 穿 过 这 些 膜 尘 待 商 权 ; (Be 一 种 同 吞噬 或 饮 液 作用 相似 的 机 制 cs1, TR Fee HEL ID 具有 抗原 性 的 碎片 ,再 进入 帮 胞 核 以 影响 DNA Agar eee Hae 是 同 DNA 车 合 ), 则 可 能 比较 合理 。 以 上 所 述 可 以 看 作 抗 原 影响 DNA，DNA 控制 模板 的 抗体 生 成 机 制 ， 亦 即 以 DNA HARADA UL, HPL HAE 容 可 归 生 如下: (DpH, 与 其 他 蛋白 质 的 生成 一 样 ) 需要 pRNA 为 模板 ; 此 模板 通过 DNA 而 受 遗 传 因 素 的 控制 (2)》 体 SLL He ny DNA 分 子 可 因 抗 原 的 影响 而 在 其 立体 结构 焉 发生 特异 的 改变 ， 抗 原 的 信息 亦 即 借 此 烙 构 的 改变 而 传 答 PRNA 模 板 。 换 言 之 ， 抗 原 不 是 塑造 抗体 蛋白 的 直接 模板 (3) 只 要 iDNA 分 子 保持 因 受 抗 原 影响 而 发 生 的 立体 车 构 改 变 〈 即 抗原 的 信息 )， 抗体 即 可 在 体内 继续 生成 ;抗原 存在 与 否 井 不 重要 。 DNA 分 子 能 否 长 久保 持 和 抗 原 的 信息 ? DNA 能 和 否 长 久保 持 因 受 抗原 影响 而 发 生 的 立体 结构 改变 ?这 是 上 述 抗 体 生成 机 制 的 一 个 关键 问题 在 比较 许多 关于 DNA 代谢 的 研究 烙 果 之 后 ; David- son Ayo"): “FEAR (CE, DNA 分 子 虽然 不 是 完全 不 活泼， 但 比 普 胞 所 含 的 其 他 成 分 更 为 稳定 "所 以 携带 抗原 信息 而 发 生 立 体 和 结构 改变 的 DNA 分 子 也 可 以 在 体内 比较 长 久 存在 ;以 发 挥 其 对 模板 的 控制 作用 。 但 必须 指出 ， 生 物体 内 的 一 切 物 质 都 有 新 陈 代谢 ，DNA 分 子 也 不 能 例外 。 携 带 抗 原 信息 的 DNA 分 子 虽 可 比 较 长 久 存在 ， 但 不 能 永存 不 变 。 所 以 机 体 受 某 种 抗原 的 刺激 而 产生 免疫 反应 后 , 免 冶 反应 的 持续 也 有 一 定 的 期 限 ; 期 限 的 长 短 决 定 于 抗原 本 身 的 性 质 ， 特 别 是 抗原 在 体内 被 破坏 的 难 易 》 和 破坏 易 者 容易 消失 ， 对 DNA 分 子 的 影响 短暂 而 轻微 ; 破坏 难 者 则 可 对 DNA 分 子 发 挥 长 久 而 又 深 允 的 影响 。 这 可 能 就 是 ,不 同 抗原 对 于 Po, SSF HAE BLAS LPB 107 同 二 种 动物 》 或 同一 种 抗原 对 于 不 同 种 动物 的 抗原 性 常常 强 弱 不 同 的 原因 。 根据 上 述 机 制 , 若 有 二 种 或 二 种 以 上 抗原 同时 进入 体内 ，, 则 这 些 抗原 可 以 分 别 作 用 于 不 同和 胞 中 的 DNA 分 子 ， 也 可 以 分 别 作 用 手 同 一 稍 胞 中 的 不 同 DNA 分 子 ， 各 自 产 生 特异 的 影响 。 二 种 抗原 作用 于 同一 DNA 分 子 的 可 能 人 性 似乎 不 大 ， 除 非 此 二 种 抗原 分 子 在 结构 上 部 分 相同 或 相似 。 若 因 烙 构 部 分 相同 或 相似 而 作用 于 同一 DNA 分 子 ， 则 其 刺激 机 体 而 生成 的 抗体 应 芒 可 以 在 抗原 抗体 反应 上 起 交叉 反应 。 动物 经 第 一 砍 免 疫 注 射 后， 其 体内 的 DNA 分 子 发 生 一 定 的 鳍 构 改 变 。 隔 几 周 后 ,车 再 注射 同一 抗原 , 则 此 第 二 欢 注射 的 抗原 可 以 在 前 一 次 抗原 对 DNA 影响 的 基础 上 ， 加 强 其 对 DNA 的 影 Wil» Tin nk LOE THY DNA 分 子 的 复制 。 已 改变 了 的 DNA 分 FHA HAE HA PRNA 模板 冻 必 增多 ,抗体 的 生成 亦 即 加 速 。 着 第 二 欢 注 射 者 与 第 一 欢 注射 者 在 结构 上 毫 无 相似 之 处 ， 则 第 二 “次 轩 射 者 对 受 第 一 次 抗原 影响 的 DNA 分 子 毫 无 作用 ; 第 一 次 注 射 者 亦 不 能 加 强 第 二 次 注射 的 抗原 对 于 DNA 分 子 的 影响 。 若 第 ”二 次 注射 者 与 第 一 砍 注 射 者 和 结构 部 分 相同 或 相似 ， 则 第 二 次 注射 者 可 以 加 强 第 一 次 注射 的 抗原 对 于 DNA 的 影响 ， 同 时 第 一 欢 注 射 者 亦 可 加 强 第 二 次 注射 者 对 DNA 分 子 的 影响 。 这 就 是 上 述 机 制 对 于 免疫 回忆 反应 的 解释 。 5. 体内 己 化 性 与 名 疫 反 应 性 的 相互 持 抗 ”以 上 所 述 只 是 抗 原 所 携带 的 信息 如 何 通过 DNA 以 引起 抗体 生成 的 机 制 。 至 于 机 体 如 何在 免疫 反应 上 辨别 自己 与 非 自 己 以 及 机 体 如 何 产 生 免 疫 耐 受 性 的 问题 , 则 须 另 行 考虑 。 根 据 实验 事实 , 我们 可 以 设想 , 机 体 具有 化 弄 种 蛋 昌 质 为 乙 有 的 己 化 性 ， 也 具有 对 腊 种 蛋白 质 起 免疫 反应 的 免疫 反应 性 。 这 两 种 性 能 在 体内 相互 持 抗 。 必 须 指 出 ， 已 化 与 同化 不 同 。 同 化 作用 是 将 异种 蛋白 质 改 造成 为 体内 蛋白 质 ; 改造 过 程 包括 消化 、 吸 收 及 吸收 后 的 合成 代谢 。 己 化 作用 则 是 将 新 弄 的 蛋白 质 直接 化 为 乙 有 ，, 而 不 加 以 任何 改造 。 在 胚胎 期 ,新 异 108 抗体 的 性 质 及 生成 机 制 的 组 黄 蛋白质 不 断 生 成 ,免疫 机 制 淋 未 发 展 完善 ,所 以 已 化 性 占 优 势 。 动 物 在 初生 期 的 情况 也 可 能 如 此 。 所 以 在 胚胎 发 育 过 程 中 出 现 的 新 异 蛋白 质 ， 以 及 在 新 生 期 引进 体内 的 异种 蛋 自 质 均 可 被 已 化 ， 而 不 引起 免疫 反应 或 抗体 的 生成 。 反 之 ， 在 胚胎 发 育 的 过 程 中 ,免疫 反应 机 制 逐 渐 完 备 , 新 异 蛋白 质 的 生成 亦 逐 渐 减 少 。 至 器 官 生成 齐全 后 ， 新 异 的 蛋白 质 几 不 再 生 。 此 时 免疫 反应 性 即 占 优 势 ,进入 体内 的 异种 蛋 和 白质 即 可 引起 免疫 反应 ,而 不 被 已 化 。 这 可 能 就 是 机 体能 在 免疫 反应 上 辨别 自己 与 非 自己 的 原因 ， 也 可 能 就 是 机 体 产生 免疫 耐 受 性 的 原因 。 fi. mi OR ae ARSC BU T HRSA AER, BIZ T SEF Du AE MAIS FRA Ss Be Ee A in RE Be, FRE DA 影响 DNA 立体 结构 ，DNA 控制 模板 以 塑造 抗体 的 机 制 。 此 以 DNA 为 枢 钥 的 塑造 机 制 多 属 推测 ,实验 证 据 亦 极 不 足 。 实 验证 据 不 足 的 推测 可 能 完全 错误 ， 但 可 作为 进一步 研究 的 参考 ;在 进 一 步 研 究 的 考验 中 , 钳 误 的 观点 必 钙 淘汰 ,正确 的 观点 才能 建立 。 抛 We 5 | FB 这 是 本 文 的 目的 所 在 。 aA TR [1] Smith, E. 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4) 总计 全 身 碳 水 化 合 物 含量 二 加 了 工 倍 , 相当 于 正常 动物 喂食 后 的 含量 。 在 皮质 醇 的 作用 下 ， 糖 在 动物 体内 坎 加 的 来 源 , 首 推 葡萄 糖 利 用 降低 , 其 次 是 葡萄 糖 生 成 过 盛 , 最 后 是 糖 元 生 成 加 强 。 葡萄 糖 利 用 降低 ”在 皮质 类 固 醇 激素 对 糖 代谢 的 影响 中 ， 血 糖 升 高 出 现 最 早 ， 意 味 着 葡萄 糖 在 利用 上 的 阻碍 。 葡 萄 糖 的 氧化 受 皮质 醇 的 抑制 在 人 和 动物 实验 中 屡 轰 证明 。 且 enneman 及 Bunker?) 报告 在 16 PATS RE A HE A 11 例 沟 皮 质 激素 治疗 的 患者 中 ， 血 糖 升 高 和 糖 耐量 降低 的 同时 件 有 血 中 乳酸 和 两 酮 酸 的 HERA, 血清 无 机 磷 浓 度 的 降低 ,以 及 血 中 梭 檬 酸 及 w- Bi Re — EP 度 正常 。 这 些 改变 在 空腹 、 在 答 予 葡萄 糖 后 、 在 乙醚 麻醉 下 ， 或 注 射 乳酸 以 后 均 很 明显 ， 故 作者 认为 皮质 激素 阻碍 了 丙酮 酸 氧化 为 ， CO，。 及 乙酰 辅酶 A 的 作用 ， 对 三 羧 酸 循环 井 无 影响 。 葡 萄 糖 旗 然 ， 可 以 转变 为 丙酮 酸 ， 则 皮质 激素 对 葡萄 糖 在 粗 胞 膜 的 转运 以 及 进 国 AGUS SREB LE KS AEBS, Hennes 等 四 go Fa A 皮质 激素 后 ,空腹 血糖 和 丙酮 酸 均 升 高 ， 而 o- Ak wIE Rs 作 葡萄 糖 耐 量 哉 验 时 , 血糖 和 丙酮 酸 曲线 升 高 ， 而 w- 酮 友 二 酸 曲线 与 未 给 予 皮质 激素 以 前 ， 没 有 差别 。 正 常人 在 应 用 去 氢 皮 质 素 以 前 和 在 应 用 过 程 中 静脉 注射 10 克 丙 酮 酸 钠 的 实验 进一步 肯定 皮 ， 质 激 素 抑制 丙酮 酸 氧 化 的 作用 "9。 在 应 用 去 所 皮质 素 以 前 ， 丙 酮 ， 酸 负荷 使 血液 丙酮 酸 曲 线 的 升 高 件 有 血液 棒 檬 酸 的 增加 ; 但 在 应 “ 用 去 氢 皮 质 素 以 后 ,空腹 血糖 及 丙酮 酸 均 较 以 前 为 高 ,而 血 梯 檬 酸 较 以 前 为 低 , 且 丙酮 酸 负 荷 不 再 使 血 梭 檬 酸 升 高 ,这 谣 明 皮质 激素 确 有 抑制 丙酮 酸 氧化 的 作用 ,从 而 使 血糖 升 高 。 动物 实验 和 结果 与 上 述 临 床 观 察 一 致 ,Glenn 等 后] 以 皮质 醇 处 ， 理 禁 食 的 切除 寡 上 腺 的 大 白鼠 后 ， 观 察 到 葡萄 糖 的 输 大 使 血糖 升 高 ， 区 殴 糖 氧化 率 降低 。 这 样 处 理 的 动物 对 鸭 大 的 乳酸 和 丙酮 酸 均 不 能 及 时 利用 而 在 血 中 有 堆积 的 现象 ， 故 作者 们 认为 葡萄 糖 代 BH 9 BELA CEE PS OR ARE AI PPB EA ALAR 关于 类 固 醇 激素 抑制 丙酮 酸 氧 化 的 机 制 ，Yielding #1 Tom- kinte 发 现 许多 类 固 醇 ,包括 皮质 醇 及 皮质 素 均 有 抑制 肌肉 、 肝 脏 、 谊 脏 等 组 答 中 还 原型 二 磷酸 吡啶 核 苷 CDPN 开 ) 氧 化 酶 的 作用 。 此 反应 被 抑制 后 ，DPN 互 不 易 氧 化 为 DPN。DPN 是 丙酮 酸 氧化 Kt CO, 及 乙酰 辅酶 A 所 必需 , 它 的 缺乏 势必 引起 丙酮 酸 氧化 的 阻 抑 。 大 上 鼠 钥 积 匀 浆 加 大 组 胞 色素 。 或 肝 微粒 体 后 ， 可 以 促进 DPNH 的 氧化 ,从 而 促进 丙酮 酸 的 氧化 。 灯 生 素 也有 防止 类 固 醇 激素 对 DPN 氧化 酶 的 抑制 的 作用 ， 故 能 抵消 激素 对 丙 酮 酸 的 抑制 53。 葡 欧 糖 生成 过 盛 ” 在 皮质 醇 的 影响 下 ， 丙 酮 酸 进一步 氧化 受 阻 ， 就 有 再 合成 葡萄 糖 的 趋向 。 由 丙酮 酸 烃 酵 解 逆行 反应 合成 葡 萄 糖 时 需要 与 顺 行 酵 解 时 不 同 的 酶 反应 。 首 先 ,区 rebscs 指出 , 由 于 能 量 的 需要 , 丙酮 酸 不 能 直接 转 回 为 烯 醇 式 丙酮 酸 ,而 必需 轻 过 OO, 的 固定 , 即 丙酮 酸 的 沙化 , FE AER Oe, FE SHE ACER, BARRERA NMR, AT RS 式 丙酮 酸 以 后 ,， 酵 解 酶 系 的 逆行 反应 可 以 进行 至 1,6- 二 磷酸 果糖 阶段 。Ashmore 等 5 利用 CO 标记 的 CO 及 丙酮 酸 处 理 正 常 和 沟 注 射 皮质 醇 5 天 的 大 和 白鼠， 发 现 皮 质 醇 确 能 增加 血 中 葡萄 糖 及 肝 糖 元 的 放射 比 活性 ,长 明 丙 酮 酸 的 沙化 加 强 , 形 成 较 多 的 葡萄 糖 及 肝 糖 元 。 FEI, 1，6- 二 磷酸 果糖 转变 为 6- 磷 酸 果糖 时 ， 不 能 利用 6- 磷 酸 果糖 磷酸 激酶 的 逆行 催化 ， 必 须 有 果糖 二 磷酸 酶 的 作用 。 此 酶 的 活性 在 沟 过 皮质 素 注 射 的 家 更 肝 中 显著 加 强 5t1。 这 就 便利 了 皮质 激素 促进 丙酮 酸 形成 葡萄 糖 的 作用 。 最 后 ,6- 磷 酸 葡萄 糖 形成 以 后 , 不 能 利用 葡萄 糖 矶 酸 激酶 ， 必 须 应 用 葡萄 糖 -6- 磷 酸 酶 的 水 解 作用 才能 获得 自由 的 葡萄 糖 。We- ber 等 5 的 研究 间 明 大 白鼠 沟 皮 质 素 处 理 后 , 肝 与 浆 、 竹 胞 核 、 辣 粒 体 及 微粒 体 中 的 葡萄 糖 -6- 磷 酸 酶 活性 大 为 增强 。 切 除 垂 体 后 此 RATA DEL, AAR MK, SE ERE SIF 114 糖 类 皮质 激素 对 糖 、 蛋 白质 及 脂肪 代谢 的 影响 葵 萄 糖 -6- 磷 酸 酶 活性 的 关系 。 此 酶 活力 的 增强 也 是 皮质 激素 促 进 丙酮 酸 转 变 为 葡萄 糖 的 一 个 因素 。 以 上 三 种 酶 系 活 力 加强 是 皮质 醇 促 进 肝脏 产生 较 多 斑 萄 糖 的 依据 ， 是 血糖 升 高 的 又 一 个 来 源 。 但 是 这 些 酶 活力 加 强 是 激素 的 直接 作用 ， 抑 是 间接 地 通过 底 物 ,例如 丙酮 酸 的 增加 所 引起 ; 目前 何不 能 肯定 ,因为 营养 状态 与 皮质 素 同样 对 酶 有 艺 导 的 作用 。 糖 元 生成 作用 加 强 。 切除 愉 上 腺 的 天 鼠 在 禁 食 的 情况 下 不 能 形成 肝 糖 元 ,在 供 答 葡萄 糖 ,果糖 `, 甘 油 、 乳 酸 或 荃 果 酸 后 也 很 少 形 成 糖 元 。Ashmore 等 Cs] 以 CO 标记 的 碳酸 氮 钠 答 大 矢 注 射 后， RRA LW PAAR OM 含量 虽 与 正常 动物 相似 ， 但 肝 糖 元 所 含 的 标记 远 较 正常 动物 为 少 。 故 凤 上 腺 皮质 功能 不 人 引起 糖 元 缺乏 ,不 是 由 于 底 物 不 足 或 葡萄 糖 形成 不 够 ,而 是 因为 从 6- 磷 酸 葡萄 糖 形成 糖 元 的 过 程 发 生 障 碍 。 加 用 皮质 醇 可 使 去 必 上 腺 的 动物 恢复 肝 糖 元 的 存 积 和 加 强 正 常 动物 存 积 糖 元 的 能 力 :Glenn 等 c9 Ag FRE He HH Be ESTAS RE EIR AK BUR Kk 2~4 小 时 不 见 肝 糖 元 存 积 ) 此 后 存 积 旱 出 现 ，8 一 12 小 时 蕉 持 较 高 水 平 ，24 小 时 内 恢复 原状 ;此 种 动物 加 进 脂 肪 、 蛋 白质 或 氨基 酸 , 均 不 增加 肝脏 对 皮质 醇 的 糖 元 生成 反 点 ， 但 葡萄 糖 或 乳酸 的 注射 显著 加 强 皮质 醇 促 进 肝 糖 元 生成 的 作 ” 用 。 因 此 ,可 以 认为 皮质 醇 主 要 影响 葡萄 糖 或 者 它 的 直接 产物 ( 乳 酸 或 丙酮 酸 ) 的 去 路 ;为 了 合成 糖 元 ,葡萄 糖 是 主要 的 直接 来 源 ,而 不 是 脂肪 蛋白 质 或 氨基 酸 、 葡 萄 糖 的 现 有 量 (不 是 它 的 合成 ) 决 定 肝脏 对 皮质 醇 在 生成 糖 元 上 的 反应 量 。 葡 萄 糖 与 皮质 醇 同 时 葵 矛 时 ， 不 仅 肝 糖 元 而 且 肌 糖 元 亦 同 时 二 加 。 皮 质 醇 促 进 肌 糖 元 的 存 积 与 上 述 未 梢 钥 绫 氧化 丙酮 酸 的 障碍 是 相关 的 。 由 于 丙酮 酸 的 氧 化 不 足 , 交 萄 糖 的 利用 减少 ,而 转向 糖 元 的 形成 。 因 此 皮质 醇 促 进 糖 元 形成 的 原因 至 少 部 分 地 来 自 未 梢 在 将 萄 糖 酵 解 最 后 阶段 的 了 碍 。 当 然 在 禁 食 情况 下 ,或 在 皮质 激素 作用 的 晚期 ， BAR, BE 酸 是 糖 元 异 生 的 重要 来 源 。 -. WHEARARSHMER 115 二 、 对 和 蛋白质 代谢 的 作用 | 在 大 量 糖 类 皮质 类 固 醇 的 作用 下 ， 与 动物 体内 碳水 化 合 牺 志 加 的 同时 ,尿素 氨 在 尿 中 的 排 量 于 注射 后 24 小 时 内 井 加 一 倍 。 如 将 尿素 氮 折 合 为 分 解 的 蛋白 质 , 则 知 所 释 出 的 氨基 酸 的 6O~70 % 已 转变 为 糟 存留 于 肝 .肌肉 、 血 液 , 这 就 是 将 萄 糖 异 生 作 用 , 异 生 的 葡萄 糖 转变 为 糖 元 即 糖 元 异 生 作用 。 葡 萄 糖 异 生 的 直接 来 源 是 两 酮 酸 ,而 丙酮 酸 固然 部 分 地 来 自分 解 不 全 的 葡萄 糖 , 但 主要 来 自 蛋 白质 的 分 解 或 蛋白 质 合 成 的 抑制 。 RASHES RDB Kline!) AAR BUR WEDD HEAL RA, YEU HE PRU HP A, DS TRL AWEARKHH, ER. DOORS La, BULLER 温 液 中 的 总 氨 量 和 产生 的 氨基 氨 较 正常 动物 为 少 ,而 肝 切 片 释 出 的 总 气量 和 产生 的 氨基 氮 量 与 正常 动物 无 异 , 属 明 展 上 腺 切除 后 ， 脐 肌 的 蛋 自 质 分 解 减 慢 ， 而 肝脏 蛋白 质 分 解 不 受 影响 。 切 除 容 上 RNB eS HAS, WE RARER RARE, iA LR SE MU BED EY 作用 5 | Bondy 48°92 Fi) HW ARWKRRRAE LR EM MPA, FRAMERS, PRR LIRA Bl, 皮质 醇 或 皮质 素 的 注射 在 最 初 6 小 时 不 发 生变 动 , 但 在 24 小 时 内 乍 中 氨基 酸 较 对 照 显 著 高 涨 ,并 持续 至 48 小 时 。 UR BE 腺 .24 水 时 后 再 判 除 内 胜 ， 则 皮质 激素 增加 血 中 氨基 酸 含量 更 为 明显 ;5 这些 烙 果 提 示 皮 质 激素 促进 未 梢 蛋白 质 分 解 的 作用 ， 而 且 这 种 作用 与 肝脏 无 关 。 Engel) 以 切除 诊 脏 的 大 白 鼠 作为 实验 动物 ,以 血 中 尿素 氢 舍 量 作为 辟 赴 腺 皮质 证 出 液 的 作用 指标 。 辟 上 腺 皮质 浸出 液 或 ACTH 均 可 使 去 必 动 物 血 中 尿素 氮 含 量 增长 的 速度 加 快 。 注射 ”氨基 酸 亦 可 加 速 尿 素 的 形成 ,但 皮质 证 出 液 与 氨基 酸 同 时 并 用 , 则 所 形成 的 尿素 只 相当 于 其 中 之 一 的 影响 ， 谣 明 氨 基 酸 有 抑制 皮质 116 糖 类 皮质 激素 对 糖 、 有 蛋白 质 及 脂肪 代谢 的 影响 激素 的 作用 , 卉 且 尿 素 增加 不 是 因为 氮 基 酸 腹 所 的 作用 加 速 , 而 是 由 于 蛋白 质 分 解 增 强 。 注 射 葡 萄 糖 也 有 折 制 皮质 激素 促进 尿素 形 成 的 作用 ， 这 可 能 是 因为 高 血糖 引起 胰岛 素 加 强 分 谈 所 致 。 注 射 血浆 白 蛋 和 白 使 皮质 激素 促进 尿素 形成 的 作用 更 为 明显 ， 也 阁 明 皮 质 激素 的 作用 在 于 蛋白 质 的 分 解 代 谢 。 DA = ASC Ba aot BA EE AR A To PR BSE Be ESA PE 用 的 一 个 重要 环节 ， 符 合 临床 所 见 。 阿 狄 森 氏 病 患者 尿 中 氮 排 量 EK, mS eR GEIS AA Be RABE. BC SL LAVAS 路 松 等 蛋白 质 丢 失 的 现象 。 | 皮质 酵 对 氨基 酸 转 运 和 分 布 的 影响 ”皮质 醇 促 进 蛋 和 白质 分 解 所 释 出 的 氨基 酸 ， 据 Christensen 等 的 研究 OM 其 转运 和 分 布 也 受 皮 质 激 素 的 影响 。 异 丁 氮 酸 (amino-isobutyric acid, AIB) 是 一 种 模型 有 基 酸 ,不 锌 组 胞 利用 或 代谢 ,但 在 体内 转运 和 分 布 与 正 常 氮 基 酸 一 致 , 故 能 反映 正常 侵 基 酸 的 情况 。 大 自 鼠 注射 以 1 标记 的 AIB 以 后 1 一 2 天 内 ， 当 ALB 在 体内 的 分 布 稳定 时 ,再 注 射 皮 质 醇 或 生理 盐水 作对 照 ， 发 现在 2 小 时 内 皮质 醇 使 肝脏 A TB BRO HI 70%. KIRAN CER R, FE 4 DITA EE 内 AIB 显著 增加 。 塞 丸 酮 只 增加 肌肉 的 AIB 人 含量， 动情 素 二 醇 只 使 子宫 的 AIB 含量 明显 增 高。 醛固酮 及 其 他 类 固 醇 汉 有 作 用 。 糖 类 皮质 激素 对 肝脏 酶 柔 的 影响 与 葡萄糖 异 生 作 用 在 研究 oe Shwe, Knox) 发 现 除 增加 色 氮 酸 的 量 外 ， 许 多 其 他 物质 ,包括 窜 上 腺 素 、. 钥 徐 腕 等 均 可 加 强 肝 脏 色 扰 酸 过 氧化 物 酶 的 活性 。 这 个 酶 活性 加 强 在 切除 寡 上 腺 后 即 不 再 出 现 ， 可 见 这 有 是 通 过 容 上 腺 皮质 的 一 种 应 激 反 应 (stress)。 以 后 , APRA AR 吡咯 环 分 解 酶 ,是 氧化 色 绿 酸 ,使 其 叱 咯 环 断裂 而 成 甲 酰 犬 尿酸 原 WME, Feigelson °° 的 研究 ,此 酶 在 肝 中 的 含量 沟 皮 质 素 注 射 后 大 为 增加 。 大 鼠 肝 脏 谷 氮 酸 丙酮 酸 转 氮 酶 的 活性 , TERA PZ TBS, BE 质 素 或 其 他 皮质 激素 4 天 以 后 增加 2 一 5 倍 , 而 无 生物 活性 的 度 硕 I 二 、 对 蛋白 质 代谢 的 作用 3 EAL Yn Hs TES Be RS SE a RE PATE Ty, WS EE LPS IR tL, BL PEED, SEL. BSL 的 酶 活力 C29。 从 牛 肝 提 取 的 谷 氨 酸 腊 氨 酶 是 一 种 依 屯 DPN 为 辅酶 以 催化 RAGA IVES, YE Engel 和 Scott?) 对 此 酶 系 的 体外 实验 ， 加 大 生理 浓度 的 皮质 酮 可 加 速 DPN 还 原 为 DPNH 的 速 HE, ATi DEA AIR ANY o- 酮 友 二 酸 的 速度 ; 较 高 浓度 的 皮质 醇 也 有 类 似 的 作用 。w- 酮 友 二 酸 的 二 加 , 通过 三 羧 酸 循环 , RK 导致 葡萄 糖 及 糖 元 形成 ,有 利于 糖 异 生 作 用 。 以 上 有 关 三 粗 酶 的 观察 , 虽 属 片断 ,都 提示 在 糖 类 皮质 激素 作 用 下 , 某 些 使 氨基 酸 分 解 或 转 氮 的 酶 活力 加 强 , AEE, 使 蛋 自 质 转变 为 葡萄 糖 和 糖 元 提供 了 底 物 C21 , 为 今后 的 研究 找到 了 — LEER : 皮质 醇 对 蛋白 质 合成 的 影响 ”上面 引 诈 的 一 些 实验 结果 ， 虽 然 符合 皮质 醇 有 促进 组 黄 蛋 白质 分 解 作用 的 看 法 ， 但 很 难 排除 蛋 白质 合成 受阻 的 影响 。 应 用 同位 素 实 验 技 术 可 能 帮助 解决 分 解 加 强 和 合成 减弱 的 问题 。OClark5?] 以 N* 甘氨酸 刨 大 鼠 ,观察 切除 过 上 腺 和 注射 皮质 素 对 蛋白 质 合 成 的 影响 。 车 果 ， 去 必 上 腺 动物 尿 中 总 所 及 NY 排 量 较 正 常 为 少 ， 体 重 雪 失 不 多 ; 注射 皮质 素 的 正常 或 去 必 上 腺 的 动物 尿 中 总 氮 及 NY 排 量 则 比 不 注射 的 对 照 显 HAR ABER. Ask, 在 皮质 素 的 作用 下 ， 动物 利用 膳食 X 以 合成 组 积 蛋 白质 较 少 ,而 用 以 转变 为 排出 性 含 人 废物 较 多 。 进 一 步 实验 发 现 用 皮质 素 处 理 的 动物 肛 体 蛋白 质 的 Ns Ay ee 照 为 少 , ERA PH NY 含量 亦 较 对 照 为 少 ; 肝脏 的 情况 恰恰 相反 ; 沟 皮 质 素 处 理 的 动物 肝 重 量 才 大 ， 含 蛋白 质 及 非 蛋白 氨 志 多 ， 其 中 NY 成 分 均 坪 加 。 这 个 实验 车 果 发 明 皮质 素 阻 碍 身体 利 用 膳食 合成 蛋 和 白质， 而 促进 肝脏 合成 蛋白 质 。 因 肝脏 只 占 体重 的 一 部 分 ， 故 总 的 平衡 是 蛋白 质 的 丢失 。 这 种 于 失主 要 是 由 于 蛋 白质 合成 受阻 ， 而 不 是 由 于 蛋白 质 分 解 加 强 ， 因 为 参 入 的 N* 被 大 量 的 正常 氨 稀 释 , 即 合 这 样 的 蛋白 质 大 量 分 解 ,所 排出 的 N5 只 118 糖 类 皮质 激素 对 糖 、 蛋 白质 及 脂肪 代谢 的 影响 能 占 总 排 气 量 的 小 部 分 ,不 应 显著 增加 。 用 OM 标记 的 氨基 酸 ， 观 察 其 在 体外 实验 参 大 大 鼠 及 肌 蛋白 质 的 情况 ， 也 支持 皮质 素 具 有 抑制 蛋白 质 合成 的 作用 。 而 切除 容 上 腺 后 , 茶 丙 氨 酸 -3-C“ BA ARE RRM RB, 皮质 醇 促进 肝脏 蛋白 质 合成 的 机 制 ” 将 大 鼠 肝 脏 制 成 与 浆 ， 15,000 离心 以 沉 证 线粒体 及 帮 胞 残 法 。 上 清 液 含有 微粒 体 及 钵 胞 浆 ， 在 更 高 速度 下 离心 可 以 分 开 。 笨 胞 浆 含 有 可 洲 性 核糖 核 酸 (SRNA), 能 激活 氨基 酸 为 参 大 蛋白 质 的 合成 作 了 准备 , 微粒 体 ASG ES OP 2K PS RHE HH Clipoprotein endoplasmic reticu- lum) fi Atet (ribosome), JS#AAM AIS BIR. Ait, AB AST As oN A BA WR AR AE BR, JS AO 进 氨基 酸 合成 蛋白 质 的 无 站 胞 系 葬 。 开 ornerc25 xy Fix FoI ADE ZAREK BTA A RE SEL, BEBE BEAL BES SUT WE il ATC A I 1-O™ 参 ARE RMA, DB A SEES Be OE A He A LULA AWA BEI RIG A 8 En a BVMEARMEA. IRMA RAR 5 AOR EAH ROCHA, RL _L RO OD BE ey HE HE Fees, TEM, PESOS LRULADA NO” SU AIT BOA ARE BABWS. KOT 微粒 比 含有 同 量 RNA fy BR Hy AE te AR ERE Eres ew BA. B-REERIT LY RNA 模板 是 不 稳定 的 ， 但 在 氨基 酸 充裕 和 在 蛋白 质 合成 激素 , 即 胰岛 素 存 在 的 条 和 件 下 ,此 模板 变 为 稳定 ， 合 成 蛋白 质 的 能 力 增强 。OQlark、Munro 等 Ce271 也 提出 肝 WE RNA， 尤 其 是 微粒 体 的 RNA Aye PERSE Be RE 酸 的 含量 。 粮 类 皮质 激素 影响 蛋白 质 生 物 合成 的 机 制 可 能 是 通过 是 ‘Ext RNA 模板 周围 的 自 田 氨基酸 浓 度 以 及 胰岛 素 含 量 的 改变 ， 按照 这 些 物 质 稳 定 RNA 模板 的 程度 ， 糖 类 皮质 激素 可 能 相应 地 促进 普 胞 合成 蛋白 质 的 速度 。 在 蛋白 质 合 成 中 皮质 醇 与 其 他 激素 的 相互 关系 ”在 上 面 已 沟 j | =. SHAME 119 EAA _ LRA BUTCHI AR A IRBEE ARA KNOT, 18 PMR HOFER ERR, BAEZ A, De acct 9, AEP JA Da Fae ie OO, EA ERO A Re BG Fee Jee BS 5 IS APD AY fF RE EU BS ES SA POZE RASA PES TS. 胰岛素 是 促进 蛋白 质 合成 的 主要 激素 ， 生 长 激素 的 促进 作用 是 通 过 刺激 胰岛 素 的 分 刻 以 及 通过 解除 胰岛 素 与 组 械 的 和 结合， 而 变 为 活性 胰 龟 素 。 但 是 注射 生长 激素 在 促进 蛋白 质 合成 较 往 射 胰 马 素 为 有 效 , 因 单 用 胰 饥 素 会 产生 低 血 糖 , 低 血糖 引起 气 基 酸 的 胸 扼 作 J, 腹 离 合成 蛋白 质 的 道路 , 在 正常 情况 下 , 糖 类 皮质 激素 在 加 速 肝 外 蛋白质 的 分 解 和 肝 内 葡 芍 糖 异 生 作用 的 速度 中 可 以 防 正 胰岛 素 的 降低 血糖 作用 。 同 时 ， 糖 类 皮质 激素 和 生长 激素 在 肌肉 与 胰 岛 素 持 抗 , 使 其 对 胰岛 素 促 进 葡 萄 糖 摄取 的 作用 不 敏感 。 此 外 , AE 长 激素 和 糖 类 皮质 激素 均 有 使 肝 糖 元 分 解 为 葡萄 糖 的 作用 ， 因 而 葡 欧 糖 由 肝脏 狐 源 而 和 血液 。 有 了 这 些 控制 低 血糖 的 机 构 ， 胰 岛 素 才 能 顺利 地 发 挥 蛋 白质 合成 的 作用 。 ABORT ERBRADIGRET RITE, FERS TAK ”激素 的 分 谈 ， 因 而 对 胰岛 素 的 作用 几乎 没 持 抗 的 能 力 。 对 这 样 的 动物 , 胰 饥 素 成 为 更 有 效 的 导致 低 血 糖 的 激素 , 低 血糖 反 过 来 又 抑 thE ie BMD. 在 胰岛 素 相 对 缺乏 的 情况 下 ， 去 容 上 腺 动物 合 碟 蛋 和 白质 的 速度 必然 较 正 常 为 慢 。 同 时 ,切除 寡 上 腺 后 , 末 档 蛋白 质 的 分 解 速度 减 慢 ,输入 肝脏 的 损 基 酸 减 少 ,因而 合成 蛋白 质 的 底 物 也 少 了 。 此 外 , 窜 上 腺 的 切除 使 动物 失去 展 上 腺 素 的 主要 来 浙 ， 因此 , 糖 元 分 解 的 速度 降低 ,这 也 是 去 愉 上 腺 动物 容易 发 生 低 血糖 的 一 个 原因 。 基于 上 述 ， 去 窑 上 腺 的 初期 肝脏 合 抱 蛋白 质 志 多 的 解释 可 能 是 这 样 的 。 切 除 寡 上 腺 的 最 初 的 影响 是 减 慢 从 氨基 酸 形 成 葡萄 糖 的 速度 ， 这 陀 使 肝 内 氨基 酸 淡 度 增高 ,为 合成 蛋白 质 准备 了 底 物 。 同时 糖 类 皮质 激素 的 去 失 加 强 了 胰岛 素 合 成 蛋白 质 的 作用 ， 故 此 a A) A MBE IE BH 120 糖 类 皮质 激素 对 糖 、 蛋 白质 及 脂肪 代谢 的 影响 三 、 对 脂肪 代谢 的 作用 、 脂肪 钥 积 是 合成 了 藏 和 放出 脂肪 的 主要 场所 。 在 这 个 粗 灿 里 脂肪 代谢 与 葡萄 糖 代 谢 有 密切 关系 ， 故 调节 糖 代 谢 的 激素 均 能 影 响 脂 肪 的 合成 、 时 藏 和 释放 。 例 如 胰岛 素 通过 6- 磷 酸 葡 萄 糖 的 形 成 和 代谢 的 促进 ,对 脂肪 的 合 矶 和 时 藏 有 利 , 因 为 6- 磷 酸 葡 萄 糖 可 figs 2C 团 以 合成 脂肪 酸 ， 坪 加 还 原型 了 PN 和 和 氢 以 助 脂 肪 酸 刍 的 还 原 性 合成 ， 并 且 形 成 磷酸 甘油 以 便 酯 化 脂肪 酸 而 形成 中 性 脂 肪 。 胰 岛 素 缺 乏 将 导致 6- 磷 酸 葡萄 糖 代谢 不 足 ， 以 致 磷酸 甘油 不 足 而 引起 甘油 酯 分 解 而 释 出 自由 脂肪 酸 。 可 见 胰 锅 素 对 脂肪 代谢 的 作用 主要 是 通过 对 6- 磷 酸 葡萄 糖 代谢 的 控制 而 调节 脂肪 合成 和 自由 脂肪 酸 释 出 。 另 一 调节 脂肪 代谢 的 机 制 是 直接 促进 脂肪 水 解 成 脂肪 酸 和 十 油 这 一 反应 以 促进 自由 脂肪 酸 的 释放 。 懈 上 腺 素 和 去 甲 基 容 上 腺 素 使 血 中 自由 脂肪 酸 浓度 迅速 升 高 的 机 制 即 在 于 促 进 脂肪 的 水 解 作用 或 分 解 作用 (lipolysis)。 垂 体 促 恬 上 腺 皮质 激 素 、 促 甲状 腺 激素 和 生长 激素 均 有 提高 血浆 自由 脂肪 酸 的 作用 ,其 机 制 可 能 也 在 于 此 。 至 于 糖 类 皮质 激素 对 脂肪 代谢 的 影响 似 有 抑 制 脂肪 合成 和 动员 脂肪 的 作用 。 糖 类 皮质 激素 抑制 脂肪 酸 合成 的 作用 猫 切 除 胰 腺 以 后 ， 其 肝 切 片 在 体外 从 乙酸 合成 脂肪 酸 的 能 力 降低 ;〗 如果 再 切除 必 上 腺 或 垂体 , 则 肝 切 片 合成 脂肪 酸 的 能 力 可 以 恢复 。 同 样 地 ,四 氧 喀 喇 性 糖尿 病 大 鼠 肝 切片 从 丙酮 酸 -2-C# 合成 脂肪 的 量 低 减 ,但 切除 Ea DS, mE RRS a RSE i, LE 。 FIRMS Ke BA ER EARS, AR Sy aie DP ER BS a ON il AG AL A ROME A. Aad, AM ERK FETE St BC Bt SA Jes» Ce 2 APS Bde -2-O™ Ze A Ge Be a PEACE SAL EER >, BLOT CSR LMI BE HE AO RRB BRM AR RII, INA 皮质 醇 后 增加 保温 液 中 的 自由 脂肪 酸 ; ARLE HY Bee ee 三 、 对 脂肪 代谢 的 作用 121 量 随 着 加 大 的 皮质 醇 量 的 夫 加 而 增加 ， 襄 明 皮 质 醇 有 分 解 脂肪 的 作用 。 不 过 ,去 氧 皮 质 酮 加 大 脂肪 垫 也 有 分 解 脂肪 的 作用 ,虽然 作 用 强度 要 比 皮质 醇 为 小 1。 