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上 海 科 学 技术 出 版 社

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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

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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

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(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 。

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AAEM isa. Se. te ee ONY
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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
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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 !

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120 125 130 185 140 145

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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 、
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酰胺 。 以 下 同 此 。

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75 80 85 90 95 100

2. 马 心 稻 胞 色素 。 的 氨基 酸 排列 欢 序
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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

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二 、 蛋 白质 的 立体 结构 5
表 荆 。 满 态 血红 蛋 明 的 化 学 结构
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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]
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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
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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

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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

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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 !

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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 。

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(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

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ate.

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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

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: 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
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-,-,-.- 其 他 蛋白 栈
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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
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Arty), 用 NaBH, 3B), SRSA SSRI IER TAY
ARR, AORLBA ey MIE A Ce IY <A E.

RE DUDE, SULT DE I HC TE,» LH HE A
酸 残 基 在 一 些 酶 作用 中 的 重要 性 。

反应 中 间 过 程 ， 在 酶 反应 过 程 中 ， 酶 与 底 物 或 底 物 分 子 的 一
部 分 通过 共 价 链 烙 合生 成 酶 中 间 物 的 事实 ， 在 不 同类 型 的 酶 当中
发 现 了 许多 新 的 例子 ， 例 如 在 某 些 蛋 白水 解 酶 或 酯 酶 的 作用 过 程
中 生成 酶 的 酰 化 中 间 物 ,在 糖 音 酶 作用 过 程 中 生成 酶 的 糖 音 化 物 ，
催化 效 化 反应 的 酶 生成 酶 的 次 化 物 5*sx5， 腹 羧 酶 和 转 酮 酶 反应 过
程 中 所 生成 的 “活性 乙 醛 ? 和 “活性 产 乙 醛 "29, Ie AE
酶 和 磋 酸 二 产 丙 酮 所 生成 的 复合 物 5*1 等 。 看 来 这 可 能 是 酶 催化
过 程 中 一 个 比较 普 台 的 现象 。

在 氧化 还 原 酶 的 作用 中 ,多 数 包含 一 对 电子 的 传递 ,如 果 这 一
对 电子 的 转换 不 是 在 一 步 反 应 中 一 次 完成 而 是 分 两 步 进行 的 ， 则
在 反应 过 程 中 应 有 所 谓 定 醒 的 中 间 物 生成 。 虽 然 在 生物 氧化 过 程
中 生成 个 本 中 间 物 的 学 导 远 在 三 十 年 代 即 已 由 Michaelis 提出 ，
但 是 在 近年 来 应 用 了 顺 磁 共 振 波 讲 技 术 之 后 ， 才 不 仅 对 简单 的 以
异 咯 嗪 核 昔 酸 为 辅 基 的 酶 系 业 ， 井 且 对 复杂 的 线粒体 酶 系 葬 作用
过 程 中 生成 站 柄 提出 了 确切 有 力 的 证 据 。 值 得 注意 的 是 在 烟 酰 腕
核 疹 酸 的 还 原 过 程 中 虽然 也 包含 一 对 电子 的 变化 ， 但 似 井 无 牛 醒
的 生成 , 此 时 电子 转换 似 通过 氧 负离子 传递 进行 rz。 如 果 这 两 类
在 生物 氧化 中 极为 重要 的 物质 的 氧化 还 原 机 制 的 根本 不 同 得 以 证
BBs» 它 们 两 者 之 问 相互 作用 时 的 电子 转换 机 制 ， 就 是 一 个 极
为 重要 的 问题 。

酶 与 读物 之 间 , 底 物 与 底 物 之 间 , 甚至 酶 与 酶 之 问 以 怎样 的 方
式 相 互 作用 进行 能 量 传递 ， 是 十 分 重要 的 理论 问题 。 量 子 化 学 的
观念 和 方法 在 酶 学 中 的 应 用 虽然 还 不 十 分 普 逼 ， 但 衣 定 有 广 关 的
KARO,

42 酶 学 研究 中 的 一 些 新 进展

底 物 分 子 与 酶 分 子 车 合 的 直接 实验 证 据 最 早 是 Keilin 所 观
察 到 的 微量 过 氧化 氮 即 引起 过 氧化 物 酶 吸收 光 病 的 变化 。 此 后 族
明 二 者 猪 合 的 实验 诈 据 日 俭 增多 ， 但 大 都 集中 在 研 儿 酶 对 庶 物 分
子 的 影响 或 底 物 对 酶 分 子 的 一 小 部 分 (例如 辅 基 ) 的 影响 s EL
的 研究 指出 当 NADH 与 酶 有 结合 后 ,不 仅 其 侈 光 强 度 显著 增加 ，
卉 且 王 光 高 峰 向 短波 方向 移动 , 底 物 的 存在 更 加 强 了 这 一 效应 在
另 一 方面 ， 底 物 的 存在 也 能 对 整个 酶 分 子 的 高 级 结构 六 竺 明显 的
影响 。 例 如 底 物 或 NAD Telfer lin Se SURE AES AR, TI
酶 的 解 离 聚合 又 直接 影响 到 酶 的 活力 ;NAD 影响 醇 腕 氢 酶 的 旋光
性 质 的 烙 果 也 族 明 酶 分 子 螺旋 构 型 的 改变 。 这 些 都 是 底 物 影响 酶

分 子 空间 构 型 的 直接 证 据 。 应 访 指 出 ， 虽 然 底 物 一 般 对 酶 分 了 于 有 ，

保护 作用 ,能 增进 其 稳定 性 是 早已 熟知 的 事实 ?但 底 物 影响 酶 分 子
高 级 结构 的 直接 实验 着 据 ， 却 主要 是 近 些 年 的 发 展 ” 在 这 方面 能
有 兴趣 的 是 肌 酸 激酶 的 旋光 性 质 虽 然 不 因 底 物 ATP 或 肌 酸 单独 ，
存在 而 有 改变 , 当 二 者 共同 存在 反应 得 以 进行 时 , 却 受 到 明显 的 影
Mey’? 1 肌 酸 激酶 在 反应 过 程 中 构 型 的 变化 还 反映 在 其 免疫 性 质 的
改变 上 上。 这些 车 果 , 如 猎 进 一 步 的 研究 证 实 具 有 普 台 性 的 意义 ,将
对 酶 催化 机 制 的 研究 产生 深远 的 影响 。

酶 为 什么 是 酶 “多 少年 以 来 ， Sis FE Ne de FAVES
个 问题 ， 即 为 什么 酶 会 具有 这 样 高 的 催化 效率 ? 在 酶 分 子 中 寻找
具有 特殊 催化 性 能 的 钥 成 成 分 的 尝试 ， 虽 然 给 这 一 难题 提供 了 一
些 线 案 , 但 却 远 远 不 能 解决 问题 。 例 如 ,尽管 已 沟 知 道 血 红 素 能 催
化 过 氧化 氨 的 分 解 , 异 咯 嗪 和 血红 素 都 能 催化 某 些 氧化 还 原 反 应 ，
磷酸 吡 哆 酶 是 转 须 反应 的 催化 剂 ， 而 酯 键 的 水 解 则 为 咪唑 衍生 物
所 俊 化 等 等 ,但 是 ,将 这 些 简 单 催 化 剂 和 相应 的 酶 进行 比 索 缠 孝 发
现 它们 的 催化 效率 狗 比 酶 低 10' 一 10” 倍 。Koshland 最 近 对 这
一 问题 进行 了 详尽 的 言论 … ” ,他 认为 酶 的 催化 ,就 其 本 质 而 言 ，
可 以 看 做 是 一 般 有 机 化 学 中 催化 现象 的 延伸 ， 其 特有 的 高 效率 也
许可 能 从 以 下 三 方面 的 考虑 求 得 答 委 。 首 先 ， 虽 然 简单 的 酸性 或
成 性 基 团 都 具有 一 定 的 催化 效率 ， 但 当 它 们 共同 作用 时 却 具 有 更