皮质 醇 动 员 脂 肪 的 作用 机 制 和 尚 不 肯 证, 但 由 于 皮质 醇 对 脂肪 组 答 的 葡 敬 糖 代 谢 的 影响 甚 不 明显 , 故 其 动员 脂肪 可 能 不 是 通过 对 葡萄 糖 代 谢 的 抑制 ， 而 是 直接 的 分 解 脂 肪 作用 。 皮质 醇 动 上 员 脂 肪 的 作用 可 以 解释 柯 兴 氏 粽 合 症 患者 四 肢 皮 下 UAE, 而 不 能 解释 其 面部 、 胸 、 腹 、 辟 部 的 脂肪 沉积 , 即 所 谓 向 心性 肥 肥 。 示 过， 这 些 部 位 的 脂肪 钥 生 对 皮质 醇 的 反应 或 敏感 性 可 能 与 四 肢 的 有 所 不 同 , 同 时 须要 考虑 其 他 激素 的 和 综 合作 用 。 皮质 酵 在 脂肪 代谢 中 与 其 他 激素 的 关系 在 胰岛 素 的 作用 下 ,皮质 醇 动 上 员 脂 肪 作用 较 小 , 且 不 能 产生 酮 症 1]。 所 以 在 临床 上 类 园 醇 性 糟 尿 病 特点 之 一 是 不 易 出 现 酮 症 。 但 大 有 鼠 切 除 胰 腺 发 生 糖 尿 病 以 后 ， 此 时 注射 皮质 素 或 ACTH 或 沟 过 应 激 即 可 以 发 和 酮 症 , 同 时 肝 胜 有 大 量 脂肪 沉积 , 谣 明 皮质 激素 对 糖尿 病 动物 确 能 动员 大 量 脂肪 进 大 肝脏 , 卉 加强 其 形成 酮 体 的 速度 ' 1。 皮质 激 素 促进 酮 体形 成 的 条 件 ,除了 胰岛 素 缺 乏 以 外 , 可 能 需要 垂体 生长 激素 的 参与 ， 因 为 独 卯 (baboon ) 切 除 胰 腺 及 垂体 后 , 单 用 皮质 素 昌 能 增加 血 中 脂 质 \ 脂 肪 \ 胆固醇、 磷脂 ), 但 不 能 产生 酮 症 , 只 有 再 注射 垂体 前 叶 人 制剂 ( 含 生 长 激素 ) 才 能 产生 酮 症 [ ]。 因 此 , 糖尿 病 病人 发 生 酮 症 不 仅 是 胰岛 素 缺 乏 的 问题 ， 而 且 需 要 考虑 上 腺 和 ”垂体 前 叶 的 功能 情 驳 。 RRMA PER bee at Pod A, $n sf. Hes Je Se Ye He Ge VE, mS AE a Mg HT RE 运用 的 机 制 O°", CEST BST See TE Fh 70 BA ie Dn EA _E DR SR AY 反应 ， 使 其 血浆 自由 脂肪 酸 升 高 持续 24 小 时 ; fn he PLT PE A ae 的 上 升 也 较 单 独 往 射 并 上 腺 为 高 。 狗 切除 过 上 腺 或 垂体 以 后 ， 血 浆 自由 脂肪 酸 、 胆 固 醇 及 磷脂 因 衫 上 腺 素 注 射 而 升 高 的 反应 完全 洽 失 或 大 为 减弱 。 这 样 的 动物 应 用 皮质 素 后 又 可 使 其 恢复 对 虹 上 腺 素 动 上 员 脂 肪 的 反应 。 因 此 ， 自 由 脂肪 酸 和 脂 蛋 白 由 疹 上 腺 素 的 122 HEE FW, EA BDRM 动员 依靠 井上 腺 皮质 功能 的 完整 性 尤其 是 皮质 醇 的 分 刻 量 。 人 类 因应 广 而 产生 的 血 中 胆固醇 过 多 症 可 能 部 分 地 是 基于 过 上 上 腺 据 质 和 皮质 功能 同时 元 进 ， 使 较 多 的 展 上 腺 素 和 糖 类 皮质 激素 同时 进 MEA TEC. DU, BIFCEXSATE FAL iB AY ae ML SR ESI A IA JS 2 YL BE eS AC PE BEL 制 的 研究 ,与 其 他 激素 在 这 方面 的 研究 一 样 ,近年 来 在 国外 其 为 活 跃 ,发 展 迅 速 ,扩大 了 我 们 的 知识 什 霹 , 但 也 提出 了 -一些 问题 , 损 竺 进一步 研究 。 今 后 激素 对 物质 代谢 的 作用 和 作用 机 制 仍然 是 生 移 化 学 的 研究 方向 和 任务 之 一 ,也 是 内 分 小 学 中 的 一 个 关键 性 问题 。 激素 作用 机 制 问题 的 关 明 不 仅 丰富 内 分 泌 学 的 基础 理 葵 ;而 且 解 决 临床 实践 以 及 生产 问题 。 和 擎 担 国内 外 的 研究 情况 ， 利 用 新 失 技 术 ,分 子 水 平 研究 与 整体 研究 烙 合 ,动物 实验 与 临床 研究 烙 合 将 是 解决 问题 的 途径 和 方法 。 在 党 的 什 导 下 ， 通 过 生物 化 学 工作 者 和 其 他 科学 工作 者 努力 ,对 内 分 泌 问 题 的 研 完 将 作出 曹 越 的 贡献 。 BA TR [1] Long, C.N. H., Smith, O. K. and Fry, E.G., in Metabolic Effecis of Adrenal Hormones, Ciba Foundation Study Group No. 6, p. 4, 1960. [2] Henneman, D. H. and Bunker, J. P., Am. J. Med. 23, 34, 1957. [3] Hennes, A. R., Wajchenberg, B. L. rs, S. S. and Conn. J. W., Metabolism 6, 339, 1957. [4] Fajan, S. S., Metabolism 10, 951, 1951. [5] Glenn, E. M., Bowman, B. J., Bayer, R. B. and Meyer, C. E., Endo- — crinology 68, 386, 1961. ] [6] Yielding, K. L. and Tomkins, G. 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EFEME RR AIELIE He TBD AC at HAY Fis 7 HE 上 起 着 重大 的 作用 。 千 缚 钥 答 在 维持 机 体 活 动 上 的 重要 意义 虽 不 难 体会 ， 但 有 关 它 的 具体 的 生理 生化 机 制 了 解 的 还 极 少 。 今 日 我 们 所 掌握 的 有 关 千 顷 狂 敏 的 知识 还 不 过 是 化 学 成 份 及 某 些 代谢 途径 的 阶段 。 从 形态 学 方面 来 看 , 千 燃 硼 积 都 具有 三 种 成 分 , 即 :(1) 无 定形 的 胶体 (基质 ),\2) 纤 蕉 及 \3) 笨 胞 。 关于 和 结 燃 钥 荆 的 生物 化 学 ,笔者 便 写 过 两 篇 综述 护 ]。 本 广 先 简单 介 绥 结 舌 棚 积 的 化 学 及 代谢 ， 然 后 再 简单 谈 一 谈 与 精 辣 硼 积 “ 有 关 的 某 些 病变 。 +m MELA (EP (一 ) 基质 的 化 学 基质 是 一 种 后 流动 状态 的 胶体 , 除 水 分 及 无 机 盐 外 ,基质 中 的 主要 成 分 为 :〈1) 非 胶原 蛋白 ,(2) 酸 性 粘 多 糖 (AMES) 及 (3) 中 性 多 糖 蛋 白质 (NESE)。 在 基质 中 这 三 种 成 分 车 合 一 起 ;从 而 形成 显 了 融 芙 全 身 的 超 微 网 状 糙 构 , 这 种 车 构 具 有 多 样 的 车 合力 、 交 换 力 和 水 合力 ,从 而 保证 了 稍 胞 的 营养 补 输 及 废物 的 排除 。 ALARA Ee 125 (1) JFRRSA JUROR ARIE PME, WATE RHMRA, 它 属 于 球 蛋 白 。 在 和 结 入 组 答 中 , 它 与 酸性 粘 多 糖 结 合 i, SRR AA, REAR ARCA hit AE Olt BH Tit) oA — SETA FERRARA 5 3X FV JO EE a aL fk 9 HE _Leich ee 很 重要 的 。 例 如 , SAG , ma -SH ZEAE AS 且 ， 肉 芽 组 检 的 发 育 也 完全 与 胱 捞 酸 的 含量 平行 。 用 狂 答 培养 法 也 可 看 到 ,如 不 加 大 胱 气 酸 , 则 纤 礁 母 细 胞 不 发 育 , 加 大 胱 饥 酸 后 ， 则 开始 发 育 , 堵 加 大 甲 硫 氨 酸 , 则 发 育 更 好 。 (2) 酸性 粘 多 糖 ”酸性 粘 多 糖 为 基质 中 之 特有 成 分 ， 它 们 都 是 高 聚 化 合 物 , 目 前 发 现 的 已 有 8 种 之 多 。 写 们 是 透明 质 酸 、 软 骨 素 \ 硫 酸软 骨 素 A、.B、`C、 硫 酸 角质 素 、 肝 素 、 破 酸 类 肝素 ,它们 的 SEATS AL HE ASK ERE PY, RSE KAY 是 与 Meyer 等 的 名 字 分 不 开 的 。 (3) 中 性 多 糖 蛋白 质 复 合体 ”这 是 一 类 车 合 非 常 紧 的 糖 蛋白 复合 体 , 其 中 之 糖 多 为 中 性 糖 ， 由 于 居多 不 含 醛 酸 及 硫酸 ， 故 呈 中 性 。 泡 们 的 聚合 程度 远 较 酸性 粘 多 糖 为 小 。 许 多 这 种 短 的 多 糖 链 可 能 在 很 多 地 方 与 蛋白 质 多 肽 链 相 连 。 中 性 多 糖 的 聚合 度 昌 然 较 小 ,但 种 类 却 较 复杂 ， 例 如 ， 色 肤 的 中 性 多 糖 蛋 白质 中 含有 焉 芍 糖 ` 甘 露 糖 .牛乳 糖 核糖、 庚 糖 、 氨 基 BESS. UM, FER EE AP ic eA HE mH ER, PE 071, AG EEE POR BE ORAS FE Je AS CE Hs BY A AVE HE, VAR A-BS CERNE Ze in RT 9 cH ke BEE 用 。 ©] 纤 稚 的 化 学 ieee WAL fk FV A MEE SE AY SP MSE, BD: 〈J) 胶 原 纤 锥 ，(〈2) 网 WET HE IZ (3) 5 TIFF ME. SEEM BR CE J, A Le Be HE FIL AER — Ape Ue) RM, {TET HE HE» FER LP bet Aa — PERE BS A MEE 156 PERG ARL, JRE RSS Bo 场 , 这 就 是 纤维 素 。 了 all Sefegh et bik = FP MEER RA 中 ,发 现 一 种 新 型 的 、 屈 折 灰 很 强 的 纤 锥 成 分 。 化 学 分 析 、 电 子 显 微 镭 及 又 光 衍 射 等 的 研究 证明 它 是 纤维 素 。 写 的 含量 随 年 龄 的 二 长 而 增加 。 =) mi ， 胞 Riki MIA erat, SEP RSA A HE EA, A Hed. Re UE AE ER ARERR SE. TEESE EME » eB 生化 的 研究 还 很 少 。 纤维 母 租 胞 为 合成 胶原 纤 灯 的 分 子 ( 原 胶 原 ) 的 所 在 ， 酸性 粘 多 糖 、 非 胶原 蛋白 等 也 很 可 能 是 在 纤维 母 组 胞 中 合成 的 。 肥 四 胞 能 分 泌 肝 素 、 钥 及 、5- 羟 色 腕 等 。 这 些 物 质 在 保持 将 胞 代谢 活动 的 相对 稳定 上 有 重大 作用 , 它 和 过 敏 反应 也 有 密切 关系 。 因 此 ,这 种 络 胞 已 被 认为 是 一 种 单 组 胞 的 内 分 记 器 官 。 浆 硝 胞 的 功用 主要 是 “ 合成 抗体 。 和 结 结 硼 答 的 代谢 活动 在 很 大 程度 上 受 各 种 激素 的 影响 》 现 在 “ 一 般 认 为 ,这 种 影响 主要 作用 于 纤 礁 母 和 组 胞 及 肥 竹 胞 。 | Re RELA 1a (—) 酸性 粘 多 糖 的 生物 合成 关于 酸性 粘 多 糖 的 合成 代谢 的 研究 ， 最 近 发 展 极速 。 这 主要 归功 于 Leloir 的 有 关 尿 喀 啶 核 背 二 磷酸 糖 类 (UDP- 糖 ) 的 研究 以 及 Lipmann FINNS 3' 磷酸 5 磷酸 硫酸 CAPPS), By 是 糖 基 转移 的 主要 载体 〈 可 视 为 一 种 畏 栈 )， 后 者 也 黎 “活性 厂 酸 ”) 参 与 了 硫酸 化 反应 。 wees eh pA HERERO BAC ALAR ORG AA PAPE UDP 葡萄 糖 及 UDP 3c, JA MAW MNO, N-C RI OR ee, BNA 糖 通过 葡萄 糖 -6-P、 果 糖 -6-P、 氨 基 葡 萄 糖 -6-P Serb ea 转变 为 UDP-XN- 乙 酰 氨 基 芭 敬 糖 N- 乙 酰 氨 基 泪 萄 糖 可 与 N-Z1 =. MLE 127 Mi RIEP FL AE. MPLA A hz SOT 系 通 过 APPS 转移 到 氨基 糖 上 。 粘 多 糖 的 生物 合 抱 的 研究 是 现代 生化 研究 中 最 活跃 部 门 之 一 。 最 近 还 发 现 了 粘 多 糖 聚 合 酶 体系 需要 一 种 辅酶 ， 此 即 锥 生 KA. Wolf 发 现 ， 当 大 鼠 缺 乏 锥 生 素 A 时 ， 肠 粘膜 中 烙 合 型 妥 基 已 糖 的 含量 大 为 降低 。 从 猪 肠 粘 膜 中 得 到 的 pH 酶 可 以 催化 C” Fie Be SOF GWA BS , x PAE a MEZE S A (=) 胶原 的 代谢 胶原 蛋 自 的 生物 合成 是 蛋白 质 生 物 合成 这 一 重大 次 题 内 容 之 一 。 它 的 合成 机 制 虽 然 还 有 许多 问题 有 待 关 明 。 但 基本 上 也 不 外 是 各 种 有 关 的 氮 基 酸 先 进行 活化 ， 后 者 再 通过 SRNA 人 带 到 mRNA Ei ARB ORR AS FPS ld FR EL FR A BAR BAF HP ZR CRU ABAR, Tea wa we MEF TR WRK eR AEA HE REAP A. HR SEE HB HH, TE 2F MERE AE LBB SCE y EP AS FE Te) eas 5B Sk SE PS , FEE EAI LGB KP ea ik eS, FR, FES ARI 粗 面 小 胞 体 常 表现 了 不 定形 的 形状 ， 其 中 可 以 观察 到 微细 的 炎 状 和 结构 ,这 种 租 炎 很 可 能 就 是 Gross 的 原 胶原 。 至 和 于 原 胶原 如 何 从 纤维 母 租 胞 中 逸 出 则 还 不 清楚 。Giesekung 认为 增 大 的 粗 面 小 胞 体 可 在 纤 锥 母 组 胞 的 胞 壁 上 开口 (通过 pino- cytosis) 从 而 落 人 基质 中 。 在 基质 中 酸性 粘 多 糖 的 参与 下 ,胶原 分 子 中 逐渐 聚合 , 交 连 和 结构 增加 , 获 于 变 成 成 熟 的 胶原 纤 蕉 。 =, sap MLR ies i HEL eke BE A — PD Fae sR PEL. ERG ATAL faey Saba i De ar se AS BR AS HE Wy SE. FF HH ABE HS Bi, — Wear thie 2 Re NIEHS AGE. ALG LA AS 128 ROA th, WE REAR SRB 5 BSE MAMIE, REE, SABIE 5 FS A RY GL BULL IIE ERP FE”, RE Klemperer 4SGH2 UM. "ESE — LO RAL RG 9 BR. JI — PRY ORB 4, a LR IPS EEA OG FINKE, Klemperer (ye Rs 04% : MR, MES BL KAS EE IG SRE IE a EE RE OR TK HE I GSE RA SL LR. PAT HF 硬 变 SRE LTE RR, EB RAC MERE, AD, AP MERE OP AUER A, CURR BSE, PEE, ARE Owe 少 有 50 余 种 之 多 。 患 胶 原 病 时 ELA AE IE GE , 它 的 局 部 症状 常 包 括 基质 的 肿胀 .大 胞 浸润 、 纤 锥 母 秋 胞 志 殖 、 血 管 变性 、 纤 蕉 蛋 自 样 变 (fibrinoid), AP HEYTAESE; 在 血液 化 学 方面 , 常 表 现 为 血沉 加 速 、 血浆 蛋白 异常 (dysproteinemia)，C- 反 应 性 蛋 自 (CC-reactiVe protein) 阳 性 , 血 中 氨基 已 糖 , 粘 蛋白 声 加 等 等 。 《一 ) 胶原 病 与 纤维 蛋白 样 变 Klemperer 全 观察 到 ， 在 许多 种 至 身 性 结 夭 组 纵 病 患者 的 千 舌 租 线 中 均 出 现 “ 纤 蕉 蛋白 样 变 ”。Klemperer 就 是 根据 上 述 族 症 的 这 一 共同 特征 提出 “胶原 病 > 这 一 名 称 的 。 目前 知道 “ 纤 礁 蛋白 样 变 ”不仅 出 现 于 Klemperer 所 提出 的 几 种 胶原 病 , 也 常 出 现 于 其 它 类 型 的 结 夭 粗 和 碎 病 。 纤 蕉 蛋白 样 变 这 一 名 词 代表 病理 粗 积 学 上 的 一 种 表现 ， 即 在 hist PE SAME AH. SE, THOR BRE DOT AM OP, FH IAPR. TE Fa PAR 1A IB CLA — Td a EAE SPE 因为 这 一 病变 的 关 明 对 于 了 解 胶原 病 的 发 病 机 制 有 莫大 帮助 。 化 学 分 析 结 果 指 出 纤 礁 蛋白 样 变 中 含有 较 多 量 的 酷 . 色 、 PIB, WE 酸 ， 它 和 纤 灯 蛋白 相似 而 与 胶原 蛋白 不 同 。 纤 蕉 蛋白 样 变 不 受 胶 —— = PRAIA 129 原 酶 及 透明 质 酸 酶 的 影响 ， 但 可 被 纤 蕉 蛋白 酶 及 胰 蛋 白 酶 完全 水 解 。 因 此 不 少 学 者 推荐 ， 纤 蕉 蛋白 样 变 井 非 来 自 病 变 的 结 舌 粗 生 本 身 。 而 系 来 自 渗 出 之 血浆 。 应 用 向 光 抗体 法 不 少 作 者 先后 证 明 了 纤 稚 蛋 自 样 变 中 总 是 含有 纤维 蛋白 。 进一步 的 研究 指出 ， 胶 原 病 的 纤 蕉 蛋白 样 变 中 除了 含 纤维 蛋 自 外 ,还 含有 7Y- 球 蛋 自 , 井 且 很 可 能 是 y- 球 蛋 自 (抗体 ) 及 其 相应 的 抗原 形成 的 沉淀 ,这 种 沉淀 构成 了 纤 礁 蛋白 样 变 的 主要 部 分 。 根据 这 些 事实 ,不 少 作 者 推 葵 , 胶 原 病 的 发 病 机 制 与 慢性 过 敏 反应 有 关 ( 群 见 下 文 )。 (=) 胶原 病 与 慢性 过 敏 反 应 患 胶原 病 时 ,车 生 组 积 中 出 现 纤 厅 蛋白 样 变 , 已 如 上 述 。 但 纤 蕉 蛋白 样 变 也 出 现 于 慢性 过 敏 疾 患 。Rassle 观察 到 慢性 过 敏 症 的 SE GE LTR MP UT MEE AE, UR LEE 为 慢性 过 敏 病 的 病理 诊断 的 重要 依据 。 另 一 方面 ， 了 hrlieh 发 现 , 在 胶原 病 时 ， 出 现 异常 球 蛋白 ( 特 别 是 异常 y- 球 蛋白 ) 血 症 。 ELIS ES, PL RRS MLL MUR BS, BE ES bt MT 8 LABOR OL, AR AE ts A HL 根据 上 述 事实 ， 不 少 研究 者 都 认为 胶原 病 的 病因 是 由 于 慢性 ”过敏 反应 。 近 几 年 来 ， 有 关 胶 原 病 的 研究 已 经 获得 一 些 结 果 。 这 些 车 果 虽 还 远 不 能 系 和 统 地 解答 胶原 病 的 发 病 机 制 间 题 , 但 可 初步 指出 , 写 与 过 敏 反 应 有 密切 关系 。 例 如 ， 轩 斑 猴 疮 所 特有 的 所 谓 荆 卫 因 子 实 系 一 种 在 泳 劲 速度 上 与 血清 7Y- 球 蛋白 相等 的 蛋白 质 , "EAR 是 一 种 抗 核 蛋 白 的 自家 抗体 。 在 风 强 热 的 发 病 机 制 方 面 ， 目 前 大 都 认为 是 由 于 C 洲 血性 链球 菌 的 感染 ， 这 种 组 菌 的 抗原 主要 是 链 球菌 素 90， 在 患者 体内 也 发 现 了 抗 链球 菌 素 0 的 抗体 。 在 风 退 性 KURT, Steffen 便 在 本 病 患者 血清 中 观察 到 抗 滑 莘 提取 物 WASH. FER ESI RA, Rich 等 发 现 这 种 病 与 130 烙 粮 组织 的 生化 、 渍 变 及 慢性 过 敏 反应 磺胺 青霉素 、 碘 剂 等 引起 的 过 敏 反应 所 产生 的 病变 其 为 相似 , 许 多 种 药物 或 其 它 简单 化 合 物 可 以 和 体内 蛋白 质 籍 合 形成 自家 抗 原 ， 此 在 Landsteiner 的 沟 典 工作 中 早已 证 明 。 在 从 身 性 硬 皮 病 及 皮 肌 炎 患 者 的 结 称 钥 炽 中 ,发现 有 一 种 “血清 因子 ”, 它 与 秋 胞 核 BAH ERA EE MIRO BR, Germuth, Didon 等 在 研究 实验 性 过 人 敏 反应 时 ， 发 现 全 身 性 过 敏 反 应 动物 血液 中 含有 抗原 -抗体 和 略 合 物 ， 当 抗原 含量 过 剩 时 ， 此 和 络 合 物 为 可 洲 的 。 此 烙 合 物 具有 和 致 病 力 。 当 将 此 和 攻 合 物 给 正常 豚鼠 注射 后 ， 可 引起 过 敏 性 休克 ， 注 射 动物 皮 内 时 可 引起 和 急 性 炎 症 。Movat 的 实验 指出 ， 沙 解 状态 的 抗原 -抗体 烙 合 物 可 引起 委 性 、 暂 时 性 炎症 ,而 沉淀 状态 的 抗原 -抗体 敬 合 物 则 可 引起 严重 的 LEAS , YER SIE OEE 根据 以 上 事实 ,一 些 作 者 推测 ,胶原 病 早 期 的 每 性 炎症 为 可 溶 性 抗原 -抗体 略 合 物 (抗原 过 剩 期 ) 所 引起 的 ， 随 着 抗体 的 逐渐 声 多 ， 抗 原 抗 体 区 于 构成 沉淀 并 沉积 于 前 一 阶段 被 可 溶性 敬 合 物 所 WECM EL, REM, 毛 锈 血管 渗透 性 增 大 ;血浆 蛋白 质 渗 出 ,后 者 即 与 抗原 抗体 沉淀 逐渐 形成 纤 礁 蛋白 样 变 ,并 引起 一 系列 病变 ,如 纤 蕉 增生 、 硬 节 形 成 等 等 。 总 之 ,根据 现 有 奏 料 ,可 以 看 出 胶原 病 与 慢性 过 敏 反应 有 密切 关系 ,其 发 病 机 制 可 假设 如 下 : | 微生物 的 q 物理 的 | te incor — ct } 化 学 的 ; TEE > 5 SE RTT BK EE ———-> REEDED DO. a BEARS, Fy Agee MER LAM IE a LETS 上 SEW. "EBERT PPS A PE. AT IR WE Ain’ Mate PL hit Ss IE ES IE AA ee ER Wii AS Eg AR Zo AS SR a LL ak FP SIC Ds A Lg FDA SE SB ir 70 A PA Bs KX 献 131 BS, Pl He i FS a AS A PR HL JEG BERD. AAC TEATS EL AR EEE JA ly Gis ELSE I BB FEN a 2 GY «IEEE, RARER, (ATER Ey UU ee Bh Sata TI DAAC BS» EFED LIA AE BS EA SEE ET ”探讨 的 还 很 少 。 近 数 年 来 ,有 关 酸 性 粘 多 糖 的 研究 成 果 颇 为 惊人 ， ”但 也 还 限于 化 学 车 构 和 生物 合成 方面 ， 至 于 它们 的 生理 功能 还 很 ， 少 触及 。 在 国外 ,有 关 烙 夭 粗 徐 的 研究 已 有 十 几 年 的 历史 ,但 在 我 国 ,这 方面 的 工作 仍 是 极 少 , RIM, PRM SREY 人 力 ， 开 展 这 方面 的 研究 。 我 们 要 继续 深 太 研究 基质 中 各 种 成 分 的 分 离 与 提纯 ， 研 究 它们 的 精 构 和 功能 。 研 究 各 种 纤 厅 成 分 的 生 物 合成 和 代谢 ,研究 它们 的 糙 构 及 功能 。 研 究 车 入 硼 粹 特有 的 粗 胞 (Fe A IEA) PA BED AR LOA. PPE Bea AEN PKL MITES. ARSE LAT» WEBTSEN Dak 0 BEG AL i, SARIS IS 5 EAL TSE SER, ATE EEE AIG AWS, EAT MESES ALES, BRED, HPL SMB RE, BES WLS) AEE DURE IRS ETE, EAB FL TARAS RR A — Ze BE BR Sc A A oc SCA; Alte, AR MARA Al RAEI BR, HH SRA a 3s HE SE ar HT BAR DT PE BUM AT BB FE 5 HE RS A Wed Exc 47 4 PK ADE OER , WE a SU Fea i MLR HTC PS AT 7 a2 FAR (1) Step: 竺 糖 组 织 的 生物 化 学 ,< 第 一 次 全 国生 化 学 术 会 议 汇 刊 > pp. 123 ~138, 196325 [2] 王 世 中 : 猪 糖 组 织 的 生化 及 其 有 关 的 病变 ,< 生 理科 学 进展 >, 付 印 中 。 肿瘤 发 病 机 制 的 一 些 生 化 研究 刘 培 村 《中 国医 学 科学 院 实 欢 医学 研究 所 生物 化 学 系 ) 肿瘤 是 对 人 类 健康 和 生命 威胁 最 大 而 其 防治 又 是 最 困难 的 疾 病 。 多 少年 来 生物 科学 家 和 临床 学 家 不 懈 的 努力 都 还 没有 解决 这 个 问题 。 按 照 现 在 的 观点 ， 认 为 要 根本 解决 这 个 疾病 ， 首 先 要 天 明 其 发 病 机 制 ,， 才 能 找 出 有 效 的 措施 ,这 是 一 件 非 常 艰 瑟 的 工作 。 七 入 十 年 来 世界 上 的 学 者 没有 在 这 个 问题 的 探 诗 上 少 花 气力 ， 可 是 还 未 见 有 重大 的 成 就 。 然 而 按照 最 近 生物 科学 发 展 的 水 平 〈 特 别 是 在 生物 化 学 和 生物 物理 学 方面 ) 来 看 ,肿瘤 的 发 病 机 制 的 解决 似乎 已 有 些 端 倪 ， 特 别 是 从 核酸 和 蛋白 质 合成 关系 的 密码 问题 来 “ 估计 ， 前 途 是 可 以 乐观 的 。 问 题 在 于 不 但 要 大 力 地 开展 肿瘤 生物 ， 化 学 .肿瘤 的 生物 物理 学 及 肿瘤 的 生物 学 等 的 基本 理论 研究 ,还 应 从 分 子 水 平 、 糊 胞 水 平和 整体 水 平等 方面 的 探 诗 互 相 烙 合 , 深 基 地 研究 肿瘤 生长 和 发 展 过 程 中 的 一 系列 变化 。 自从 十 九 世 纪 未 Miiller 和 Klemperer 同时 发 表 有 关 肿瘤 患 者 的 氮 在 隐 研究 以 来 ， 治 仿 已 有 七 十 多 年 的 时 间 。， 大 这 轴 期 中 家 世界 有 关 肿 瘤 生化 研究 的 论文 数目 闫 为 可 观 ， 而 且 束 年 在 二 部 之 中 。 仅 从 < 生物 化 学 和 综述 年 刊 >(Annual Review of Biochemistry ) i 最 近 十 五 年 中 所 发 表 的 12 AEA PR) TS 千 多 篇 的 原著 论 切 。 这 许多 研究 所 率 涉 的 范围 很 广 ， 几 乎 在 生物 量 化 学 的 各 个 俩 域内 都 有 肿瘤 的 研究 天 料 ， 因 此 腹 瘤 生化 已 成 为 生 是 物化 学 的 一 个 重要 分 支 学 科 。 肿瘤 生化 发 展 的 历史 井 不 太 短 , 妇 献 如 此 之 多 ,研究 过 的 问题 时 的 面 双 如 此 之 广 ,究竟 解决 了 一 些 什么 问题 ， HRM Tt AER, 今 轩 后 的 研究 应 依循 什么 涂 径 ， 是 当前 从 事 于 肿瘤 生化 研究 工作 者 每 上 +f Soi, 4 Sa) 9 iY 1 EB 133 切 想 知道 的 事 ， 我 们 能 在 这 次 全 国生 化 学 术 讨 论 会 上 讨论 这 个 问 题 是 一 个 很 好 的 机 会 。 在 这 个 报告 中 拟 谈 下 烈 几 个 问题 :一 、 肿 瘤 硼 胞 和 正常 细胞 问 的 生物 化 学 差别 ; 三、` 肿 瘤 生 长 中 特异 性 核酸 的 作用 ; 三 、 化 学 和 至 癌 作 用 的 生化 机 制 。 一 、 肿 瘤 角 胞 和 正常 竹 胞 闪 的 生物 化 学 差别 由 于 肿瘤 竹 胞 具有 一 些 不 正常 的 生长 现象 和 代谢 性 状 《 例 如 生长 快速 、 氧 化 代谢 的 缺陷 , 酵 解 的 升 高 等 ), 很 自然 地 引导 许多 科 学 家 从 事 于 比较 肿瘤 组 催 和 相对 应 的 正常 组 柚 之 间 的 生物 化 学 差 别 的 研究 。 从 所 有 的 研究 资料 看 来 ， 它 们 之 间 的 差别 主要 有 下 列 三 方面 : GAM, (OGRE, (at. (ARE TC ii eA EE 别 ， 或 是 酶 活性 的 差别 ,都 必然 和 肿瘤 的 特异 代谢 有 联系 (无 论 是 性 质 上 或 是 数量 上 )。 因 此 ,进行 生化 差别 的 研究, 可以: CL) 肿瘤 竹 胞 生长 和 发 展 的 原因 ,以 及 发 病 的 生化 机 制 ; 《2) 为 寻找 治 疗 肿 瘤 药物 提出 理论 根据 ;3) 为 肿瘤 早期 诊断 或 临床 诊断 设计 更 为 灵敏 的 方法 。 生 化 差别 的 研究 工作 过 去 很 被 重视 ， 今 后 仍 将 是 很 重要 的 研究 课题 。 目 前 见 诸如 载 的 文献 痪 料 很 多 ， 所 这 涉 的 范 围 也 很 广 本文 仅 拟 介 铬 糖 、 核 酸 和 蛋白 质 三 方面 的 若干 问题 。 (一 ) 糖 代 谢 1. 酵 解 和 呼吸 “三 十 年 前 Warburg Seti S T MOLAR 和 葡萄 糖 一 同 保温 ,有 大 量 乳酸 的 产生 ,这 种 产生 乳酸 的 能 力 在 有 氧 时 井 不 失去 ， 在 多 种 肿瘤 组 积 中 都 可 以 观察 到 这 种 高 度 的 无 氧 酵 解 ， 而 在 多 种 正常 组 织 中 无 氧 酵 解 仅 为 肿瘤 组 绫 的 10~2095。 在 有 氧 的 情况 下 肿瘤 中 醇 解 就 要 降低 到 无 毛 时 的 5095， 然 而 在 正 常 组 积 中 于 有 氧 存 在 时 醇 解 则 被 制止 ， 这 是 肿瘤 东 胞 和 正常 秋 胞 在 酵 解 与 呼吸 现象 中 的 差别 。Warburg 解释 这 种 现象 时 ,认为 这 是 由 于 肿瘤 粗 胞 的 呼吸 受到 损坏 。Weinhouse 等 不 同意 这 种 看 法 ,他 人 提 出 下 烈 几 点 来 反对 Warburg 的 理论 : 〈1) 在 肿瘤 中 的 134 Jee Bes LA A — 28 ae PE FESR EB FEAR ES » SAWS TA RE ARK , Tint Aa EE I i AR RE ARF A XY Dy STE is we eS C2.) BB SARS BE A ce 9 FL, 18 Zo TES ALRITE IX FP HEIs 《3) 用 同位 素 示 踪 法 可 以 证 明 各 种 肿 瘤 将 葡萄 糖 与 脂肪 酸 转变 为 二 氧化 碳 的 速度 和 正常 组 徐 者 相似 ; (4) 在 朋 瘤 竹 胞 的 攻 粒 体 中 和 正常 秋 胞 的 线粒体 中 同样 地 都 有 氧 化 磷酸 化 作用 在 进行 着 。 所 以 Weinhouse AMIR RAM 呼吸 上 的 现象 是 因 其 中 无 氧 酵 解 过 高 ， 以 致 正常 的 呼吸 作用 和 正 #8 Hy Pasteur 效应 亦 不 能 将 之 压 下 来 。 在 此 以 后 ,对 于 肿瘤 酵 解 与 呼吸 的 研究 更 为 活跃 ) 有 人 证 明 在 肿瘤 钥 答 中 竹 胞 色素 。 和 狙 胞 色素 氧化 酶 是 相对 地 人 缺乏， 二 磷酸 micas AS EF (DPN) HI. 38 ¢ 还 原 酶 与 正常 棚 积 中 者 比较 ， 则 ， 显得 很 少 。 也 有 人 研究 标记 葡萄 糖 在 肿瘤 租 积 中 形成 乳酸 的 途径 ， JUG BE-1-C™* 和 葡萄 糖 -6-Q1# 被 利用 的 程度 以 辨别 那 二 个 反应 占 优 势 , 如 在 葡萄 糖 第 工 位 碳 上 的 活性 志 在 第 6 位 碳 上 活性 大 , 即 表示 氧化 途径 在 起 作用 ， 如 这 两 位 置 的 活性 相等 则 表示 醇 解 的 途 径 占 优势 ， 从 不 同 肿瘤 所 得 到 此 两 位 置 上 O* 的 放射 活性 的 比较 颇 不 接近 (如 小 鼠 肝 瘤 为 0.7 ,乳腺 瘤 为 0.47 ,肝癌 为 0.35 , SPS 癌 为 0.69， 肉 瘤 为 0.65)， 说 明 在 不 同 肿瘤 中 氧化 和 醇 解 的 程度 霸 无 一 定 的 比例 ,这 些 差异 当然 和 不 同 肿瘤 的 性 质 、 代 谢 以 及 酶 活 性 等 情况 的 不 同 而 有 所 区 别 。 此 外 ， 和 白血病 散 普 胞 和 正常 懂 和 胞 都 具有 高 度 有 氧 酵 解 的 特征 ;而 淋巴 白血病 的 白血球 的 有 氧 酵 解 的 速 牵 倒 很 长 ， 慢 性 的 散 性 白血病 或 淋巴 白血病 的 上 而 球 都 在 有 氧 情况 下 比 之 在 无 氧 下 产生 较 少 的 乳酸 ， 和 白血病 的 自 血 球 比 正常 fy ES ER Ae HY FL, 然而 从 氧化 活性 来 看 ,正常 淋巴 硼 积 和 国 恶性 的 组 答 间 很 难 有 所 区 别 。 这 些 奉 料 说 明 不 同 种 类 的 白血病 间 ， 酵 解 的 速率 不 相同 ,乳酸 的 产生 井 不 高 ,甚至 肿瘤 普 胞 还 不 及 正常 】 者 之 多 。 从 以 上 所 列举 的 一 些 例子 来 看 ， 肿 瘤 竹 胞 的 酵 解 和 呼吸 的 研 完 还 不 很 够 ， 也 还 没有 将 已 有 的 研 宛 结果 联系 起 来 。 因 为 许多 学 者 所 采用 的 肿瘤 材料 互 不 相同 ,从 动物 到 人 类 都 有 大 料 ,有 用 腹水 党 J > J il a Var nf vy ws aad sm a AUNT SA PSD 09 An tk SE BE BT 135 HY Sy ata AT FSC A , WR RA O_O SE SH, SBE ZEEE, Der RIGA A Si ORR EN. 1H FEY DAES EIR LS EE 5 I, DE SR (KOE IE 8 LH Embden-Meyerhof 路 线 ， 这 种 酵 解 的 形式 自然 是 和 肿瘤 和 胞 的 发 生 及 发 展 有 关系 。 由 于 萄 粳 降 解 过 程 若干 酶 活性 的 改变 和 代谢 中 若干 物质 的 改变 已 渐 明 确 ， 如 再 提出 所 谓 呼 吸 受 损 的 学 发 来 讨论 ,就 显得 无 甚 意义 了 。 此 外 ,若干 影响 酵 解 的 因素 应 加 以 考虑 ,例如 酶 与 辅酶 间 泌 度 比例 ,各 种 内 分 泌 的 作用 ,电子 传递 上 的 秦 乱 ， 竹 胞 膜 通 透 性 的 改 变 ， 葡 荀 糖 代谢 与 脂肪 代谢 的 关系 ,与 氨基 酸 代谢 的 关系 ， 与 核酸 代谢 的 联系 ， 以 及 氧化 磷酸 化 作用 的 变化 等 。 