B Fx wR 43

言 的 效率 , ee UCsEn LL ee ain te Ll
远 较 吡啶 及 酚 分 别 或 共同 存在 时 为 高 。 pH MPA wee Hh ee
的 形状 也 襄 明 酸 碱 共 同 催化 对 于 酶 作用 的 重要 性 。 其 浆 ， 有 机 化
学 中 范 知 的 分 子 内 催化 效率 高 于 分 子 间 催化 的 原因 主要 是 由 于 作
化 基 团 和 起 反应 的 部 位 的 邻近 效应 。 在 酶 催化 过 程 中 ， 直 于 酶 和
底 物 的 车 合 ,此 分 子 内 催化 的 特征 依然 存在 。 最 后 ,下 于 酶 作用 的
立体 专 一 性 ， 酶 和 底 物 结合 之 后 还 必然 造成 催化 基 团 和 起 反应 部
位 间 的 定向 关 梁 邻近 效应 增加 了 催化 基 团 和 起 反 应 部 位 之 问 的
碰 播 机 会 ,而 定向 关系 则 促使 这 种 碰 播 成 为 高 度 有 效 的 。
Koshland 的 假 订 对 于 米 氏 略 合 物 的 分 解 重新 生成 游离 的 本
和 和 产 肠 这 二 步 反应 [参见 式 (1)] 提出 了 上 比较 合理 的 解释 途径 。 介
是 必须 指出 ,就 已 沟 知 道 的 一 些 例子 求 看 ,多 数 酶 的 这 二 步 反 应 愉
是 其 整个 反应 过 程 中 最 慢 的 一 步 ， 在 不 太 高 的 底 物 湾 度 之 下 ， 米
氏 箱 合 物 的 生成 速度 常 远 大 于 其 分 解 的 速度 . 远 在 三 十 年 前 Hal
dane 就 已 绝 计 算 过 ， 苹 分 子 和 底 物 分 子 发 生 有 效 磋 播 形成 米 芭
铬 合 物 的 频率 之 高 是 在 化 学 反应 中 极为 少见 的 。 如 果 考 虑 到 酶 分
子 之 大 ， 字 与 底 物 分 子 烙 合 的 部 位 又 可 能 仅 占 其 整个 分 子 中 的 --
小 部 分 ， 而 底 物 分 子 与 酶 分 子 中 任何 一 部 分 发 生 碰 拖 的 机 会 又 似
卑 应 蔷 相 等 , 则 酶 与 底 物 发 生 有 效 碰 播 频 牵 之 高 就 更 为 售 人 。 看 求
就 明 酶 催化 机 制 的 关键 位 应 在 于 米 氏 烙 合 物 的 生成 而 不 在 于 其 分
解 。 这 二 点 在 过 去 文献 中 几乎 完全 受到 忽 向 ,问题 的 确 也 十 分 困
难 ,但 必 将 成 为 栈 俱 化 机 制 醋 究 的 主要 方向 之 一 。

ATR

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近年 来 核酸 的 发 展 概况

SB $k
《中 国 科学 院 生 物化 学 研究 所 ，

核酸 的 发 现 已 有 九 十 多 年 的 历史 了 ， 但 早期 的 工作 多 限于 其
钥 成 成 分 的 分 离 鉴定 ,只 吸引 了 有 机 化 学 家 的 注意 , 对 核酸 分 子 的
复杂 性 和 生物 功能 都 没有 概念 。 二 十 多 年 以 来 一 方面 由 于 条 件 的
成 熟 ， 新 技术 新 仪器 的 不 断 采 用 ， 一 方面 由 于 核酸 重要 功能 的 砍
第 发 现 ,引起 了 科学 界 的 普 逼 重 秽 , 除了 有 机 化 学 家 以 外 ,大 量 的
生物 学 家 、 物 理化 学 家 和 一 定数 量 的 物理 学 家 也 粉 粉 从 事 核 酸 工
作 ， 因 此 近年 来 核酸 的 研究 有 了 极其 迅速 的 发 展 。 可 以 举 几 个 证
est H]7—F .(—) Steiner 和 Beers 全 和 统计 <Ohemical Abstracts»
所 收 核酸 玄 章 的 数目 , 发现 1957 年 要 比 1947 年 多 111%, 10 年 中
增加 得 这 样 快 ,在 生物 化 学 俩 域 里 是 少见 的 。 他 们 还 这 样 预测 过 ，
如 果 照 这 样 的 速度 前 进 ， 到 1963 年 核酸 的 论文 就 机 超过 蛋白 质 ，
而 在 1947 年 核酸 的 文章 只 占 蛋 和 白质 的 百 分 之 几 而 已 。(〈 二 ) <An-
nual Review of Biochemistry» 在 1947 年 前 有 关 核 酸 的 和 综 论 不
Zeit AN, 1947 年 以 后 最 多 也 只 是 每 年 工 篇 而 已 ,但 1961 年 以
后 每 年 都 不 止 一 篇 。 (=) 核酸 的 专著 在 1931 年 以 前 只 有 很 少 几
本 ,1931 一 1959 RM TILA, iE 1960 到 现在 3 年 多 的 时 间 差
不 多 出 了 十 几 本 。 (四 ) 从 1962 年 起 一 个 专门 刑 登 核 酸 文摘 的 新
us «The Nucleic Acids» 创刊 了 。 这 在 生物 化 学 的 各 分 支 学 科
中 地 是 移 无 仅 有 的 《五 ) 国际 性 的 生物 化 学 生物 物理 学 杂志
«Biochimica et Biophysica Acta» 1960 年 起 出 核酸 专 旦 ,1960
年 出 工期 , 1961 年 出 4 期, 1962 年 起 每 月 出 1 期， 篇 幅 逐 年 有 所
SIM. CN). 近年 来 国际 性 的 核酸 计 论 会 越 来 越 多 , 足以 说 明 这 方
面 工作 的 活跃 ,进展 的 迅速 ,因此 有 必要 沟 常 进行 交流 。

48 近年 来 核酸 的 发 展 概况

由 于 对 核酸 的 研究 逐渐 深入 ， 对 核酸 的 生物 功能 有 了 较 多 的
认 埠 ,现在 知道 生物 体 的 一 些 最 根本 的 生命 现象 如 生长 、 遗 传 、 变
异 等 都 和 核酸 有 非常 密切 的 关系 ,要 弄 清 生命 现象 的 本 质 ,必须 对
核酸 有 彻底 了 解 才 有 可 能 ， 因 此 核酸 不 仅 是 生物 化 学 的 一 个 极其
重要 的 分 支 , 而 且 是 生物 科学 上 最 重要 的 中 心 课 题 之 一 。

核酸 的 飞跃 发 展 不 但 刺激 了 遗传 学 .病毒 学 、 生 物化 学 、 生物 ，

物理 学 ,微生物 学 等 的 进展 ， 有 其 理 葵 意义 ， 对 了 解 某 些 重大 实际
问题 如 肿瘤 的 发 生 、 病 毒 的 致 病 和 防治 .射线 的 作用 机 制 等 也 起 了
重要 指导 作用 ,而 这 些 实际 问题 的 迫切 需要 解决 ,又 促进 了 核酸 研
究 的 蓬勃 开展 。 下 面 想 分 别 就 几 个 太 面 作 一 简单 介 帮 。

核酸 分 子 虑 大 ,其 组 成 成 分 又 比较 单调 (主要 只 含 4 RE),
因此 核酸 的 分 离 提纯 一 直 是 比较 困难 的 问题 ， 一 般 用 于 蛋白 质 有
效 的 方法 如 超 离 心 `. 电 泳 等 等 ,对 核酸 就 不 一 定 有 很 大 用 处 但 近
年 来 从 生物 组 和 伺 分 离 不 变性 不 降解 的 接近 天 然 状 态 的 大 分 子 核 酸
还 是 取得 不 少 成 续 , 如 具有 转化 因素 活力 的 DNA, 能 接受 和 传递
AIRY SRNA， 具 有 感染 能 力 的 病毒 核酸 等 都 成 功 地 分 离 出 来
了 。 但 要 得 到 分 子 均 一 的 纯 核 酸 ， 除 在 极 少 数 情 驶 下 《如 某 些 病
毒 ) 外 , 傈 待 努 力 。 最 近 SRNA 的 提 和 纯 工 作 做 得 比较 多 , 也 取得 了
一 些 进展 ， 特 别 值得 提出 的 是 Apgar 等 用 逆流 分 洲 法 反复 纯化 ，
从 酵母 SRNA 得 到 只 能 接受 一 种 氨基 酸 的 SRNA,， 其 纯度 达到
45~ 667 RR ZARB SRNA 45%, ime SRNA 60%, AmB SRNA
66%). Doctor $F xh, FA Witt a eS ETS BI ALE 63% BAB sSRNA
FUME A 66% 的 酷 须 酸 SRNA。2achau 等 合 卉 使 用 NalO, &
化 法 和 逆流 分 洲 法 ,得 到 87 儿 纯度 的 秋 氨 酸 SRNA。 Stephenson
和 Zamecnik 在 用 NalO, 氧化 法 以 后 , 继 之 以 DBEAE-Sephadex
晨 析 得 到 65~80% MIREN) MIAME SRNA, 在 某 一 次 实验 中 还 得 到
90~100% 纯度 的 弛 顷 酸 SRNA。 提 和 纯 核 酸 是 国际 上 非常 重视 的
a, 因为 要 了 解 核 酸 的 化 学 结构 ， 以 及 结构 和 功能 之 间 的 关系 ，

= HR 成 :分 49

都 需要 很 纯 的 核酸 ,解决 了 这 一 关键 问题 ,对 其 他 方面 的 研究 才 能
深入 。

=, oR

在 1950 年 以 前 ,一般 数 科 书 都 写 着 RNA SAR, BE
味 哈 、 尿 喀 喧 和 胞 喀 啶 四 种 碱 基 ，DNA 也 含有 四 种 大 基 ,和 了 NA
的 差别 在 于 DNA 不 含 尿 喀 啶 ,而 含 胸腺 喀 啶 ,其 他 三 种 碱 基 则 相
同 。 但 由 于 分 离 分 析 方 法 的 进步 ， 现 在 知道 核酸 中 的 喀 啶 碱 和 味
附 碱 大 大 超过 了 上 述 几 种 ， 特 别 在 .SRNA 中 发 现 了 很 多 新 的 碱
JE, 它们 的 含量 一 般 志 少 ,所 以 过 去 都 被 忽 秽 了 。 现 在 把 这 些 碱 基
WERTH 1, WORM EMMABBCETE 1958 年 以 后 发 现
的 。

还 有 一 点 值得 一 提 的 ,就 是 过 去 都 认为 RNA 不 含 胸腺 喀 啶 ，
DNA 不 含 尿 喀 啶 ， 甚 至 把 有 无 胸腺 喀 啶 或 尿 喀 啶 当做 RNA 和
DNA 的 分 类 标准 之 一 ,这 个 概念 在 现在 看 来 很 有 问题 了 。

此 外 还 发 现 RNA 除 核 糖 外 含有 2-o- 甲 基 核糖 , 大 肠 杆 菌 双
数 开 噬菌体 和 某 些 枯草 杆菌 噬菌体 的 DNA JR ARH, eee
也 都 是 近 十 年 中 发 现 的 。

除了 新 碱 基 外 ， 还 发 现 了 些 新 核 苷 酸 ， 如 假 尿 喀 啶 核 昔 酸
(1957 年 发 现 的 ), 在 这 个 核 苷 酸 中 ,核糖 不 过 在 尿 喀 啶 的 N; 原子
上 ， 而 是 和 CO。 连接， 这 个 核 苷 酸 广泛 存在 于 各 种 来 源 的 SRNA
中 ,含量 也 比较 多 ， 似 乎 和 SRNA 接受 和 传递 氨基 酸 这 一 功能 有
关 。1963 年 Hemmes 报告 某 些 啤酒 酵母 RNA 中 含有 一 个 新 的
岛 便 味 哈 核 萌 酸 ,核糖 连 在 鸟 便 嗓 吟 的 第 一 个 氮 原 子 上 ,而 不 是 和
一 般 的 味 哈 核 苷 酸 一 样 , 连 在 第 九 个 氮 原 子 上 。

随 着 提取 方法 的 进步 ,容易 得 到 大 量 的 核酸 样品 ,再 加 上 分 离
分 析 方 法 的 不 断 改 良 , 灵 敏 度 大 大 增加 ,如 果 不 断 地 从 核酸 分 子 里
发 现 新 的 成 分 或 新 的 结构 , 那 是 毫 不 为 奇 的 。

近年 来 核酸 的 发 展 概况
R1l BREWHRRE

名 : 称 发 现 者 (年 份 ) ) aa: a er |
6- 四 氨基 味 哈 Dunn #1 Smith(1955) “| 某 些 变种 大 肠 杆菌 DNA
6-H ARs Littlefield #1 Dunn (1958)|4 4 BR esa RNA
6-H Awe HE |, ee os
2-FA FER 同 = 同 ao)
1-FA EAR Dunn(1961) Ac RNA
1-H ES GR Adler 等 (1958) 酵母 RNA
2-7 A Je-6-A 同 te 同 a
2-— FR -6-M EES |Smith #1 Dunn(1959) “| 电 肝 RNA
7-FES Ge Dunn (1963) Kbit RNA

KRM Hall (1963) 酵母 RNA
1-FA ER OR 同 A a 同 x
5- FA Ei eee Wyatt (1950) 动 植 物 DNA
5- FA 22 RE Amos 4] Korn(1958) = |[4axj RNA
5-H ei he Wyatt #1 Cohen(1952) “| 大 肠 杆 菌 双 数 正 噬菌体 DNA
Ba HR ORE Littlefield #1 Dunn(1958) | ATR 4e RNA
BACH AL omg Kallen % (1962) 枯草 杆菌 噬菌体 DNA
eee aa 和 Marmur ki BS EPP fk DN 人
3-FA JE eam Hall (1963) 酵母 RNA
3-FA ZEA Behe 同 mr 同
三 、 物 化 了 性质 与 大 小 构 型

URIS FER, OASIS, MTSE VAR TRADE, (AR
过 近 十 多 年 来 科学 工作 者 的 辛勤 劳动 ,还 是 有 极为 惊 大 的 进展 。 主
要 利用 又 -射线 衍射 的 数据 , Watson 和 Crick 提出 了 DNAXA Hy
具有 双 螺 旋 和 结构 ， 这 个 学 莪 现 在 得 到 了 很 多 实验 的 支持 ， 对 了 解
DNA 的 生物 功能 具有 重要 的 指导 意义 。Spencer 等 用 X-HheRAy
射 法 研究 了 晶 形 SRNA Ay Rey, 也 得 到 了 相似 的 结论， 即 SRNA
分 子 具 有 完整 的 螺旋 结构。 最 近 Langridge 和 Gomatos, Tomita
Fil Rich 分 别 研究 了 动物 reo 病毒 和 植物 创伤 肿瘤 病毒 的 RNA,
也 都 证 明 这 些 RNA 有 完整 的 二 儿 和 结构 。 利 用 流体 动力 学 以 及 光

四 、 化 学 ta 1H 5

学 方法 ， 对 核酸 分 子 的 大 小 虽然 也 有 了 一 些 概念 ， 但 放射 显 迹 图
和 电子 显 微 钥 的 运用 ,对 天 然 DNA 分 子 的 大 小 ,更 有 了 比较 正确
的 概念 。 近 来 对 核酸 变性 和 降解 的 研究 ,也 比较 深入 , 卉 能 烙 合 核
酸 的 生物 活力 进行 起 验 ， 对 核酸 的 结构 和 功能 之 间 的 关系 提供 了
#858, Meselson 等 设计 的 密度 递 度 超 离 心 法 , 对 DNA 在 生物 体
内 的 复制 机 制 ,RNA 的 存在 , 核酸 分 子 中 核 昔 酸 排列 顺序 的 碱
基 对 应 性 等 问题 的 解决 都 有 很 大 页 献 。 这 方面 的 工作 需要 融和 备 比
较 多 ,如 入 -射线 衍射 仪 . 超 离心 机 、 光 散射 仪 、 旋 光 色 散 计 、 灶 外
FEDERER ALAN SESE BE ot BEB Dr STAM, HB BE HB SE
振 仪 等 等 。

四 .化 学 和 略 构
《 即 核酸 内 核 苷 酸 排列 顺序 问题 )

这 是 目前 国际 上 注意 的 中 心 ， 因 为 大 家 都 认为 解决 了 这 个 间
题 ; 就 有 可 能 了 解 核酸 的 作用 机 制 。 但 由 于 问题 本 身 的 困难 ,这 个
半 题 的 解决 还 未 是 很 短 时 间 就 能 看 得 到 的 。 主 要 的 困难 有 以 下 风
个 方面 : 革 . 分 子 均一 的 纯 核 酸 ( 除 个 别 例外 ?还 没有 拿 到 ，2 .核酸
分 子 过 于 虑 大 ,而 其 主要 碱 基 只 有 4 种 ,3. 四 种 碱 基 彼 此 之 间 的 差
HUB, 4. 解 决 核 背 酸 排列 顺序 的 方法 还 不 具备 。 但 近年 来 这 方
面 也 还 做 出 了 不 少 成 绩 , 譬如 SRNA 和 和 氨基酸 联接 的 末端 三 个 核
昔 酸 必须 是 CA, 第 四 个 核 音 酸 主要 是 A CH 70%), HAAG
CU 21%), Bw UT, SC GH 8.6%). weit Berg 等 还 发
现 接受 不 同 氮 基 酸 的 SRNA,， eR Ay BURA, mse
Sie SRNA AYA a---pGpCpCUpC)pApCpCpa, Ti a me Wy
sSRNA 则 有 两 种 ， 其 末端 分 Gl y---pGpCpApCpCpA 和 …pGPTU
pApCpOpA, X}sRNA WHA MRR AIR) 的 车 构 也 有
一 些 工作 在 进行 研究 。 双 如 利用 牛 胰 RNase Fil Rete ie RNase
T, 的 作用 特异 性 ， 了 olley 等 对 一 些 纯 化 了 的 SRNA 特别 丙 氨 酸
SRNA 进行 了 较为 群 儿 的 烙 构 分 析 。 用 同样 的 方法 对 烟草 花 叶 病