这 是 从 糖 代谢 的 基 本 理 葵 与 肿瘤 粗 胞 发 病 机 制 相 联系 的 一 些 问 题 。 2. 几 种 肝癌 中 葡萄 糖 代谢 与 其 酶 活性 的 比较 ”现在 从 另 一 角度 来 谈 肿瘤 生化 的 比较 研究 。 在 许多 肿瘤 的 研究 中 ， 不 少 是 用 肝癌 来 探讨 其 糖 代谢 和 其 酶 活性 的 生化 差别 的 。 近 几 年 中 不 但 某 一 种 肝癌 和 正常 肝 被 用 来 作为 比较 的 材料 ， 而 且 双 采用 不 同类 型 的 肝癌 来 互相 比较 ， 这 种 研究 也 有 利于 发 现 那些 生化 差别 和 肿瘤 | 的 发 病 关系 更 为 密切 。 在 许多 类 型 的 肝癌 中 ,Novikoff 肝 瘤 是 一 种 生长 迅速 的 移 殖 性 肝 瘤 ( 移 殖 一 周 后 就 形成 )，Morris 肝 瘤 (第 5123 号 ) 是 一 种 生长 较 慢 的 移 殖 性 肝 瘤 ( 需 2 一 3 A), 还 有 一 种 称 为 Dunning 肝 瘤 旭 需 一 个 月 :根据 现 有 的 列 料 这 几 种 肝 瘤 的 代谢 确 有 差别 。 (1) Novikoff 肝癌 “在 这 种 肝 瘤 中 糖 元 的 量 非常 低 , 用 它 的 租 积 切 片 在 含 高 钾 离 子 的 葡萄 糖 溢 液 中 保温 ， 亦 不 显示 它 有 合成 糖 元 的 能 力 。 从 研究 此 瘤 在 葡萄 糖 -6- 磷 酸 (G-6-P) 代谢 中 的 酶 活性 可 以 观察 到 磷酸 葡萄 糖 变 位 酶 的 活性 降低 到 正常 值 的 10 稳 ,使 糖 元 储 存 的 机 制 退化 ,另外 G-6-P 的 磷酸 酶 的 活性 亦 大 为 降低 , PEE 失 ( 或 成 不 活泼 的 b 型 )， 因 而 使 葡萄 糖 释 放 到 循环 系 往 中 的 量 大 为 减少 。 另 一 方面 ,使 G-6-P 酵 解 的 磷酸 已 糖 异 构 酶 的 活性 和 导 ise pst eo oH da 向 核酸 合成 的 G-6-P BEASTS PES AY BOM 3k PS ES AE AP Sa AP. BT eK SUF AS OL RY TE 78 AT HP BAB, FT IX LORE CR HOM EOE EP IE, BOE DB F 果糖 1,6 -二 磷酸 酶 在 此 肝癌 中 亦 表现 于 失 。 泪 萄 糖 -6- 磷 酸 酶 和 果糖 1,6 -二 磷酸 酶 的 丢失 , 可 以 襄 明 在 此 肝癌 中 糖 元 异 生 作 用 的 退化 ,不 能 从 非 糖 物质 的 前 身 物 来 形成 糖 类 ,在 糖 元 异 生 作用 退化 的 情 光 下 ,加 上 糖 元 形成 的 减退 和 葡萄糖 释 放 到 血液 中 的 量 减 少 ， 而 使 糖 元 酵 解 促进 的 磷酸 己 糖 异 构 酶 的 活性 反而 大 夫 ， 于 是 就 导 致 4-6- 了 主要 地 趋向 于 不 可 邓 的 酵 解 涂 径 。 在 正常 肝 中 由 G-6-P 形成 成 糖 的 货 路 本 来 占 很 少 的 分 量 ， 而 在 此 肝 瘤 中 这 种 直接 氧化 葡萄 糖 以 形成 磷酸 戊 糖 的 反应 大 为 增进 。 因 此 ， 此 肿瘤 租 胞 所 吸 入 的 站 萄 糠 几乎 全 用 于 能 量 的 产生 和 核酸 的 生产 。 这 些 酶 活性 的 “ 改变 与 正常 肝 酶 活性 的 比较 ,可 图 示 如 下 (图 LD): Novikoff 肝癌 中 乳酸 胸 氢 酶 的 活性 比 正 常 肝 中 减低 狗 20 和 2， 酵 解 醇 解 正常 肝 Novikoff 肝癌 图 1 葡萄 糖 -6- 磷 酸 代谢 中 的 不 平衡 的 生物 意义 (Weber, G., Adv. in Cancer Res., 6, 430, 1961) 图 示 100 个 葡萄 糖 -6- 磷 酸 在 正常 肝 与 Novikoff 肝癌 中 转变 为 糖 元 ， 葡 区 糖 ， 酵 解 及 直接 氧化 的 百分数 。 粗 秩 表 示 显 闭 的 代谢 途径 ， 夺 和 线 表 示 代 谢 途 径 很 不 明显 , x 碟 示 酶 损伤 的 位 置 OR a Be ii HE oo 、 ee. "oat — JR Sa A ED ATES aA EL FD A FS eB 187 a 甘油 磷酸 脱氧 酶 活性 亦 显著 地 降低 ， 在 奶油 黄 (DAB) 诱发 的 ”肝癌 中 亦 是 如 此 。 此 外 ， 葡 葡 糖 腔 的 合成 在 Novikoff 肝 瘤 中 和 在 3' 甲 基 奶 油 黄 (3'MeDAB) 诱 发 的 肝癌 中 都 较 高 。 (2) Morris jf 38 (#5123) 在 Morris 肝 瘤 中 糖 元 含量 也 很 ” 低 , 仅 表现 有 极 微弱 的 糖 元 合成 。 磷酸 王 萄 精 变 位 酶 的 活性 降低 到 正常 值 的 15 猛 。 在 其 G-6-P POC , RNR CUBE FOE, 乳酸 腊 氢 酶 、6- 磷 酸 葡 萄 糖 酸 腊 氢 酶 的 活性 都 降低 , 而 G-6-P 觅 氢 酶 的 活性 则 蕉 持 正 常 。 磷 酸 葡萄 粮 变 位 酶 和 果糖 -1,6- 二 磷酸 酶 亦 都 下 降 ，G-6-P 酶 的 活性 虽然 减 低 ,但 仍 较 活泼 ,因此 这 种 肝 瘤 中 葡萄 粳 杰 放 到 血液 中 去 的 量 井 不 很 少 。 糖 元 异 生 作 用 则 几乎 完全 技 失 。 2 为 比较 正常 肝 、Morris 肝癌 与 Nov 这 off IPR HOME tH: 10% 51% BER KERR wee 正常 肝 Morris}Pii% Novikoff}is A2 eR SRE Hae ah he (Weber, G., Adv. in Cancer Res, 6, 444, 1961) 数学 表示 葡萄 糖 -6- 磷 酸 代 谢 产 物 的 征 克 分 子 数 ， 图 中 粗 线 表示 显著 的 代谢 BE, MEATRAMKAAR, x 表示 代谢 途径 中 的 酶 部 分 地 受到 损伤 ; x 形 示 酶 完全 受 损 138 Bg I Lil 9 — 22 AE EE bee Novikoff 肝癌 和 Morris JPR AYRE oH AB Ye EE AY eat 2 ”以 观察 到 下 列 情 丸 : 里， 两 种 肝癌 共有 的 缺陷 ;葡萄糖 吸收 的 减少 ， 糖 元 的 形成 下 降 , 磷 酸 葡 萄 糖 变 位 酶 活性 的 降低 ， 和 从 葡 欧 糖 或 内 酮 酸 形成 脂 肪 酸 的 量 极为 微 允 。 乙 ， 在 Novikoff 肝癌 中 呈 显 异常 ， 而 在 Morris FRAP 显 正常 的 情况 : G-6-P 有 所 本 在 前 者 活性 非常 高， 而 在 后 兰 则 接 近 正 常 ;? 乳 酸 产 量 在 前 者 很 高 ,在 后 者 接近 正常 。 两 ， 在 Novikoff 肝癌 中 是 一 完全 的 缺点 而 在 Morris 肝 冶 中 仅 系 部 分 的 缺点 : 在 前 者 糖 元 不 能 够 变 为 葡萄 糖 ， 亦 不 能 从 丙酮 酸 通过 弄 生 作用 形成 葡 葡 糖 , 这 是 由 于 葡 敬 糖 -6- 磅 酸 酶 和 果 糖 -1,6- 二 磷酸 酶 活性 的 丢失 。 但 在 后 者 葡萄 糖 -6- 磷 酸 酶 活性 仅 EK 50 和， 果糖-1'6- 二 磷酸 酶 仅 失 去 30 多, 因此 在 后 者 中 仍 有 较 小 的 糖 元 异 生 作 用 。 在 Nov 这 o 坟 肝癌 中 G-6- 上 倾向 于 酵 解 与 形成 成 糖 的 途径 ,而 在 Morris 肝癌 中 部 分 G-6- 工 由 于 有 和 葡萄糖 -6- 磷 酸 酶 的 存在 ， 而 将 葡萄 糖 释放 到 血液 中 去 。 从 这 一 点 来 看 ， Morris e 肝癌 中 的 代谢 损伤 不 如 Novikoff 肝癌 严重 ， 因 此 它 可 以 产生 较 少 的 能 量 以 供 普 胞 分 裂 和 其 他 活动 之 用 。 所 以 根据 上 壕 糖 代谢 和 酶 活性 上 的 缺陷 ， 可 以 部 分 地 解释 为 什么 Morrig 肝癌 生长 速度 比 Novikoff FrF#ARIE, (3) 3' 甲 基 奶 油 黄 诱 发 的 肝癌 (3'MeDAB 肝 瘤 ) © 3’MeDAB j 肝癌 中 糖 元 也 很 快 地 减少 〈 在 胆管 增生 时 糖 元 的 减少 就 能 到 达 最 ， 高 程度 ) ,而 在 喂 饲 2MeDAB 或 4 氨基 偶 氮 某 的 大 鼠 肝 店 则 无 此 变化 : DAB 大 鼠 肝 癌 中 精 元 含量 亦 非常 低 (0.04~1.5 妈 )， 正 党 HEP Sg 2.1~4.4% EIT AE) 按 上 述 G-6-P 代谢 的 四 个 方面 ,(1) 在 DAB PREP RRNA 糖 变 位 酶 的 活性 虽 未 见报 导 ， 但 从 DAB 肝 瘤 衍生 而 来 的 Novi- Koff 肝 瘤 的 此 酶 活性 大 为 降低 ,可 以 认为 这 个 改变 是 肝 瘤 的 普 欢 性 质 , 从 糖 元 的 含量 减少 到 很 大 的 程度 来 看 ,磷酸 葡萄 糖 变 位 酶 的 活性 显然 亦 降 低 甚 剧 ;〈22) 在 DAB 肝癌 中 , 葡 欧 糖 -6- 磅 酸 酶 活性 时 : —\ sag ae ATE AS A AD 9 AE Pt A 2 139 - PR RM, 180 天 后 此 酶 活性 即 难以 察 出 。 表 示 DAB 的 致 瘤 作用 ” 兹 促使 此 酶 的 合成 受到 破坏 ,这 种 观点 在 下 述 烙 果 得 到 证 实 : 注 身 “WE” BBA 3'MeDAB JPRS AUP, ASHE HEE He Tit AL ie 中 葡萄 糖 -6- 磷 酸 酶 的 活性 ,如 在 正常 肝 中 则 可 以 观察 到 活性 的 增 加 ,可 见 葡萄 糖 -6- 拜 酸 酶 的 合成 受到 了 损害 ; (3) 在 DAB 肝癌 中 BL WR SEI Ae EE — Fl =. 葡萄 糖 -1- 矶 酸 、 果糖 -1,6- 二 ”磷酸 和 葡萄 糖 -6- 磷 酸 等 都 增加 ， 而 糖 元 几乎 宛 全 失去 ， 腺 嗓 吟 核 音 三 磷酸 和 磷酸 甘油 酸 大 大 地 减低 ， 磷 酸 肌 酸 则 完全 消失 。 在 此 癌 中 磷酸 己 糖 激酶 活性 增加 到 几乎 为 正常 者 的 300 哆 ， 因 而 大 大 促进 了 果糖 -6- 磷 酸 成 为 果糖 -1,6- 二 磷酸 的 途径 ; 另 一 方面 由 果 ” 精 习 6- 二 磷酸 水 解 为 果糖 -6- 磷 酸 (需要 有 果糖 -1,6- 二 磷酸 酶 的 俊 化 ) 的 情 沉 则 不 其 了 解 ， 所 以 此 两 个 反应 间 的 平衡 在 DAB 肝癌 让 还 不 清楚 ， 怨 酸 腊 氧 酶 的 活性 与 酵 解 速度 的 关系 还 不 其 明确 ; 44) 由 葡萄 糖 -6- 全 酸 氧化 为 核糖 须 缀 过 下 列 过 程 : G-6-P CE SR6- 储 酸 葡 芍 精 酸 i en 一 核糖 -5- 磷 酸 一 一 核酸 在 Novikoff 肝癌 中 葡萄 糖 -6- 磷 酸 胸 氢 酶 的 活性 增加 很 多 (300%), #2 DAB 肝癌 中 此 酶 的 活性 则 近 正常 。 上 述 三 种 肝 瘤 的 代谢 缺陷 并 不 完全 一 致 ， 因 此 利用 这 些 材 料 进行 比较 , 霸 与 其 生物 学 性 质 及 特征 相 千 合 , 是 有 可 能 了 解 它 们 之 ， 疗 代 谢 上 的 生化 差别 的 生物 学 意义 ， 从 而 寻找 它们 发 病 的 来 源 与 原因 ,但 是 仅仅 研究 糖 代 谢 的 生化 差别 是 不 够 的 ,还 必须 与 其 他 代 谢 上 差别 相知 合 来 分 析 肿 瘤 的 生长 与 发 展 。 本 文 仅 提 到 肝癌 的 例 子 ,主要 是 因 这 方面 的 用 料 较 多 ， 结 果 较 为 具体 ,其 他 肿瘤 的 生化 差别 的 研究 显然 也 是 很 重要 的 。 ORB 代 计 1， 核 碱 和 核 苷 酸 租 成 ”肿瘤 租 筱 和 正常 组 积 问 核酸 粗 成 的 140 肿瘤 发 病 机 制 的 一 些 生 化 研究 区 别 , LEEKS], te Chargaff 和 Davidson 所 篇 的 < 核 “ 酸化 学 和 生物 学 > 专著 中 舍 沟 总 结 了 这 些 资料 。 看 来 在 肿瘤 粗 积 和 正常 组 炽 之 问 是 存在 着 核酸 浓度 和 核酸 组 成 的 差异 ， 但 是 还 难 ” 以 提出 在 肿瘤 组 寥 中 核酸 组 成 有 什么 一 定 的 图 计 。Chargafft 和 Lipshitz 报导 在 正常 人 肝 和 肝癌 间 DNA 的 核 碱 硼 成 几乎 相同 ， TEA SPS ER EHS DNA 中 腺 嗓 哈 含量 则 较 正 常 者 为 低 。Wood- house(1954) 从 若干 自发 性 与 范 发 性 的 肿瘤 中 提出 DNA, 测 得 其 腺 嗓 吟 与 鸟 便 味 哈 之 比 、 胸 腺 喀 啶 与 胞 喀 啶 之 比 都 和 其 相对 应 的 正常 粗 积 者 之 值 相同 ,都 是 大 于 1 而 在 小 鼠 肉 瘤 中 则 发 现 胸腺 喀 “ 啶 的 量 很 低 。 至 1956 年 Butler ZAR AVDA Hy — 2 中 DNA 的 钥 成 , 亦 未 发 现 它 们 和 正常 者 有 很 大 的 差别 ,可 是 岛 便 呀 啥 的 含量 有 去 高 的 借 向 。Kleinschmidt(1959) 报 导 鸡 小 肠 ` 脾 578 A) BUR ES) BUI A DNA 粗 成 没有 显著 的 区 别 。 开 ondo 和 Osawa(1959), Kit(1960) 人 Mie A DNA 的 粗 成 都 相同 。 至 于 RNA 的 组 成 ， 除 了 Kit 96) RSM MP RNA AL MADD, 多 数 的 工作 者 则 认为 RNA 不 如 DNA 的 恒定 。 根据 近 几 年 的 研究 成 就 ,认为 普 胞 各 部 分 存在 着 不 同 的 RNA, 它 和 们 之 问 的 组 成 差别 很 大 ,其 所 以 得 到 RNA 粗 成 相似 的 结果 ,可 能 是 由 于 所 提取 的 RNA 样品 不 纯 ， 不 是 均一 性 的 分 子 ; FEL Pp, RNA 的 核 碱 组 成 和 正常 者 比较 有 显著 的 差异 。 如 最 近 Dancheva 〈1961) 报 导 用 3’MeDAB 印发 肝癌 中 和 胞 浆 RNA fy 组成 和 正常 者 不 同 , 最 显著 者 为 鸟 便 味 吟 核 昔 酸 (GMP) 至 和 于 其 他 三 种 核 苷 酸 的 含量 则 区 别 不 大 ，GMBP 量 的 二 加 从 诱发 90 Ka 即 开 始 ， 不 但 癌 本 身 即 其 周围 组 积 中 RNA 的 GMP 也 显著 地 增生 高 。 类 位 的 报导 还 不 少 。GIMP 量 志高 的 意义 现在 还 不 十 分 明 自 ) 时 也 许 和 蛋白 质 的 生物 合成 的 某 些 步 又 有 关系 。 相 反 的 Skipper SF 试验 了 二 十 几 种 动物 肿瘤 和 两 种 人 的 肿瘤 ， 观 察 到 在 这 些 肿瘤 中 国 岛 便 味 哈 井 合 到 核酸 中 的 程度 不 如 到 正常 租 绫 多 。 用 鸟 便 嘎 吟 膀 时 氨 酶 的 抑制 物 \5- 殷 基 -4- 腊 吡 哗 甲 酰 腕 ) 注 射 到 小 具体 中 后 ?此 小 cs fibvsht fm nen) ag SPT 9 AE On 1 ZEB 144 ”有 鼠 所 生 的 肉瘤 180 "PAS ES HH Ae EK I. Pr DA «GMP 在 肿瘤 RNA + 2 se ey GE a HP SE A BG ”活性 降低 可 是 在 肉瘤 180 中 此 酶 的 活性 又 不 是 很 低 ， 因 此, AT 2. GMP 的 含量 在 若干 肿瘤 中 较 高 的 原因 还 未 能 了 解 。 除 了 上 壕 ”的 二 种 核 苷 酸 外 ， 近 年 来 发 现在 不 同 的 RNA 中 还 含有 少量 特殊 ”的 核 碱 , 在 各 个 RNA 所 含 的 种 类 不 一 ， 数量 上 亦 有 差别 ， 由 于 数 量 甚 微 , 在 一 般 分 析 中 往往 不 易 检 查 出 来 ,它们 的 生理 意义 现在 还 不 明白 ; 在 肿瘤 RNA 中 这 些 稀有 的 核 碱 存在 的 情 光 还 研究 得 不 够 ;是 否 对 RNA 的 性 质 具有 重大 的 作用 也 还 不 知道 。 2. 酶 活性 CET LARP IL Pe er RAY 5- 核 苷 酸 分 解 酶 都 显示 活性 降低 , 锡 为 正常 者 的 25 多 ( 以 湿 重 计 )。 核 苷 磷酸 化 酶 的 活性 亦 大 为 下 降 , 狗 50 多 (以 悍 重 计 )。 腺 嗓 哈 酶 活性 在 肝 况 中 减 (EB) 17 7%, GEG BETA PE A LB 4070, FE 3MeDAB 肝癌 中 eg a Sa CS AR RE TE TE AB PRE, EE RS op ERK AYA PE AY EME ATCA AI aA TAS. A Ws SAC BAS YE HE BY EK BH ES BS PE AR at OB EE Be BP BS fea) BR _e Soft GP RS 2p PE RS ETE PE HER, EY AK 中 的 平衡 趋向 于 合成 。 在 Novikoff 肝癌 中 , Hele me Bie +f BANG AAT ERE 此 为 正常 肝 所 无 。 但 在 Morris 肝癌 中 亦 无 此 酶 。 在 Morris 肝 瘤 的 胸腺 喀 喧 还原 酶 的 活性 与 正常 肝 相 近 ， 而 在 其 他 肝癌 中 则 无 将 胸腺 喀 喧 的 碳 2 转变 为 二 氧化 碳 的 能 力 。 FEMS fa] 3 MeDAB 的 肝 和 .DAB AAPG RS EF AOR De AS Er BBE AHN EEE BT CRS Ae) Abe 加 ， ZA Ti EF BS ISSO ak FP BS 9 TEE FHT), 认为 在 形成 肿瘤 后 此 酶 活性 不 再 有 所 改变 。 也 有 人 报导 偶 氮 染料 销 发 肝 瘤 中 腺 味 哈 核 苷 腕 气 酶 的 活性 无 变化 ， 但 其 核 苷 磷酸 化 酶 和 黄 味 哈 氧化 酶 活性 则 显 郑 地 降低 。 此 外 喂 蚀 DAB 和 2-AAP 的 大 鼠 肝 中 接触 酶 和 承 酸 酶 也 都 很 低 。 在 腹水 性 白血病 淋巴 球 细 胞 中 亦 出 现 黄 味 哈 氧 化 酶 和 尿酸 酶 的 活性 降低 的 情 驳 。 i42 jie eas WL lA — 2 A AE FEN fi] 2- FASE A (2-AAP) 24 周 后 大 鼠 肝 腺 粒 体 中 碱 性 核糖 核酸 酶 活性 降低 为 对 照 的 定数 ， 而 酸性 核糖 核酸 酶 的 活性 则 AES, DAB 诱发 的 大 鼠 肝 中 这 两 种 酶 的 活 性 ,没有 明显 的 变化 8 3. 代谢 在 喀 啶 的 代谢 方面 ，Lagerkvist 报导 区 氏 腹水 癌 细 胞 和 肝 都 能 久 相 同 的 速度 将 尿 喀 啶 -N2 ELI NEA 到 了 NA 中 的 喀 啶 去 ,但 是 Rutman 等 和 Canterow 等 则 发 现在 大 鼠 肝 和 2-AAF 范 发 的 肝 瘤 中 尿 喀 啶 的 利用 情 驶 者 不 相同 ) 前 者 不 能 利用 外 来 的 尿 喀 啶 ;而 肝癌 则 能 利用 。 这 反映 了 肝 瘤 的 生长 ， 很 快 可 能 与 尿 喀 呢 被 利用 加 强 有 关 。 了 idino 持 将 喀 啶 的 前 身 物 ， 顷 基 甲 酰 门 冬 氨 酸 -2 ”注射 到 移 殖 了 肿瘤 的 大 鼠 体 中 ,发 现在 肿瘤 的 胸腺 喀 叫 中 比 活性 最 高 ,其 次 为 小 肠 、 脾 、 肝 等 的 胸腺 喀 吓 ， 而 DNA 中 胞 喀 啶 的 比 活性 和 DNA 中 胸腺 喀 啶 的 比 活性 则 相等 。 在 味 哈 的 代谢 方面 ， 甘 氨 酸 -2-C™ BEA HF AB) Elexner- ， Jobling 癌 的 酸 溶性 核 苷 酸 和 核酸 中 , 而 在 正常 大 鼠 肝 中 则 较 少 。 FE BA BP RL ake Py FC ee RA Ee IMP) Ye ER ee AMP, ADP 或 ATP 4B, th GMP, GDP #1 GTP Wise Ale HI4NHAMP,ADPAIATP HR, BERMHEAS ER ESM LEAK. PRU AF DE ASP ae) PIL, To 8, 味 叭 能 被 并 合 到 肿瘤 中 去 的 量 很 少 ;这 是 许多 肿瘤 所 共有 的 特性 ， (ESR MLE AR AI 2- ALMA DUE Re Py SO, DROS HE Ce POH UR 94. FE Flexner-Jobling fire RNA 和 DNA Aye EE BR LETS PE RBG IE HF PS Oe 的 比 活性 为 高 。 在 肝 与 肿瘤 的 站 胞 核 RNA Hem RNA 具有 较 大 的 比 活性 ， 在 肿瘤 中 核酸 代谢 较 在 肝 中 者 为 快 。 注 射 四 酰 门 ， 多 氨 酸 ~O™ 后 肿瘤 中 尿 喀 啶 单 核 苷 酸 的 比 活性 较 肝 中 者 高 售 这 都 表现 在 肿瘤 中 核 苷 酸 的 生物 合成 较为 活跃 。 (=) 蛋白质 代 谢 ee ee ae — NRE AAAI, BEAU BRP TAO a+, Sites senna aI TE SAD PD AE 1 EE BT 143 i i SAAS TE FE AA A, ZB ee HE GPT eH 3, Sauberlich #1 Baumann 进行 了 多 种 肿瘤 蛋白 质 的 氨基 酸 组 成 分 析 , 还 没有 找到 质 与 量 上 的 特点 。 Sanger, Du Vigneaud 等 进行 正常 和 肿瘤 粗 帮 的 氨基 酸 未 端 和 顺序 分 析 ， 则 发 现 这 两 种 租 MMR OE IEE. CORE A Lae 质 相 比 , 前 者 含 贺 氨 酸 、 牛 磺 酸 和 酷 氨 酸 ,后 者 则 无 之 。 此 外 在 前 SARAWHAR RAB, BAMA AR TRE 液 中 游离 氨基 的 含量 可 占 总 气量 的 60%, TIE MNO ‘ACA 20%, Kit fi Awapara (1953) 观 察 到 淋巴 肉瘤 较 正 常 淋 ELM Arie SS AP HE EI AE, (IA AIS 则 比 后 者 为 低 ;而 Smith 和 Rossi(1954) 则 报导 在 淋巴 肉瘤 中 丙 氨 酸 和 甘氨酸 的 含量 较 高 , 且 氨 酸 、 门 冬 氨 酸 、 迷 氨 酸 和 苏 氨 酸 则 较 低 。 这 些 烙 果 的 不 一 致 ,可 能 和 蛋白质 的 提 炖 与 分 离 有 关 ; 蛋 白 ， 质 提 和 纯 的 方法 未 解决 则 肿瘤 蛋白 质 的 组 成 有 何 特点 是 难以 发 现 的 。 | APE AMON, ME BP STR PRE MB A NE RS, te Walker 256 癌 和 肝癌 中 得 到 证 实 , 它 们 进 天 肿瘤 蛋白 质 的 速度 比 进 大 对 照 粗 者 要 迅 速 2 HE, HE DLR 动物 中 肿瘤 的 生长 仍 和 咀 蚀 动物 中 相同 。 在 注射 标 刀 甘氨酸 之 后 ; 锦 俄 动物 正常 棚 织 中 放射 活性 依 时 间 之 十 长 而 减少 ,而 在 肿瘤 反而 增加 ， 这 履 明 肿瘤 的 蛋白 质 在 饥 俄 的 动物 体 中 不 能 供 其 代谢 上 的 需要 之 用 ， 所 以 标记 甘氨酸 的 活性 并 不 随时 间 而 消失 。 又 肝 瘤 能 更 有 效 地 利用 葡萄 糖 以 为 蛋白 质 合 成 之 用 ， 亦 即 肿瘤 组 纳 的 合成 活动 便 向 于 蛋白 质 的 合成 与 锈 胞 的 生长 为 多 ， 而 价 向 于 糖 元 的 合成 与 其 储存 为 少 。 类 利 用 标记 葡萄 糖 和 乙酸 的 研究 中 ， 淋 巴 肉 瘤 的 蛋白 质 中 80 禾 的 放射 活性 为 甘氨酸 和 入 氨 酸 所 占 , 仅 10% 在 谷 氨 酸 与 门 冬 Ate bh, 这 表示 这 种 肿瘤 合成 后 2 种 氨基 酸 的 能 力 很 低 。 由 于 肿 瘤 生长 很 快 ,所 以 将 游离 氨基 酸 集中 的 能 力 亦 较 大 ,甘氨酸 与 蛋 氨 酸 井 大 肿瘤 蛋白 质量 比 并 大 正常 者 高 3 一 4 倍 ,而 其 集中 氨基 酸 的 i44 WAR BCs BL 9 — ASAE ESE ABD ILS, UA, FERIEH ADE Se + LAE AA RICIE SB tk, 在 离 体 的 肿瘤 切片 实验 中 ， 标记 氨基 酸 卉 合 到 肿瘤 蛋 和 白质 比 到 正常 的 狗 大 10. BAU HIKE 因 肿瘤 竹 胞 对 蛋白 质 的 生物 合成 能 力 黄强 ， 但 机 体 对 肺 瘤 蛋 白质 的 合成 具有 某 种 调节 作用 ,所 以 不 能 显 出 其 井 合 速度 之 迅速 。 上 壕 肿 瘤 租 胞 与 正常 普 胞 间 的 生化 差别 虽 不 全 面 ， 但 已 才 现 它们 代谢 上 的 显著 差别 ; 了 解 这 些 差别 的 机 制 对 于 解决 肿瘤 糊 胞 生长 与 发 展 中 的 物质 变化 和 形态 变化 的 关系 很 有 帮助 。 但 是 在 这 许多 变化 中 有 哪些 步 灵 是 肿瘤 炎 胞 发 生 的 关键 性 问题 ， 也 很 值得 意 。 近 年 来 由 于 核酸 和 蛋白 质 的 合成 研究 有 很 大 的 发 展 ”， 对 于 肿瘤 的 发 病 机 制 也 有 很 大 的 启发 。 二 、 肿 瘤 生 长 中 特异 性 权 酸 的 作用 AMMAR Ks RNA 的 含量 的 密切 关系 被 发 现 之 后 ， 生 物 学 界 对 于 RNA 的 作用 问题 感到 很 大 的 兴趣 。 沟 过 多 种 生物 材 和 料 的 起 验 ， 都 得 到 一 致 的 结 花 : 凡是 生长 旺盛 的 钥 答 (如 动物 的 胰 WEP HE. BRAS, 植物 的 根部 ) 或 普 胞 ( 胃 菌 等 其 RNA 的 含量 都 很 多 ; 反之 ， 生 长 不 旺盛 的 组 纳 ( 如 脑 、 肌 骨 ) 中 的 RNA 就 较 少 。 不 但 从 生化 的 分 析 ， 还 可 从 粗 黄 化 学 的 观察 和 用 同位 素 方 法 的 考 查 得 到 证 实 ， 生 长 旺盛 就 是 蛋白 质 生 物 合成 迅速 的 才 现 。 肿 瘤 粗 秘 的 生长 是 很 快 的 ， 其 中 RNA HERR, RSE 此 。 但 在 个 别 肿瘤 组 积 中 情 沈 卉 不 一 致 ， 有 的 增加 ， 有 的 减少 ,有 的 在 和 胞 某 一 部 分 寺 加 ,而 在 其 他 部 分 减少 ,例如 在 不 同 致 癌 物 所 芳 发 的 肝癌 中 ,情况 就 不 同 (Reid, 1962, 见 145 Wz). 因此 ,如 仅 从 核酸 的 增 减 是 不 可 能 探求 肿瘤 发 病 的 机 制 的 。 必 有 撩 进一步 追寻 在 肿瘤 组 积 中 是 否 有 特异 的 核酸 存在 ， 然 后 研 宛 的 组 成 、 糙 构 与 功能 。 由 于 植物 病毒 与 动物 病毒 中 感染 性 核酸 别 量 起 疾病 的 能 力 已 痉 得 到 诞 实 ， 肿 瘤 中 存在 所 毅 “ 和 致癌 性 的 核酸 ”证 有 可 能 。 近 几 年 来 对 于 RNA 在 蛋白 质 生 物 合 成 中 的 地 位 与 作用 有 了 静 深入 地 了 解 〈 见 本 书 王 德 雪 的 专文 和 “科学 通报 > 9, 275 s 7 4 二 、 肿 瘤 生 长 中 特异 性 核酸 的 作用 145 MR RNA MEA RNA 微粒 体 RNA 上 清 液 RNA AAF 增加 * 大 减 * 减少 增加 4'F-DAB 减少 减少 减少 无 变化 3'MeDAB Ke A 减少 * 增加 * DAB 减少 * 减少 减少 减少 4’MeDAB 无 变化 减少 减少 * 减少 2-MeDAB 减少 减少 减少 * 减少 2’MeDAB 无 变化 减少 减少 城 少 3-MeDAB 减少 减少 减少 减少 * ”也 有 报导 无 变化 1962), BeS FEMI PARE iy RNA 分 子 ( 称 sSRNAT7 能 将 被 活化 的 氨基 酸 转运 到 核 肝 微 粒 的 大 分 子 RNA 上 ， 形 成 肽 链 。 最 EM Be A AY +P WS a “fs OE” RNA 能 将 信息 从 核 传递 到 和 灶 胞 浆 的 蛋白 质 中 去 。 许 炎 的 机 制 现在 还 不 知道 ， 肿 瘤 中 的 蛋白 质 合 成 也 可 能 猎 过 类 似 的 步 台 。 但 一 般 都 认为 肿瘤 组 积 中 的 蛋 自 质 无 疑 和 正常 的 不 同 , 那 未 合成 特异 的 蛋白 质 的 信息 ,必然 来 自 肿瘤 攻 胞 核 的 核酸 。 到 目前 为 止 应 用 肿瘤 粗 纳 的 抽 提 液 进行 引 瘤 ， 大 多 数 的 实验 获得 成 功 , 而 应 用 肿瘤 核酸 (CDNA 或 RNA) 在 动物 身上 范 发 肿瘤 而 成 功 的 例子 则 不 多 。 最 近 De Carvallo YA Novi- koff SPRY RNA 提取 液 处 理 正常 肝 普 胞 后 , 再 将 此 肝 秋 胞 注 太 正常 大 鼠 腹 腔 ; 能 使 部 分 动物 肝 竹 胞 形成 癌 样 结 节 。 反 之 ,如 将 正 MHD RNA 提取 液 处 理 Novikoff 肝癌 秀 胞 ， 再 注入 正常 大 鼠 腹 腔 ， 则 此 处 理 后 的 癌 租 胞 的 成 活 率 较 对 照 者 为 低 。 牛 满 江 用 BS RBI AMS TER RNA 作用 ,再 注入 小 鼠 体 内 ,也 观 FBV AMI RRS MEAS, TA TD HA to HY SP A REHRE, AMIGA RNA HBS ORE SR 酶 活性 。 这 两 个 例子 都 证 明了 特异 性 ,RNA 的 存在 ， 它 是 合成 特 异 蛋 自 质 的 模板 。 病毒 核酸 的 致癌 作用 “目前 病毒 致癌 问题 已 相当 肯定 ; YE 态 学 、 得 传 学 、 免 疫 学 及 生物 化 学 上 都 可 以 观察 到 肿瘤 病毒 的 反 Bo BSS LOW MAE AE, MUS bi Be eee 146 肿瘤 发 病 机 制 的 一 些 生 化 研究 都 能 看 到 病毒 感染 引起 肿瘤 生长 的 证 据 。 利 用 电子 显 微 仁 可 以 观 察 到 所 请 病毒 小 体 ， 这 种 病毒 小 体 进入 动物 体内 可 以 重复 地 形成 ， 肿瘤 ， 例 如 小 鼠 的 乳腺 癌 组 答 的 无 组 胞 过 滤液 能 使 敏感 的 小 鼠 发 。 Ae FL (Roscoe, 1933)， 用 超速 离心 机 可 将 感染 物质 沉淀 下 来 ， 在 电子 显 微 任 下 观察 有 30~130mp 大 小 的 颗粒 。 双 多 种 白血病 都 沟 证 明 是 由 于 病毒 所 引起 ,已 知 者 有 Cross 病毒 、Schwartz jij 毒 、 人 aplan 病毒 、Breyere-Moloney 病毒 、Hriend 397%, Stansly — 病毒 和 Graffi 病毒 。 | 应 用 肿瘤 核酸 引起 肿瘤 发 生 的 例子 者 不 很 多 ， 仅 有 下 烈 儿 种 Bey je (Kaplan; Fed. Proc. Sym. No. 1, 1962): 肿 8 7A ShopeFLAKia 现 BS K Fs ABABA Rous A Ig kK Ha AH I Fe 核 核 IK IK 3K 浆 这 些 核酸 的 抽 提 液 还 是 比较 粗 的 ， 如 1957 Bather tig] Ay Rous 肉瘤 中 RNA 的 作用 即 是 如 此 。 进 一 步 的 核酸 分 离 还 未 解 决 ,所 以 应 用 纯 交 的 核酸 进行 其 烙 构 与 活性 的 研究 还 难以 开展 SRF His EAL RBG HIB Hil FRA BT SSI JE A AD. CFE FF AUIS FP ET SFE HI IP, FY DORK AT Be Ba PARLIN BOK NT SUL, Sob DNA MEA RUIZ a, a) eT UA Pe 6 PRS, We TIP RNA 的 合成 ,形成 ， 所 谓 外 来 DNA 型 的 RNA, ix fist CEE REA PAD ETE. TE WLS AI AAAS, TOE T TAAL, 例 如 在 更 的 乳头 状 癌 中 与 病毒 有 关 的 精 氨 酸 酶 的 氨基 酸 租 成 和 正常 时 更 肝 中 精 氨 酸 酶 的 氨基 酸 粗 成 不 相同 ,就 是 明证 5 2) 至 和 于 在 和 胞 是 浆 中 繁殖 的 病毒 的 肿瘤 例子 中 ， 可 以 认为 病毒 的 RNA HEME 到 宿主 组 胞 内 质 网 的 核 肝 微 粒 上 去 ， 使 核 胸 微粒 上 原来 的 RNAL =. RAK PERE TE 147 BTEC, 或 者 病毒 的 ,RNA (是 一 种 新 的 RNA) MBE bi 微粒 的 RNA 中 去 ,以 合成 病毒 蛋白 质 (这 和 目前 一 些 学 者 认为 信 使 核糖 核酸 与 核 胸 微 粒 相 接合 而 形成 了 特异 的 模板 的 观点 相同 )， 例如 在 成 则 粗 胞 瘤 病 毒 中 的 RNA, 可 在 区 胞 浆 中 复制 , Heke 种 新 的 三 磷酸 腺 昔 酶 合成 的 模板 。 这 样 自然 就 影响 了 宿主 和 站 胞 的 原来 代谢 性 质 。 了 开 ， 所 以 只 要 有 病毒 的 存在 ,不 论 是 在 兽 胞 核 中 或 在 细胞 浆 中 ,就 “ 有 外 来 的 模板 来 引导 新 的 生物 合成 过 程 ， 这 种 过 程 是 不 能 被 宿主 LHP TES CA VL TEE al, CEA ATI FL VS (OAL) 4, AAAS , RL 从 这 概念 出 发 ， 改 法 分 离 具 有 活性 的 RNA 就 成 为 当前 广泛 被 注意 的 问题 。 最 近 文 献 中 报导 组 胞 核 中 RNA 的 活性 较 其 他 部 分 的 RNA 活性 为 强 , 信 使 RNA 的 合成 部 位 可 能 是 在 核 中 ,这些 都 增加 了 活性 RNA 存在 的 信念 和 分 离 的 可 能 性 。 在 外 来 病毒 RNA 的 作用 下 ， 宿 主 秀 胞 原 有 RNAL 合成 是 否 能 照常 进行 呢 ?1 有 大 认为 妍 然 DNA 的 核 苷 酸 排列 构成 合成 新 DNA 的 密码 , 同时 亦 为 合成 RNA 的 模板 ， 此 RNA 又 转 为 合成 蛋 自 质 的 模板 ,信息 所 以 是 从 DNA 烃 过 RNA 而 传 到 蛋 和 白质 ,只 要 DNAI 保 持 不 变 ; 任 何 RNA 合成 上 的 缺陷 都 能 很 快 地 恢复 ,如 DNA 模板 有 了 改变 ， 一 系列 的 RNA 模板 与 蛋白 质 合成 都 要 改变 。 