52 近年 来 核酸 的 发 展 格 况

毒 RNA 的 化 学 车 构 也 做 了 不 少 工作 。 在 DNA 方面 ， 主 要 利用 ，
化 学 三 法， 发现 DNA 链 中 喀 啶 核 苷 酸 和 呀 啥 核 苷 酸 都 有 成 * 堆 ”
出 现 的 现象 。 此 外 ,利用 酶 促 合成 和 同位 素 标记 (主要 为 了 2) 的 方
法 ， 还 对 不 同 来 源 DNA 中 最 邻近 核 苷 酸 排 列 顺 序 的 规律 做 了 探
讨 。 除 了 继续 寻找 特异 性 强 的 工具 酶 ， 和 更 有 效 的 产物 分 离 鉴定
方法 以 外 ,近年 来 还 有 人 试图 用 化 学 方法 改变 碱 基 的 性 质 , 以 增加
核酸 酶 的 特异 性 和 用 物理 方法 解决 核酸 的 化 学 车 构 ， 如 电子 显 微
Sik, X-H KEATS.

五 生物 功能

核酸 的 生物 功能 近年 来 有 极其 迅速 的 进展 ， 核 酸 在 生物 科学
中 所 以 受到 特别 重 入 是 和 这 方面 的 成 就 分 不 开 的 。

1. 蛋白 质 的 生物 合成 ”生物 体 生长 的 主要 生化 基础 是 合成 .
EUR, A-SoP BREE CHURN REED RE BAKA
RNA 含量 的 关系 等 ),1941 年 起 就 有 人 提出 RNA 和 蛋白 质 生物
合成 密切 有 关 ，1957 年 发 现 了 SRNA, 写 起 着 传递 活化 氨基 酸 的
(EH, 有 是 从 氨基 酸 合成 蛋白 质 过 程 中 必 不 可 少 的 环节 ， SRNA 分 ，
子 静 小 (平均 分 子 量 25,000 一 30,000)， 但 种 类 繁多 (每 一 种 氨基
酸 至 少 有 一 种 SRNA), 因此 答 提 和 纯 工 作 带 来 很 大 困难 。 活 化 的 氨
基 酸 从 SRNA 传递 到 核糖 核 蛋 白 体 上 ， 就 合成 多 肽 , 最 后 形成 蛋
和 白质。 核糖 核 蛋 白 体 上 的 RNA 分 子 比 SRNA KS, KA
种 ， 一 种 分 子 量 在 600,000 左右 ， 另 一 种 分 子 量 在 1,200,000 左
右 。 除 SRNA 和 核糖 核 蛋白 体 RNA 外 ,1961 年 双 上 发现 一 类 传递 ，
讯息 的 RNA (i) mRNA) ,在 蛋白 质 生 物 合成 过 程 中 起 着 重要 的 ，
作用 。 这 类 RNA 代谢 旺盛 , BRA, 分 子 大 小 不 二 ,其 碱 基 租
成 和 其 他 两 类 RNA 不 同 ， 而 和 同一 糊 胞 的 DNA A, “ERE
DNA 的 讯息 带 到 核糖 核 蛋 白 体 上 以 合成 蛋白 质 ;, 在 这 过 程 中 苞 起
着 样板 的 作用 ,因此 在 大 肠 杆 菌 合 成 蛋白 质 的 无 稻 胞 系 烽 中 ,加 入
TMV 的 RNA, 就 能 合成 类 似 TMYV 的 蛋白 质 , 加 大 fe WE RA
RNA, GRE AE f, 噬菌体 的 蛋 自 质 等 。

ti. 4 物 oh Be 53

但 SRNA 在 决定 蛋白 质 中 氨基 酸 的 排列 顺序 时 也 起 着 一 定
的 作用 ， 璧 如 有 人 用 化 学 方法 处 理 牛 胱 氨 酰 SRNA， 使 其 变 为 内
氨 酰 SRNA，

ea

NH,
sRNA—CO—CH—CH,
Nu,

AEX Sa FF es AS Fae ald 5), Do A Gp 1S (5 A RD hE Y EF
酸 (poly UG) 可 以 增加 牛 胱 氨 酸 的 参 人 作用， 而 对 两 氮 酸 的 参 人
无 影响 ， 但 当 用 上 述 的 办 扰 酰 -SRNA 进行 实验 时 ， 由 于 所 用
SRNA 为 牛 胱 氨 酸 的 专 一 性 sRNA, RAMHNBATEA
了 。 这 个 实验 莪 明 虽然 样板 RNA( 这 里 是 poly UG) 不 具备 两 氮
酸 的 密码 ， 但 具 要 所 用 的 SRNA( 在 这 里 是 牛 胱 气 酸 的 SRNA) BE
为 它 所 接受 ， 仿 然 能 准 加 月 气 酸 的 参 和 人 ， SRNA 在 这 里 起 着 重 要
的 ”接头 ”作用 。

2. 遗传 密码 的 实验 证 明 址 传讯 息 是 通过 DNA 一 RNA 一
蛋 自 质 的 程序 表达 出 来 的 。DNA 的 讯息 通过 其 核 苷 酸 的 排列 方
式 , 影 响 了 人 双 RNA 核 昔 酸 的 排列 顺序 ,而 付 矛 mRNA 。 在 这 个 过
程 中 ,大 体 是 通过 碱 基 对 应 的 关系 而 达到 目的 ,如 下 式 所 示 :

nATP

a
nCTP +

ht
nUTP

+3
nGTP

y —O-b 28
y OP OB
P the sos
rg
a

N N 对 应 的 RNA

至 于 RNA 的 核 苷 酸 怎样 影响 蛋白 质 氮 基 酸 的 排列 顺序 呢 ? 这
个 问题 过 去 受到 颇 多 注意 ,但 一 直 停 留 在 理论 探讨 上 ,而 缺少 实验
证 明 。1961 年 Nirenberg 和 Matthaei 在 大 肠 杆 菌 的 无 组 胞 制剂

54 泊 年 来 核酸 的 发 展 概况

- KR, MAL RGR (poly 也 ) ,发现 茶 丙 氨 酸 的 参 大 作用 大 大
JOT, ABA TGA AB SK, 这 样 第 一 次 用 实验 证 明 U, 或
UU, 或 UUU,… 是 葵 丙 氮 酸 的 密码 ,把 RNA 中 核 背 酸 和 和 蛋白质
中 气 基 酸 之 间 的 关系 联系 起 来 了 。 以 后 Nirenberg 和 他 的 同 工
作者 ，Ochoa 和 他 的 同事 们 ,进行 了 一 系 烈 的 实验 ,几乎 把 所 有 氮

基 酸 的 害 码 都 弄 清楚 了 (如 表 2)。
表 2 ZERH RE
ee Rie Nirenberg 3 Ochoa 4 码
丙 UCG 1U1C1G
精 UCG 1U101G
门 冬 酰 胶 1U2A, IU1A1C
门 冬 1U1A1G
a OE 2U1G
谷 1U1A1G
BARI 1U1C1G(?)
+H 1U2G
441 hens 1U1A10
异 F UUA 201A.
(4 UUC, UUG 2U1C,2U1A,2U1G
UAA 1U2A —
HB. BE UGA 1U1A1G
ia UCC 1U2C
4 UUC, UCG 2U10
苏 1U1A10,1020
色 UGG 1U2G
fie UUA 201A
25 UUG 2U1G
水 “ 丙 UUU UUU

可 以 看 出 ， 他 们 的 糙 果 是 很 一 致 的 ,因为 排列 顺序 还 不 清楚 ，
Ochoa 等 用 LUICIG RARAAB, Nirenberg 等 虽然 写 了 -
UGOG, 但 也 卉 不 认为 丙 氨 酸 的 密码 就 是 UCG, 而 不 是 UGO,GCU，
CGU…。 此 外 他 们 目前 都 用 的 三 体 密码 ， 因 为 有 证据 指出 三 体 几
三 的 可 能 性 很 大 ， 但 也 不 是 最 后 定 芥 。 有 的 氨基 酸 有 不 止 一 个 密
三 ,如 白 顷 酸 , 这 叫做 简 并 现象, 最 近 发 现 接受 白 气 酸 的 SRNA 也

ty 4 物 功 能 65

Rik —7, IX PMA MR I EE. A AT DE Fa,
就 是 按 这 个 密码 计算 ，mRNA 中 含 T 将 过 多 ， 和 实际 情况 不 符 ，
但 Nirenberg 等 ，Ochoa 等 以 后 都 发 现 了 很 多 不 含 U 的 密码 ， 和 埋
且 对 原 有 的 含 可 密码 作 了 修改 (如 取消 了 苏 氨 酸 的 1U20 的 一 个
密码 ), 得 到 如 表 3 的 业 果 ,可 见 密码 的 季 井 现象 是 很 普通 的 。

H3 修改 村 的 氨基 酸 密 确

氨基 酸 = UO 的 & A & U By FF
两 CUG CAG,CCG
精 GUC GAA,GCC
门 冬 酰 忱 UAA, CUA CAA
门 冬 GUA GCA
Ot GUU tos
谷 AUG AAG
RMN UAC AAG
es . GUG GAG,GCG
组 AUC ACG
% A - -UUA, AAU, CAU HPN
4 UAU,UUC,UGU,COU 和
rt AUA AAA
Hit , UGA RE
a. UUU, UCU sap
Bi CUC CCC,CAC
=, CUU,UCC ACG
苏 UGCA ACA,CCA
色 UGG byrne? 25
if AUU, ACU =‘
Hil | UUG ay «

3. A fh wien Pee 这 也 是 近 十 年 中 的 重
大 发 现 ,利用 亚 确 酸 处 理 TMY-RNA,， 使 氨基 核 昔 酸 胸 氮 成 相应
的 酮 基 核 苷 酸 接种 以 后 ,得 到 了 变种 病毒 ,更 是 粘 构 影 响 功能 的 最
好 说 明 与 此 有 关 的 近年 来 很 多 人 在 进行 肿瘤 核酸 致癌 的 研究 ，
但 还 没有 得 到 一 致 的 看 法 。 此 外 还 有 人 认为 动物 和 人 类 的 学 习 和
记忆 等 也 都 和 RNA 有 关 。

56 It EA BRS Be RA UL

WN. oy BR AR at

BAAS FH FEAL TK SL — UE AY VE Fa ak EF
Re. HT, IE SE RE, Ba eR.
Be, WENR, TSH oy ER BIA LES, 目前 注意 力
i APL OM TRE, ME RE TB BS ，
We By MESSE, USL IRS FR A
CVE FRET , WO LG BE IE HE ALAR A RO , 78
过 这 些 工 作 ,能 找到 控制 核酸 代谢 防治 疾病 的 方法 。

七 、 生物 合 成

主要 喀 啶 碱 味 吟 碱 的 生物 合成 途径 也 是 在 过 去 十 年 内 弄 清楚
的 ,而 且 知 道 最 早 都 是 以 核 背 酸 的 形式 出 现 , 腊 氧 核 背 酸 由 核糖 核
” 昔 酸 还 原 而 成 ,但 详 组 机制 还 不 完全 清楚 。DNA 生物 合成 的 过 程 “
已 大体 解 决 , 即 四 种 腊 氧 核 昔 三 磷酸 通过 DNA 聚合 酶 的 作用 ,以
DNA 为 样板 而 合成 新 的 DNA (〈 即 DNA 自身 复制 )， 对 某 些 特
殊 情 况 下 DNA 的 合成 途径 〈 如 大 肠 杆 菌 双 数 开 噬菌体 的 DNA)
也 做 了 不 少 工作 。 但 在 壮 胞 分 裂 前 后 ，DNA 的 合成 是 通过 怎样
的 机 制 来 控制 的 ,还 存在 各 种 不 同 看 法 ,有 待 于 今后 进一步 研究 解 “
决 。RNA 的 生物 合成 最 初 以 为 由 核 苷 二 磷酸 经 多 核 昔 酸 磷酸 化
酶 作用 而 形成 ， 近 几 年 的 工作 则 倾向 于 核 背 三 磷酸 的 途径 ， 和
DNA 的 生物 合成 相似 ， 四 种 核 背 三 磷酸 在 DNA 样板 的 影响 下 ，
经 过 RNA 聚合 酶 的 作用 而 合成 RNA, 这 个 酶 广泛 存在 于 动 植物
和 微生物 中 ， 较 多 核 昔 酸 磷酸 化 酶 (主要 在 微生物 中 找到 ) 有 更 普
涯 的 意义 。 此 外 还 发 现 以 RNA 为 样板 的 RNA 生物 合成 ， x
ue RNA (se RNA) 的 生物 合成 具有 重要 意义 。

核酸 中 新 碱 基 新 核 苷 酸 的 合成 ,最 近 也 受到 重视 ,如 假 尿 喀 啶
核 背 酸 的 合成 以 及 甲 基 化 味 哈 和 喀 喧 化合物 的 形成 等 ， 现 在 有 证
据 这 类 化 合 物 的 甲 基 化 作用 是 在 多 核 苷 酸 链 形成 以 后 进行 的 ;而
且 不 同 的 碱 基 由 不 同 的 酶 所 催化 。

Fu oth 57

| a a

核 彰 、 核 苷 酸 的 化 学 合成 ， 国际 上 早已 成 功 ， 多 核 苷 酸 的 合成
工作 也 在 开展 中 ,但 由 于 需要 保护 的 基 团 比 较 多 ,而 且 基 团 之 问 的
共同 性 比较 强 (如 核糖 上 第 二 和 第 三 两 个 郑 基 )， 比 之 多 肽 的 合成
要 困难 得 多 。 然 而 这 些 工作 有 其 理 葵 意 义 ， 如 为 核酸 的 生 旷 合成
准备 必要 的 原料 ,为 研究 核酸 酶 的 作用 机 制 提供 必要 的 底 物 ; 另 一
方面 灾 有 其 实际 价值 ,如 合成 治疗 肿瘤 的 抗 核酸 代 讲 药物 等 ,5 所
尿 轿 啶 腕 氧 核 苷 就 是 一 个 例子 。

九 、 其 fh

具有 重要 生化 意义 的 核 苷 酸 类 化 合 物种 类 极 多 ， 如 一 些 辅酶
《辅酶 工 、 辅 酶 I, 辅 酶 A、 核 腺 二 核 苷 酸 等 ), 在 糖 类 代谢 中 起 重要
作用 的 尿 核 背 二 磷酸 葡 敬 糖 ， 在 脂肪 代谢 中 起 重要 作用 的 胞 核 苷
二 磷酸 胆 碱 ,在 蛋白 质 生 物 合成 中 起 重要 作用 的 乌 三 磷 , 同 激素 作
用 有 关 的 腺 核 背 -3 ,5 - 环 状 磷酸 等 ， 类 似 的 化 合 物 近年 来 还 不 断
的 有 所 发 现 。 最 近 又 发 现 一 类 核 苷 酸 肽 化 合 物 ， 其 合成 方式 和 生
物 功能 都 不 完全 了 解 ,但 广泛 存在 于 各 种 生物 体内 ,因此 引起 一 定
的 重 观 。

从 以 上 非常 简单 的 叙述 中 可 以 看 出 核酸 在 近年 来 有 极其 迅速
的 发 展 ,而 且 发 展 的 速度 正 有 增 无 减 , 今 后 的 发 展 更 不 可 限量 。 我
国 核酸 研究 的 历史 极 短 , 在 解放 以 后 才 有 人 从 事 这 项 工作 ,人 也 很
少 ,如 何 攻 筹 安排 ,发 置 必 要 的 设备 , 钥 积 一 定 的 人 力 ,尽早 的 掌握
国际 上 已 有 的 成 就 ,并 在 此 基础 上 ,奋发图强 , 迎 头 赶 上 , 实 属 刻 不
FE eo

58 近年 来 核酸 的 发 展 概况

本 文 条 用 下 列 简写 字 :