最 近 Astrachen 和 Volkin (1959) 及 Cohen & (1961) 都 观察 到 噬菌体 的 信使 RNA 可 以 转 为 合成 噬菌体 DNA 的 前 身 物 刀 同时 却 抑制 了 宿主 中 核酸 的 合成 。 可 能 在 肿瘤 发 生 亦 有 类 似 的 情况 。 另 外 在 许多 RNA 的 分 子 中 ， 有 的 RNA 合成 的 速度 很 使 ,有 的 RNA 合成 较 慢 ,所 以 亦 较 为 稳定 。 当 有 新 的 而 且 是 活性 ‘BK RNA《〔〈 例 如 病毒 的 RNA) 进 入 关 胞 时 ,原来 租 胞 中 的 RNA 模板 的 作用 因而 减低 ， 作 为 DNA 发 动 者 (Kornberg 首先 发 现 ) 的 作用 亦 因而 减退 。 这样 为 了 合成 原来 蛋白 质 所 需 的 RNA 模板 就 逐渐 丢失 ， 使 原来 租 胞 合成 蛋白 质 的 能 力 改 变 ， 这 就 是 所 调 BNA 模板 丢失 造成 租 胞 失常 而 引起 肿瘤 竹 胞 生长 的 概念 。 148 肿瘤 发 病 机 制 的 一 些 生化 研究 关于 具有 感染 性 RNA 的 致癌 机 制 是 一 种 推测 ， 这 个 问题 的 ， 解决 也 有 待 于 蛋白 质 生 物 合成 的 机 制 的 关 明 。 至 于 在 感染 性 核酸 进入 宿主 四 胞 后 所 引起 的 一 系 烈 反应 而 形 成 肿瘤 竹 胞 的 过 程 是 很 复杂 的 ， 人 肖 待 更 多 的 探讨 。 但 是 从 大 肠 杆 ， 著 噬 菌 体 与 脑 类 病毒 的 形成 ， 使 宿主 秋 胞 逐渐 表 失 其 独立 而 完整 ， 的 体系 的 途径 去 探索 ， 亦 不 难 找 出 这 些 病毒 形成 的 特有 的 生化 反 。 应 。 所 以 研究 病毒 性 的 肿瘤 的 发 病 机 制 ， 按 目前 的 基础 水 平 看 是 具有 较 好 的 条 件 的 ， 也 有 可 能 为 其 他 病因 的 肿瘤 研究 创造 有 利 的 ” 条 件 。 三 、 化 学 致癌 作用 的 生化 机 制 化 学 致 瘤 作用 研究 的 历史 最 入, 累积 的 交 料 也 最 多 ,从 刷 烟 突 工人 所 串 阴 吉 皮 肤 癌 ， 和 喂 蚀 奶油 黄 ( 颜 料 ) 引 起 肝 瘤 的 发 现 为 开 端 ， 以 致 今日 知道 有 多 种 有 机 化 合 物 能 够 引起 肿瘤 的 发 生 而 成 为 MARA. VX, BERET 各 种 肿瘤 的 动物 模型 ， 大 大 便利 于 进行 肿瘤 发 病 机 制 的 研究 。 直 此 可 以 了 解 下 列 的 几 个 问题 : (1 什么 物质 可 以 引起 肿瘤 的 发 生 宛 (2) 从 生物 学 的 、 形 态 学 的 、 生 物化 学 的 和 生理 学 的 观点 进行 系 疣 地 与 深入 地 分 析 致癌 过 程 ， 有 可 能 找到 某 些 硒 胞 中 的 损伤 是 恶性 增生 的 主要 关键 ;(3) 化 学 致癌 过 程 的 研究 可 以 区 别 什 友 是 发 病 的 主要 因素 ,什么 是 次 要 的 因素 ;(4) 在 了 解 致癌 机 制 后 ,就 可 以 心计 有 效 的 化 学 治疗 药物 。 前 面 售 提 到 研究 肿瘤 竹 胞 和 正常 条 胞 间 的 ， 生化 差别 ,能 够 了 解 个 别 代谢 的 一 个 小 环节 中 的 问题 ;而 研究 癌变 过 程 ,将 有 助 于 了 解 肿瘤 发 展 全 部 过 程 的 变化 ,而 获得 一 个 至 面 的 癌变 机 制 的 概念 。 | 寻找 新 的 致癌 物 的 实验 是 目前 在 许多 实验 室 中 仍 在 进行 的 也 作 。 PSO MH A A eH; 虽然 这 些 物 质 的 致癌 作用 是 大 为 的 ,不 能 代表 自发 性 肿瘤 的 形成 ,但 这 种 动物 模型 是 有 利于 肿瘤 发 病 机 制 的 研究 的 ;而 且 避 免 这 类 物质 进入 人 体 也 有 利于 肿瘤 的 预 四 防 。 兰 、 化 学 致 痪 作用 的 生化 机 制 149 SCR PAR Re SH BOA Wh HK (DAB), 3" 甲 基 奶 油 黄 、 2- HAG GSB EA BURY VE, #RYE Miller 和 Miller (1947) 的 发 现 , DAB FESO PE AIT De BA A EL ”引起 条 胞 核 中 DNA 和 蛋白 质 的 量 都 升 高 ， 线 粒 体 与 微粒 体 的 RNA 都 降低 , 核 黄 素 和 蛋白 质 的 量 亦 都 下 降 ,， 因 此 DAB 的 作用 可 使 肝 中 与 某 些 调 节 生 长 有 关 的 蛋白 质 减少 甚至 于 失 。 若 干 酶 活 性 的 丢失 ， 可 能 是 由 于 此 致癌 物 的 直接 作用 所 造成 。 在 小 鼠 皮 RE PE RAAT EBA RNA 及 DNA 都 能 车 合 〈《Heidelberger Davenport, 1960), 井 且 还 比 蛋白 质 的 结合 更 是 多 些 。 这 种 和 核酸 车 合 的 意义 , 自然 要 看 被 烙 合 的 核酸 的 功能 是 什么 ,估计 到 这 种 千 合 必 然 会 影响 到 某 些 特异 性 蛋白 质 的 生物 合成 。 最 近 Reid 提出 仅仅 是 蛋白 质 和 核酸 的 变化 不 能 是 决定 恶性 增生 的 唯一 关键 。 他 认为 应 考虑 到 下 列 三 方面 具有 关键 性 的 变化 来 寻找 肝 瘤 的 发 病 机 制 :《1) 在 正常 肝 代谢 上 有 关 速 率 限 制 的 步 县 发 生变 化 ;〈2) 在 不 同 致 癌 物 都 能 产生 某 些 效应 ,而 非 致癌 物 则 不 产生 这 种 效应 ;(3) 凡 在 致癌 作用 的 治疗 中 产生 使 癌变 延 榴 效 应 。 前 节 已 提 到 的 “丢失 学 谣 ? 是 目下 较 为 盛行 的 见解 ， 在 肝 的 至 癌 过 程 中 生化 的 改变 的 确 是 在 失去 的 方向 发 展 。Potter #2 tH 肿瘤 中 代谢 异常 是 因 其 分 解 代 谢 受到 压制 ,而 合成 代谢 则 加 强 , 造 成 了 代谢 途径 上 不 平衡 所 致 。Potter 双 认 为 肿瘤 中 的 关键 变化 还 在 其 造 酶 系统 的 受 损 ， 例 如 在 某 种 移 殖 人 性 肝癌 中 在 给 以 色 氨 酸 后 ; 色 氨 酸 过 氧化 物 酶 (一 种 世 导 酶 ) 的 活性 井 不 增加 ,而 在 正常 肝 则 有 显明 的 增加 。 在 原 发 狂 肝 癌 中 亦 不 增加 ， 这 可 能 是 由 于 致癌 物 干 扰 了 合成 某 些 酶 的 合成 机 制 〈 这 种 机 制 对 于 蕉 持 正 常 肝 轩 胞 是 很 重要 的 ) 而 引起 了 癌变 。 bat Woe Sto LA OLE ER, PE SOE 有 帮助 的 。 此 外 ,有 关 肿 瘤 发 病 机 制 的 学 发 还 有 很 多 , KARR, 工 且 各 有 优 和 缺点， 还 待 更 多 的 而 且 深 大 的 研究 工作 加 以 证 实 。 总 之 ,肿瘤 的 发 病 机 制 是 非常 复杂 的 问题 , 也 是 很 艰 下 的 工作 , 但 在 150 Biya PLA a — 28 AE HE 今日 条 物 科 学 发 展 的 趋势 看 ， 这 个 问题 的 解决 是 很 有 希望 的 。 我 ， 们 希望 生物 化 学 家 、 生物 物理 学 家 、 生物 学 家 及 医学 家 攻 力 个 作 ， 在 这 次 会 凡 后 有 更 多 的 科学 家 参加 到 这 不 研究 中 来 ， [1] [2] [3] [4] [5] [6] [7] [8] [9] [10] [11] [12] [13] [14] [15] [16] [17] EF TR Griffin, A. 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PRA but PA) 3B BW EF SRO EN BO EA 和 控制 病毒 的 繁殖 的 方法 ， 以 便 为 最 后 达到 预防 和 消灭 病毒 性 疾病 提供 实 玲 的 和 理论 的 依据 。 一 、 病 毒 感染 性 的 分 子 基 础 自从 1956 年 以 来 ,许多 实验 室 相 继 报 告 ,从 许多 种 类 的 植物 病 旺 、 动 物 病 毒 及 关 干 种 动物 肿瘤 病毒 和 噬菌体 等 分 离 到 有 感染 性 上 的 核酸 一 -一 RNA 或 DNA(CGierer Ff] Sohramm, 1956a,b; Fraen- Wel-OConrat,1956; Colter 等 ,1957; Alexander “, 1958; Hupper #i Sanders, 1958; Wecker, 1959; Sokol 42,1959; Liebenon 和 Sohmidt, 1959; Brown ffl Stewart , 1959)。 和 根据 这 材料 以 及 目 前 生化 实验 室 在 核酸 和 和 蛋 白质 生 物 合成 的 相互 关系 方面 的 研究 烙 ¢ -’ 162 病毒 生化 研究 的 若干 阔 题 i 果 ( 其 中 又 以 Oehoa 和 Speyer SERIF ATA RS AE 酸 对 氨基 酸 疹 大 蛋白 质 的 影响 的 实验 车 果 最 具有 兴 《 趣 ) ,许多 学 者 | 从 而 认为 病毒 感染 性 的 分 子 基础 即 其 核酸 本 身 ， 而 病毒 的 蛋白 质 部 分 仅 代表 病毒 的 抗原 性 和 对 其 核酸 起 保护 作用 而 已 。 详 组 分 析 已 有 的 材料 ,发 现存 在 着 若干 问题 消 待 解决 : 第 一 只 所 有 被 成 功 地 分 离 到 的 病毒 核酸 的 感染 力 相 大 多 数 不 超过 原 病 毒 。 的 1, 有 的 还 不 到 万 分 之 一 。 同 时 ,所 有 的 病毒 核酸 制品 都 仍然 含有 少量 的 蛋白 质 或 多 肽 )。 有 些 学 者 认为 ,病毒 RNA 感染 力 比 原来 的 病毒 制剂 较 低 的 原因 可 能 是 由 于 宿主 各 胞 外 RNA A 灭 活 作用 。 但 是 若干 实验 让 明 ， 竹 胞 外 RNA 酶 的 灭 活 作用 不 能 被 认为 是 使 病毒 RNA HEED, BAe 证 明 ;, 当 在 TMV-RNA 制剂 中 加 大 一 定量 的 了 MY 蛋 自 质 时 , 则 可 使 其 感染 力 提高 数 百 倍 (Fraenkel-Conrat, 1956; Lippincott, | 1961) ,加 大 别 的 病毒 蛋白 质 则 无 此 作用 。 病 毒 蛋 自 质 作为 病毒 感 ， 桨 力 的 重要 构成 部 分 也 可 以 从 Takahashi 等 (1958 ) 的 实验 中 看 出 。 这 些 作者 将 ?MY-RNA 用 竹 上 乏 芒 电泳 进行 分 离 ， 发 现 大 | 部 分 的 感染 力 存在 于 含有 少量 蛋白 质 的 部 分 中 。 Cochran 等 最 近 观 察 到 ,单独 将 TMV 蛋 自 质 接种 于 烟叶 加 时 ， 与 接种 完整 病毒 一样 能 迅速 地 使 烟叶 的 汁液 改变 其 对 红外 焰 的 吸收 光 寻 ,但 是 吸收 曲 纹 两 者 不 相同 。 而 单独 接种 TM V-RNA 时 烟叶 的 液 半 对 红外 萎 的 吸收 光 必 的 改变 延 构 到 接种 后 29 小 时 上 该 作者 认为 TMYV 的 蛋白 质 具 有 酶 的 作用 ,为 该 病毒 驼 区 所 必需 昌 该 作者 同时 认为 ， 契 大 多 数 的 病毒 RNA 都 需要 和 一定 量 的 病毒 结合 在 一 起 , 始 能 表现 出 感染 力 而 进行 繁殖 。 第 二 ， 了 ershey 和 Chase 早 于 1952 EMA, mata TEE TIE AE DNA 的 同时 ,还 注入 了 2 一 3 纪 的 蛋 自 质 。 这 些 蛋 自 夺 中 有 一 小 部 分 可 以 传 答 下 一 代 。Mayer 等 1961 年 用 酚 从 噬 菌 伟 提出 DNA, 这 种 DNA 虽 能 感染 大 肠 杆菌 的 原 浆 胞 培养 , HELIER 能 直接 感染 大 肠 杆菌 。 而 且 如 果 在 原 浆 胞 培养 中 加 太 DNA Aiea 胰 蛋 自 酶 均 能 破坏 DNA 的 活性 。 可 能 这 种 DNA 也 需要 和 某 种 一 、 病 毒 感染 性 的 分 子 基 础 453 Es Whee eh ee HH ”根据 Hoyle 和 了 inter (1957) 的 实验 ， 利 用 同位 素 卫 ”和 8 分 别 标志 流感 病毒 的 RNA 和 和 蛋白质 部 分 ， 然 后 用 标志 的 病毒 感 染 粗 胞 培养 ,观察 到 在 感染 后 虽然 大 部 8” 留 在 普 胞 膜 上 , 仍然 有 一 部 分 进入 和 胞 内 。 该 作者 研究 千 果 认 为 进入 锈 胞 内 的 是 病毒 的 芒 蛋 白质 一 可 能 即 为 可 洲 性 抗原 与 核酸 结合 的 物质 。 与 此 同时 ， a UL SPE A SE Fa Fa OK Bit NS EAE J AP HE 些 成 分 可 能 是 流感 病毒 核酸 呈 呈现 感染 性 的 必需 的 辅助 物质 。 不 少 作者 报 千 (Ada 和 Lind, 1959; Benedict -和 Lind，1960) ,未 能 从 瀛 感 一 类 的 病毒 成 功 地 提 得 感 桨 性 核酸 ， 这 一 事实 可 能 襄 明 这 一 问题 。 关 于 这 方面 的 研究 ,向 值得 进一步 探讨 。 除 荡 感 等 病毒 以 外 ， 对 大 多 数 DNA 病毒 如 辣 类 病毒 和 大 多 数 腺 病毒 等 也 未 能 成 功 地 提出 无 染 性 DNA, 第 三 ， 如 果 病 毒 核酸 为 其 感染 性 的 唯一 因素 ， 那 么 在 病毒 繁 殖 过 程 中 ,抑制 核酸 的 合成 必定 同时 抑制 其 他 病毒 物质 的 合成 ,而 抑制 病毒 蛋白 质 的 合成 至 少 不 应 雯 影响 病毒 核酸 的 合成 。 不 少 实 验 报 告 , 在 TMV tek. Asa. PER IR Ee RY MA RNA AGH MIPS RNA 的 合成 ， 可 以 因而 抑制 了 完整 病 毒 的 合成 CCasterman 和 Jeener, 1955; LeClarc, 1956; Tamm 和 Ballanian, 1960; Jeener, 1958), (HE SR—th, AWREN SA Me (FPA) MAB wa AIR RISE AO OG Ty SS REE HY HOSE WT A AT SEA a EE A Eh a A MeCRNA) 的 合成 (Wecker #1 Schonne, 1961), jx +6 ERE, PPA WF Digi OBA BP Ai Ae TO ie OE BI, EK RSF ARMM EAE BTC 1). KB UDN RS Wek BER IE PAA BOK. 基于 以 上 的 分 析 ， 进 一 步 研 究 和 确定 病毒 核酸 本 身 的 感染 力 仍然 是 有 必要 的 。 在 这 方面 ， 首 先 应 蔷 屋 法 将 实际 具有 感染 性 的 这 一 小 部 分 的 核酸 分 离 出 来 ,分 析 其 化 学 组 成 和 分 子 和 结构; 进一步 研究 病毒 核酸 低 感染 性 的 原因 一 一 是 否 由 于 核酸 酶 的 作用 或 与 特 154 病毒 生化 研究 的 若干 问题 10022 药剂 浓度 (WUg/ml) 图 1 FPA 对 春 介 灰 和 白质 炎 病 毒 杷 酸 和 和 蛋 自 质 的 合成 的 影响 (Wecker 等 , 1962 ) 殊 的 核酸 一 一 蛋白 质 烙 构 得 到 破坏 有 关 ， 以 确定 病毒 蛋白 质 在 病 四 毒 感染 性 方面 所 起 的 作用 ; 此 外 , 利用 同位 素 研究 各 种 病毒 物质 在 时 侵 大 敏感 攻 胞 后 的 命运 ， 昔 借以 了 解 病毒 核酸 与 病毒 蛋 自 质 在 疾 时 胞 内 合成 的 位 置 及 其 内 在 的 联系 ; 最 后 襄 法 从 流感 一 类 的 病毒 或 其 他 DNA 病毒 分 离 感染 性 核酸 ,以 肯定 其 作用 。 : 解决 病毒 核酸 作为 病毒 感染 性 的 分 子 基础 问题 ， 将 对 生命 的 上 化 学 本 质 及 其 化 学 过 程 作 重要 的 关 明 ,因此 利得 进一步 研究 。 时 二 、 病 毒 核 酸 与 病毒 变异 的 关系 ， 若干 作者 报告 ， 替 换 病 毒 核酸 链 上 的 吐 吟 喀 啶 碱 或 改变 其 例 PSA SH. pli Litman 等 时 于 1956 年 即 利用 5- 省 尿 喀 吓 替换 了 噬菌体 DNA 的 胸腺 喀 啶 而 获得 变 株 。 但 是 ， 将 变 和 Kl, PERERA Wy RE Pape ah [be TELE Se AE. | Gierer 和 Mundry 1958 年 用 HNO, 处 理 TMV-RNA, fi 们 的 实验 证 明 ,只 要 在 每 3,000 PLA EF AEH Hy 6 76(180 个 ) 中 有 二 、 渍 毒 核酸 与 病毒 变异 的 关系 155 | 工 个 氨基 被 替换 即 可 引起 病毒 变异 。Boey6k 在 1959 年 也 报告 ,用 HNO, Abe REA IR AIT RNA 后 获得 了 变种 。 但 是 上 述 TMV 和 疹 殴 灰白 质 炎 病毒 的 变 株 与 原 株 并 没有 截 然 的 本 质 上 的 差异 ,其 差别 仅 在 于 原 毒 栋 中 变种 的 数量 本 来 很 少 ， 而 在 HNO, 处 理 后 其 数量 明显 地 增 加 了 (图 2)。 因 此 Bawden i ee A eee 0 20 40 60 80 100 120 作用 时 间 (3) 2 亚 确 酸 处 理 硝 瞻 灰白 质 炎 病毒 RNA 时 对 d*/d 变 株 比 例 的 影响 (Boeyé, 1959) “19594F HEE, AEE PRS HH BUY HEE a TK ER i JER AE eH AATMV 与 番 苘 病毒 混合 进行 感染 试验 ， 也 观察 到 有 如 用 HNO, 处 理 TMV-RNA 的 现象 ( 表 la, b), Bawden 认为 TMV 病毒 — Rla 用 亚 确 酸 处 理 工 M Y -RNA 后 引起 毒 栋 感 梨 性 的 改变 、 处 理 时 fl 5) 2 坏死 病变 (小 时 ) Xanthi Java 0.0 300 0.5 0.5 250 9 1 122 24 2 98 26 4 33 12 20 6 0.5 156 病毒 生化 研究 的 若干 问题 Rib AMMSRVRSHMAERAR 引起 坏死 病变 病 ik Xanthi Java TMV 单独 ) 500 3 TMV 2¢/1+TAV10mg¢/1 500 2 TMV 200mg/1+TAV 10mg/1 380 24 TMV 20mg/1+TAV 10mg/1 130 180 TAV 单独 95 240 * (Bawden,1959) 原来 可 能 是 一 个 混合 株 , 在 其 中 原先 占 优 势 的 变种 对 也 NO, 耐 受 性 小 ,而 另 一 变种 对 HNO, 的 耐 受 性 较 强 , 因此 在 HNO, 处 理 后 上 BED ARO, PRT RAE HNO, RARER, AFT fe EF BES PR I BRT Bea» te HNO, 的 作用 下 目 Si REA SBN — BACB » ESE PRISER HC EF» A 而 转变 为 占 优势 的 。 虽然 Mundry 本 人 (1959) 再 提出 新 的 实验 证 据 ， 证 明 亚 确 ， 酸 确实 引起 TMV 的 变异 ， 然 而 越 来 越 多 的 实验 证 明 ， 从 自然 界 和 分 离 到 的 许多 病毒 株 原来 均 含 有 许多 性 质 不 同 但 抗原 性 相近 的 变 昌 种 。 例 如 舍利 用 容 斑 选 种 技术 从 脑 心肌 炎 病 毒 (Fuerst，1961)、 — Mengo 脑 炎 (了 llem 和 Colter, 1961), GA BWR Ushyima =, 1962) AIFS RAZR (Carp Fl Koproski, 1962) 等 病毒 分 离 出 不 量 同 的 变种 。 因 此 在 未 能 证明 实验 中 所 用 的 毒 株 是 否 为 一 炖 系 之 前 ， 如 果 观 察 到 病毒 性 质 的 改变 ,除了 考虑 到 变异 的 可 能 性 外 ,还 应 考 轩 虑 到 淘汰 的 可 能 性 。 但 是 如 果 在 化 学 药剂 处 理 后 出 现 了 在 原来 的 时 毒 株 中 从 来 未 便 见 过 的 新 变种 ， 那 么 当然 便 有 壕 多 的 根据 来 论断 上 变异 的 可 能 性 。 和 Wittman(1961), Tsugita 及 Fraenkel-Conrat (1961) 4-4> 分 析 用 也 NO, 处 理 所 得 的 TMV ae PRE Se, LSS 含量 与 原 毒 株 有 不 同 ( 表 2)。 但 是 如 上 节 所 述 , 在 没有 确实 证 明 所 国 用 病毒 为 一 纯 系 毒 株 《〈 即 不 含 两 种 以 上 的 具有 不 同 生物 人 性质 的 混 是 2 二” 7 ea ee EE 4 兰 、 病 考核 酸 与 病毒 变异 的 关系 isi 表 2 用 亚 确 酸 处 理 TMV-RNA 后 病毒 蛋白 质 气 基 酸 的 巷 换 原来 的 氨基 本 替换 的 氨基 本 谷 Rw — TRAE RIE FAR — isa RE Ho RR 本 一 一 KSA fi 所 :本 — BE, MAE « 所 ' 酸 — RE KAR ( W ittmann,1961) en) i AT HPSS FE SO OF PO 的 改变 所 引起 的 。 因 此 ， 有 关 各 变异 毒 株 的 氨基 酸 粗 成 与 其 相应 的 核酸 的 千 构 之 间 的 相互 关系 问题 , 仍 须 进 一 步 研 究 。 Lengyel 和 Ochoa 等 近年 来 关于 人 工 合成 多 聚 核 背 酸 对 氨 基 酸 渗入 蛋 自 质 的 影响 的 研究 千 果 ， 对 核酸 精 构 对 相应 的 蛋白 质 分 子 中 氨基 酸 排列 的 决定 性 作用 便 作 出 重要 的 天明， 这 对 于 认 诚 核酸 与 蛋 自 质 合 成 的 化 学 本 质问 题 无 疑 大 大 地 提高 了 -一步 。 但 是 他 们 所 提出 的 三 联 密码 看 来 不 适 于 解释 病毒 核酸 与 病毒 蛋白 质 的 关系 问题 。 首 先 ， 他 们 的 三 联 密码 中 尿 喀 啶 的 出 现 频率 过 高 ;其 Ky 密码 对 氨基 酸 的 专 性 不 其 高。 最 近 不 少 作 者 提出 各 种 不 含 尿 喀 叶 的 密码 ,例如 Roberts (1962) 根据 三 联 密码 提出 二 联 守 码 的 “ 假 谣 ， 从 核 碱 含量 方面 看 来 似乎 比较 合理 。 但 是 根据 他 们 的 假 裔 对 若干 病毒 的 计算 结果 与 实际 分 析 的 结果 不 十 分 符合 〈 表 3)。 丰 来 ， 关 于 病毒 核酸 分 子 中 各 核 碱 的 排列 位 置 与 病毒 蛋白 质 分 子 中 须 基 酸 排列 位 置 的 相互 关系 这 一 问题 ， 还 需要 做 很 多 的 实验 来 关 明 。 因此 ,研究 病毒 核酸 与 病毒 变异 的 关系 ,首先 应 分 离 纯 株 , 研 究 各 和 纯 株 的 核酸 与 蛋白 质 的 分 子 结 构 。 在 这 方面 病毒 的 提 炖 有 重 要 意义 。 除 了 植物 病毒 以 外 ,目前 只 有 个 别 的 动物 病毒 (3Schwardt 和 Schaffer, 1956; Faulkner 等 ,1960; Levintow 和 Darnell, 1960) My HAAS OLS YE Ae ihn. TM FE BTA SDH 168 病毒 生化 研究 的 若 千 问题 #3 #BXRREAR TMV MARRARR ABHNRRS Boome Bw 3 tk A G C U TMV 第 工 位 置 14.0 23.8 35.4 26.7 82 281. 2'- 33.0 17.4 18.8 TBE 27.1 20.5 25.9 26.5 Polio 第 1 位置 20.2 7) (2 31.1 24.9 2 fre 32.0 29.5 eae 16.1 AT Br GE 28.2 23.7 A: 9 26.4 (Roberts,1962; Schaffer 等 ;1960) 只 有 TMV WHEW EAE eM. BE TMV og AR POIROT ATT 上 X- 光 衍射 分 析 的 烙 果 ， 每 个 病毒 是 粒 中 大 狗 含 有 2,800~3,300 — 个 蛋 自 小 单位 ,每 个 亚 单位 的 分 子 量 狗 为 15;000~18,000。 化 学 ， 分 析 诈 明 ， 每 个 小 单位 天狗 由 157,.158 或 164 个 氨基 酸 和 组 合 起 来 “ 的 (不 同 作者 的 分 析 结 果 不 同 ,是 否 由 于 毒 株 不 同 或 所 分 析 的 毒 株 ， 不 纯 之 故 未 明 )。 对 这 种 病毒 蛋白 亚 单 位 的 氨基 酸 的 排列 位 置 最 星 近 已 摘 清 楚 (Tsugita 等 , 1960; Anderer, 1960), 但 是 对 病 考 核 1 酸 分 子 中 各 核 碱 的 排 烈 位置 目前 还 缺乏 有 效 的 研究 方法 。 继 续 研 究 纯 系 的 病毒 株 的 核酸 和 和 蛋白质 精 构 是 最 基本 的 问题 。 观 察 用 化 ， 学 药剂 (包括 亚 硝酸、 嗓 哈 、 喀 啶 的 衍生 物 或 其 他 变异 剂 ), 或 物理 方法 (包括 热 . 放 射线 等 ) 处 理 纯 株 的 病毒 核酸 以 后 ,其 所 合成 的 病 ， 毒 的 蛋 和 白质 亚 单位 的 氨基 酸 组 成 和 排列 有 何 相应 的 和 规律 性 的 改 】 变 ; 研 究 自然 变异 株 的 核酸 与 蛋白质 烙 构 之 间 的 规律 关系 ; 深 大 分 员 析 用 不 同 毒 栎 的 核酸 感染 后 所 得 的 病毒 株 的 抗原 性 江 最 后 井 研 究 | 病毒 核酸 分 子 中 代表 病毒 致 病 性 和 其 他 生物 学 性 质 的 各 片段 和 基 | 团 的 烙 构 ,以 关上 明 病 毒 核酸 的 遗传 信息 问题 。 这 些 问 题 的 解决 ,不 时 但 在 理论 上 将 关 明 遗 传 变异 的 实质 ,而 且 , 在 实践 上 将 有 利于 人 工 胃 定向 变异 与 人 工 改造 病毒 的 工作 ， 使 有 害 的 病毒 反 过 来 为 人 类 的 时 兰 、 渍 毒 核酸 和 泪 毒 蛋白 质 的 生物 合成 与 渍 毒 的 代谢 159 a 健康 服务 。 。 许多 病毒 有 所 计 福 主 诱导 变异 的 现象 ， 在 改变 宿主 条 件 时 便 迅速 改变 了 病毒 的 若干 生物 学 性 质 (Hoskins,1959)。 由 于 这 种 改 变 很 块 〈 仅 需 在 新 的 宿主 体内 传 工 代 ) 而 且 一 般 不 能 传 给 下 一 代 ， 很 难 想象 这 是 由 于 病毒 核酸 的 烙 构 如 此 轻易 地 ,反复 地 改变 着 ,以 适应 短暂 的 性 质 改 变 的 需要 。 因 此 病毒 的 某 些 次 要 物质 的 合成 是 否 与 宿主 四 胞 物质 有 一 : 定 的 关系 ,这 也 是 值得 加 以 研究 的 问题 。 =. APE MARE 4S RNA: | 愧 合成 与 病毒 的 代谢 考虑 到 病毒 是 一 种 结构 最 简单 的 微生物 ,那么 /在 其 感染 和 繁 殖 的 过 程 中 ， 无 疑 地 必定 有 物质 代谢 过 程 。 根 据 病 毒 的 严格 的 胡 胞 内 寄生 性 特点 ， 病 毒 的 代谢 不 可 能 与 宿主 细胞 的 物质 代谢 相互 DRA. UWS, 由 于 构成 病毒 的 最 基本 物质 为 核 蛋 白质 ,因此 研 究 病 毒 的 代谢 目前 着 重 在 两 个 方面 : 第 一 ， 受 染 粗 胞 内 病毒 核酸 和 病毒 蛋白 质 的 合成 动态 和 化 学 药剂 对 这 些 物 质 合 成 的 影响 并 第 二 ,与 病毒 核酸 和 病毒 蛋白 质 的 合 丰 有 几 切 关系 的 酶 的 研究 ,以 了 解 这 些 物质 的 合成 过 程 及 其 相互 依 顿 关 系 。 为 了 研究 病毒 的 代谢 问题 ， 首 先 更 了 解 病毒 在 宿主 租 胞 内 的 繁殖 情 刀 。 病 毒 在 租 胞 内 的 繁殖 , 一般 可 以 分 为 四 个 阶段 : 一 、 侵 大 一 一 包括 病毒 显 粒 吸附 在 细胞 上 、 和 感染 性 病毒 物质 (感染 性 核 酸 或 在 某 些 情 交 下 可 能 是 整个 病毒 是 粒 ) 的 侵 人 ; 二 、 黑 上 期 ; 三 、 WA; 四、 释放。 在 黑 虹 期 中 不 能 观察 到 完整 病毒 晒 粒 的 形成 ， 而 We VAY FO EI FE A A (AR TE ee eA JY JL Ja) FFAG Er Xo aT Fie SB AVE BRA SE EMER, BAAS 种 抑制 核酸 合成 的 化 学 药剂 和 抑制 蛋白 质 合成 的 化 学 药剂 分 别 加 到 受 染 的 罗 胞 培养 中 ， 以 观察 在 某 一 方面 的 合成 受到 抑制 时 另 一 方面 的 合成 情况 。 如 果 蛋 白质 的 合成 需要 由 核酸 来 支配 ,那么 , 当 核酸 的 合成 受到 抑制 时 ,蛋白 质 的 合成 也 必定 停止 , 反之 ,如果 抑 i60 病毒 生化 研究 的 若干 闫 是 制 蛋白 质 的 合成 时 也 影响 了 核酸 的 合成 ， 便 属 明 核酸 的 合成 也 喜 ， 要 蛋 自 质 的 作用 。 | 上 面 提 到 RNA AGRE HER. AIS, MB, TMV 等 eae AE AUEL PN 9 BOG 5 OS HE HO A PEL, BE, IS. mE me AT Ay (Bil) benzimidazole 及 其 衍生 物 ) IRAE Hl 4-75 (Thompson 2 , 1950). 47S mR A RAC Tamm,1958) 4A ， 脑 类 (Eriend, 1951), SUReRREA (Pearson 等 , 1956) 和 噬菌体 ， (Mathrews 和 Smith, 1955) 等 病毒 的 每 殖 。 他 如 5M 其 类 似 物 能 抑制 春 散 灰白 质 炎 病 毒 (Munyon 和 Salzman,1962), — 假 狂犬 病毒 (Kaplan 和 Ben-Porat, 1961) Sy MH. 5- MIA ei DS A AU AS BE a il RSH RS SE ST (Kaplan 和 Ben-Porat, 1961; Easterbrook, 196T)。 实 验证 明 ， 在 上 述 物 质 的 抑制 下 ,核酸 的 合成 受到 抑制 , 糙 果 完整 的 病毒 颗粒 未 能 合成 。 但 是 另 一 方面 ， 不 少 作者 报告 用 氨基 酸 的 衍生 物 如 对 毛茶 两 氨 酸 (FTPA)、5 甲 基色 氨 酸 和 Proflavine LABKSM MRAM 的 合成 时 亦 能 阻 焉 病 毒 核酸 的 合成 。 上 述 Wecker 和 Schonne — (1961), Wecker 等 (1962) 用 FPA sR SiR BR Rs eS Hi Ey Hi GSE Hy ASE BH, 可 供 说 明 这 种 情况 。 此 外 Levintow 等 上 (1962) 用 少量 FPA 加 到 奉 散 灰白 质 炎 感染 的 粗 胞 培养 内 ;虽然 可 以 合成 一 部 分 病毒 核酸 ,但 是 利用 同位 素 的 研究 证 明 ， 在 病毒 蛋白 ， 质 被 抑制 的 情况 下 所 合成 的 病毒 核酸 ,在 用 葵 丙 所 酸 消除 了 FPA 的 作用 以 后 ， 卉 不 能 千 合 到 以 后 新 合成 的 病毒 显 粒 中 。 雯 作者 评 为 随 着 病毒 蛋白 质 的 重新 合成 ， 另 外 开始 了 一 个 病毒 核酸 的 合成 周期 。 : HILBK, WTR A Me BK 系 。 但 是 这 些 蛋白 质 是 否 即 为 病毒 的 特异 性 抗原 物质 ”抑或 为 革 种 与 病毒 物质 的 合成 有 密切 关系 的 新 生 的 酶 , 淋 不 了 解 ， Tomizawa 和 Snnakawa (1955) 对 噬菌体 的 研究 中 早已 认 情 为 ， 在 噬菌体 DNA 的 合成 以 前 需要 先 合成 一 种 特殊 蛋白质。 其 国 三 、 病 毒 核酸 和 病毒 蛋白 质 的 生物 合成 与 病毒 的 代谢 161 后 发 现在 噬菌体 感染 秋 菌 后 炎 菌 体内 的 羟 甲 基 腊 氧 胞 核 苷 酸 酶 的 活性 迅速 增加 了 数 倍 到 十 几 倍 (Flaks 和 Cohn，1957; Bessman Fil van Bibber, 1959; Kornberg 等 , 1959)。 此 外 ,还 发 现 腊 氧 核 糖 核 背 酸 激酶 和 腊 氧 核糖 核酸 多 聚 酶 活性 的 增加 (Bells 等 , 1961; Bessman fi] Bells, 1961; Aposhian 和 开 ornberg，1962)。 近年 来 发 现在 某 些 植物 和 动物 病毒 感染 后 胃 胞 内 的 核糖 核 苷 酸 多 聚 酶 或 用 氧 核糖 核 苷 酸 多 聚 酶 的 活性 有 显著 二 加 (在 RNA 型 病毒 感染 时 前 者 增加 ,在 DNA 型 病毒 感染 时 后 者 均 加 )。 例 如 RNA 型 病毒 方面 在 TMV(CKEasasek 和 8Schramm, 1962), Mengo 病毒 (Baltimore 和 了 ranklin, 1962), 78k AR ARs ( Hegers 等 ,1963) 和 流感 病毒 (GlaskEy 和 了 elper,I963) 等 感染 后 , SEH 胞 内 核糖 核 背 酸 多 聚 酶 有 明显 的 增加 。 fe DNA 型 病毒 方面 ， 在 腺 病毒 4 型 与 5 型 (Flanagan 和 Ginsberg ,1962)、 牛痘 病毒 CQreen 和 Pina, 1962; Magee,1962) 等 感染 后 , 攻 移 内 的 胸 氧 核糖 核 音 酸 多 聚 酶 活性 有 增加 。 但 是 目前 倚 不 了 解 这 些 在 感染 后 增加 的 核 音 酸 多 聚 酶 是 否 具 有 特异 性 一 一 即 是 否 为 合成 病毒 核酸 的 特殊 的 多 聚 酶 ， 抑 或 即 确 胞 内 原 有 的 核 苷 酸 多 聚 酶 ,而 其 所 以 能 合成 病毒 核酸 之 故 , 仅 仅 是 由 于 侵入 痢 胞 内 的 感染 性 核酸 起 了 模板 作用 所 和 致 。 在 前 一 情况 下 ， 正常 秋 胞 多 聂 酶 合成 的 多 聚 核 苷 酸 在 结构 上 和 性 质 上 应 与 受 染 确 胞 多 聂 酶 所 合成 的 有 不 同 。 在 后 一 情况 下 ， 可 能 观察 到 正常 和 受 染 罗 胞 的 核 背 酸 多 聚 酶 在 用 同一 种 核酸 作为 引物 时 所 合成 的 多 核 背 酸 具有 相同 的 性 质 。 根据 许多 实验 的 结果 ,不 论 在 病毒 或 病毒 核酸 感染 后 , 均 必 须 先 经 过 一 个 移 慢 时 期 ， 然 后 开始 合成 新 的 病毒 核酸 。 如 果 认 为 这 个 稻 慢 时 期 的 本 质 是 病毒 的 感染 性 物质 (或 遗传 因子 ) 对 竹 胞 的 核 背 酸 多 稍 酶 的 改造 过 程 ， 那 么 可 能 推测 合成 病毒 核酸 的 核 苷 酸 多 友 酶 应 有 别 于 正常 普 胞 的 核 苷 酸 多 聚 酶 , 换 句 话 藤 ,应 鼓 是 具有 特 异性 的 。 对 病毒 蛋白 质 的 合成 方面 还 研究 得 很 少 。 根 据 一 些 实验 看 来 ， 162 病毒 生化 研究 的 若干 问题 RNA 酶 活性 (单位 ) “ 受 染 脑 组 织 中 病毒 的 LD5o ae 感染 后 时 间 Ct) 图 3” 乙 型 脑 炎 病毒 感染 小 白鼠 后 对 动物 脑 相 积 RNA 酶 活性 的 影响 四 o— 大 剂量 病毒 感染 后 的 RNA 酶 活性 ee 大 剂量 病毒 感染 后 病毒 的 繁殖 曲 缕 c 一 一 一 "小 剂量 病毒 感染 后 的 RNA 酶 活性 e 一 一 -6 “小 剂量 病毒 感染 后 病毒 的 繁殖 曲 长 上 上 作 了 评述 。 瑞 典 Errera 和 Forsberg 主 辐 的 < 放射 生物 学 机 制 > 的 第 一 符 〈1961 年 8 月 出 版 ， 傈 未 看 到 )， 登 载 有 Ord A Stocken 写 的 题 为 “活体 和 离 体 条 件 下 的 生物 化 学 病灶 ”一 妇 。 Lajtha (1960) 评 述 了 “辐射 对 核酸 代谢 的 效应 ?4 在 这 次 讨论 会 ， 上 陆 如 山 同 志 将 作 “ 帮 射 生物 化 学 的 二 个 重要 间 题 一 -能量 代谢 国 与 核酸 代谢 ”的 报告 。 现 在 只 预备 就 个 人 所 知 , 作 一 些 近期 艾 献 的 补充 介 帮 ,并 提出 一 些 不 成 熟 意 见 , 为 “放射 生物 化 学 发 展 方向 2 的 计 论 做 一 个 开场 白 。 q 一、 电离 辐射 对 生物 大 分 子 的 影响 英国 Chester Betty 研究 所 的 化 学 家 们 如 Alexander, But-， ler 等 , 各 全 导 了 一 些 系 竹 的 研究 ,就 电离 辐射 对 生物 大 分 子 在 精 ， 晶 状 态 及 在 水 、 氧 或 防护 物质 存在 条 件 下 的 影响 进行 了 研究 。 示 同 的 电离 辐射 ,例如 电离 密度 稀 的 广 秦 和 密度 浓 的 w 比 ,所 产生 的 影 | 响 , 在 量 和 质 方面 都 有 差别 。 血 清 清 蛋 白 、 核 糖 核酸 酶 、 色 氨 酸 、 酷 氨 酸 及 其 他 一 些 氨基 酸 的 水 溶液 ， 受 到 又 线 或 B 准 和 ww 和 线 的 照射 产生 了 变化 ， 这 些 变化 可 根据 它们 的 光 导 吸收 及 血清 清 蛋 白 的 沉 降 来 刊 断 。w 线 要 比 线 更 容易 破坏 色 氨 酸 的 吗 嗓 园 。 守 胱 氨 酸 | 作为 防护 物质 , 只 有 在 和 线 照 射 下 才 有 防护 效应 ,而 在 w 线 照 射 时 很 少 防护 效应 。Alexander5s] 等 (1961) 提 出 假 改 ， 认 为 X 线 通过 水 的 自由 基 而 破坏 氨基 酸 ， 而 “ REN Ba I ; 一、 电离 辐射 对 生物 大 分 子 的 影响 167 b, 首先 破坏 色 氨 酸 分 子 或 蛋白 质 分 子 中 色 氨 酸 部 分 。 译 于 那 短 每 命 的 分 子 产 物 , 则 被 假说 为 过 氧化 氧 的 亚 稳 激发 态 。 _ Alexander!) S (1961) 研究 2 Mev 的 电子 在 缺 氧 条 件 下 对 阁 血 清 清 蛋白 固体 的 效应 。 他 们 测定 清 蛋白 分 子 中 17 个 双 硫 键 的 情况 。 由 于 电子 作用 而 有 部 分 的 硫 键 在 一 定 条 件 下 可 以 发 生 反 羔 。 一 次 初 儿 电离 可 以 揭露 出 狗 2592 的 双 硫 键 ; 沟 过 两 区 电离 后 VA 50% 的 双 硫 键 可 以 发 生 反 应 。 这 时 牛 血清 清 蛋白 泵 再 溶 于 冰 ， 人 得 仍 沙 于 盐 深 液 。 照 射 剂量 加 大 时 则 牛 血 清 清 蛋 自 即 不 洲 于 Wk RAM, Alexander 等 设想 辐射 损伤 有 两 种 类 型 :第 一 类 , 破 乓 分 子 里 的 氨 键 ,从 而 把 分 子 “ 打 开 ?; 第 二 类 ,分 子 共 价 键 的 破坏 ， 表现 为 氨基 酸 侧 链 的 消失 ， 狼 基 的 出 现 ， 以 及 类 似 酰胺 基 的 出 现 ， 稳 过 温和 水 解 后 杰 放 氨 。 照 射 时 氧 的 存在 可 以 进一步 改变 蛋白 质 分 子 的 主 链 或 侧 链 。 Alexander"! 等 (1961) 双 研究 腊 氧 核糖 核酸 (DNA) 的 凝 胶 逻 过 照射 后 出 现 的 交 联 反应 和 降解 作用 。DNA 吸收 水 分 成 为 凝 WE, HG MA 0% 0.5% 25% Fl 400% 水 的 DNA BERK. 400% 7kfts DNA 凝 胶 更 接近 于 原生 质 。 从 鱼 类 精子 中 提取 的 核 蛋 自 ,进行 照射 观察 ,表明 DNA 凝 胶 试 验 的 论据 可 以 外 推 到 核 蛋 自 凝 胶 。DNA Bee A 1 一 2 Mev 的 电子 照射 , 凝 胶 的 变化 表现 在 光 散 射 、 粘 度 、 分 子 量 和 沙 解 度 的 测量 上 。DNA 分 子 受 到 照射 的 直接 作用 和 间接 作用 , 井 且 可 能 还 有 氧 的 效应 ,从 而 出 现 交 联 反 应 和 降解 作用 ， 这 些 过 程 是 极为 复杂 的 。 这 个 复杂 过 程 根据 试验 和 结 果 被 解释 如 下 : 电子 对 DNA 分 子 的 和 直 接 作用 导致 多 核 昔 酸 链 的 断 柳 ,从 而 出 现 活 性 未 端 , 在 缺 氧 的 条 件 下 ， 这些 活 性 未 端 可 以 在 分 子 构 型 合适 的 地 位 ,在 分 子 内 部 结合 起 来 ,形成 交 联 。DNA 4 隆 在 电子 照射 害 度 浓 集 的 地 点 出 现成 双 的 断裂 ， 从 而 形成 DNA 双 链 螺旋 结构 的 “剪断 ”出 现 降解 作用 。 水 的 自由 基 导 致 DNA 分 竹 的 断裂 ， 所 形成 的 未 端 井 不 具有 反应 的 活跃 性 ， 因 而 不 能 形成 DNA 分 子 的 交 联 。 俏 若 DNA 分 子 有 两 个 相 邻 的 这 样 的 断裂 ,就 可 以 造成 主 链 的 断裂 ,出 现 降解 作用 。 168 放射 生物 化 学 的 发 展 方 向 Butler) 等 (1962) 用 15 Mev 的 电子 流 ， 照 射 时 形成 搏动 的 式样 输出 2.5x I07 rad/sec 的 电子 剂 率 。 照 射 对 象 为 胰 蛋 自 酶 的 固体 和 腊 氧 核糖 核酸 酶 的 水 溢 液 。 他 们 研究 电离 辐射 钝 化 酶 活力 过 程 中 的 氧 效 应 。 当 用 大 剂量 照射 固体 胰 蛋 白 酶 时 ,未 能 观察 到 氧 效应 ， 这 可 能 由 于 氧 的 反应 相对 迟 失 的 称 故 。 倚 用 低 剂量 照射 固体 胰 蛋 白 酶 时 就 能 观察 到 氧 效 应 。 至 于 腊 氧 核糖 核酸 酶 水 洲 液 受到 大 剂量 照射 时 ， 也 可 观察 到 氧 效 应 。 实 栓 烙 果 还 卖 明 固体 胰 ， 蛋白 酶 的 纯化 剂量 明显 地 依 屯 于 酶 的 制备 方法 。 估 计 一 灵 电 离 玛 少 可 以 钝 化 四 个 胰 蛋 白 酶 分 子 。 合 胱 氨 酸 的 防护 作用 被 解释 如 上 下 : 定 胱 氨 酸 可 以 加 速 中 和 那些 原始 电离 所 产生 的 带电 分 子 明 Okada 及 Fletcher"**1(1962) Je SUE SAG RAG eA SIE st fi SL AD BE eH 7 ANRC TFS MN Wek. a 美国 加 利 福 尼 亚 大 学 的 辐射 实验 室 Garrison 等 Ga] 对 于 甲酸 、 甘 氨 酸 及 蛋白 质 水 溢 液 进行 照射 研究 。 这 些 研究 千 果 老 富 了 我 们 对 于 生物 大 分 子 放射 化 学 的 知识 ， 甲 酸 的 稀 酸 水 溶液 在 缺 氧 时 受到 质子 或 所 离子 的 照射 后 出 现 许多 分 子 量 高 一 些 的 " iy ep AER, CR, ES. a 7 ee 时 划 这 些 产物 的 产量 极 低 。 甘 氨 酸 的 称 硫 水 洲 液 ， 在 缺 氧 时 受到 7 溜 照 射 ,形成 自由 基 中 间 产 物 : 1: CH,COOH 及 NH ,CHCOOH, 通过 这 些 自由 基 中 间 产 物 的 相互 作用 ,产生 乙酸 、 乙 醚 酸 , 残 珀 本 天 门 多 揽 酸 及 二 氨基 殉 珀 本 等 等 ; 这 些 产物 的 形成 和 产量 受到 和 AMHR. pH 及 氧 等 条 件 的 影响 ， ea Lk ee FA 的 一 些 氧化 作用 ,可 用 下 列 反 应 式 表 示 之 : cae (R),N—CH(R), +O, + H,O—~(R),NH + RCOR+H, ous “a 反应 式 表 明 蛋 白质 分 子 中 —N—O— 键 的 断裂 ， 而 没有 肽 键 的 断 Bu. : Barkercel Seq 2¢ Aids WEN AYRE YAR TE LE ARPES SE y CGI, FT DUE SET ty PK ATR ADP 一 、 电 离 辐 射 对 生物 天 分 子 的 影响 169 水 滩 液 的 入 线 或 7 浅 的 照射 效应 也 有 一 些 研究 工作 。SgScholes 及 Weiss (1954) 研究 核酸 % 喀 喧 碱 基 、 核 音 、 核 音 酸 的 水 溶液 受到 区 和 线 照 射 时 的 变化 ;他 们 发 现 腊 氨 基 过 程 、 碱 基 杂 园 的 打开 、 糖 蔡 键 的 分 型 ;以 及 无 机 磷酸 根 的 释放 。 也 ems 等 ce] (1958) 进 一 步 用 3x 10° DOL FW XE St CM-ADP 的 水 溶液 ;运用 260 mw IEW Kuk, RABE SEBS, AEH ADP xX ERS FATES AMP, (77 RA OBE, LEST 7 种 以 上 的 照射 产 ty, AMAAUM ZMH, AMP 及 ATP weve IRS aI HBL PROS WOES. Vaisey 等 [29 (1962) 用 外 60 HY y ¥ 6 x 10° 伦 照 射 ATP ysye, SB WRU WREAK BB Ay EK. BT EM ATP 分 子 的 原始 损伤 被 认为 是 处 在 核糖 分 子 的 第 一 个 碳 原 子 上 。 此 外 "电离 辐射 对 竹 胞 核 内 DPN- 焦 磷酸 化 酶 上 、 竹 胞 色素 Rome. Ame BR, BORON EP Sy SFE AAR BF a A A Eat X HE 120,000 做 的 照射 ， 对 于 核 中 DPN- 焦 磷酸 化 酶 的 活力 井 无 影响 。 大 鼠 公 身 被 往 线 900 人 徐 的 照射 ， 核 中 的 _DPN- 焦 磷 酸化 酶 的 米 氏 常数 测定 并 无 4546, MUSE ¢ 及 血 红 蛋 自 的 水 溶液 受到 7 射线 10°~5 x 10° 和 伦 的 照射 后 可 有 下 列 许 多 变化 : 转化 为 不 洲 化 的 蛋白 质 聚 集体 ， BF RUNG ARDEP A. MAE. ER. Rie RAED, Dh Ay AAI BIH BOTA RE SE APRA EAD RST PO NOEL EH RYE REARS ECE EYE SE LEE Gn OBL IE WAY , TESLA 7k 9 水 洲 于 水 的 产物 之 问 反 复 互 相 作 用 的 复杂 机 制 而 形成 的 。 牛 血 纤 蛋 自 原 在 无 水 情 交 下 多 过 高 速 电子 的 照射 ,然后 洲 于 6.5 NV Nal 中 即 显示 出 沉降 及 粘度 的 变化 。 牛 血 纤 蛋白 原 分 子 的 碎片 再 聚集 下 不 深 于 水 的 聚集 体 。 骨 胶原 沟 过 高 剂量 的 y 线 照 射 ， 引 起 分 子 的 破碎 ;碎片 中 缺少 肽 键 的 断裂 ,而 有 一 N 一 0 一 键 的 断裂 ,这 正 是 Garrison 等 所 已 发 见 的 蛋白 质 射线 损伤 过 程 。 总 之 ， 电 离 辐射 对 生物 大 分 子 的 影响 的 许多 科学 禁 料 表明 : 6H) 须 用 很 大 ,或 雯 大 的 照射 剂量 才能 使 离 体 的 生物 大 分 子 发 生变 170 放射 生物 化 学 的 发 展 方向 化 。(2) 不 同 质 的 射线 ， 例 如 和 次 和 w 疙 ， 具 有 不 同 的 化 学 效应 吕 (3) 水 、 氧 及 防护 物质 或 杂质 的 存在 ， 能够 影响 射线 对 生物 大 分 子 ， 的 效应 。(4) 射线 直接 作用 或 通过 水 的 电离 产物 间接 作用 于 生物 大 分 子 , 很 容易 破坏 氨基 酸 的 杂 园 , 葵 圆 ,O 也 一.SH 一 OH, 一 8 二 SEH, KOREA GREE AGH) FEDERAL AE, BBE 一 0 一 N 一 键 等 等 。(5) 射 线 导 致 生物 大 分 子 的 降解 、。 交 联 、 或 聚 集 ， 从 而 改变 它们 的 物理 化 学 性 质 和 生物 学 性 质 。 现 有 奏 料 人 不 | 能 就 电离 辐射 对 生物 大 分 子 的 作用 机 制 提供 明确 的 答案 ;此 外 对 于 各 种 质量 的 射线 对 于 各 种 生物 大 分 子 在 不 同 条 件 下 的 生物 从 | 学 效应 傈 缺乏 说 尽 的 比较 研究 。 以 上 这 些 研究 ,属于 放射 化 学 的 范围 ;同时 也 是 放射 生物 化 学 的 重要 颌 域 ， 休 车 我 们 不 了 解 在 离 体 条 件 下 电离 辐射 对 生物 大 分 子 的 影响 ,就 不 能 很 好 地 理解 电离 辐射 对 秋 胞 及 生物 整体 的 影响 此 外 ,这 些 放射 生物 化 学 的 基础 知识 ,对 于 生产 实践 也 具有 密切 的 | 联系 : PA, AAR RRR. BAAS, Duran 及 Tappel(1958)°) 研究 氨基 酸 的 照射 产物 ， 目 的 就 是 为 了 解 次 食品 保藏 的 实践 问题 。 又 例如 电离 辐射 对 制 革 工 业 c; 探索 由 精 类 合成 高 聚 物 的 可 能 性 5e3; 以 及 电离 辐射 在 医药 上 的 应 用 等 等 ;这 些 都 是 这 类 基本 理论 研究 紧密 联系 实际 的 例子 。 这 方面 的 研究 还 有 很 广 间 的 发 展 远 景 。 a 二 、 电 离 辐射 对 和 胞 的 影响 美国 耶 尔 大 学 生物 物理 系 的 Pollard AgC*°~°1(1961) 对 电离 辐射 影响 大 肠 杆 菌 的 代谢 进行 了 系 入 的 研究 。 他 们 所 用 的 射 源 黄 外 60; 观察 的 指标 是 P20.、8s*0O,。 的 摄 和 过程; 观察 的 代谢 过 程 是 : DNA 和 脂肪 的 形成 及 B- 牛 乳糖 苷 酶 的 艺 导 和 形成 。 首 区 观察 到 的 是 电离 辐射 对 DNA 形成 的 影响 。 至 于 其 他 所 说 的 代 过 程 都 需 用 6 万 伦 以 上 的 照射 ， 才 能 在 照 后 观察 到 其 变化 。 IAS 以 后 的 后 期 ,放射 性 磷 和 硫 的 参 大 速度 显著 下 降 , 观 察 结 果 表 明 十 离 辐射 对 于 帮 胞 核 质 的 损伤 是 损伤 过 程 的 开始 。 这 个 损伤 过 程 的 =. AL A ) 171 顺序 如 下 : DNA 一 一 RNA 一 一 微粒 体 一 一 蛋白 质 一 一 脂肪 Pollard 等 又 进行 了 氧 效应 的 研究 。 大 肠 杆 菌 在 受到 ?7 线 照 射 时 ， 在 培养 亚 中 通 以 氧气 或 破 气 气泡 。 观 察 指标 仍 是 磷 32 FE 35 的 摄 入 过 程 。 摄 人 人 过程 以 图 来 表示 , 横 轴 为 时 间 , 纵 加 为 摄 人 量 。 在 TE AIA AR, WE 32 Aloe 35 的 摄 估 曲线 都 表明 是 指数 的 增长 ;而 在 7 SENG — ERT OU, WE 32 和 硫 35 的 摄 太 曲线 由 指数 的 增长 转变 为 线性 的 增长 。 氧 效应 则 在 于 输 短 这 个 转变 所 需 的 时 间 ,同时 也 在 生 性 曲线 开始 的 时 候 减 低 放 射 性 磷 和 硫 的 摄 人 速率 。 yacobson5 (1962) Fy 4~9 千 伦 的 X 线 照射 一 种 单 竹 胞 生 MK» Fe PRIA WK AMS A A NRRL RSME 化 。 人 和 但 是 在 普 胞 分 裂 过 程 中 单 核 分 裂 为 具有 两 核 及 具有 四 核 的 个 和 休 , 再 通过 和 革 胞 的 分 裂 形成 年 幼 的 单 核 炙 胞 ,在 这 个 过 程 中 没有 核 退化 及 条 胞 溢 化 现象 的 出 现 。 在 这 里 值得 提出 的 是 电离 辐射 首先 MAAK. TER Pollard 等 所 发 现 的 ， 电 离 辐射 对 于 大 肠 杆 菌 的 影响 ,也 是 首先 损伤 细胞核 质 。 关于 竹 胞 核 及 电离 辐射 对 细胞 核 的 影响 ， 可 参考 英国 剑桥 大 学 Mitchell (1960) >: , 总 结 了 这 方面 的 基本 知识 ,值得 参 考 。 关 于 整体 动物 研究 的 重点 ， 应 该 是 整体 动物 机 能 的 协调 和 代 谢 的 协调 ;但 是 目前 关于 照射 影响 神 轻 体液 调节 的 生物 化 学 方面 的 研究 还 是 极 少 的 。 在 这 一 方面 有 极为 广 关 的 倒 域 。 很 可 能 放射 加 物化 学 的 研究 ,还 可 以 反 过 来 促进 正常 的 机 能 生物 化 学 的 发 展 。 最 后 提 一 下 电离 辐射 促进 植物 生长 发 育 和 诱导 微生物 、 植 物 、 动物 的 变异 。 这 一 方面 生物 化 学 的 研究 是 具有 不 小 的 实践 意义 和 理论 意义 的 ;也 是 放射 生物 化 学 发 展 的 重要 方向 之 一 。 176 [1] [2] [3] [4] [5] [6] (7] is [9] (1e} a {1] 放射 生物 化 学 的 发 展 方向 EA 文 献 Adelstein, 8. J. and Biggs, S. 工 .，The effects of X-irradiation on the enzymatic activity of nuclear DPN-pyrophosphorylase Ra- P) diation Research 16, 422, 1962. . Alexander, P. and Hamilton, L. D..G., Irradiation of proteins in ¥ the solid state III. 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Goldfedert**1 6) SUPP GEL FP a LG Be TG |B P/O He fle 3 应 与 动物 性 别 有 关 ，P/O fF ME DUAERE Shey BE Oy HEE IE O40 fe HS) a SReRD AHP Watt Se 5 Ue ALI", $A Th, Florsheim — 等 报导 了 大 剂量 照射 C 20,000 4) Xt BIB AUT Pf 量 并 无 影响 。 | van Bekkum 及 其 同事 们 ci Res DLAC AI oe 1,100 fe) XERR KR. DL, ARE HRN SA BP 2} BS HURHORERS, ALM DRIER, oA ky OL ST EE WSR A Ta ae A HL, RAED SESE LH feu A aR Te 1B 9S A, ME 50 或 100 PE OFA Ee RN a 4 小 时 已 发 现 P/O Lei FE. E700 伦 照 射 后 2 NTI Se 酸化 抑制 效应 已 达 25 匈 ， 然 而 肝 、 再 生 肝 及 肿瘤 租 夺 中 ， 即使 在 下 进 剂 量 照射 后 4 小 时 或 增加 照射 剂量 均 不 出 现任 何 影响 。Toiya 65eameBc 的 研究 中 ,也 表明 900 FERRET, FEA BURR 小 肠 中 磷酸 f 作用 明显 下 降 , 狗 为 原水 平 的 一 和 ,而 肝 和 肌 再 中 则 无 变化 。 CQ) 形态 学 观察 发 现 竹 胞 核 变化 较 和 线粒体 的 氧化 磷酸 化 抑制 效应 出 现 为 早 ; 在 照射 后 15 分 钟 分裂 指 数 已 有 下 降 ， 照 射 后 工 小 时 某 些 硒 胞 中 已 发 生 核 变性 现象 ,而 磷酸 化 过 程 只 在 2 小 时 以 后 才 有 改变 昌 (3) 局 部 照射 手术 外 露 的 脾脏 ,其 线粒体 磷酸 化 过 程 受阻 的 程度 与 全 身 照 射 的 后 果 相 似 。 看 来 ， 射 线 的 直接 作用 是 抑制 效应 的 主要 原因 。 作 者 们 也 进一步 以 P'*” 参 大 腺 三 楼 (ATP) 的 速度 观察 照 射 后 对 整体 内 氧化 矶 酸化 作用 的 影响 , 发 现在 脾 和 胸腺 中 ATP 的 有 合成 减少 与 离 体 测定 的 结果 相符 )。 这 在 最 近 Bettendorf sp” ety BE OR 18 a 184 大 的 工作 里 也 得 到 了 诈 实 。 至 于 分 离 的 线粒体 郊 射 线 直 接 照射 后 又 出 现 了 另 一 种 情况 。 即使 照射 剂量 二 大 至 几 千 或 几 万 伦 时 ， 仅 能 使 动物 ( 鼠 ) 脾 或 肝 苇 粒 体 中 的 磷酸 化 过 程 发 生 轻 度 改 变 C"*?"7"?25。 整体 与 离 体 条 件 下 有 效 剂 量 相差 悬殊 的 原因 ， 显 然 与 阁 粒 体 功能 状态 有 关 。gSilk 等 避 5 指出， 在 整体 动物 中 照射 对 氧化 磷酸 化 的 影响 可 能 是 一 种 间接 效应 * 而 在 正常 生理 条 件 下 神 径 、 内 分 沁 激 素 作 用 的 影响 是 值 得 重视 的 ， 如 Benjamin 和 Yostt™) 的 工作 充分 证 明 整体 照射 所 致 * 放 射 敏感 " 钥 碘 线粒体 氧化 矶 酸化 过 程 的 抑制 与 脑 垂体 功能 的 活化 有 着 密切 关系 ， 即 脑 垂体 激素 通过 对 甲状 腺 和 帘 上 腺 激素 的 控制 ， 使 哺乳 动物 的 各 种 粗 生 线 粒 体 产生 高 能 磷酸 化 合 物 的 能 力 大 为 下 降 。 hones RGR ALBIN GREY BR, BAREIS 磷 酶 (ATP 酶 ) 活 力 升 高 引起 的 继 发 效应 ,Ashwell 和 了 ickman2] 以 及 Dubois) GIRS X MRA GE AL ch RIES KATP 酶 的 活力 有 了 升 高 。 而 Maxwell $0, % ATP 酶 与 脾 辣 粒 体 磷酸 化 作用 的 破坏 无 关 ;作者 指出 ,在 测定 氧化 磷酸 化 反应 的 系 薄 中 加 入 了 氟 化 钠 ,后 者 有 效 地 抑制 ATP 酶 的 活力 , 而 磷酸 化 作用 仍 出 现 明显 障碍 。vyan Bekkum 进一步 指出 ， 氧 化 磷酸 化 受阻 发 生 较 早 , 通常 在 照 后 几 小 时 就 出 现 , ATP 酶 活力 在 照 后 一 BOVE IE IZ PS. BSCE RO (he 也 非 无 氧 酝 解 减低 所 导致 09。 在 照射 后 的 短 时 间 内 脾 匀 浆 中 加 太 MULE RE ¢ 可 使 磷酸 化 过 程 恢复 正常 。 然 而 Zins EE, x 冀 照 射 对 大 鼠 租 积 中 帮 胞 色素 。 井 无 抑制 作用 ;因此 大 鼠 脾 线 粒 HHP ANIL SE © 的 缺乏 ,可 能 是 由 于 颗粒 结构 改变 ,引起 秋 胞 色素 6 释放 的 结果 ,而 非 色素 本 身 的 蛋白 破坏 。 (=) 核 左 酸化 作用 1957 年 Osawa 等 人 5090 发现 以 功 糖 液 将 小 牛 胸腺 制 成 匀 浆 ， 离心 分 出 普 胞 核 ,， 后 者 具有 使 核 苷 酸 进行 磷酸 化 的 能 力 。 香 指出 is? PHA whe RR a Ee ae FA Ay HLA FS: Pa Ae Fe EI He, AI RTE 用 。 在 这 一 反应 进行 时 氧 的 存在 是 必要 的 条 件 。 随 后 Oreasey 和 Stockenrts5] 系统 地 对 大 最 各 种 粗 秩 的 交 胞 核 进行 了 观察 ， 发 现 只 Ai BST BURL” ALR Ci RPE EL RD A A (i fs AZ EER RO (CBT 1 HE” AROS BD MIMERA AEH. PES EB, Be 现 100 4 XSS ISSO) 1 NAR RA oe SAB WME WOEED EKA, RMR, ESE 8~5 SSA 察觉 ， 当 照射 剂量 小 至 25 伦 时 已 足以 引起 50~80% ADH, Be 外 ， 作 者 对 辐射 作用 后 脾 和 胸腺 细胞 核 磷酸 化 能 力 的 恢复 时 间 电 进行 了 研究 ， 指 出 在 小 剂量 照射 ( 100 伦 ) 后 的 100 小 时 核 磷酸 伦 能 力 完 至 恢 复 , 当 照 射 剂量 增 大 时 ( 1;000 HE), BSBA HY ee 变 。 离 体 的 脾 和 胸腺 乡 胞 核 经 7 RE CGE) 在 0"C 时 的 直接 照射 后 磷酸 化 过 程 受 抑制 的 程度 较 整 体 照 射 时 更 为 严重 , 44 众 已 使 友 酸 化 作用 完全 停止 。 作 者 指出 ， 在 整体 条 件 下 竹 胞 的 自然 环境 对 条 胞 核 具有 保护 作用 。 放 射 防护 药物 的 应 用 能 使 核 磷酸 化 作用 受 损 的 程度 减轻 ;尤其 值得 注意 的 事实 ,是 在 照射 前 5 SRL EAE 胱 腕 使 100 伦 X 线 全 身 照射 的 大 鼠 胸 腺 和 脾 秋 胞 核 磷酸 化 的 恢复 过 程 明 显 提前 ,在 照 后 48 小 时 核 磷酸 化 的 能 力 已 接近 于 正常 。 以 上 材料 表明 电离 辐射 对 机 体高 能 磷酸 化 合 物 的 合成 产生 对 抑制 作用 ,这 一 效应 又 与 类 胞 器 (和 胞 核 、 线 粒 体 ) 的 完整 性 密切 相 关 。 从 磷酸 化 作用 发 生变 化 的 时 间 上 看 ， 照 射 后 核 磷酸 化 的 破 二 位 为 早期 的 生化 改变 ;而 线粒体 中 的 氧化 磷酸 化 过 程 , 一 般 只 在 照 册 射 后 2 小 时 才 发 生 障碍 , 此 时 竹 胞 业已 出 现 了 明显 的 形态 学 变 惩 8 就 照射 剂量 而 言 ， 导 致 核 磷酸 化 改变 的 剂量 远 小 于 和 线粒体。 由 是 可 见 ， 机 体能 量 代谢 中 核 磷酸 化 较 和 线粒体 氧化 磷酸 化 对 射 徐 损伤 BW. BARA Mee ATP 的 主要 部 位 ， 但 是 直子 SLAY Wy RR LEE “eR” ML PR, FOR As in ee. UTEP MSHA HORE, BRM REICH (AS | CE LAY, BRIT RMU EN LAO HE —— A =. & 酸 代 谢 183 > > ARBRE TC BOL A A FE LAG EA SE puis. = KBR HA 近年 来 电离 辐射 对 核酸 代谢 , SCE a eR (DNA) A 成 的 影响 研究 得 很 多 ，DNA 集中 在 普 胞 核 中 ,是 染色 体 的 主要 粗 成 成 分 ;单位 染色 体 中 的 DNA 的 质 与 量 都 相当 恒定 。DNA 代谢 与 租 胞 分 裂 繁殖 有 着 密切 的 关系 。 另 一 方面 电离 辐射 导致 角 胞 分 Bs, Yet ATR, PERERA ES KEK BK, AFSL Nee AME ETL 因明 辐射 损伤 的 发 生机 制 有 着 重要 意义 ， 井 将 为 探讨 辐射 所 导致 的 罗 胞 活动 改变 的 本 质 提 供 重要 依据 。 有 关 电 离 辐射 对 DNA 代 谢 影 响 研究 的 进展 我 们 已 在 另 处 作 了 专门 的 讨论 的 ， 这 里 仅 作 一 扼要 的 介 狠 与 补充 。 (—) 标记 前 体 的 参 人 作用 在 电离 辐射 对 核酸 代谢 的 研究 中 以 标记 前 体 参 大 作用 的 工作 最 多 。1942 年 Hevesy 等 人 5 证 明了 1,000 6 X KERR SE PPB © 天 大 鼠 肿 瘤 (Jensen AY) A DNA 的 速度 明显 减 慢 , 以 后 许多 学 者 利用 了 各 种 标记 前 体 ， 在 动物 组 柚 (各 种 正常 或 肿瘤 组 纳 ) 或 视 体 培养 狙 胞 中 进行 过 大 量 的 观察 5 92。 多 数 工 作 表 明 , 在 改 死 剂量 照射 时 ，DNA 合成 受到 抑制 ,其 抑制 程度 一 般 在 50% Fe 在 ;如 果 动 物 活 存 ，DNA 合成 叉 有 不 同 程度 的 恢复 。 电 离 辐射 抑 il DNA 合成 的 规律 在 标记 前 体 参 人 帮 胞 核 的 工作 中 亦 得 到 了 诈 上 骨 [275]。 标记 前 体 参 入 DNA 量 的 减少 ， 不 仅 是 电离 辐射 直接 作用 的 狗 啊 ,而 且 也 可 能 是 射线 敏感 的 组 胞 活动 改变 的 车 果 ; Bilin, HY 由 起 尊 胞 分 裂 推迟 ,分 裂 停止 ,以致 租 胞 死亡 等 现象 ,这些 情况 都 攻 导 和 致 放 射 性 物质 的 参 大 量 和 放射 比 活性 的 减少 。 然 而 ， 射 线 损 条 后 得 胞 分 裂 数 的 改变 或 细胞 发 生死 亡 都 需要 烃 过 一 定时 间 才 出 184 NA ies hE RA A Bh, WOR TE NR ARIS FA PS LS ESL SEAT OLS, aE 可 以 在 很 大 程度 上 避免 这 些 壮 胞 数量 最 改变 的 影响 coosas Ord 和 Stocken"*"JP1 1,000 2X45 MAAR, ROG a 3 分 钟 PS? BAM DNA 的 量 下 降 一 中 ,这 是 一 个 尽早 进行 观察 的 例子 。 (=) 中 间 代 谢 物 的 研究 1942 年 Mitchellc 报告 了 电离 辐射 引起 组 和 仙 中 DNA i 物 改变 的 事实 ;他 证 明了 在 放射 线 治 疗 过 的 肿瘤 组 胞 浆 中 ,核糖 楼 {> MH, AUB BA DTD, Ja Kanazir 45° Bishop 等 上 Mass SEC7* 4 fe Mh ee BE $, Ord 和 Stocken! REM TAME 1,000 XEN Ja 1 ry Ep, Hea RMA AS Pt aS A AS FE A 程度 的 积聚 ; SEP eA Rv ie DE A Fe De +A I SS. HAL, FEAR ACT ie RE RE ETE, BERETS AS, He ESM SY FY AG GEER HE Hh HD iil Te DR EE HRTEM, Fe FIX Tee DNA Ate A: T BE PVA PEAY TER CEL HE AR IR, Cima Si 0991 ES HE “BRS TE” MLR (大 鼠 肝 ) 中 也 发 现 720 EAS AG Bee en, FESS LN Rae Bet T EF 水 平 的 60 多, 照 后 24 NNN, DEO HL SBOE 分 解 的 可 能 性 也 是 存在 的 Ce。 Berenbom 4°"712£ BH 400 #4 HRSG 2K, ARIE PDN: FS GT MCAT TRAC EEE HOE; 1S, SEA Fi ROS Hh HL FANG RPE EE RDF Re LAA SE A DA 化 可 能 是 DNA TRIE BCE HS eK, DNA 合成 的 抑制 有 期 一 旦 称 了 ,合成 双重 新 开始 ,从 这 些 比 例 异常 的 前 体 所 合成 的 物 可 能 与 原来 的 DNA 不 同 ; 例 如 ,400 从 照射 后 腹水 瘤 竹 胞 谷 成 DNA 的 速度 井 无 变化 ,但 出 现 了 一 时 性 的 分 裂 停 止 ， 当 分 裂 削 恢复 后 ,条 胞 中 出 现 的 变化 可 能 是 不 正常 DNA 合成 的 结果 Oo 1958 年 Parizek 等 Co 发 现 大 鼠 烃 辐射 损伤 后 第 一 天 尿 样 =. BH RE TK ist 185 JOE ERR em, EEA REA (50~ 600 伦 )， 剂 量 大 小 与 排出 量 多 寡 成 正比 。 不 同 种 类 射 疙 的 IST (XH RE, BerR, Sr, Po" 内 照射 ) 对 各 种 实验 动物 的 效应 基本 上 是 一 致 的 twsto。 尿 中 这 一 变化 似 为 辐射 损伤 的 特异 性 反 应 ;作为 射线 损伤 的 指标 ,可 能 有 一 定 的 意义 。 在 初步 探 计 这 一 现 象 的 发 生机 制 时 ，Parizek 等 ceo5 认 为 照射 后 机 体 不 能 利用 觅 氧 AREAL AT, RETA HOLME ESA AF AS EP EC Ti 尿 排 出 。 (=) RARER CDN A At) BT SE FEBS SY 5 [ke “cB” AL COC SUPE, 7) BUR RD 中 DNA i I YR ADFE Ao, 这 一 变化 在 照射 后 6 或 12 小 时 出 现 ，24 小 时 后 达到 最 高 水 平 , 骨 通 中 酶 活力 只 在 照射 后 7 天 才 上 升 。 大 ,小 鼠 肝 内 DNA 酶 I 的 活力 变化 不 明显 5 1。 下 owWles- ser 等 5 也 指 出 照射 后 18 shit, ABM. BR DNA 酶 工 及 DNA 酶 工 活力 均 有 显著 增加 。 关于 照射 后 DNA 酶 活力 变化 的 发 生机 制 ， 在 文献 中 已 有 不 消 报导 。 玉 urnick 等 汪 0 认为 射线 的 作用 在 于 除去 租 积 中 DNA Big 的 抑制 物 。 