RNA (HERE
sRNA IR Adis ia sairs
MRNA fezb 7. WORE
DNA [HERR
RNase {ZEB RPRE SEE TS AT
A\C.G\U T# SBN AR Fe AR ws, Hear mae, Bey, DM oe ge
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TMV 烟草 花 叶 病毒
DEAE-Sephadex 带 二 乙 氮 乙 基 的 葡 聚 糖 凝 胶 制 齐

Dt BA AC ATT FE ER) TRA ie

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(中 国 科 学 院 生 物化 学 研究 所 )

三 完 竺 物体 如 何 处 理 各 种 物质 、 处 理 的 过 程 如 何 、 怎 样 制造
所 需 的 物质 ,怎样 取得 所 需 的 能 量 等 等 问题 的 学 问 , 均 属 新 陈 代谢，
( 玉 下 简称 代谢 ) 的 范畴 ， 因 此 代谢 所 着 重 的 是 生物 化 学 的 动态 广
面 。 其 初 ,从 医疗 的 实践 方面 提出 了 很 多 问题 , 随 着 这 些 问题 提 得
PKA. AROSE RIESE, 待 达 十 九 世 纪 初 ， 可 以 说 代
澳 的 研究 工作 已 烃 展 开 了 。 最 初 的 工作 是 在 完整 的 动物 体 身上 做
的 ;这 些 早期 的 劳动 痊 我 们 偶 定 了 代谢 研究 的 基础 ,但 是 由 于 代谢
过 程 的 复杂 性 和 整体 观察 的 局 限 性 ， 应 用 这 些 方法 所 获得 的 知 误
不 多 。 大 狗 太 ,七 十 年 以 前 , 当 观 察 的 对 象 逐 渐 从 整体 转移 到 高 体
OLA, ART BLAME » 甚至 到 次 化 的 酶 ， 代 谢 的 研究 就 取得 了
更 大 的 成 就 。 近 二 十 多 年 来 ， 由 于 广泛 地 使 用 了 同位 元 素 标 刀 技
术 以 及 各 种 色 层 分 析 和 超 微 量 分 析 等 新 方法 ， 整 个 生物 化 学 的 全
域 ,尤其 是 代谢 ,获得 了 飞跃 式 的 发 展 。 目 前 ,各 个 重要 的 代谢 途
径 玫 乎 都 已 经 搞 清楚 了 。 我 们 还 需要 继续 努力 的 是 有 关 这 些 途 径
OMA Ck EMS MATER ET Ii

(ELE, He Wy ETE TE: MEK TEN ASHE AT, BUM TBE
Jag BAS AE A,» ESE BRI 5 FF GT ALA, BRR
的 、 拆 开 来 看 的 办 法 。 不 能 和 否认, 这些 办 法 取得 了 很 出 色 的 成 就，
井上 且 肯定 还 要 继续 起 作用 ， 为 我 们 揭 开 更 多 生物 界 的 秘密 。 可 是
在 另 一 方面 ， 也 不 难看 到 ， 代 谢 的 研究 已 沟 逐 淅 转向 一 个 新 的 方
向 , 那 就 是 代谢 的 调节 和 控制 问题 。 近 年 来 , 象 翘 胞 糙 构 和 功能 的
关系 、 翻 胞 代谢 的 调节 因素 、 激 素 的 作用 机 制 ， 以 及 神 考 的 作用 和
它 对 于 很 多 粽 合 性 活动 (肌肉 收 粹 等 ) 的 控制 等 课题 ,正在 成 为 引

60 新 陈 代 谢 研究 的 现状 和 展望

人 注意 的 中 心 。 这 样 , 前 一 个 时 期 的 深入 “分 析 ” 工作 行将 开花 精
果 , 促 使 我 们 过 渡 到 一 个 新 的 “ 竺 合 ” 研究 的 阶段 。 只 有 当 我 们 的
“ 离 体 " 知 训 能 够 放 回 到 “整体 ”里 去 来 订 明 整体 活动 的 时 候 , 方 才
可 以 获得 正确 的 观念 ,扶正 解决 问题 ，

在 这 样 的 理解 下 可 以 看 到 当前 的 和 今后 的 一 个 时 期 内 ， 代 谢
研究 的 主流 将 逐渐 从 途径 的 关 明 转向 调节 控制 的 探讨 。 代 谢 的 中
心 课题 将 会 落 在 下 列 的 几 个 方面 : 1) 代谢 过 程 和 代谢 途径 的 并
明 ，(2) 能 量 的 代谢 ，(3) 竹 胞 千 构 的 天明 和 精 构 与 代谢 功能 的 关
系 ,(4) 代 谢 的 调节 和 控制 ,包括 烙 构 的 调节 作用 、 化 学 的 负 节 、 激
素 的 调节 以 及 外 界 因素 的 影响 ,(5) 比 较 代 谢 ,6) 器 官 与 租 萎 的 代
济 ,(7) 不 正常 代谢 。

一 、 人 代谢 过 程 和 代谢 途径 的 关 明

代谢 的 中 间 过 程 ,原来 是 一 个 极其 困难 的 课题 ,时 常 只 能 利用
特大 剂量 或 者 是 病 体 观察 获得 一 此 线索 ,要 得 到 什么 肯定 车 果 ;项
不 容易 。 但 是 自从 二 十 多 年 前 开始 大 量 应 用 同位 元 素 标 妮 方 法 以
来 ,已 辉 不 是 很 麻烦 的 事情 。 目 前 ,一 些 重要 的 代谢 途 径 已 交 基 本
上 搞 清楚 。 在 糖 代谢 的 俩 域 里 ， 象 糖 酵 解 的 过 程 和 生物 氧化 的 荐
千 步 腔 ， 早 已 在 应 用 同位 素 之 前 大 体 辨 认 清楚 。 这 是 值得 你 集 的
工作 。 因 为 在 没有 标记 物 的 时 代 ， 只 有 通过 大 量 的 劳动 和 精巧 的
琢 麻 , 方 才 可 以 获得 可 靠 的 烙 果 。 实 际 上 ,此 后 进行 的 许多 同位 素
实验 旋 实 了 艳 大 部 分 的 和 结果 ; 自然 也 补充 了 许多 痊 料 ; 简 正 了 二 些
SER. Toth in DOME MLSS. CMRI, TS MNT Bee BE
的 形成 ,以 及 光合 反应 、 糖 的 相互 转化 、 双 糖 和 多 糖 的 合成 等 等 过
程 , 几 无 例外 地 为 近 十 多 年 来 (尤其 是 近 十 年 来 ) 关 明 的 。 同 料 , 氨
基 酸 的 降解 过 程 , 除 了 酷 氨 酸 、 薄 丙 氨 酸 、 色 氨 酸 、 含 硫 氨基 酸 的 车
千代 谢 步 又 在 较 早 的 年 代 里 已 沟 知 道 而 外 ， 起 大 部 分 的 知识 是 通
过 标记 实验 获得 的 。 至 于 氨基 酸 的 合成 途径 ， 那 更 是 近年 来 标 衣
实验 的 贡献 了 。 再 改 脂 肪 酸 的 氧化 ， 虽 然 早 在 五 十 多 年 前 就 已 克
具有 输 廓 ， 可 是 氧化 的 中 间 过 程 也 是 近来 方才 天明 的 。 奉 于 脂肪

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Bae HS Er WSC Hin Ds Be ae > 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

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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
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C2) R= ADA EF BD 57 HS BB a is BE A A RA rR HG
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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

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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
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WAY Se MANA FORE R ASE , ELE A (CEE HOT Se BRL
PHO SUBIRAW EARLS HARASS, AE BE PB
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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

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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
<Sm— V°0SO00(HOOD) HOH OHO'HO "8
< ¥09800(H000)H900°HO] “5
<——V°98007HO + VOOSO0"HO T
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HOKE a he SY 6 国