然 而 ,许多 学 者 认为 5 DNA 酶 存在 于 竹 胞 颗粒 中 ,不 与 其 底 物 相 接触 ， 射 线 损 伤 引 起 竹 胞 器 破坏 ， 从 而 使 结合 状 态 的 DNA 酶 获得 释放 ;这 可 能 是 酶 活力 增高 的 主要 原因 。 由 于 DNA 酶 的 正常 生理 作用 和 不 清楚 ， 因 此 很 难 对 酶 活力 午 加 的 意义 作出 车 论 。 有 人 认为 DNA 酶 除了 具有 水 解 作 用 外 ， 至 有 其 他 的 功能 存在 。 例 如 Goutier 等 5 在 大 鼠 再 生 肝 ，Brody SC UE-AEK HP, AWM DNA 酶 活力 显著 增加 ;Ohevremont 0°09 以纯 制 的 DNA 酶 芝 处 理 离 体 纤维 普 胞 , A SU SR Hd a A HE 区 互 -胸腺 喀 啶 腊 氧 核 蔡 的 能 力 以 及 合成 Feulgen 阳性 物质 的 二 有 所 增加 ， 可 见 DNA 酶 在 DNA 合 丰 中 可 能 也 有 作用 。 值 得 下 章 的 是 ,一 般 DNA 酶 在 机 体 经 照射 后 几 小 时 活力 才 有 所 区 加 ， 由 上 且 其 他 可 以 破坏 和 胞 的 因素 ,如 超声 波 处 理 激素 作用 等 都 能 使 186 放射 生物 化 学 中 有 关 能 量 代谢 和 核酸 代谢 的 问题 酶 活力 升 高 ”0， 因 此 这 一 效应 井 非 是 机 体 损伤 的 早期 变化 ， 也 恒 非 电离 辐射 损伤 的 特异 性 反应 。 《四 ) 和 细胞 分 裂 周期 与 DNA 合成 的 关系 自 -1953 年 Howard 等 cs819 在 植物 区 胞 中 发 现 DNA 合成 ， 和 短 胞 分 裂 有 着 新 时 性 的 关系 ， 以 及 在 区 胞 分 裂 周期 中 DNA & 成 的 放射 敏感 性 不 同 后 ， 已 沟 在 许多 动物 租 胞 中 进行 过 类 似 的 观 ypgl?8)4,29/88,85,70,202,208,111,124] | DN A 合成 是 在 条 胞 分 裂 中 间 期 进 行 。 分 裂 发 生 在 D 期 (条 胞 分 裂 期 ); 接着 就 进入 了 G. 期 (合成 前 时 期 ), 那 时 DNA 含量 是 稳定 的 ;过 了 G. i, Mar DNA 含量 因 有 合成 而 加 倍 ,这 个 时 期 称 为 8 期 CDNA 合成 期 ); 在 &8 期 与 下 一 个 上 D 期 中 间 存 在 着 “平静 ”的 G 期 (合成 后 期 ) id Lajtha S¢°7-7*1 4 CO 甲酸 盐 和 C*+— RUE ZA A CRSA A REIN VE P , REBAR T chile (200~300 伦 ) Hy X EAST (i 40~50% ft) G, AMTECH HEA SIH, ot — ABE a, G. MS HER RO S A. —BHEA 8 Ba, MIA DNA 的 能 力 与 正常 一 样 。 但 同样 剂量 的 照射 对 8& 期 条 胞 却 训 无 影响 ;只 有 大 得 多 的 照射 剂量 (750 一 2,000 He) AB OES. Mise DNA 合成 出 现 了 50% HPI; 10,000 45 He Bye Hy HERE jA FY 757%"), . G, Map DNA 合成 对 放射 损伤 较为 敏感 的 问题 引起 许多 学 者 的 注意 。Bollum $07 G, 期 秋 胞 中 存在 着 某 些 比 DNA 寿 成 本 身 对 射线 更 为 敏感 的 机 制 , 可 能 与 DNA 合成 所 需 的 酶 (如 胸 腺 喀 啶 腊 氧 核 苷 酸 激活 酶 .聚合 酶 等 ) 的 形成 遭 到 抑制 有 关 。 Holmes 等 6] 发 现 大 鼠 部 分 肝 切除 手术 后 12 小 时 的 再 生 肝 (Gy 期 ) 答 以 较 小 剂量 (150~-450 He) 的 照射 , 使 DNA 合成 与 ; 胞 分 裂 都 推迟 了 狗 10 小 时 。 如 以 同样 剂量 照射 20 “NH FE (8 期 ) 井 不 影响 DNA 的 合成 速度 ; MDB TM. DNA 合成 一 旦 开始 后 ， 就 需要 更 大 剂量 才能 产生 抑制 效应 FE 期 内 2,200 伦 引 起 50 多 的 合成 障碍 。 Beltz 等 5 "1 和 Kelly Set =. BBR 187 也 便 获 得 了 与 此 相似 的 结果 。 因此 ， 整 体 和 离 体 租 胞 的 实验 克 料 都 进一步 确定 了 电离 辐 身 抑制 DNA 合成 的 事实 ， 主 要 表现 在 照射 细胞 中 DNA Aka ST HEE. FEMI DNA 合成 对 射线 最 敏感 的 是 在 G. 期 ， 当 合成 已 开始 \8 期 ) 就 需要 大 得 多 的 剂量 才能 引起 抑制 作用 。 此 外 ， 目 前 已 有 许多 资料 5 ] 证 明 尊 胞 分 裂 对 射线 的 敏感 性 超过 DNA 合成 ,在 竹 胞 培养 的 工作 里 尤为 明显 ,可 能 粗 胞 分 裂 受 阻 是 DNA 合成 抑制 的 原因 。Dickson 4° D1 800 伦 照 射 小 鼠 纤 蕉 母 普 胞 ,使 交 胞 分 裂 停 止 ，9 -甲酸 盐 参 入 照射 兽 胞 DNA 的 速 ERA, MIA DNA 量 继续 增加 。 当 照射 剂量 二 至 2,300 PION Bet A A-ha RM EA TZ A DNA 量 受 到 50% Ail, FAM RE 1.5 NA Ja 5 PAR OD eH BL Tas ac BT HMB ATE AMR ESI TRE, BAM DNA 量 增 加 至 2 人 悦 为 止 。 但 Nias OI KA ESRD AT HE REMI 1,000~ 2,000 ARSE RH Be eB, (EAR, et DNA 合成 仍然 继续 进行 ,以 致 DNA BeBe iE if AMI ZI 30 Ni. FENDA T RM AF IEFE AME DNA 合成 受阻 。 CH) DNA SRR AE AL 近年 来 学 者 们 根据 照射 剂量 与 DNA 合成 抑制 程度 的 关系 以 及 壮 胞 分 裂 周 期 中 所 观察 到 的 一 些 事实 ， 对 DNA 合成 障碍 的 发 生机 制 进行 了 研究 。 按 民 ornberg 的 工作 [5 ,在 DNA 合成 过 程 中 有 着 二 个 重要 WOE: 〈1) 聚 合 的 准备 阶段 ,此 时 4 种 腊 氧 核糖 核 昔 酸 在 核 昔 酸 激活 酶 的 作用 下 猎 磷 酸化 后 形成 三 磷酸 腊 氧 核糖 核 苷 。(2) 4 种 不同 碱 基 的 三 磷酸 腊 氧 核糖 核 苷 在 少量 的 大 分 子 DNA 和 镁 离子 的 存在 情况 下 多 聚 合 酶 的 作用 形成 DNA 多 聚 体 。 这 两 步 友 都 可 能 受到 射线 损伤 ， 但 它们 的 放射 敏感 性 有 所 不 同 。 这 种 看 法 主要 是 在 1958 年 由 Ord, Stocken 以 及 工 ajtha 等 同时 提出 来 的 。 | Lajtha 等 5” 在 人 骨髓 和 胞 培养 中 观察 了 不 同 照射 剂量 对 — 188 BOE nthe BSR EEE TU RS EE a SF DNA AMM, SEM NF X KEN OM MES A 下 降 (Ss BBS) > TATA ERNE FB Ltt A WH AIP CS。 部 Sy). Si 下 降 63% RW AE 500 2, S, 受到 同等 程度 抑制 的 剂量 为 13,000 #e. Ord 和 Stocken!**) 在 放射 敏感 的 天 鼠 胸 腺 中 也 获得 了 类 似 的 车 果 。 4 apy SRR SO 氧 核糖 核 苷 的 过 程 受到 抑制 有 关 ; 而 大 剂量 的 作用 似 与 DNA BI 物 破 坏 相关 cass。 Ac IRAN ATE 的 利用 和 股 氧 核 业 核 音 的 位 酸化 能 力 四 WA PEO, Bettendorf 等 O°) 的 观察 再 次 地 证 实 了 这 一 桔 四 于 ;他们 以 800 伦 全 身 照 射 大 鼠 ， 发 现 照 射 后 30 分 钟 胸腺 中 三 磷 轩 酸 胸腺 喀 啶 肥 氧 核糖 核 背 含量 减少 , 仅 为 正常 值 的 55%; SAC 相应 的 单 核 昔 酸 水 平 的 变动 。 4 (1) DNA 合成 酶 柔 的 隐 碍 “Ord S50 #247 10,000 4X 线 照 射 对 大 鼠 胸 腺 腊 氧 核糖 核 苷 酸 聚 合 酶 活力 不 产生 任何 影响 轩 Smellie 等 ca 以 艾 氏 腹水 癌 的 无 类 胞 抽 提 液 为 DDNA AAT, ”也 指出 500 伦 X 线 照射 并 不 引起 酶 活力 的 改变 。Walwick 等 所 以 又 体 外 照射 完整 的 DNA 合成 体系 ,发现 250~10,000 fey 剂量 对 激活 酶 、. 珍 合 酶 及 酵 解 酶 均 无 抑制 影响 。 1 然而 , AATF TE BB — SS By ES YT A tS 例如 Bollum 2077) app Fe Tre, Se STS A FP AE BE 酸 激活 酶 的 影响 。 在 部 分 肝脏 切除 后 6 小 时 375 42 XEN Se 活力 显著 抑制 。 但 手术 后 16 小 时 进行 照射 并 不 使 酶 活力 下 降 , 黄 至 将 照射 剂量 增高 到 1,500 从 也 不 出 现任 何 效应 ， 他 们 认为 在 委 术 后 早期 (6 小 时 ) 小 剂量 照射 使 DNA 合成 准备 阶段 遭 到 抑制 而 其 关键 性 问题 在 于 酶 系 形成 的 障碍 ,这 也 可 能 是 Gu 期 DNA Ane 受到 破坏 的 一 个 解释 。 在 手术 后 16 小 时 (相当 于 8& 期 ) 这 些 酶 条 已 经 形成 ， 因 此 较 大 剂量 照射 也 不 起 作用 。 至 于 8 期 中 更 大 剂量 的 照射 所 导致 的 DNA 合成 受阻 的 原因 可 能 与 DNA 引物 受 损 有 关 。 =. PK 酸 代 谢 189 关于 激活 酶 受 抑制 的 事实 在 其 他 组 积 中 也 有 过 观察 。Van Lancker S019) 报告 了 350~700 伦 广 线 全 身 照 射 已 足 使 小 鼠 胸 TR PRED FM '75~80% tet, Main SCR Ac WU EE 发 现 800 He XKE—-AAZ MR Sa 15 分 ~7 RK, AMAR AE DNA AMM RIRDIERAF, DEKH SAE TE FE AE FBR ETE RRL SIR , BPI FEE Ek PSEA SEE fl ARE ERE ZF EE FES Az AS li HL, FAI 77th BR ST TTT BE TR BAK FF 酸 激活 酶 对 射线 敏感 。 按 Bollum 等 的 意见 5 ， Be TAME 力 的 大 小 是 再 生 肝 中 DNA 合成 的 限制 因子 。 我 们 知道 机 体 代谢 库 中 胸腺 喀 啶 核 苷 酸 (ITMPE) BRT ra AD 性 或 外 源 性 的 胸 躁 喀 啶 核 背 ( 工 dR) 克 磷 酸化 途径 合成 外 ， 人 向 能 由 ERM ee CAOMP) RABE a BS i OATES DR hee AE (QUMP ) ,后 者 再 烃 甲 基 化 作用 而 形成 "7。 Soup! Saduee2->acpp—Sa0rr Sion OT | <—dOMP jie dU MP | +5 DNA +CH;,| TDP 一 > TTP TdR t Maley 等 59 指出 ) 在 大 鼠 再 生 肝 粗 织 中 除了 核 昔 酸 激活 酶 Bh, 参 矛 这 二 反应 的 脱氧 胞 喀 啶 核 昔 酸 腊 氨 酶 (4OMP BERNE) FF Ko WOE ATER A a (TMP Aka) 活力 在 肝 部 分 切除 手术 后 的 13 和 18 小 时 开始 二 加 ,在 48 和 30 小 时 分 别 达 到 高 峰 。 在 电离 辐射 抑制 DNA 合成 机 制 的 探讨 中 ，dCOMP 膀 氨 酶 和 TMP 合成 酶 活力 完 更 有 无 改变 的 问题 最 近 也 引起 了 -一些 学 者 们 的 注意 。Myers 等 [9 发 现在 肝 粗 积 再 生 作 用 的 早期 COMP Iba 酶 活力 与 DNA 纯 合 成 的 增加 几乎 同时 发 生 。 然而 在 晚期 DNA 190 放射 生物 化 学 中 有 关 能 量 代 谢 和 核酸 代谢 的 问题 合成 已 减少 而 CCMP 腊 氨 酶 活力 仍然 很 高 。600 fe XKER IST 抑制 了 ICMP 有 氨 酶 的 活力 ,然而 这 一 效应 只 在 照射 后 1 一 16 小 时 时 才 出 现 。 在 部 分 肝 切除 术 后 的 第 2 天 , 即 当 再 生 肝 中 gOMP It 氨 酶 水 平 相当 恒定 的 时 候 进行 照射 ,并 不 引起 酶 活力 的 即刻 变化 ， 但 在 11 一 16 小 时 以 后 酶 活力 却 下 降 了 40 一 50 秘 。 他 们 上 9 进一步。 指出 ， 较 大 剂量 ( 1,500 伦 ) 往 萎 照 射 整个 肝 区 或 照射 手术 外 露 肝 叶 使 用 氨 酶 和 胸腺 喀 喧 核 苷 激活 酶 活力 在 照射 后 1~3 天 内 均 处 于 同样 程度 的 抑制 ; 照射 机 体 中 产生 了 某 些 毒 性 物质 可 能 是 酶 活 ， FMEA. Stevens $011 Hl 500 LSRRHAR, A 肝 中 dOMP 腊 氨 酶 活力 的 增加 推迟 了 12 小 时 。 | TMP Acme Hoie St Bom PEBEIE, Beltz'**12. 1,500 ERK 鼠 , 发 现在 照射 后 再 生 肝 中 TMP Aa DA RM, MBI 7B) 75.23 手术 后 早期 照射 ( 6~7 小 时 后 ) 的 效应 略 大 于 晚期 照 昌 射 (16~17 小 时 后 )。 (2) DNA 引物 的 破坏 “Wheeler 等 c?] 以 X 线 直接 照射 过 的 小 牛 胸腺 DNA 作为 引物 ， 观 察 在 正常 再 生 肝 DNA SR 的 作用 下 ， 杞 -胸腺 喀 喧 腊 氧 核糖 核 苷 或 五 *- 胸 腺 喀 啶 腊 氧 核糖 核 背 酸 参 大 DNA AYSEHE, HIRSH, 5 x 10* 一 35xI04 伦 的 照 身 剂量 使 DNA 合成 有 着 相应 的 减少 以 致 完全 停止 。 如 果 以 小 千 胸 腺 因 胞 核 为 引物 进行 照射 ， 即 使 将 照射 剂量 增高 至 中 x104 伦 ， 量 未 见 DNA 合成 队 碍 。Bollum 等 所 1]、Okada 等 中 Staceyc9 均 旨 出 ， 照 射 纯 制 的 DNA 沙 液 并 不 影响 胸腺 喀 啶 腊 氧 核糖 核 背 的 参 大 作用 ， 只 有 将 照射 剂量 增高 至 十 万 伦 时 标记 前 体 参 大 DNA 才 有 减少 Lehnert 等 5c 轨 在 大 鼠 再 生 肝 工作 中 表明 ,动物 在 手术 后 24 小 时 区 800 FE X KERR ST, 照射 后 24 DEEPA DNA, 后 者 作为 DNA 合成 引物 的 能 力 与 未 烃 照 射 的 再 生 肝 DNA 相同 吕 由 此 可 见 ， 要 引起 DNA 引物 济 到 破坏 的 照射 剂量 已 远 远 超过 了 一 般 导 致 DNA 代谢 诗 乱 的 剂量 。 有 趣 的 是 ，Okadacs 报 告 了 了 天池 BL A —K 800 伦 照 射 后 17 小 时 ,从 再 生 肝 竹 胞 核 分 离 出 来 队 DNA 摄取 标记 前 体 的 能 力 大 大 降低 , 仅 为 对 照 的 1VI0 He HE SB #3 南 191 在 200~8, 000 EF HAE Al AREAL. Wk DNA 引物 的 破坏 可 能 性 也 是 存在 的 。 SESC LE, Kyamn Se 0°) 5A gh aie 明 700 众 全 身 照 射 已 使 大 鼠 脾 中 DNA 迅速 开始 解 聚 ， 十 几 小 时 以 后 结构 粘度 已 完全 形 失 。 Ord 等 所 ?9 应 用 EOCTHOLA 离子 交 换 纤 灯 素 层 析 法 证 明 大 鼠 入 线 全 身 照 射 后 短 时 期 内 ， 无 论 是 胸腺 DNA K4F (1,000 伦 ， 照射 后 15 分 )， 或 是 再 生 肝 DNA 大 分 子 (2,000 价 , 照 射 后 30 分 ) 在 性 状 上 均 出 现 明 显 改 变 。 可 以 襄 想 ， DNA 引物 车 构 性 状 的 微 粗 改变 对 DNA 的 继续 合成 会 有 影响 的 。 当 整 体 受 电离 辐射 损伤 后 ,情况 更 属 复杂 , 内 环境 某 些 因素 的 变化 (如 : KAM, EE ROI DNA 合成 的 影响 ) 也 是 值得 重 BLY 0 如 上 所 述 ， 有 关 电 离 辐射 对 DNA 代谢 影响 的 研究 已 经 累积 了 许多 交 料 ， 早 期 的 大 量 工作 集中 地 揭露 了 电离 辐射 引起 DNA 代谢 秦 乱 的 各 种 事实 ， 如: DNA 合成 抑制 ， 中 间 代 谢 物 的 出 现 ， DNA 酶 活力 升 高 等 现象 。 近 年 来 在 DNA 生物 化 学 研究 ,剂量 与 RVR, MAW DNA 合成 的 哲 时 性 联系 等 问题 有 了 进 一 步 闭 明 的 基础 上 ， 学 者 们 对 DNA 合成 抑制 的 发 生机 制 进行 了 不 断 的 探索 : 例如 ，DNA 合成 中 各 种 酶 活力 的 研究 ， 大 分 子 DNA 引物 损伤 可 能 人 狂 的 评价 DNA 合成 与 能 量 供应 的 关系 等 方面 , 获 得 了 许多 有 意义 的 车 果 ; 这 都 将 为 更 进一步 的 研 守 提供 理论 依据 ， 从 而 促进 今后 的 工作 。 BA TR [1] 张 友 端 ,科学 通报 ， 1961,6,15 页 。 (2) Pian, 核酸 的 竺 构 与 生物 活性 研究 的 进展 ， 北 京 市 生理 科学 会 系 坑 讲座 ， 1962。 [3 ]，ByraxoBa, E. 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Tiseliusc 用 移动 界面 电泳 法 证 明 血 浆 球 蛋 HERA ARO Fk, Da, Longsworth5 1 发 现 徊 浆 清 蛋 自 也 包括 许多 种 蛋白 质 分 子 。 至 此 ， 人 们 对 于 血浆 蛋白 成 分 的 复杂 性 才 比 较 明 确 。 Cohn’! 早 就 指出 ， 中 性 盐 类 沉 证 蛋白 质 与 盐 类 和 蛋白质 本 身 电 荷 , 以 及 蛋 自 分 子 的 体积 有 关 ，, 故 蛋 和 白质 的 沉淀 常 依 其 分 子 体 积 大 小 为 顺序 。 一 种 蛋白 质 能 否 沉淀 常 以 所 加 盐 类 对 深 剂 的 取代 程度 为 转移 ， 这 是 盐 类 减少 盗 剂 对 溶质 的 相互 作用 的 结果。 但 是 用 加 大 中 性 盐 类 沉淀 蛋 自 质 的 方法 以 分 离 血 浆 蛋 白质 ， 毕 茧 是 很 有 限度 的 。 十 余年 来 Cohn 和 他 的 同 工 [ 乒 7 在 分 离 血 浆 蛋 白 方 面 做 了 很 多 工作 。 他 们 采用 乙醇 等 有 机 深 剂 在 低温 下 提取 和 分 部 沉淀 血浆 蛋白 ， 卉 适当 地 应 用 甘氨酸 和 一 些 金属 离 子 ， 系 和 统 地 调节 pH, ih 度 、 离 子 强度 、 介 电 常 数 等 因素 ,以 分 离 各 种 不 同 的 血浆 蛋白 质 。 同 时 利用 低温 干燥 等 优越 条 件 , 从 人 血浆 中 提 制 出 各 种 成 分 ,其 中 有 许多 是 过 去 不 全 知道 ， 或 是 知道 而 未 人 提 和 纯 过 的 。 由 此 使 我 们 能 获得 相当 大 量 的 比较 纯净 的 各 种 血浆 蛋白 。 关 于 Cohn 氏 及 其 改 198 HTH AHH BRIT TEAS APRS, BEL PS aR", a 人 们 由 于 意 功 到 血浆 蛋白 成 分 复杂 ， 乃 创建 新 的 方法 以 分 离 之 ,但 新 的 方法 又 使 人 们 更 进一步 认识 血浆 蛋 自 的 复杂 性 ,如 此 循 环 ,推动 了 血浆 蛋白 的 研究 。 继 Tiselius 氏 移 动 界面 电泳 法 之 后 又 有 竹 上 电泳 Bo 琼脂 Hk ,淀粉 电泳 等 简便 方法 , 以 及 由 此 发 展 而 来 的 淀粉 胶 电 泳 c2、， 免疫 电泳 1、 区 带 害 度 梯度 电泳 (Zone density gradient electro- phoresis)c9 等 。 原 来 用 移动 界面 电泳 或 一 般 颖 上 电泳 等 方法 ,只 能 将 血浆 蛋白 分 为 清 蛋白 .ai- os-、B-、y- 球 蛋 自 及 纤 亲 蛋 自 元 等 “ 6 个 成 分 ;现在 运用 这 些 新 的 方法 可 以 将 它 分 为 20 一 30 个 成 分 。 其 中 特别 是 淀粉 胶 电 泳 和 组 上 电泳 的 应 用 最 广 ， 如 能 与 蛋白 质 的 各 种 颜色 反应 .生物 鉴定 .放射 性 同位 素 追 踪 等 方法 糙 合 使 用 则 更 能 精确 四 致 。 其 他 方法 如 超 离 析 法 、 层 析 法 、 逆 流 分 溶 法 和 电 俐 沙 法 等 亦 此 各 有 特点 。 总 之 ,分 离 蛋白 质 的 方法 很 多 ,或 适 于 分 析 或 ， 宜 于 提 和 纯 , 只 要 选择 恰当 , 即 能 运用 自如 。 | 近年 来 由 于 新 的 分 离 方 法 不 断 出 现 ， 推 动 了 血浆 蛋 自 的 研究 工作 , 发 现 许多 新 的 成 分 。 尽 管 如 此 ,仍然 有 许多 很 微量 的 蛋 自 质 如 血浆 中 的 各 种 酶 .各 种 蛋白 性 的 激素 ,都 不 可 能 用 蛋白质 分 离 方 ， 法 把 它们 找 出 ; 只 能 用 与 酶 活性 或 激素 活性 有 关 的 特殊 方法 使 它 们 表现 出 来 。 同 样 血浆 中 许多 与 凝血 有 关 的 微量 因素 ， 只 能 用 特 殊 凝 固 方 法 测定 之 ; 许多 抗体 只 能 用 免疫 方法 鉴定 。 因 为 血浆 蛋 白 是 多 种 蛋白 质 的 非常 复杂 的 混合 物 ， 采 用 任何 一 种 或 少数 几 种 方法 都 不 可 能 显示 其 所 有 成 分 。 我 们 只 能 依靠 多 种 多 样 的 方法 以 获得 比较 全 面 的 知 蕊 。 现 在 已 知 的 血浆 蛋白 成 分 不 下 百 余 HO, 其 中 只 有 少数 几 个 与 血液 凝固 有 关 。 血液 是 一 种 循环 的 组 积 ， 它 的 成 分 与 机 体 其 他 粗 入 成 分 成 动 态 平衡 。 血 液 功能 众多 ， 它 们 反映 出 血液 与 机 体 棚 徐 的 牧 理 化 学 关系 。 血液 蕉 护 着 机 体 水 的 平衡 和 酸 碱 平衡。 它 提 供 运 输 工 具 , 大 抵抗 外 来 便 变 。 近 年 来 又 发 现 血浆 蛋白 的 千 构 也 有 得 传 变异 。 济 了 解决 这 些 复 杂 过 程 的 生理 生化 机 制 ， 为 了 明确 这 些 过 程 是 如 三 ih eR A 199 调节 、 如 何 控制 的 ,其 中 有 许多 复杂 问题 值得 深思 。 近 年 来 由 于 各 方面 知 功 颌 域 的 扩大 ， 才 有 可 能 探索 血液 功能 的 奥妙 。 由 于 涉及 WY FR BE,» FORE VES TH SA ENKEI, A SCHL LA FIL fli ZEW PH. mK w= a AA FE SP Se MR 4 TT ELAS AS DLE KORTE ABER, BORA EEE BRT AE Ze. WDE ROR Ah BRD SOF, DUE BAAR. : —, (EPR eR PE Sa 18 PEO, TS SH 基 一 个 ,其 数目 的 变动 随 蛋白 制品 的 陈 化 和 性 质 而 定 。9 种 动物 血 史 清 蛋 自 的 化 学 分 析 精 果 5s2?22 -25 证明 它 们 都 是 借 内 双 硫 键 固 证 的 一 条 多 肽 链 ，X 端 始 于 天 门 冬 氨 酸 。 人 血浆 清 蛋 白 分 子 的 N 端 顺序 与 其 他 4 种 动物 稍 许 不 同 ， 其 倒数 第 2 个 残 基 不 是 苏 氨 酸 而 是 丙 氨 酸 。 人 、 狗 与 更 清 蛋白 的 O 端 为 亮 氨 酸 ,而 有 中 类 动物 如 马 和 反刍 类 则 为 丙 氨 酸 。 又 如 在 某 3 种 鸟 类 清 蛋白 的 Q 端 ;有 2 种 也 是 丙 氨 酸 ,而 第 3 种 ( 吐 绥 鸡 ) 则 为 邦 氨 酸 , 这 是 在 生物 学 分 类 的 同一 移 目 中 出 现 的 生化 差异 。 BAN RiP EAWMAKOMAR, RABE AMR ZiKSE AW 17 个 双 硫 键 交 叉 连 接 ; 每 分 子 只 含有 一 个 游离 SH 基 。 分 光 光 度 测 定 证 明 ， 可 能 在 清 蛋白 酷 氨 酸 的 状 基 与 分 子 中 的 羧基 之 问 有 着 类 位 氢 键 的 连接 , HFM RIG ECM MR, HRD FRM. Het, Anfinsen 与 Redfield’) 拟订 出 了 人 血浆 清 蛋 自 的 烙 构图 解 (图 1 )。 由 于 清 蛋白 在 提纯 过 程 中 很 易 聚 集 ， 故 按 超 速 离心 沉降 常数 S20) FD BH BL (Drow) 计算 分 子 量 有 一 定 误 差 ( 士 2;000)， 匹 500 FRE A EE HsN- 天 冬 -两 + +A + 56-0 1 人 人 血浆 清 蛋白 分 子 的 图 解 其 光 散 射 测 定 千 果 的 如 差 严重 。 目 前 各 家 已 渐 趋 同意 :哺乳 类 ( 包 闻 ARR ARRAS) READ ADF EAR 65,000 AY ye Bal*®79?7°), 关于 清 蛋 白 的 分 子 大 小 和 形状 , 则 迄今 用 Siti. He Oneley $7) 报告 的 粘度 值 计算 ,可 以 有 长 顶 球 体 和 有 ARRAS 2 种 构 型 。 继 后 有 人 提出 OO, APE SRP RS, Hy A), 长 150A, 直径 38A, 轴 比 =4:1。 TESTE | 于 楼 晶体 模型 ,或 近乎 棒状 、 或 为 球形 者 91。 | ， 在 离子 强度 为 0.1 的 溶液 中 ， 清 蛋白 本 身 带 有 血浆 所 有 成 区 有 中 最 高 的 次 电荷 ， 有 人 以 为 这 是 由 于 其 分 子 的 可 涌 定 基 团 较 多 才 故 ( 每 克 分 子 含 180 +), ZEAE p 互 和 电解 质 粗 成 的 情况 下 而 且 清 村 朋 所 带 闪 也 符 革 革 多 ( 带 阴 电 福 相 二 时 wvienictsier: 血浆 蛋白 迁移 快 。 =. WEBER EE RCT KAD, YE AEB ROSS ES ES PESWMRKHY—, H-AARE WR. URES 的 两 项 特性 进行 了 大 规模 的 研究 ， 其 非 均一 性 的 机 制 已 可 在 这 互 为 相关 的 特性 的 基础 上 关 明 。 《一 ) 离子 结合 反应 血浆 清 蛋 自 对 六 多 离子 具有 强烈 的 精 合力 ， 龙 以 对 阴 离 3 最 。 这 种 千 合 是 非特 异性 的 ， 且 对 所 有 阴离子 一视同仁 。 清 蛋 | HES EIR NT NM LAS. TSA, DL Ih 3% Ye A A 201 合 物 等 结合 ,从 而 对 它们 在 血 中 的 运转 起 了 重要 作用 。 血浆 清 蛋白 的 离子 结合 反应 , 按 被 结合 离子 的 带电 性 不 同 , 可 分 为 2 粗 : 1. 与 阳离子 结合 “ 清 蛋白 与 金属 离子 的 千 合 情况 ,为 蛋白 分 子 的 负电 荷 量 所 控制 , 且 烙 合 部 位 具有 一 定 特异 性 ,如 Perkins5 BAe ACS EEE A Ra Bg Ca 及 Znt* 的 结合 反应 中 证实 。 2. 与 阴离子 结合 ”又 根据 离子 的 大 小 分 为 3 种 类 型 (1) 与 小 阴离子 ”大 多 为 无 机 和 有 机 盐 类 ， 也 包括 有 机 物 的 Bs (Erte A; 《2) 与 中 等 度 阴 离子 (染料 及 其 他 7) (3) 与 去 污 剂 类 型 的 大 阴离子 (表面 活性 离子 ) 近来 对 此 类 型 的 结合 反应 研究 得 较 多 也 较 透 彻 。 与 去 活 剂 的 和 结合， 一般 应 发 生 在 清 蛋 白 分 子 等 电 点 的 酸 侧 。Putnam 与 Neurath**) 用 移动 界面 电泳 法 凭借 移 速 的 观察 ， 研 究 了 唱 状 马 血 浆 清 蛋白 与 十 二 烷 基 磺 酸 钠 (8DSJ) 的 结合。 在 0"0 它们 具有 2 种 并 烈 出 现 的 组 成 较 恒定 的 复合 物 ， 其 每 分 子 各 含有 去 活 剂 离子 55 R110, Mast 三 复合 物 为 AD, Fi AD,,, Ai) n=55, BR AD, HAA MAE 变化 ;而 AD, WA SOME AB, RATE ROOF Wi es 已 打开 。 而 Foster 60% GO, YER EEM AISA, SLCER 蛋白 分 子 上 的 和 结合 点 只 限于 10 或 12 处 ;这 些 结 合 点 一 旦 被 饱和 ， 清 蛋白 的 结构 即 有 改变 而 使 共 狗 36 处 的 新 结合 点 暴露 出 来 ,以 生 MARS AD, 相同 的 复合 物 。 在 酸性 p, 牛 血浆 清 蛋 白 亦 可 与 阳离子 去 活 剂 一 一 十 二 烷 基 = ASEAN SA aa A PA PAG I A Tat) Goodman!**) 用 分 深 技 术 研 究 了 长 链 脂 酸 阴离子 一 月 桂 酸 、 豆 阁 酸 、 软 脂 酸 、 硬 脂 酸 、 油 酸 、 十 八 碳 二 烯 酸 等 的 盐 类 与 腊 脂 的 人 血浆 清 蛋 和 白 的 车 合 。 由 此 证明 ,在 加 热 , 尿 素 和 有 盐 所 和 致 变性 作用 牛 , 脂 酸 阴 离子 对 清 蛋白 液 的 明显 稳定 效果 , 实 与 前 者 的 强大 灶 合 力 有 关 。 202 若干 血浆 蛋 自 研究 的 进展 血浆 清 蛋白 也 可 与 高 分 子 量 的 聚 阴离子 (polyanions) #44, 如 多 杰 酸 盐 ( 核 酸 )、 多 硫酸 盐 ( 肝 素 )、 葡 萄 糖 胶 街 生物 及 多 沙 酸 起 等 。 与 葡萄 糖 胶 衍生 物 的 烙 合 又 有 不 同 的 情况 。 在 其 等 电 点 或 等 国 电 点 的 酸 侧 , 清 蛋 自分 子 可 与 带 负 电荷 的 葡萄 糖 胶 硫酸 酯 千 合 rc 而 在 其 等 电 点 的 碱 侧 则 可 与 带 正 电荷 的 碱 性 衍生 物 二 一 葡 苟 糖 胶 国 的 二 乙 基 氨 乙 基 (DEAE) REE AC 1, 在 PH=4 Bt, ASHE 胶 的 DEAE 醚 只 能 抑制 清 蛋 白 的 同 分 异 构 反 应 ， 而 不 与 后 者 形 成 复合 物 。 (=) 酸性 pH 值 时 的 行为 ESI ADT PH 值 ， 血 浆 清 蛋白 分子 的 结构 变化 大 多 | en | 1. PRB 4 mE RIE Eee Bw HE PH 转 为 陡 曲 ，Tanford 等 c?] 46 ions MERE EE OE AH Yang 与 Fosterr%] 发 现 ， 在 pH 4 以 下 牛 血浆 清 蛋 自 洲 液 的 旋 国 光度 和 内 豪 粘度 均 呈 明显 增加 , 且 随 离子 强度 的 增加 而 降低 。 光 散 轩 射 实验 及 流动 双 折 射 测定 双 证 明 ， 此 时 蛋白 分 子 的 聚集 作用 极 微 或 不 存在 ， 因 此 肯定 清 蛋白 分 子 发 生 了 静电 性 膨胀 。Tamnford 5 Buzzell) 便 研 完 离 子 强度 对 清 蛋白 溶液 内 训 粘 度 的 影响 ,， 李 个 指出 在 酸性 pH 时 清 蛋白 首先 由 于 失去 分 子 内 稳定 方 而 产生 三 “可 膨胀 2 构 型 的 中 间 物 ， 然 后 整个 分 子 膨 胀 。 一 般 认 为 ， 在 pH? DE AS ABER MTHS SY Scone (BET BE, HS 加 离子 强度 后 其 下 降 又 显著 被 抑 , 此 实 非 蛋白 分 子 的 离 解 ,而 是 3 膨胀 的 另 一 种 表现 ce% 2。 只 有 豚鼠 血浆 清 蛋 自 的 Sojw TS P 的 依存 关系 不 同 ， 在 pH 5 以 下 Stoo ff RD UKE, AKER pH 3.6~8.2 的 范围 内 由 于 生成 了 二 聚 体 ， 其 Bawi fi RA ABA 大 程度 的 回升 [3。 oF 2. 电 涿 反常 行为 “ 早 在 1939 4, Luetscher IB RM, BE At MLR MAE PEA Be 性 。 继 后 关于 低 pH Ate PIE Bk TAK He 血浆 清 有 蛋白 203 ARREARS MH. BEA, METER 3 个 方面 的 探索 , 兹 分 述 如 下 : Cl) #3 pH 的 影响 一 一 N-E 反应 1957 年 间 ，Aoki 与 -Foster"***41 在 低 离 子 强度 和 酸性 pH MAMTA 0.2% 牛 血浆 清 蛋 白 液 的 电泳 图 计 ， 诈 实在 PH 从 4.5 降 达 3.5 的 过 程 中 出 现 了 两 个 界面 ,其 各 自 的 面积 不 项 恒定 ,但 有 规则 地 随 PH 值 而 4546, EPL pH > 4.5 范围 内 的 正常 构 型 称 为 N 型 ,而 对 速 泳 于 本 型 前 的 清 蛋白 新 构 型 命名 为 卫 型 。 在 此 同 分 异 构 反 应 中 ， 两 型 清 蛋 白 的 移 速 之 差 大 和 致 相当 于 3 个 电荷 单位 , 系 一 盘 慢 吸 热 过 程 , 井 可 达成 动态 平衡 。 两 者 的 相互 KRY AMPH: N +3Ht——=F (2) FEMREZESAUMBHRA? RM 1960 F Saifer 等 "5] 从 血清 第 立 部 分 (Cohn) 制 得 人 清 蛋白 纯 品 ,用 它 在 p 也 8.6.w0.10 HERR PRK ARM ISH. RE RIP RCW pH 4.0, 0.10 的 酷 酸 盐 溶液 ， 即 显示 2 个 上 行 界 面 。 而 在 pH 4.2, 0.04 的 酯 酸 盐 -NaCl (90%) 稳 冲 液 中 ， 如 不 计 静 止 的 6 峰 , 则 总 共 出 现 3 个 上 行 界 面 , 而 且 在 上 行 及 下 行 界 面 之 间 非 常 不 对 称 。 当 采用 0. 芭 酯 酸 盐 和 缓冲 液 以 移 除 第 3 界面 后 ,添加 让 链 脂 酸 ( 如 辛酸 、 油 酸 等 ) 或 高 级 醇 (十 二 醇 ) 和 乙醚 处 理 过 的 清 蛋 自 液 中 ,可 促使 第 2 界面 重 现 , 泳 动 较 慢 的 第 2 Rin RA PB) FE EFA BBE 1 界面 (发 为 P, 型 ) 下 面积 的 减少 ,与 每 克 分 子 清 蛋 和 白 所 千 合 的 脂 类 〈 油 酸 盐 ) 克 分 子 数 成 正比 。 因 此 Saifer 等 认为 ， 第 工 .第 2 上 行 界面 为 脂 类 等 有 机 物 的 结合 所 引 起 的 同 分 异 构 反 应 ， 即 存 在 着 了 := 一 上 的 平衡 关系 ， 而 浦 蛋白 AE N- 了 反应 其 实 就 是 PP, 一 了 Pay, AH Aoki 与 Fosterc 所 用 的 清 蛋白 制品 并 未 沟 再 度 提 和 纯 。 至 于 第 3 上 行 界面 ,他 们 认为 是 清 蛋白 分 子 与 未 离 解 楼 冲 酸 的 结合 所 致 ,此 较 特 异 的 相互 作用 如 下 : PCI) + HAC—=PHAO( Hk) 与 此 同时 ，8Schmid 45 Polist**) 也 研究 了 某 些 一 、 二 元 有 机 204 若干 血浆 蛋白 研究 的 进展 酸 特 别 是 直 链 脂 酸 对 人 血浆 清 蛋白 电泳 行为 的 影响 ， 井 进一步 肯 定 Saifer 等 的 精 果 。 他 们 根据 实验 资料 推测 ; 包括 脂 酸 在 内 的 某 ， 些 有 机 酸 可 按 下 列 方 程式 对 清 蛋 白 的 同 分 异 构 反 应 起 稳定 作用 使 2 个 上 行 界面 变 为 单个 界面 : A+S—=AS A= 清 蛋白 分 子 fu AS= 复合 物 (只 有 一 个 界面 ) F S= 127 IR, RETA, NEES) ae F = 泳 动 较 速 的 同 分 异 构 清 蛋 白 分 子 构 反 应 (3) FAMKEAA TH AK PH 电泳 ， BR PH 值 、 脂 类 ， 物质 车 合 与 离子 强度 的 变动 外 ，Oannr4] 报导 Tiselius 氏 电 泳池 ， 中 的 对 流 干扰 对 清 蛋白 的 电泳 图 导 亦 具有 重要 影响 ， 对 流 干 扰 为 ， EBD SERA ERTS, Bera tk Fhe ARS EEA 之 间 降 为 雾 ,改变 了 原 有 图 计 。 3. 关于 清 蛋白 的 空间 模拟 结构 “图 2 是 Foster 根据 其 研究 日 千 果 发 计 的 一 个 含有 亚 基 的 清 蛋白 模拟 烙 构 。 它 含有 4 aE 电荷 的 单 层 ( 即 亚 基 )， 各 单 层 又 由 含有 一 些 螺 旋 区 及 “不 定形 区， WENO GEM. MILES ADEA Boi BAR ME AH EAE Ak A, AE HI EBD ES. EAP WIEZI, RA 1 PORCH) SRIRAM 2 PARE BE KA, NOMS MADERA OF, 于 是 这 一 层 上 的 阴 电荷 基 团 即 可 与 邻 层 的 阳 电 荷 基 团 配 对 ， 反 之 亦 然 。 清 蛋 白 的 蕊 水 面 在 X 型 被 掩 融 ， 而 在 了 型 则 暴露 出 来 。 由 此 也 自然 容 易 理解 卫 型 在 水 中 的 溶解 度 为 何 极 低 ， 以 及 在 有 机 游 剂 中 何以 演 解 度 增加 。 通 过 模型 外 围 的 10 一 12 个 小 孔 ， 清 蛋白 的 N-B Fp 衡 与 去 污 剂 离子 的 结合 发 生 关系 。 在 同 分 异 构 反 应 中 ， 这 些 强攻 合 点 ( 即 小 孔 ) 被 破坏 ， 大 量 蕊 水 面 (能 结合 点 ) 相 继 暴 露出 来 浊 露 过 程 一 般 可 分 两 阶段 ,每 艾 暴 露 一 个 界面 ,所 以 只 要 条 件 适 当 就 可 以 生成 AD, 与 AD,， 两 种 复合 物 。 在 离子 强度 =0.1 时 ， 浊 蛋白 N-F 反应 中 还 有 一 种 中 间 电 泳 构 型 , 称 为 了 ees, ih 3% He 205 A2 清 蛋 日 分 子 的 高 度 理想 模型 示意 图 据 此 可 解释 N-F 型 互 变 及 其 与 滴定 反常 行为 的 关系 ,与 去 活 剂 的 千 合 ,和 ABUL DH 值 时 其 洲 解 度 特性 的 改变 等 等 三 、 清 蛋白 的 理化 性 质 与 其 生理 功能 的 联系 关于 清 蛋 和 白 的 生理 功能 均 可 利用 上 述 短 料 试 加 探讨 : 《一 ) 与 一 系列 低 分 子 量 的 物质 和 结合 , 起 暂时 储 运 作用 ，, 或 通 过 千 合 以 降低 其 血 中 浓度 从 而 起 一 定 缓 冲 作 用 。 例如 Yallence- Owen 46°) 发现, 正常 人 或 未 控制 的 糖尿 病人 的 血浆 清 蛋白 含有 一 种 胰岛 素 持 抗 物 , 其 作用 与 脑 垂 体 功能 有 关 , 在 p 互 5.5 耐 受 高 热 , 可 自由 透析 ,为 一 低 分 子 量 物质 。 一) 将 机 体 需 要 和 不 需要 的 离子 运输 到 必需 地 点 或 排 浊 器 官 。 例 如 特别 是 那些 具有 相当 玻 水 性 的 物质 ， 可 能 被 夹带 于 清 蛋 白 分 子 的 蕊 水 界面 之 间 ， 待 进入 有 利于 卫 型 形成 的 离子 环境 中 即 行 释 出 清 蛋 白 的 迹 量 脂 酸 杂质 之 非常 不 易 除 次 ， 其 原因 乃 在 此 。 县 有 机 冬 制 剂 进 大 血 中 后 , 即 与 清 蛋 白 的 SH SOR A, AE MGR IR 306 AT MAE A ER fA, JUPAS ES TEE Be RO, (=) M7 MKAR RAMP. Scatchard 等 Co gray, 血浆 胶 性 渗透 压 的 759 APE HERES. ETE HY 效能 应 归功 于 下 烈 原因 : | 1. BFR), AR RE WAT 90,000 EA 只 有 65,000 一 69,000 , FARR BEME TAS AS Es FR Ry TRG PEA RETUANERE NM. | 2. Hi bFREE AS, AOE A IR, Ba 蛋白 带 有 较 高 的 平均 兢 电 荷 。 在 清 蛋白 承担 调节 的 胶 性 渗透 压 中 , 国 有 三 分 之 一 系 借 助 于 伸 随 次 电荷 而 来 的 Donnan 平 衡 效 应 实现 的 。 国 血浆 蛋白 的 运输 功能 血浆 是 从 消化 道 吸收 的 营养 物 与 各 粗 积 的 代谢 物 会 聚 交 换 之 是 上 ,为 了 保证 机 体内 环境 的 相对 安定 ,血浆 蛋白 担 起 了 互 大 的 运 核 量 任务 。 营 养 物 和 代谢 物 运 加 的 主要 环节 有 瑚 于 清 蛋白 ; AT 还 有 一 些 特殊 成 分 的 运输 需要 血浆 蛋白 的 其 余部 分 或 其 他 蛋白 求 参与 协助 。 —, Me Bee XIE Be — fs AR B IRR IO 5 2, RAN FIM. ih BR. IB REBR, BRIE DL > RS. 一 般 也 包括 清 蛋白 - 脂 酸 复合 物 及 乳 麻 微粒 。 自从 1929 年 法 国 Machboeuf 44655 mete fl JRE AD 来 ， 近 三 十 年 陆续 采用 了 各 种 方法 提取 ,如 自由 电泳 、 盐 析 配 合 起 离心 、 低 温 乙 醇 分 部 沉 证 和 超 离心 浑 选 法 等 不 一 而 是 。 其 中 尼 Gofman 等 555 改进 的 超 离 心 淫 选 法 分 离 得 最 为 普 致 。 eer 血浆 脂 蛋 白 分 为 两 大 粗 : 1， 低 密度 脂 蛋白 (又 称 8- 脂 蛋白 ) 闪 分 5 棚 一 一 S, 0~12 S, 12~20, S,20~100, S. 100~ 400 及 S, 400~10°, RAS MIRE A ASS RT BE 207 12~20 % S, 100~400 Aye RERE), OFF 3H: S,0O~20,S, 20~400 和 8, 400~105, 2. 高 密度 脂 蛋白 〈 又 称 wx- 脂 蛋 和 白 ) Jo M—HDL, 和 ‘HDI,, 8, O~2 有 时 又 称 为 HDL,, 从 超 离 心 分 析 得 知 , HDL, 和 HDL, 的 分 子 量 分 别 在 1x10- #4x10 范围 内 , 低 密 度 脂 蛋 白 组 则 从 工 百 万 以 上 达 几 万 万 。 最 ‘PE Hayes Set") 用 狐 酸 固定 后 投影 的 方法 在 电子 显 微 馒 下 观测 了 各 钥 血 浆 脂 蛋白 ,其 车 果 见 表 1 。 帮工 人 所 浆 脂 蛋白 的 电子 显 微 筑 观察 分 EK A Pe IS Ta (RAS EAS eB S_ 400 及 以 上 ……， 800~10,000A 5 Ss DO wv AOD sw。 eS : By Sp O~20 «++ -eeeeee 360x150 A | 可 能 含有 2 一 3 个 不 对 称 的 亚 基 ，, 或 有 二 聚 体 形成 ， 分 子 量 =6.9x108 tea res Se Set 300x50 A 知 (HDL, + Abt.) ifn He is A a SE LA EBLE, RARE A WEL EV) ees BSE 3k PRY CL Yel = Bs FY cr eR AT Oe Tit FL Ud BE ee ATM. 1960 Nelson 4°) 及 Greenc”] 分 Bit TA sith Fie Mi a ELD a MiP Hs 4 Hk Se HG EH aE Wwe Nes, eNO SABE CSE HR A RE A A 部 4 一 0 DEAS HAR AH ANY BF, SEAT EA 甘油 三 酯 中 的 烯 脂 酸 含量 也 相当 高 。 1956 年 Avigan 等 人 当 分析 电泳 提纯 的 血浆 wx- 及 B.-A 确定 在 两 者 的 入 端 分 别 有 工 克 分 子 的 单个 天 门 冬 氨 酸 和 谷 氨 酸 。 很 据 化 学 粗 成 的 系 芒 分 析 ，Anfinsen 4 Redfield 认为 B,- 脂 蛋白 分 子 的 蛋白 质 含量 狗 25 纪 ,由 计算 得 知 能 被 蛋白 鞘 蔽 盖 的 脂 类 向 不 到 脂 蛋 自分 子 的 一 咎 。 双 鉴于 B,- 脂 蛋 自 的 游离 胆固醇 和 磁 脂 能 与 机 体内 相应 的 分 子 迅 速 建立 平衡 ， 而 其 胆固醇 酷 与 外 界 208 若干 血浆 蛋 自 研究 的 进展 P| fy Acta ae EN, PAL MUMMIES FET “AL AE y Re ag LP GC a SS, ARN, i 蛋白 中 含有 两 类 化 学 键 : (1) 脂 类 与 脂 类 问 的 结合 键 ; AEDES FA, van der Waals HMABIG AL, He BEE SS, CREE A 断裂 ;2) 脂 类 和 蛋白 质问 的 较 强 吸附 连接 , 需 用 乙醇 郑 沸 始 分 离 。 于 是 他 们 提出 ，/B:- 脂 蛋白 所 含 的 胆固醇 酷 必 位 于 其 分 子 的 中 央 ， 埋藏 在 以 van der Waals 键 连接 的 中 性 脂肪 基质 内 。 而 %x- 脂 蛋 ， 白 的 密度 较 B,- 脂 蛋白 高 些 , 且 不 含 中 性 脂肪 , 故 其 分 子 千 构 有 所 国 不 同 。 根 据 上 述 葵 让 ， 他 们 建议 两 类 血浆 脂 蛋白 有 如 图 3 所 示 的 模拟 结构 。 a 一 185 人 一 一 一 一 一 B1= 脂 蛋白 ,分 子 量 1.3 x 108 ， 含 ol- 脂 蛋 白 分 子 量 2x105 合 © 75 多 脂 类 : 35 儿 脂 类 : 1。 中 性 脂肪 850 m /m 1。 胆 固 醇 100 m/m 2. 磷脂 500 m/m 2。 磷 脂 100 my/m 3。 胆 男 醇 酯 750 m/m 4。 游 部 胆固醇 250 m/m 图 3 血浆 -及 pi- 脂 蛋白 的 模拟 结构 图 解 工 = 磷 脂 十 胆固醇 酯 十 游离 胆固醇 ，m/m = 克 分 子 / 每 克 分 子 蛋白 ( 据 Anfinsen 与 Redfield ik)" 近 五 年 来 由 于 研究 方法 的 不 断 改 进 ， 关 于 血浆 脂 蛋 白 千 构 的 探索 双 得 以 深入 一 步 。1957 年 Shore") 人 按 所 得 糙 果 拟订 了 8 钥 脂 蛋白 的 一 般 和 结构 ( 群 表 2 )。 双 从 分 子 降解 ， 免 疫 化 学 和 同人 FERRARA, FERRER ACS) C- 脂 蛋白)， 有 和 相 数量 的 蛋白 部 分 暴露 于 整个 分 子 外 面 ， 而 只 有 较 少 量 脂 类 被 蛋 早 质 复 盖 ， 环 和 绕 于 脂 蛋 白 分 子 外 的 亚 和 结构 蛋白 单位 (分 子 量 等 于 琶 血浆 蛋白 的 运输 功能 209 R2 Awe he AR — Mae 多 ik at BEDARD |-————____L___| @ H@7TE& i 数目 | 图 解 | oy F tk Be 2O~GO ir s-r-eneerecenes se 1 条 5 a 120,000} 5—20x 10° @ Sp 6~8(7.9) cerceereeeee 2 条 BN COOH 49-4 880,000] 3,200,000® (两 条 千 构 大 致 日 同 ) HDLp (水 化 密度 百 :N- 天 冬 .……: =1.093 克 / 毫 升 ) .…| 2 条 四 | ~ 苏 -COOH| 每 条 95;000| 435,000+20,0008 HDL, (水 化 密度 =1.149 克 / 毫 升 ) …| 1 条 | 同 HDL, 95;000| 195,000 士 10;000 外 @ 从 HDL, 和 HDL; 蛋白 部 分 的 氨基 酸 定 量 分 析 , 未 发 现 显著 差别 , 故 推 测 HDL, 424 HDL; 多 肽 链 所 组 成 @ Stokes 球形 最 小 分 子 量 图 “ 光 散 射 法 测定 四 “沉降 平衡 法 测定 30 万 ) 的 数目 ,将 随 8, (ANT BET. FIL, Lindgren 与 Nicholst** 设想 低 密度 脂 蛋 白 的 模型 由 两 部 分 组 成: 脂 类 混合 链 的 核心 位 于 内 层 ;其 部 分 表面 为 亚 车 构 蛋 白 或 脂 蛋 和 白 单 位 所 环绕 ,而 这 些 亚 结 构 蛋白 分 子 可 能 就 是 脂 蛋 白 小 单位 (HDLI:, HDL,, HDL, shat fh) (#A 4). 10° 10> 10 一 40 一 一 AB LE BY BG 52 fs + 0 1B (A Be 图 4 低 密 度 脂 蛋白 ( 即 8- 脂 蛋白 ) 的 模拟 结构 210 若干 血浆 蛋白 研究 的 进展 脂 蛋 白 参 与 血 中 脂肪 代谢 。Hahnrss] 首先 发 现 肝 素 能 澄清 脂 血 症 血浆 的 混浊 。 继 后 在 人 身上 及 人 血浆 的 体外 实 司 中 亦 得 到 相国 同 精 果 5**5 , 均 肯 定 肝素 能 消除 乳 糜 微 粒 ， 同 时 可 促 便 高 Si 值 脂 量 蛋白 单方 向 转变 成 较 低 S, 值 组 。 最 近 Binet 等 [ss 报导 , PEE 射 类 肝素 制品 一 一 硫酸 聚 甘露 糖 醛 酸 酯 只 能 改变 血浆 脂 蛋 自 的 芬 布 图 贰 ， 而 不 能 降低 过 高 的 血脂 含量 , 但 注射 肝素 则 有 双重 作用 1955 年 Kornt*™) pA ANA CVS HL Ae BE HD Ag, "CRA SPE ARAM TSE, BS REE JL, 4 DEERE AA LPL ORE, RIED Ut Be ADL 8 HEH UE SR RE ee. BF 素 又 是 脂 蛋白 脂肪 酶 分 子 的 必需 成 分 ， 在 访 酶 与 脂 蛋白 烙 合 形成 国 中 间 产 物 时 起 桥梁 作用 "1, 故 肝 素 的 上 述 泪 清 影响 实际 上 系 通 过 同 访 酶 而 发 挥 。 血 浆 中 脂 蛋 白 脂肪 酶 主要 来 自 血管 壁 , 它 们 可 能 不 含 必 肝素 或 所 含 极 微 ,因此 需要 肝素 激活 。 兹 将 脂 蛋 自 参 与 血 中 脂 转 的 过 程 图 示 如 下 59, 此 即 饮 食 后 血 中 乳 糜 微粒 移 去 的 途径 之 一 in ot pee espa Z + 肝素 | ( 血 ) 时 ， 二 油 三 酯 荆 D 激 肖 。 寺 油 三 酯 脂 蛋 自 > 血浆 脂 蛋白 导 肪 酸 半 省 三 酷 Se 值 低 密度 SLIME ah (# Sf sea) : 脂 绰 白 Ha RO nie nal 虽 ， BE 脂 酸 受 体 # ELD eis aad baa 、 wy" g ae 5 oe |e Be gia a f ra HB ae BBs Bb es His Bs Ba HEL 2 AE [附注 ]: * SRA MKBEA **k Mg++, Ca++, Batt, #1 NH,t xe | Bt, RI SULA eae Oe ATS, "ER PEMEAE SA. BASE b SA PI ERS i a, 1 =, 5SeemenmkeaAe™ 血 中 大 量 存在 的 金属 离子 如 Nat, KY 65538 a ee gy | 血浆 蛋白 的 运输 功能 211 jet, HIG AUR HU Fg RR UL RE fiat (一 ) 铁 的 运转 早 在 1920 年 已 知 铁 在 血浆 中 主要 以 两 种 形式 存在 :I. 与 蛋白 Ri rd) “WS PE BES 2. 血浆 血红 蛋白 铁 。 随 着 分 析 方 法 的 进步 , 现 已 上 表 定 血 中 铁 与 两 种 血浆 蛋白 车 合 : DAMS SARE A (trans- ferrin 或 siderophilin, 简写 为 T, As 〈2) 少量 铁 含 于 血浆 血 儿 蛋 自 中 ， 而 后 者 双 与 千 合 珠 蛋 白 (haptoglobin， 简 写 为 卫 p) 紧 密 和 车 合 着 , 故 实际 上 可 当 作 Hp—Fe, 1. SRBA 1946 年 Schade 与 Caroline!) 首先 观察 到 A fA Cohn 第 IV-3,4 部 分 能 抑制 嗜 铁 组 菌 《 如 志 罗 氏 独 疾 杆 菌 ) 的 生长 ,从 而 发 现 其 中 含有 一 种 能 与 铁 鳌 合 而 显示 东 红 色 的 蛋 By. 4a, Surgenor “7°91 与 人 oechlin57 从 血浆 的 Cohn 第 JV-4 部 分 将 鼓 蛋 自 和 结晶 析出 。 EM AM RRA 3%, Hb 时 属于 B:- 球 蛋白 区 带 。 了 Boettcher 与 其 同 工 C[77] 和 Patras 307%) 改 用 较 简 便 的 rivanol(2-Z.FE3E-6 9, — RIERA FLEE ) UTE LEIBA FOF aK 90% 的 纯 品 。T* 工 非 钥 成 均一 的 物质 。Smithies °°) 用 双向 淀粉 胶 电 泳 鉴别 出 带 不 同 的 非 显 性 ts AS TEA CAB, BC 和 BD) 的 三 型 Ti*， 其 遗传 特性 虽 不 二 样 ， 而 向 未 报告 有 化 学 差异 ， 只 在 电泳 移 速 上 不 同 。Buettner- Janusch'*") 也 报导 猩猩 的 血浆 工 A BERETS 血浆 T, 的 理化 性 质 与 脑 甜 液 T, 不 同上 。 关于 T, 的 化 学 组 成 和 人 性质 ， 以 Schultze] 的 资料 最 为 说 尽 。 鼓 蛋白 的 溶解 性 状 很 象 清 蛋白 ,其 分 子 量 等 于 88,000, 含 氢 量 为 14.7 儿 ,入 端 只 有 一 个 条 所 酸 ,等 电 点 p 瓦 =5.4, 含 己 糖 2.4 筷 ， 乙酰 氨基 已 糖 2.0%, WEY (sialic acid) .49， 相 当 于 每 分 子 D, 狗 含 4 个 唾液 酸 残 基 己 1， 后 者 通过 糖苷 键 与 T, OS. 已 张 菌 的 培养 滤液 中 含有 一 种 神 沟 酰 腕 酶 (neuraminidase), 能 水 Pu, Art AG A SIE Auta Ti 纯 品 保温 邱 “1， 两 212 若干 血浆 蛋白 研究 的 进展 者 的 电泳 移 速 均 告 降低 。 随 着 Ti 分 子 上 的 4 个 啡 液 酸 的 逐个 移 KR, TPE AEE REM (stepwise decrease), iii HMM pk, 连同 原 Ti 的 一 个 区 带 , 共计 5 个 。 由 Fe’ BRE 4a, eae 的 相对 强度 随 酶 浓度 而 变动 。 只 要 一 个 嘲 液 酸 的 糖 昔 键 被 水 解 , 反 应 会 进行 到 4 个 唾液 酸 完全 被 移 除 为 止 。Poulikc*9 用 自 喉 毒素 处 理 Ti， 亦 得 到 相同 精 果 。 每 分 子 Ti 能 与 2 个 高 铁 原子 可 逆 灶 | 合 ( 工 毫克 T, WA 1.25 微克 的 高 铁 )， 以 在 pH 6.5 时 的 车 合 度 ， 和 呈 色 最 强 ， 于 波长 465 EBOKAL HSU AMIE AE, T, 与 Cutt 国 或 Zn++ gh See, fe Co.Ni,Zn,Mn 等 元 素 存在 时 亦 不 妨碍 国 铁 的 烙 合 。] 毫克 T, 狗 与 .4 微克 铜 烙 合 ， 此 反应 以 pH 8.5 mt 最 强 。 詹 与 铜 可 能 在 T, 分 子 的 相同 基 团 上 糙 合 , 而 在 中 性 pH Dh 铁 的 千 合 较 强 。 铁 在 与 Ti 形成 的 复合 物 中 以 离子 键 的 连接 为 主 ) 季 每 Fe 原子 需要 一 个 HOO, REA. 4 PH 值 向 酸 侧 降低 时 ,尤其 如 有 与 Fe RAM ES (EDTA 等 ) 存在 ,Fe-T; 复 量 合 物 即 离 解 。 在 PH 3.0 以 下 即今 无 EDTA, ke Gk BT 解 。 在 中 性 或 微 酸性 溶液 中 , 强 还 原 剂 会 使 复合 物 科 色 。 ， 由 血 中 T; 舍 量 的 表示 方法 一 般 有 两 种 ， 而 以 第 2 种 较为 可 靠 洒 (1) 铁 结合 总 量 (TIBO): 即 测定 血浆 游离 铁 和 T, ACS A, 正常 值 在 250 一 450 Gee % , DIMER RSL, 相当 于 每 100 EFT 浆 含 Ti 0.20~0.32 Fis (2) TER ik (die latente Hisenbin- dungs Kapazitét)(*); 可 加 过 量 的 Fet* fF more Ti HA, JAMA NHL,),SO, 及 20% = ARNE AE fy Fe++-T; 22-Ay | 沉淀 , 取 滤 液 测定 铁 合 量 。 所 加 Fett Sa Ze, MME |, iP. Ty 所 携 的 铁 量 锡 占 烙 合 总 量 的 1/3~.2/3， 正常 一 般 纲 50~350 微克 乞 。 血 浆 Ti 含量 在 铁 缺 乏 症 和 妊娠 末期 增高 ;而 有 委 、 慢 性 活动 病灶 则 降低 。 在 铁 的 中 间 代 谢 过 程 ,主要 稻 冲 体系 是 去 铁 铁 蛋 白 - 铁 蛋 向 和 A Be in HEHEHE, ADAH Wy Be WE IE ewe Ti HR. T, MSR WSS, REDE LPL HP DENY SORE Hie RP HS, MERRSE PES BINT NTE. HBO Fe-T, 22 Are My MDa, Aaa nga A WS Rh RE 518 调节 铁 的 运转 。 T, 可 能 在 肝 中 合成 ， 此 已 由 Dancis 等 后 ] 和 Rausen 等 局 7 Fe AIG PL A JL PE. EF OT, 的 代谢 ， 玉 atz5 ”1 由 追踪 志 有 I? 和 Fe? 的 T, 5, 2c FEZ TA O0.2~ 0.3%, HH 8 56~62% EB mMeAK OT HRA RY =6.7 一 8.4 天 。 当 套 老 的 红血球 在 内 皮 网 状 系统 遭受 破坏 后 , 释 出 的 铁 在 30 分 钟 后 即 形成 Fe-T; 复合 物 而 重新 出 现 血 中 。 Faber & Jordal ”报告 ,和 注入 Fe” 后 在 淀粉 胶 电 泳 时 ,发 现 B,- 球 蛋白 前 区 ( 即 A+as+os- 球 ) 于 1 小 时 内 常 有 一 定量 的 放射 性 分 布 。 因 此 指出 , 血清 中 可 能 存在 有 一 种 与 工 不 同 的 携 铁 蛋白 质 ， PSR WEES, ERT, 与 红血球 母 兽 胞 之 间 的 一 个 中 间 阶 段 。 2. 和 结合 珠 蛋 白 “ 在 已 分 出 红血球 的 血浆 中 人 和尚 含有 1~3 训 克 包 的 血红 蛋白 ,连接 于 Hp 分 子 上 ,此 千 合 铁 狗 为 3 一 10 微 克 和 。 Hp % Jayle KE lA] LF 1939 FB, Ake Smithies 等 (1955)5%*?9 用 证 粉 胶 电 泳 将 它 分 离 为 3 种 基因 型 (1-1、2-1 及 2-2)。 Laurell) 便条 用 高 Hp 血 症 患者 的 腹水 作为 制备 来 产 。8Stein- buch 4£°°7] 用 血浆 的 Cohn 第 TIV 部 分 加 rivanol 沉淀 再 在 DEAEE 纤 蕉 素 柱 上 层 析 ,将 Hp 进一步 提纯 。 Hp 的 分 子 量 为 85,000 ， 等 电 点 在 pH4.1, @A6.2%4 BE, 6.1% 乙酰 氨基 已 糖 和 唾液 酸 5.5 和 已 ]。 每 克 分 子 了 p 1 克 分 子 的 血红 蛋白 或 丈 蛋 白 和 结合 。 在 结合 过 程 中 静电 力 很 重要 ， Van der Waals #4" RRA, Hp 与 Hb 这 两 个 分 子 或 许 通 过 两 便 带 正 负 电荷 的 互补 表面 而 牢固 千 合 扩 ]。 亚 铁血 红 素 部 分 ， Hb f§ SH HOR Ap 的 啡 液 酸 与 此 连接 似乎 无 关 。 因 为 Rafel- son 与 其 同 工 565 ike, FA REE BE A Hp Il & Hb-Hp Il 复合 物 上 移 除 的 70 匈 MERBO FO RR AY 30% 唾液 酸 ， 均 不 参加 Hb-Hp wea. MEH), Hb-Hp 复合 物 同 wo- 球 mT ARIAS) a RA xs- 球 蛋白 件 行 (豚鼠 )。 以 ee SERAPH, Hp Aik BMI, ST, HBR Sree, tenes Dp 的 敲 唾液 酸 含量 (至 少 每 分 子 含 514 FRE A A OE 15 MERRIE) A, Hb-Hp SAWRARSRHA, BA 的 Hb 与 介质 中 游离 的 再 b SAUTE BNA. Hp 能 激活 Hb 的 过 氧化 物 酶 活性 ， 其 机 制 在 于 互 p 可 以 保护 Hb 分 子 以 扩 衡 酸 变 人 性， 抗衡 过 氧化 物 酶 对 Hb 珠 蛋 自 的 氧化 和 对 亚 铁血 季 素 部 分 的 破坏 作用 es]。 由 于 各 型 Hp 的 分 子 量 与 其 Hb 当量 的 关系 傈 未 确定 ， 下 最 好 以 Hb 结合 量 ( 了 Hb-BO) 来 表示 血 中 Hp 的 含量 ， 此 相当 于 规定 条 件 下 一 定 容积 血浆 所 能 千 合 的 Hb 量 。 Ante me%, As Hp 几 占 有 正常 wa- 球 蛋白 部 分 的 1/4 量 。Smith 等 (1961)cse 用 过 氧化 物 酶 法 测 出 152 名 正常 人 的 血浆 Hp os 7 93440 £H%, S| 在 母亲 子宫 内 ,胎儿 可 以 自行 合成 Apes B+ Ap 的 正常 转换 率 ，Nymanr*9 依 根据 其 实验 建 玉 最 大 牢 喜 期 为 5 天。 SUE AMES Hb BS, Hp 的 转换 也 必然 随 之 加 快 。 由 于 Ap 与 Hb 牢固 和 结合， 且 复 合 物 的 分 子 量 双 很 大 ， 可 以 防止 Hb WR 中 排出 ,这 也 是 机 体 避 免 大 量 铁 损 失 的 一 个 重要 环节 。 (=) 铀 的 运转 血浆 中 正常 含有 100 微 克 狗 的 铀 ,其 95 乡 与 血浆 钢 蛋 aie plasmin, 简称 Cp) Fate FER 70 KASS Tes BU ie or 游离 的 Cutt BIED+ 1 HE %. 1. 血浆 铀 蛋白 1948 4 Holmberg § Laurell 首先 在 电泳 中 发 现 一 种 含 Cu 的 wz- 球 蛋白 成 分 , 近 五 年 内 已 用 淀粉 胶 电 泳 午 i SULT AE BEE aK, FREE TES 4:99], Reichterich 等 C9] 诈 实 , 从 人 血浆 中 可 析出 COp-C 和 CCpal 两 种 主要 成 分 ， 其 含量 各 为 7095 和 25%, HiBEA 95~100%, B 者 的 物理 化 学 性 质 和 电泳 行为 亦 各 异 。Cp-C 的 分 子 量 为 1488 和 0 ( 超 离 心 法 )， 每 克 分 子 含 8 MDF, 已 精 7 和 5; 而 Op-D 的 有 子 量 则 为 125,000， 每 克 分 子 含 6 个 克 分 子 铀 ,已 糖 3.2 和 2 Be 与 Op-C 比较 ，Op-D 分 子 中 缺少 一 个 含 2 +H RF RBS 血浆 蛋白 的 运输 功能 215 (28 努 ) 的 成 分 ,其 分 子 量 为 23,000。 由 此 推测 ，Op-D 可 能 是 Cp-C 的 前 质 或 降解 产物 。Paulikc:%9 加 用 浓 尿 素 液 处 理 和 透析 与 上 烈 方法 配合 ， 进 一 步 指 出 天 然 的 人 Cp 分 子 确 能 离 解 胞 2 个 以 上 具 AAR RSW. Cie GRADER Cp, HH kBH 的 转 慢 与 Hp eae), Cp — RE at FE eae a ae a I FE 610 my, FEA 中 使 Cu 分 离 后 得 到 无 色 的 去 铜 Cp, 而 Cp 遇 还 原 剂 时 出 现 的 褪 色 只 是 由 于 Cu 原子 的 价 数 变化 (Cu++= 一 一 Cu) Cu FEAR Cp it 离 , 故 充 氧 后 即 重 现 蓝 色 。 葵 合剂 如 了 EDTA WHAM Cp 分 子 的 8 个 铜 原子 移 去 4 个 ,由 此 导致 其 腕 氧化 酶 活性 降低 50.7008), Humoller 等 扩 还 观察 到 , 于 清 蛋白 存在 时 钢 离 子 不 能 起 催化 作 用 , 且 Op 在 体内 能 夺取 被 清 蛋白 结合 的 铀 。 据 此 ,他 们 对 Sehein- berg 45 Morell WRB WE, Dy Cp 的 生理 功能 之 一 是 接 受 清 蛋白 和 结合 铜 ,将 其 转运 到 特异 的 地 点 钙 利 用 ,或 至 少 使 铀 以 无 SEAHAM. 目前 测定 血 中 Cp 的 最 简便 方法 ， 是 测定 血浆 总 铀 量 以 及 与 二 乙 基 二 硫 代 氨 甲酸 盐 直 接 反应 的 铀 量 ， 两 者 之 益 即 代表 Cp 千 合 的 铀 量 。 血 浆 钢 的 正常 值 为 90 一 130 HH %, HI Cp OF 量 150,000 RDF SS 个 铀 原子 计算 ， 此 相当 于 27 一 39 这 OH Cp MSZ, BEAM A MKEEARH 0.4%. Cp FEF AS A ak, i PKB RRR SESE A 2. BBARAM Gubler RHAT MEA MK RAD B5-—CA-RRAPBER WAR, DAWA EDL 体 转运 铜 。 近 来 用 Cu’ agib Bese he ae TT, FO AREER Ju” 后 ,放射 活性 首先 出 现在 血浆 清 蛋 白 部 分 ,继而 摊 大 到 Cp 所 中 ， 但 清 蛋白 与 Cp 井 无 铀 的 直接 交换 。 清 蛋白 车 合 铀 的 数量 Rik, ,每 千 个 蛋白 分 子 仅 含有 个 铀 原子。 (=| 锌 的 运转 正常 机 体 血 中 的 鲜 含 量 仅 有 90~150 HE % , 狗 相 当 于 每 50 oe 若干 血浆 蛋白 研究 的 进展 个 血浆 蛋白 分 子 含 1 个 Zn*+, Vikbladh [to 证明， 在 生理 pH, — 血 中 钙 与 血浆 蛋白 的 连接 有 两 种 类 型 ， 即 紧 键 ( 古 30 一 40 乞 ) 和 松 SE Ee, 而 后 者 的 烙 合 部 位 可 能 在 牛 胱 氨 酸 的 -氨基 或 棚 氨 酸 的 了 MARE, CREAN ADRESS, Ht, RACES © Wiliocbnianlsiedehlehiqnitainin: B-BE Aa eI 三 、 血 中 的 酶 和 激素 FEN OMS LAT oe ESR, tl Lawrence 45 Melnick!) Ae MeL SERED RK, RA KANE SA he Pa, E> EH ESS 17 种 酶 | 恒 DINGERAPEFREAY, HSRRUERKREMMBED 恒 合 物 。 双 如 Lamedica 等 co9 4242, sf FEI Be GE A ACTH 主要 存在 于 密度 >I.210 Hy. ASL PR KOR MAK YS Bee (ck 109~111). a 血浆 蛋白 合成 的 遗传 变异 人 类 儿 血 球 的 分 型 以 及 其 在 遗传 学 和 临床 上 的 重要 意义 ， 是 已 为 医学 界 所 注意 。 至 于 血浆 蛋白 合成 的 遗传 变异 则 过 去 很 少 有 | 人 提 及 ,最 近 在 人 类 血浆 蛋白 的 研究 中 发 现 某 些 成 分 ,也 有 得 传 变 异 现象 。 它 具体 表现 于 两 个 方面 : (一 ) 某 一 特殊 血浆 蛋白 的 完全 缺乏 或 数量 上 的 显著 减少 蛋 (=) 某 一 特殊 血浆 蛋白 化 学 千 构 的 改变 。 划 第 一 种 情况 比较 稀少 ,例如 无 清 蛋白 症 , 或 无 yREGES, X~PRERRA, TAU LRA. BoP LRA, AMERAPARE A ROKER AWA A, EMAAR RRA, FEF Ak Hes PE LO 4-5 EBA BL, APE RE—2E PIE. SRT IX LOWESE RS FU 因 在 蛋白 质 合成 上 的 功用 如 何 将 有 着 十 分 明显 的 意义 。 MLR He aA RSE HEE 217 一 、 缺 乏 某 一 种 特殊 血浆 和 蛋 白质 MLR RMA: 无 清 蛋 和 白 症 ， 无 7Y- 球 蛋白 症 ,无 血浆 铀 蛋白 症 ,及 无 糙 合 珠 蛋 白 症 等 。 总 的 属 来 这 些 情 光 都 不 很 多 见 , 兹 分 述 如 下 : 1. 