HOOO—"*HO—*HO "HO" Ho "* HO" Ho" HO" HO" HO * HO "HO" HO "HO —* HO HO

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yoo i — hd yoo fi2

88 脂 质 代 谢 的 进展

乙酰 CoA SAR CoA 狂 合 形成 一 五 碳 中 间 产 物 ， 鼓 五 碳
tify TPNH 还 原 、 腕 水、 再 还 原 , 最 后 胸 沙 而 形成 耳 酰 CoA,
该 丁 酰 CoA 再 与 一 分 子 丙 二 酰 CoA HA, BED ELF RMP &
Cm CoA, ge BSB—-R, 可 以 增加 二 个 碳 原 子 , 最 后 形成 软 脂 栈
CoA,
(2) Lynen SMe Lynen SUH BRE FSF
肪 酸 的 优点 在 于 有 CO. 的 释放 ， 可 使 反应 有 利于 合成 的 途径 ，
Wakil 等 提出 的 假 训 虽 然 符合 以 上 实验 的 车 果 ， 但 从 能 量 来 看 ，
最 后 才 觅 阔 释 放 COs*， 似 乎 对 合成 反应 没有 什么 好 处 ， 因 此 认为
这 是 Wakil 等 假 履 的 最 大 缺点 。L7ynen 等 由 酵母 中 分 离 的 酶 ，
亦 可 以 催化 由 两 二 酰 CoA 与 乙酰 CoA 合成 脂肪 酸 ， 提 炖 后 称 为
“合成 酶 "， 和 并 对 其 性 质 进 行 研 究 。 发 现 脂肪 酸 的 生物 合成 可 以 被
那些 束缚 -S 互 基 的 化 合 物 所 抑制 ， 而 被 那些 保护 -SHE 基 的 化 合
物 如 胱 氨 酸 或 谷 胱 甘 肽 所 促进 。 因 此 认为 “合成 酶 "本身 含 有 -8 五
FE, 而 且 它 是 酶 触 反应 所 必需 。 脂 肪 酸 的 合成 机 制 是 将 两 二 酰 CoA
的 脂 酰 部 分 直接 传递 答 酶 的 -8 互 基 而 形成 一 种 复合 体 。 这 种 看 法
亦 与 有 些 学 者 们 不 能 由 反应 过 程 中 分 离 出 任何 中 间 产 物 的 事实 相
符 。 他 们 提出 由 两 二 酰 CoA 合成 脂肪 酸 的 机 制 如 下 (图 11)。

这 一 反应 的 特点 : 〈1) 合 成 反应 一 开始 两 二 酰 CoA 即 与 “ 合
WME” HEA, 然后 再 与 脂 酰 CoA 熔 合 ,在 纵 合 反应 时 觅 沙 亦 同时 进
- 行 , 于 是 释放 了 CO。 可 以 促使 反应 走 合成 的 途径 。(20) 反 应 的 第 二
步 的 中 间 产 物 为 6 酮 脂 酰 一 一 酶 的 复合 体 , 而 非 B 酮 脂 酰 CoA, 这
一 点 从 合成 的 观点 亦 非 常 重要 , 因为 假如 不 是 如 此 , 则 由 因 二 栈 腹
阔 所 获得 的 有 利 条 件 将 被 硫 解 酶 对 乙酰 乙酰 COA 的 水 解 而 于 失 。.
从 以上 反应 可 以 看 出 长 链 脂肪 酸 的 合成 是 重复 以 上 的 步 驼 ， 每 重
复 一 区 可 以 增加 一 个 二 碳 单位 。 新 产生 的 多 一 个 二 碳 单 位 的 脂 酰
CoA 双 可 与 一 分 子 两 二 栈 Mn AKA, 按 以 上 步 又 重复
下 去 而 形成 了 长 链 的 脂肪 酸 。 在 延长 的 反应 中 脂 酰 一 8 一 酶 的 复
合体 不 一 定 转变 为 脂 酰 CoA 即 可 参与 循环 反应 与 另 一 内 二 栈
一 8 一 酶 熔 合 ， 假 规 在 酶 分 子 中 的 活性 中 心 合 有 一 个 以 上 的 一 8 本

三 、 脂 肪 酸 的 生物 合成 的 机 制 89

COOH H
1. | +Hs-EZ— | +HSCoA
CH,COSCoA CH,CO—S—E
COOH
CH,CO—S—E
CH,(CH,—CH,),COCH,CO—S—E+ HSCoA + CO,
3. CH;(CH,—CH,),COCH,CO—S—E+ TPNH + H+z>
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

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糖 类 皮质 激素 对 糖 .蛋白 质 及
脂肪 代谢 的 影响

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《中 国医 学 科学 院 北 京 苏 和 医院 内 分 泌 科 )

WR BE » 激素 是 通过 对 物质 代谢 的 影响 而 发 生 作 用 的 ,虽然
作用 机 制 各 有 不 同 。 垂 体 后 叶 抗 利尿 激素 、 醛 固 酮 和 甲状 旁 腺 素
主要 调节 无 机 物质 代谢 ,而 生长 素 . 甲 状 腺 素 、 胰 马 素 、 窜 上 腺 素 、
皮质 醇 等 激素 则 具有 调节 有 机 物质 代谢 的 作用 。 色 质 醇 、 色 质 素
等 糖 类 皮质 激素 对 糖 、 和 蛋白 质 和 脂肪 代谢 的 影响 很 早 是 从 临床 观
察 推 基 的 。 疹 上 腺 皮质 功能 不 全 如 阿 狄 森 氏 病 表 现 有 这 些 代 谢 列
常 : 〈H) 在 禁 食 或 低 碳 水 化 合 物 进 量 下 发 生 低 血糖 王 ， (2) 口 服 或
注射 葡萄 糖 后 发 生 反应 性 低 血糖 ,人 3) 对 外 汰 性 胰 马 素 过 敏 ,\4) 棕
食 时 呼吸 商 降低 ,5) 低 血糖 证 状 出 现在 较 融 血 糖水 盏 ,《6) 蔡 食 时
尿 中 人 氮 排 量 较 正 常 为 低 。 这 些 现象 均 可 用 生理 剂量 的 皮质 素 或 皮
质 醇 来 锌 正 。 穴 上 腺 皮质 均 生 或 肿瘤 引起 柯 兴 拱 狂 合 症 时 ， 品 者
显示 血糖 增高 ， 体 内 和 蛋白质 消耗 和 脂肪 分 布 异 常 都 提示 皮质 醇 长
期 分 泌 过 多 所 造 碟 的 有 机 物质 代谢 计 乱 。 近 年 来 ， 动 物 实 参 和 临
床 研究 对 糖 类 皮质 激素 的 代谢 性 影响 及 其 作用 机 制 有 所 关 明 。

一 、 对 糖 代谢 的 作用

。 ， 糖 类 皮质 类 固 醇 对 糖 代谢 的 改变 最 为 明显 ， 且 出 现 最 早 。

Long 等 后 答 切 除 诊 上 腺 的 、 禁 食 18 一 24 小 时 的 大 白鼠 注射 10
毫克 皮质 醇 后 ， 动 物体 内 持续 而 显著 的 存 积 碳 水 化 合 物 ， 表 现在
《了 血液 葡萄 糖 增 加 40~ 508 HE %, 注射 后 2 小 时 即 已 明显 增加 ，
着 锥 持 在 这 个 水 平 48 小 时 之 入;(2) 肝 糖 元 十 加 ,这 种 增加 较 血 糖

112 HEAR EA RSH
增加 稍 晚 , 但 在 24 小 时 可 达 150~200 毫克 / 100 克 体 重 , EMER
在 这 个 水 平 24 小 时 ;(3) 肌 糖 元 增加 更 为 缓慢 , 注射 后 8 一 12 小 时
才 可 查 出 ; 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
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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

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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

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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

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cs MELAS EY PEA Js SE BTS PES BIS

et
《中 国医 科大 学 生化 数 研 组 )

结 顷 粗 积 是 一 种 布 满 全 身 的 连续 性 钥 积 。 一 切 句 官 及 粗 答 的
实质 罗 胞 和 毛 普 血管 系 和 统 均 浴 诈 在 并 生活 在 这 种 组 积 中 。 一 方面 ，
ML PBL AP IA APS AT A ZS a mL BE SPP SOT A HL. PB
BDC 5 55 Fa TBM» HH EL AP PS RBS ts Ss EE A i
WME AS. FUL, Re Se A 5S HE
BRR ARE ST. 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,

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用 。

©] 纤 稚 的 化 学

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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
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2F MERE AE LBB SCE y EP AS FE Te) eas 5B Sk SE PS ,
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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 。

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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 ;

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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
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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

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(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

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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 ，

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病毒 生化 研究 的 若干 问题

柳 元 元
《中 国医 学 科学 院 病毒 柔 )

有 关 病 毒 生 化 的 研究 目前 着 重 在 下 烈 几 个 主要 的 方面 :一 ` 了
解 病毒 生物 学 活性 的 化 学 本 质 一 一 包括 病毒 的 感染 性 、 抗 元 特异
PE SE HE, 变异 等 生物 学 活性 的 分 子 基础 , 其 中 又 以 了 解 病毒 的
和 址 待 和 变 弄 的 分 子 基础 最 为 重要 ;二 .了 解 病毒 在 宿主 租 胞 内 繁殖
| 的 过 程 中 ， 病 毒 的 核酸 和 蛋白 质 的 生物 合成 过 程 及 其 相互 问 的 关
和 柔 ; 以 及 宿主 交 胞 物质 对 病毒 物质 合成 的 作用 ; 三 ; 研究 病毒 的 化
学 组 成 和 分 子 结 构 及 其 物理 化 学 性 质 等 问题 。 在 1956 一 1960 年
1 时 期 内 ， 由 于 在 实 司 室内 成 功 地 分 离 到 许多 种 有 感染 性 的 病毒 核
W, Alt, 在 这 些 方面 的 研究 全 获得 一 些 新 的 发 展 。 但 是 近 二 、 三
年 来 ,发 展 稍 觉 稻 慢 , 所 获得 能 够 进一步 关 明 问题 本 质 的 实验 材料
KE.