无 清 蛋白 症 Bennhold 及 其 同 工 [1 发 现 一 个 31 岁 的 女性 血浆 中 无 清 蛋 和 白 ， 随 即 双 对 其 220 个 亲属 进行 调查 研究 ， 发 现 其 父母 的 血浆 总 蛋白 量 ( 父 为 6.3 克 多 , 母 为 6.4 克 匈 ) 及 清 蛋 自 占 总 蛋 自 的 比 数 ( 父 为 52.69, 母 为 46.8 委 ) 都 在 正常 数字 范围 以 内 。 但 患者 本 人 及 其 弟 的 血浆 总 蛋白 量 些 较 低 ,相应 为 4.9 5% 和 5.0 克 免 。 且 两 人 血 中 均 无 清 蛋 白 成 分 ,而 球 蛋 和 白 攻 有 所 增高 。 各 种 证 据 郭 明 血 中 并 无 “异常 的 清 蛋白 ”代替 清 蛋白 在 电泳 计 上 的 位 置 。 向 患者 注射 人 血浆 清 蛋 自 或 DO 标志 的 清 蛋白 ， 测 得 清 蛋 白 在 患者 体内 牛 喜 期 为 70 天 , 比 正常 人 高 。 这 放 明 缺乏 清 蛋 自 的 原 因 ,不 是 由 于 其 破坏 这 大 而 是 由 于 合成 有 缺陷。 据 推测 ,无 清 蛋 和 白 症 可 能 是 缺乏 有 效 清 蛋白 基因 纯 合 子 。 上 壕 商人 的 父母 是 从 堂 表 兄妹 和 结婚。 可 能 父 和 母 都 是 杂 人 合子， 每 人 有 一 个 有 效 清 蛋白 基因 ， 其 清 蛋白 产生 率 已 足够 维持 破坏 牵 使 两 者 达到 平衡 , 故 表现 正常 。 患 者 可 能 是 由 于 有 某 种 抑制 基因 出 现 , 也 可 能 是 由 于 合成 清 蛋白 所 必需 的 某 间 接 基 因 和 缺乏 所 和 致 。 2. 无 y-kBA Bruton) RE-+> SB 19 KE FE 的 9 岁 男孩 ， 血 浆 中 无 y-KAA. Gitlin) 发 现 波士顿 有 两 小 YAMS PARAM BMY, MiMi ?7- 球 蛋白 。 此 后 文献 上 虽 报告 过 狗 50 例 以 上 无 7Y- 球 蛋白 症 ， 然 而 实际 情况 极 不 一 致 ， 有 许多 人 血 中 小 量 7Y- 球 蛋白 仍然 存在 “无 y- 球 蛋白 ” 名 称 不 很 恰当 。 据 估计 有 3 种 主要 情况 ,其 中 仅 工 种 是 遗传 的 。 它 个 多 数 出 现 于 男性 ,开始 年 龄 很 早 , 且 烙 身 如 此 。 年 龄 在 3 个 月 以 下 的 盟 儿 ， 球 蛋白 比较 少 ,这 是 生理 现象 。 22 个 被 称 为 Y- 球 蛋 自 缺乏 症 的 护 子 ,其 血浆 蛋白 电泳 贰 大 多 518 7 mse A PA 数 没 有 YSERA. NRE Rok 7- 球 蛋白 的 孩子 ， 免 疫 化 昨 学 法 证 明 他 们 血清 中 y- 球 蛋白 少 于 25 一 50 BEE, AA 的 钥 钠 中 亦 少 y- 球 蛋白 c%1， 且 相对 地 缺乏 各 种 抗体 。 他 们 虽 有 过 重复 的 严重 病毒 或 立 克 氏 体感 染 后 也 无 相应 的 抗体 "不仅 如 此 他 们 常常 缺乏 两 个 正常 的 B- 球 蛋白 ?05, 有 的 也 没有 B:=M- 球 蛋 恒 py laf? a (6 PENOTG y- 球 蛋白 症 是 属于 一 种 性 连 隐 性 特征 Ca。 在 上 Uk 22 个 孩子 当中 ,有 2 个 是 兄弟 ,有 工 个 是 另 工 个 男孩 的 鼻 鼻 * 有 3 个 男孩 有 男性 亲属 在 最 近 几 年 内 死 于 帮 菌 感染 。 另 有 3 个 男孩 时 BB, ARS LITRE EI 7- 球 蛋白 症 ， 看 来 此 病 只 表 现 于 男性 ,但 却 双 通 过 女性 遗传 于 后 代 。 | 向 患者 注入 7- 球 蛋白 后 ,发 现 其 在 患者 体内 的 牢 奏 期 为 50 二 60 天 cs, 比 正常 人 长 ， 可见 患 者 的 缺陷 是 不 能 合成 7- 球 蛋白 ， 对 量 患者 淋巴 糙 作 活体 检查 时 , 发 现 无 y- 球 蛋白 患者 没有 前 浆 秋 胞 和 是 eA 6 : EREBBRE OR y-HESARMI, HA RADH 7- 球 时 EAH, BRB BEARS 7- 球 蛋白 等 位 基因 ,不 如 发 他 们 是 浆 壮 胞 遗传 有 关 的 缺陷 ,还 合理 些 。 没 有 浆 厅 胞 ;7- 球 蛋 自 合成 就 无 法 实现 。 当然 浆 硒 胞 的 形成 也 有 可 能 依 天 于 7- 球 蛋白 基因 ' 的 活化 ,因而 无 此 等 位 基因 即 没有 浆 邦 胞 。 这 种 病 虽 属 遗 传 性 的 , 但 是 否 从 出 生起 继续 有 7- 球 蛋 自 合成 ， 缺陷 条 不 知道 。 此 外 有 二 种 后 天 无 7- 球 蛋 自 症 ， 一 则 起 因 不 明史 一 则 与 恶性 淋巴 癌 有 关 , 都 没有 家 族 联 系 。 4 3. 无 血浆 铀 蛋白 症 ， 正 常人 血浆 中 狗 有 30~-35 wim WE : Wilson 氏 病 患者 血浆 中 则 仅 有 少量 Op, 这 是 公认 的 事实 ?而 且 还 有 许多 迹象 表明 这 种 情况 是 遗传 的 。 用 正常 血浆 或 Dee 的 Op 做 注射 实验 , 测 得 Op 在 患者 体内 的 牛 奉 期 相应 为 83. 人 4 二 罗 天 与 5~7 天 ; 襄 明 患者 确 系 Op 合成 不 足 , 而 不 是 破坏 过 甚 。 时 Bearnc ”对 16 个 家 庭 的 26 个 威尔逊 氏 病 的 家 贰 作 过 研究 细 | | ving Ae A ena Fe 219 患者 的 双亲 和 子女 在 临床 和 生化 方面 完全 正常 ,而 患者 合成 Op 力 量 却 只 有 正常 大 的 1/4。 这 是 一 种 隆 人 性 特征 。 患 者 不 可 能 是 COp?/ Cp’ Hat, Asim Pima Op ,也 不 可 能 是 OP/Cp'" RAT, AH 合成 Op 力量 仅 1/4. 据 推测 患者 可 能 有 -一 等 位 基因 引 向 于 合成 一 种 类 似 Cp 而 双 不 能 与 铀 结合 的 蛋白 质 。 另 一 可 能 性 为 杂 合 子 (Hit Cp 基因 中 有 一 个 改变 了 ), 患者 代表 这 改变 基因 的 纯 合 子 。 第 三 种 可 能 性 为 患者 不 是 由 于 直接 影响 Cp Ake a meme 二 于 间接 基因 的 改变 。 例 如 患者 铜 代 谢 的 窗 乱 必然 是 遗传 性 的 ， 很 可 能 影响 Cp 的 合成 。 而 浆 侗 蛋 自 的 功用 以 及 它 与 铜 代谢 的 关系 宪 喝 如 何 ， 是 生物 HE EAMETS EEE, ORLA ADS, KOE oa PERS FIER, MEPS PIERO, HK ER 的 吸收 增加 ,患者 血 中 非 Cp 铀 及 大 脑 中 铀 增加。 这 种 现象 在 以 大 量 铜 注射 正常 动物 时 也 不 出 现 , 而 只 是 尿 中 铀 增加 , 襄 明 患者 由 于 睾 中 非 Cp 铀 多 故 尿 铜 亦 多 。 铀 的 排 汇 途 径 须 沟 肝 进 大 肠 道 。 患 者 大 便 铜 少 可 能 直 于 其 肝 功能 不 足 所 致 。 由 此 看 来 ，Cp 似乎 与 肠 道中 铜 的 吸收 无 关 。 威尔逊 氏 病 患者 血浆 中 氧化 酶 含量 , 与 Op 合 量 平行 地 下 降 ; 三 者 可 能 同 为 一 物 。Martin 与 同 工 Cx?7] 报告 Op 能 消耗 O. DA A 5-FRMGME, TE 438, Curzon!) ps, Cp 对 于 对 苯 二 胸 、 对 ACE, dopa, F LPR. HEARS 0、5- 状 酷 腕 、 呵 叹 酚 等 一 系列 tt ts BAO SE J FEHR Op 能 氧化 Fett 成 Fer++， 1549 胞 名 素 氧 化 酶 相似 ， 可 能 形成 一 个 Fet+-Cp 氧化 系 竹 ,催化 某 些 HEAL, Brown 及 同 工 [29 发 现在 无 氧 情况 下 ， 如 同时 有 诛 用 无 影响 ， 但 能 抑制 其 再 氧化 过 程 ，QO 则 对 两 个 过 程 都 无 影 I, 由 此 可 见 Op 在 生物 氧化 过 程 中 必 有 其 一 定 意义 , 有 待 进一步 IE. FERS Cp 呈现 的 强烈 的 抗坏血酸 氧化 酶 活性 ， 与 全 酶 的 mA AWA, th Op 分 子 离 解 出 来 的 铜 离子 则 卉 无 酶 活 02°), ASC RBREDH, Op 在 氧化 过 程 中 极 易 与 血浆 中 加 入 的 Cus 220 若 千 血 浆 蛋 白 研 究 的 进展 离子 置换 ， 此 点 双 与 抗坏血酸 氧化 酶 极 相 类 似 。， . 4. KHMCKHRE STE Galatius-Jensen'®) 检查 新 生 盟 Jung 血液 发 现 90% WILE Hp, BULA 1~2 A Ay 529% 没有 Hps2~4 > Ay 13%, 4~6 PARI 8%RA Hp. Rau- sen") 在 212 SUL PPE i RRL O7 个 有 百 p， 其 余 都 没有 。 但 无 Hp 的 婴儿 井 无 溶血 迹象 。27 个 有 五 p 的 孩子 当中 有 12 不 国 母子 的 Hp 不 同类 型 。 有 9 个 翼 儿 为 1 一 1 型 ,其 血 中 的 五 p 土 有 可 能 是 从 2 一 1 类 型 母亲 胎盘 透 过 来 的 , 因 1 一 1 型 Ap BF) fh 是 另 3 个 2 一 1 型 Hp 的 孩子 ,其 中 两 个 的 母亲 为 2 一 2 型 , Pe 有 也 pp 工 蛋白 质 分 子 。 故 孩子 必定 是 自己 合成 了 了 p 工 蛋白 质 。 另 一 个 2 一 1 型 孩子 的 母亲 是 1 一 1 型 , 她 没有 Hp 2eeROF 子 履 然 是 自己 合成 了 Hp 2 有 蛋白质。 窜 竟 为 什么 多 数 初生 婴儿 次 a Aj Hp Wer Bi PK. 人 还 有 一 种 成 年 人 没有 Hp 的 情况 79, 这 使 得 再 p st OB Me zZ, Smithies 21,0007 DEWAHAS REMI 成 年 人 没有 ‘Ri Allison 和 同 工 在 99 个 尼日利亚 黑 火 当中 找到 了 32 个 血浆 中 没有 Hp 的 成 年 人 。 从 各 地 调查 烙 果 进 行 比较 , 划 同 是 黑色 人 种 中 也 各 自 不 同 。 | Blumberg 等 Cl 发 现 原籍 西非 洲 上 沃尔特 84 人 中 有 42 大 无 Hp, 占 50 多， 这 是 目前 发 现 的 最 高 乞 录 。 总 之 ,黑人 与 白人 志 之 间 虽 有 区 别 ,而 各 地 区 黑人 的 情况 相差 也 极 悬 殊 , 还 无 法 解释 。 局 但 无 花 如 何 我 们 对 于 血浆 中 找 不 到 Hp 的 情况 应 当 惯 重 者 虑 。 除 了 上 述 初生 婴儿 血液 中 常 没 有 互 p 是 一 种 正常 生理 情况 了 外 ,各 人 所 用 检查 方法 的 灵敏 度 不 同 , 各 种 溶血 疾病 ,肝脏 疾患 局 毒 症 、 阿 迪生 氏 病 等 亦 可 使 Hp 浓度 下 降 ， 以 至 于 难以 测定 出 来 故 一 般 说 来 ,血浆 中 没有 Hp, 不 能 据 此 就 襄 Hp? 基因 的 存在 于 Harris 与 同 工 [532 自 107 对 夫妇 的 258 个 儿女 中 发 现 9 个 | 情况 与 Smithies 氏 规 律 不 符 ; 其 中 4 个 是 无 规律 的 ,剩余 的 5 码 则 是 在 3 个 很 亲近 的 家 庭 里 。 有 上 二 个 人 的 Hp 类 型 不 能 与 其 母 相 纵 。 其 中 一 对 父母 的 一 方 虽 是 1 一 工 表现 型 ,但 却 是 Hp*/ Hp’; a % tT er 2a 因 型 。 双 在 472 人 中 有 3 人 血浆 中 无 可 测 出 的 Hp, HPALA ELMS 人 3 家 中 之 一 家 的 成 只 。 故 Harris 氏 等 认为 有 3 种 可 能 的 解释 : (i 父母 双方 都 是 杂 合子 , 井 有 Hp? 等 位 基因 。 (ii) 父母 之 一 是 Hp'/Hp’ 基因 型 杂 合子 ,而 其 另 一 人 则 为 Hp’/Hp’ 纯 合 子 。 没 有 Hp 的 子女 为 Hp’/Hp® 型 杂 合 子 ， 但 不 能 合成 足够 的 Hp 以 达到 可 测 出 的 浓度 。 (iii) 父母 为 1 一 工 表 现 型 和 五 p?/HPp+ 基 因 型 ,不 过 他 具有 改 变 了 的 等 位 基因 。 血 浆 中 测 不 出 了 p, 不 一 定 就 是 没有 Hp, AAR 是 有 一 种 不 能 与 血红 蛋白 烙 合 的 “Hp”。 故 Hp? 这 个 符号 代表 两 种 可 能 的 基因 : 一 种 可 能 性 是 它 代 表 不 能 合成 五 p HEA; BH AERA, EME Ki Hp 不 能 与 血红 蛋白 糙 合 。 现 在 对 于 合成 Ap 的 遗传 机 制 还 很 难 理解 。 研 究 有 :也 p" 基因 的 人 的 儿女 应 能 帮助 解决 这 一 于 题 。 上 述 各 种 由 于 遗传 缺陷 不 能 合成 某 一 种 蛋白 质 〈 或 是 合成 数 量 不 够 ) 的 情 交 ， 也 表现 为 一 个 大 家 熟悉 的 无 纤 礁 蛋白 元 症 ， 串 者 常 因为 流血 的 缘故 ， 童 年 即 形 失 生命 。 还 有 一 种 非常 少见 的 血 浆 中 缺乏 血浆 转 铁 蛋 自 的 情况 ,前 者 不 属于 血浆 蛋白 ,后 者 缺乏 碍 料 故 从 略 。 二 、 某 一 种 血浆 蛋白 的 化 学 烙 构 发 生 改 变 由 于 遗传 变异 在 合成 某 一 种 血浆 蛋白 时 车 构 有 所 改变 ， 反 映 在 血浆 蛋 自 的 淀粉 胶 电泳 锅 上。 有 时 一 种 血浆 蛋白 变异 形态 达 十 余 个 之 多 。 1. BSB Siz (paralbuminemia) Knedel{**] 在 一 人 的 血浆 电泳 计 上 发 现 有 两 种 清 蛋 白 ， PA A. 和 As 《后 有 人 称 为 A 和 了 B)。 这 种 情况 叫做 副 清 蛋白 症 。 对 患者 杂 属 作 进 一 步 研 完 时 发 现 6 人 中 有 生 人 也 如 此 。 后 来 又 在 一 家 中 找到 3 个 所。 Karle 及 同 工 忆 9 用 各 种 不 同 电 泳 方 法 从 56 个 活 的 计 系 中 找到 25 好 2 ATURE APE 个 副 清 蛋白 症 。 患 者 的 血浆 总 蛋白 平均 为 7.6 和 ,其 中 清 蛋 自 葛 占 50% HP B5(A+ B)Z Hefty 0.580.044, BZ BRB mk Se EA BR, MAB EA ik 5 A. (SEE Ao KT EAE KES BARE RR, BRA AM BAIS OEE A. 4, HEN, WEG AS BWR VET HAM LAO 所 不 同 。 实 三 证明 在 pH 4.5~10 A, BEPC + AE AS, 易 用 电泳 分 离 。 例 如 pH 8.6(E LAA BABB ATS, 车 在 PH 4 以 下 或 11.3 以 上 则 A 与 也 电泳 同行 。 副 清 蛋 和 白 B 可 LAST ILTRAR, MABE TRE A PHS WS WIREIL, AL BAPAPIE RL tlh A &, FEHR ESE RI. ERTL, FERPA EE PBR AK LAHAT IO (HOB, A SAE RIRIC MARI, ARE, 不 一 定 每 个 人 的 都 完全 相同 。 Knedell**] 调查 的 两 家 中 8 个 副 清 蛋 自 患 者 ,其 中 6 AEA te. Earle 报告 25 个 副 清 蛋白 患者 中 16 个 男性 、9 PHS 者 的 父母 或 其 子女 都 没有 这 种 变异 。 在 遗传 学 上 两 种 清 蛋 和 白 太 和 B FRADE HUES TIT 2S TES 白 应 代表 一 个 基因 的 变异 。 2. 血浆 铀 四 和 揣 Morell 与 Scheinberg!**1 从 9,109 a 血浆 中 发 现 有 4~5 种 Op PMR aE. Benditt RRA) 用 直立 淀粉 胶 电 泳 检 验 43 TSMR IT AR 同 病 人 和 5 个 正常 人 ,有 一 妊 妇 血浆 中 主要 Cp 成 分 为 COp… ,其 移 。 速 比 一 般 Op 快 些 。 另 一 个 病人 血浆 中 则 有 移行 稍 慢 的 Op 所 有 妊 妇 和 一 个 服 瞧 激素 达 5 年 的 男性 都 有 Op 2, SEPA MERE RSE RT OD 确 有 影响 ,而 2 个 妊 妇 和 3 个 正常 人 则 有 Op 3, 但 其 小 度 仅 为 pa 的 1/1,000 。 所 称 Op 1, Cp2, Cp3, sixes Sc igre WW Hosea A ih sf 3% SE a 9 EE BS TE 8 BS 3. MRR BAZRAW Ti; 属于 Q 型 。 但 在 美国 村 血浆 蛋白 合成 的 遗传 变异 223 大 和 澳洲 本 地 人 中 发 现 比 TiQ 移行 慢 的 PiD。gSmithiestt7 以 后 及 在 欧洲 和 亚洲 人 血浆 中 发 现 比 T.C 快 的 TB。 故 共有 TB、9 及 了 3 种 类 型 。 不 仅 如 此 , 除 O 型 Tt 外 ，B 和 D 双 有 亚 型 ,总 之 FE RM MR T, BARAK 10 种 ， 按 其 向 阳极 移动 速率 大 小 为 次 序 排列 为 : By. Bo_1. By, Be. C1,D..D,,D1,D..D3, LB RBA 13 种 32517: B,B,,B,C,B,_,C, B,C, B,G,B,D,,CC,CD,,CD,,CD,, OD,.CD,.D,D,, be OO 和 纯 合 子 为 多 数 人 的 类 型 外 ,其 他 都 不 常见 。 而 且 炖 合子 血浆 中 只 有 一 种 Ti， 杂 合子 也 只 有 两 种 Ti 呈 等 量 存在 , 即 一 个 人 的 血浆 中 至 多 只 能 有 两 种 Ti， 且 杂 合 子 的 T: 与 丽 个 同 合子 T; 的 混合 物 没有 区 别 , 这 点 与 Hp 完全 不 同 。 “各 民族 的 不 同 Ti 基因 出 现 率 还 需要 继 苇 笛 查 研究 ,但 已 沟 测 得 的 数字 表明 TO 基因 在 各 民族 各 地 区 的 出 现 达 都 是 最 高 的 。 从 前 有 些 人 以 为 只 有 黑色 人 种 有 移行 慢 的 TiD， 只 有 和 白色 人 种 有 移 Arty TB. (ABLE ED BY BH, D 型 基因 在 不 同 肤色 人 种 中 的 分 布 确 有 所 不 同 , 但 非 绝 对 的 , 而 且 Bechmanrts] 全 在 一 瑞典 交 性 血浆 中 发 现 非常 有 趣 的 情况 ， 她 的 T, 属 BLD, 型 即 同 时 出 现 有 快 的 和 慢 的 Te 变异 。 有 许多 迹象 表明 不 同 Ti 的 分 子 性 质 不 同 之 处 在 于 其 所 带电 荷 大 小 ， 而 不 在 于 其 分 子 量 之 大 小 不 同 caj。 著 果 如 此 则 十 种 T， 蛋 自 分子 所 带 次 电荷 大 小 悬 异 。 一 个 氨基 酸 残 基 有 带 (+ 和 站 (0 )、 (—) 3 种 电荷 的 可 能 人 性， 假如 各 种 不 同型 的 T, 分 子 只 有 一 个 氨 基 酸 残 基 是 可 互 换 的 , 则 电荷 改变 也 只 有 3 种 可 能 性 (这 与 血红 蛋 BH A.C.S 的 情况 相同 )。 故 可 以 青 定 10 RAT, OF, 必定 是 调 于 有 玫 不 氨基 酸 残 基 可 以 互 换 。 另 一 方面 也 应 当 设 想 ， 假 车 由 手 变异 所 替换 的 氨基 酸 对 电荷 影响 不 大 ， 也 许 还 有 不 能 用 电泳 方 法 区 别 而 分 子 千 构 不 同 的 Ti 存在 。 4. GERBA 自从 Smithies 发 现 所? 一 1 型 、2 一 2 型 5 2—1 #! Ap, Fie HAs te RBM, 认为 Hp 的 合成 是 由 一 is He RE Hil AE LA OSE EA, Hp* 5 Hp*, A. Hp’ aes, Bumik ep Ra 1—1 8 Ape aR; Hp’ wa St 若 千 血浆 蛋白 研究 的 进展 合子 则 有 .2 一 2 型 的 Hp; 而 Hp* fi Hp’ RAF eA 2—1% Hp, 后 来 许多 人 作 了 广泛 的 家 庭 调 查 c” 9， 诈 明 这 个 假 瑶 是 正确 的 。j 卉 依 此 推断 1-1 WREAK A 2 一 2 BK, 2 一 2 型 父母 也 不 应 当 有 1 一 1 型 子女 ， 若 1 一 1 与 2 一 2 型 交配 则 只 应 当 生 出 2 一 1 型 子女 。 调 查 的 千 果 亦 与 此 相符 。 和 三 类 型 Hp 在 不 同 地 区 或 民族 中 分 布 不同 ， 引 起 遗传 学 者 和 ， 人 类 学 家 极 大 的 兴趣 。 在 世界 各 地 进行 了 大 量 调查 工作 c3,， 大国 多 数 作者 采用 了 Smithies!), WKAR Paulikt**), pr BUR Ae. PR Mee 互 P: 基因 出 现 这 递增 砍 序 排列 , 则 亚 。 DA Hp* 基因 出 现 率 低 而 排 在 前 面 , 欧 测 各 民族 区 之 ,中 南美 测 和 非 测 本 地 人 的 Hp* 基因 出 现 达 最 高 , 故 列 于 未 。 这 不 过 是 大 概 。 的 情况 。 一 个 大 地 区 一 种 肤色 的 人 ,只 要 民族 不 同 ， 也 会 各 有 其 自 ; 已 的 特点 。 SH Hp 进行 超 离 析 和 电泳 研究 ， 诈 明 1-1" Hp 确 实 只 有 一 种 蛋白 质 分 子 ; 而 且 这 种 成 分 在 2 一 1 型 Ap 中 很 少 , 在 | 2 一 2 型 Hp 中 完全 没有 。 然 而 2 一 1 型 和 2 一 2 型 再 p MAA 烈 比 1 一 1 型 在 电泳 中 移行 得 慢 的 蛋白 质 分 子 。 其 中 2 一 1 型 析 D 畏 每 一 成 分 的 移行 速度 与 2 一 2 型 的 任何 一 个 成 分 都 不 相同 。 襄 明 三 ， 类 型 Hp 各 有 其 自己 不 同 的 成 分 em。 , 2-2 Hp eve kit be — RAVE ADT, MERE Ha Pe RB HAE RE, BA 2 一 2 型 Hp 各 种 成 分 的 分 子 量 不 同 , 但 其 所 带电 荷 大 小 亦 必 与 分 子 量 大 小 成 比例 ,否则 在 和 狂 上 电 泳 中 不 会 有 同等 速度 。Connell 9) 用 超 离 析 法 求 得 2 一 2 型 Hp 的 平均 分 子 量 为 400,000, 但 其 沉降 性 格 极 不 均匀 ,分 子 量 高 的 分 ta , BAA i aa FE — RAG AR 合体 (n=1,2,3,4 ss a 等 )， ‘a 种 聚合 体 的 数量 与 聚合 程度 成 反比 例 。 a ERR, me Ao es HE PE BK ELA 别 氨基 酸 的 替换 问题 。 Smithies 与 Connell "“7] 设想 在 Hp* HE Hp’ 基因 分 别 影响 之 下 所 产生 的 也 p AR, Beeb 可 能 也 》 有 很 小 的 差异 :而 且 两 个 基因 中 只 有 Hp? 能 引起 一 系列 复杂 Ay 血浆 蛋白 合成 的 遗传 变异 328 7 a WA Bt At PASE EK BE A 4 EE eT 部 是 一 个 小 变化 ， 但 这 就 能 使 新 的 蛋白 质 产 生 一 系列 聚合 体 ， 完 全 是 原 有 蛋白 质 所 不 可 能 的 。 他 们 逻 于 分 解 了 Hp 成 更 简单 的 结 构 加 以 研究 , 卉 取得 了 成 续 。 开始 时 他 们 想 用 0.01 M SCBA Ap, FRO FAW 成 为 一 8 也 ,但 没有 成 功 。 又 想 以 8 4 尿素 破坏 瓦 p 的 氢 键 也 未 实 现 。 仅 当 殖 乙酸 和 尿素 同时 使 用 时 聚合 体 才 分 解 了 ,电泳 图 也 完全 改变 了 。 总之， 一切 都 简化 了 许多 。 沟 过 歼 乙 酸 和 尿素 处 理 后 的 1-184 Hp 只 有 一 种 产物 ,其 移 速 比 处 理 前 大 ; 2 一 2 型 百 p 的 主要 产物 的 移 速 与 1 一 1 型 的 相同 ,但 至 少 还 有 一 种 较 快 的 成 分 ; 2-1 型 的 产物 则 象 是 1 一 1 型 与 2 一 2 型 产物 的 混合 物 。 可 见 3 种 Hp 千 构 中 确 有 双 硫 键 ， 虽 然 现 在 还 不 能 肯定 在 形成 聚合 体 时 单个 体 就 是 通过 双 硫 键 连接 的 ， 晕 无 疑问 双 破 键 对 于 蛋白 质 的 完整 和 聚 合体 的 产生 都 是 必要 的 。 看 来 3 种 Up 分 子 和 结构 中 最 主要 的 部 分 是 共同 的 ， 只 有 Hp’ 以 外 的 基因 也 参与 Hp Aika, Hl] Hp 分 子 内 将 有 另外 的 成 分 ,其 性 质 人 向 不 明确 。 Marneyc 研究 客人 性 综合 症 患 者 的 蛋白 尿 时 发 现 2 一 2 型 Hp 纯 合 子 尿 中 没有 互 pod 一 1 型 Hp 纯 合 子 尿 中 Hp 的 浓度 最 大 ,与 血浆 中 卫 p 深 度 相 同 ，2 一 1 型 吾 p 杂 合 子 尿 中 有 3 种 也 p, 相 当 于 1 一 1 型 Hp, ZARKORS LRMBA Ap 分 子 大 小 不 同 , 尿 和 中 只 有 分 子 量 小 的 1 一 I 型 也 p, 没 有 分 子 量 大 的 2 一 2 型 Ap. 近 Smith 91 研究 Hp N- wee see RH 32 Hp 都 具有 相等 ROT RM MARS HAR, Pt N- 末 端 氨基 酸 。 据 此 计算 出 1 一 1 型 百 p 的 分 子 量 应 当 是 80,000, 这 与 超 离 析 法 测 得 的 数字 相 RF (85,000)。 故 1 一 1 型 Ap 有 两 个 肽 链 , 各 有 一 个 末端 气 基 酸 。 BERR 3 个 类 型 Hp(1—1,2—2,2—1) 9 N->R dis ATE E AA [Al , 分 子 量 双 相差 其 远 ， 这 一 工作 谣 明 2 一 1 型 与 2 一 2 型 可 能 是 一 系 列 直 同 倍 数 的 聚合 体 。 Ap 的 遗传 变异 是 非常 复杂 而 双 极 能 兴趣 的 。 通 向 一 个 基因 上 只 能 影响 一 种 特殊 蛋白 质 的 合成 ， 使 具有 一 种 特异 的 结构 。 杂 合 296 EF MRE APH 子 因 为 有 两 种 不 同 基因 , thee Ae Ae eee, 成 为 两 个 纯 合 子 产 物 的 混合 体 。 这 里 不 仅 是 杂 合 子 所 合成 的 2--1 | 型 了 p 不 同 于 纯 合 子 1 一 1 型 加 纯 合 子 2 一 1 型 的 混合 体 ;而 且 2 一 1 型 与 2 一 2 型 都 不 止 有 一 种 产物 ,而 是 各 有 一 系列 彼此 不 同 的 产物 。 以 往 还 没有 看 见 过 一 个 基因 控制 着 许多 特异 蛋 自 质 合成 的 情 光 。 Allisonrts% 想 用 一 种 简单 的 构图 谣 明 互 p 合成 的 遗传 控制 。 他 以 玫 ORR Hp 基因 合成 的 蛋白 质 ， 圆 球 下 面 的 工 代表 一 个 糙 合 点 时 ROORKEE Hp’ 所 合成 的 蛋 和 白质; ?代表 两 个 结合 点 ;以 一 > 代表 电泳 移行 方向 ,并 作出 如 下 图 式 : 1, Hp'/Hp' (7) sma 二 六: B-@ 和 第 工种 情 交 是 1 一 1 型 纯 合 子 血 浆 中 只 一 种 Ape ar 量 低 ,移行 很 快 , 电 泳 时 走 在 最 前 面 。 第 2 种 情况 是 2 一 型 杂 合子 血浆 中 有 一 柔 烈 互 p BAR 中 有 一 种 与 1 一 1 型 了 p 相同 ， 其 他 成 分 都 比 2 一 2 型 也 p 移行 时 BR 第 3 种 情况 是 2 一 2 MAT i KP A — Rp, BATE 2 一 型 的 慢 。 Hp 1 RAR RAMA (ALOR), BABES 只 有 单 体 存在 ， 这 就 是 也 px/HDP” 和 纯 合 子 合成 的 Hp. Hp’ 2 影响 的 产物 Hp 3 AAA LOR), HHA A 血浆 蛋白 合成 的 遗传 变异 ain 2, =RUSSSRBAtK. pH8.4m, Ap 2 所 带 (一 ) 电 荷 St 成 Hp1 +, 2AF AMA Hp 1 5 Hp 2, 它 们 可 以 互相 千 合 形 成 混合 聚合 体 , 但 百 p 工 只 有 一 个 结合 点 , 故 每 一 条 聚合 体 中 只 能 有 一 个 Hpl s+. ft pH 8.4 的 时 候 ,了 玉 p 工 所 带 ( 一 ) 电 荷 大 于 Ap 2 所 带 的 , 故 Hpl 与 了 p2 混合 聚合 体 的 电泳 速度 比 纯 Hp 2 聚合 体 的 大 。 且 在 形成 混合 聚合 体 时 剩余 的 也 p 工 就 成 为 纯 合 子 1-1 4% Hp 成 分 。 Ap 遗传 变异 问题 由 于 3 种 不 常见 的 新 型 Hp 而 更 复杂 : 1) 2 一 1M 型 (改变 了 的 2 一 1 型 ) 发 现 比较 早 , 在 电泳 中 与 杂 合 子 2 一 1 型 移 速 相似 ,但 其 中 快速 成 分 多 于 2 一 1 型 。 在 美国 黑人 中 较 常 见 ， 43-10 人 中 狗 有 工 个 ca9 ,和 白 种 人 很 少见 。(2) Giblett[33 发 现 美国 BA Johnson 母 女 2 人 血浆 电泳 谱 中 有 一 系列 Hp, FLEA 分 子 的 移 速 为 以 往 所 未 见 过 , 称 为 Johnson 型 。(3) Galatius- Jensen“) 发 现 一 种 也 p， 其 电泳 图 计 相 当 于 ,2 一 1 型 加 2 一 2 型 。 这 3 种 变异 型 加 上 常见 的 3 种 类 型 ， 使 得 Hp Ueto Oe RH 16 个 了 。 Connell 及 同 工 5%559 在 有 尿素 存在 情况 下 用 硫 乙 醇 还 原 分 解 i 也 P, 自 1 一 1 型 得 到 电泳 移 速 一 快 一 慢 两 种 产物 , 称 之 为 也 pT Hp’, h& Hp’ 实际 上 代表 两 个 等 位 基因 , 即 Hp 和 Hp’. 此 控制 互 p 遗 传 的 不 止 两 个 而 是 3 个 等 位 基因 , 即 Hp**; Hp’; Hp’, 故 相 应 地 有 6 个 表现 型 ， 即 原 1 一 1 型 与 2 一 1 型 之 下 应 有 亚 型 ; 11 型 | 1R_19 9-1 { 2—9 型 ig—19 2—18 1—1 HA 3 TH, 2-1 BAT WHA, Mb 2 一 2 型 则 为 6 AEA, ELMER Hp 类 型 除 常见 的 3 种 1 一 1 , 2-1, 2-2 MOA, AG 2—1M 型 、Johnson 型 与 Galatius-Jensen 1958 年 发 现 的 新 型 ,也 是 6 种 。 完 竞 理论 上 的 6 种 表现 型 与 发 现 的 6 种 四 类 型 是 否 相符 ,还 待 研究 。 698 SF ARE AE EE 血浆 蛋白 合成 遗传 变异 表现 于 各 种 血浆 蛋 自 成 分 二 ， 表 现形 式 也 十 分 复杂 。 同 时 一 种 蛋白 质 或 者 所 带电 荷 不 同 ， 或 者 分 子 天 小 悬殊 ， 甚 至 变异 引起 一 系列 新 蛋白 成 分 的 产生 ， 其 机 构 完 竟 如 何 颇 为 合 人 费解 。 然 而 血红 蛋白 肽 链 上 某 一 个 氨基 酸 的 替换 即 有 此 种 效果 。 糙 合 珠 蛋 白 变异 很 可 能 由 于 一 个 氨基 酸 的 替换 而 引 超 一 系列 聚合 体 的 形成 ， 而 转 铁 蛋白 则 因此 产生 了 电荷 的 差异 。 两 者 都 能 影响 电泳 , 故 容易 发 现 。 反 之 ,如 果 变 异 不 产生 这 种 影响 则 不 易 发 现 , 成 为 “无 形 ” 的 变异 。 由 此 可 见 , 血 浆 蛋 自 合 成 的 变异 可 能 比 我 们 已 发 现 的 更 为 普 逼 。 同 时 血浆 蛋 自 合成 变异 问题 的 彻 广 解决 , 亦 必 有 待 于 有 关 蛋 白质 千 构 的 进一步 研究 。 4 正如 生物 化 学 其 他 方面 一 样 , OE EER Kitt 在 血浆 蛋白 的 分 离 鉴定 ,或 是 理化 性 质 \ 生 化 性 质 和 生理 功能 各 面 , 都 做 了 许多 工作 ,取得 互 大 的 成 绩 。 | 7 3c AR Bay RR LASER RAE ITT ite, kA PR, 4 Pe A 构 问 题 和 生物 合成 半 题 ， 可 属 还 是 空白 点 。 即 以 研究 得 最 多 的 汪 蛋 自 而 言 ， 也 仅 作 了 未 端 氨基 酸 的 分 析 。 其 他 微量 的 血浆 蛋 自 丰 PES MARI KD AR ik, AEE He fil Aj A DA Be HART Pe SAY 5 IX BEE E LAP PARTE RE 5 TD OF IR FESR A Ae 4 J A PI 5 I As BO A TIE BA Spey SEAN, EAE SERA VL AE AA, UEP AE A, ALi RESEND RM, ER aR 的 方向 ,不 容 忽视。 Ee TR [1] Tiselius, A., Trans. 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I. 多 与 和合 作 用 的 SEER SI A 让 ee Ste oa PRR ARSE Bi te AeA OAR AL SRT Reno tg 陈 同 育 ” 周 德 明 广西 地 区 蛇毒 生化 研究 I. 三 种 蛇毒 三 种 酶 活性 的 初步 观 烁 豆 种 子 蛋 自 酶 的 人 研究 PP 朱德 用 BER BOKADLGCEEANBATABA OBA ari cope sa Iv. ee Abas Pilg: Se PNET SRK : eer ee 与 酶 有 的 束 ee BS EWR SKB Be firme a REN ACT | Gbeorecenceeeceesereres voescees ARES puIETR Sea a 8 TESA RT HT seh GFesvecseeceeescenacesecsseusscsaesesepaasensssoesees RRIERR JS3fe 2escds 蛋白 质 功能 基 团 的 改变 与 其 生活 力 的 关系 IT. 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