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

<x et lOO REA SW RNA 酶 活性

S 接种 10 乡 正常 县 脑 组 织 悬 液 后 的 RNA Rye

病毒 的 特异 性 抗原 物质 的 合成 可 能 与 核 酶 的 合成 同时 开始 (Der
Brun, 1957; Darnell 等 , 1961)。 但 是 与 病毒 核酸 的 合成 一 样 , 仍 需 ，
机 一 个 焰 慢 期 。 此 外 ， 从 化 学 抑制 剂 对 两 者 均 有 抑制 作用 等 情况 ，
看 来 ， 在 病毒 感染 后 感染 性 物质 也 可 能 同时 对 竹 胞 内 某 些 与 蛋 利 ，
质 合 成 有 关 的 酶 进行 了 改造 ， 产 生 了 新 的 酶 系 。 对 这 些 问题 进行
深信 研究 ,将 有 利于 关 明 病毒 繁殖 (包括 病毒 核酸 和 蛋 自 质 的 生物
合成 ) 的 化 学 过 程 。 q

wi ELLER T 8 ARMAS 5 As APTS Thy
还 引起 一 系列 其 他 种 酶 活性 的 改变 。

许多 学 者 观察 到 ， eee yt ee |
BERGE EAM, SOMA RE, ERAT ATP 酶 等 活性 时
$F — FENCE, (RG LEE TY EEE EE RR “前

BFK MR 163

Bauer 32( 1956) 44535 FPS iS PETE YE WY 8 [8 TE Be
Ws 5 AE ES PE 9 Hn. A HEB Ik FG FEY MA HB ER
最 近 我 们 还 观察 到 乙 型 脑 类 感染 时 引起 宿主 RNA Bere ¢E A Je
加 ,然后 降低 到 正常 水 平 以 下 (图 3)。 实 验 材 料 证 明 RNA 酶 活性
的 改变 随 着 接种 的 病毒 量 而 有 所 不 同 。 但 是 ， 这 些 酶 具有 什么 特
异性 ， 其 活性 的 变动 是 由 于 病毒 繁殖 所 必需 抑或 由 于 宿主 租 胞 抵
抗 的 灶 果 均 何 待 进一步 关 明 。 了 解 机 体 对 入侵 的 病毒 进行 抵抗 的
化 学 过 程 ,对 病毒 性 疾病 的 化 学 治疗 的 研究 具有 重要 的 理论 意义 。

总 车 以 上 所 述 ， 有 关 病 毒 的 本 质 以 及 病毒 核酸 和 病毒 蛋白 质
的 生物 合成 过 程 的 研究 ,目前 正 处 在 一 个 新 的 阶段 。 现 有 的 实验 材
料 提供 了 许多 重要 的 座 证 ， 但 是 同时 也 仍然 存在 着 不 少 问题 淋 待
关 明 。 抓 住 这 些 问 题 的 主要 环节 进行 深信 的 实验 研究 ,为 生物 化 学
工作 者 在 病毒 学 范畴 内 进行 研究 中 的 最 迫切 的 任务 。

EA TR

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有
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a
4

放射 生物 化 学 的 发 展 方向

沈 同
(北京 大 学 生物 学 柔 )

电离 辐射 生物 化 学 效应 的 女 献 是 很 多 的 。 Ord 和 Stocken 全
BEAT 1959 年 2 月 以 前 发 表 的 270 篇 论 女 ,在 < 原子 核 科 学 年 评 > 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) >: <M tire sc Heo ON, BARE
yt, Mitchell #4¢-%sacs#ew A SR, BM Schleiden (1838) 和
Schwann (1839) #vr T MB 4OK, 细胞 核 在 细胞 功能 中 所 起 的
主导 作用 一 直 是 历来 细胞 学 研究 的 课题 。 从 基本 理论 的 角度 来 探
讨 细 胞 核 的 分 子 和 结构 和 竹 胞 核 的 生物 化 学 就 是 亦 庆 论 会 的 内 容 。
而 这 个 学 术 言 论 会 是 在 放射 医疗 系 举 行 的 ， 因 此 电离 辐射 对 因 胞
核 功能 的 影响 又 很 自然 地 成 为 诗 论 会 的 一 个 重要 内 容 。 生 物化 学
最 近 发 展 趋势 ， 已 由 分 子 水 平 的 研究 进入 到 联系 细胞 精 普 结构 水
盏 的 研究 。 近 几 年 来 的 生物 化 学 文献 多 涉及 到 组 胞 精 普 结构 ,例如
HEAL GOR AS lc i OOF ee VEE A AS). Le SESE
(1962) "SEF “4S BRK FE A HB 5 PE” — 30, BE
Shad cme SL A a Ti A A. BLE
HEL FS ia A WD Sh I RE; 关于 较 小 的 照射 剂量 即 能 捐

172 放射 生物 化 学 的 发 展 方向

伤 粗 胞 异 车 构 ( 核 膜 、 瘘 粒 体 膜 等 ) 的 事实 已 被 人 所 认识 3 MEL
构 是 由 两 层 蛋白 质 分 子 层 , 中 间 夹 着 磷脂 的 双 层 分 子 所 租 成 ,而 射
线 能 量 如 何 落 大 其 中 而 产生 破坏 作用 (直接 作用 )， 或 通过 水 的 电 “
离 产 愧 而 破坏 了 这 些 蛋 白质 及 磷脂 的 分 子 烙 构 ( 问 接 作 用 7) 此 外 让
射 生 如 何 引起 核 固 葵 ,导致 分 裂 租 胞 染色 体 的 畸变 等 等 ,这 些 研究
巢 题 将 是 细胞 学 与 生物 化 学 ` 放 射 生物 学 的 共同 课题， 也 是 放射 生
物化 学 的 一 个 重要 生长 点 。

ER 电离 辐射 对 动物 整体 的 影响

放射 生物 化 学 不 只 ,是 生物 化 学 的 一 个 分 支 ， 也 是 诛 于 核 科学
的 雹 个 钥 成 部 分 。 它 和 一 个 重大 的 任务 一 -放射 病 的 防护 与 治疗 |
密切 联系 在 一 起 。 因 此 ， 关 于 电离 辐射 对 生物 大 分 子 及 对 竹 胞 的 |
影响 的 研究 (就 这 个 任务 来 避 )， 也 只 是 为 了 更 好 地 理解 电离 辐射
对 动物 整体 的 影响 提供 必要 的 基础 知 哉 。 而 对 实验 动物 整体 的 研 |
究 ， 也 只 是 为 了 进一步 理解 电离 辐射 对 人 体 的 影响 提供 逆 要 的 参
考 次 料 和 外 推 的 基础 。 现 在 就 来 介绍 有 关 大 体 的 痪 料 。 Gerber
0171 (1961) 观察 了 反应 堆 工 作 人 员 因 失事 而 受到 电离 辐射 照射
后 尿 中 所 排出 的 几 种 代谢 物 。 受 害 者 的 照射 剂量 估计 为 100
4000 伦 ， 从 照射 到 尿 的 检查 有 不 同 的 时 间 间 隔 。 因 此 尿 中 代 般
ee RRs 这 些 尿 中 排出 的 代谢 物 有 机 酸 、?7- 气 基 异 可
Ee. WW Pee UBS” WROTE SETAE 总 是 极为 有
限 的 。 我 们 必须 累积 实验 动物 的 大 料 ， 井 由 动物 实验 的 论据 妙
HEB ths 至 于 如 何 外 推 呢 ? 这 也 是 一 个 答 需 研究 的 课题 。E
chaelson 及 Odland atgepuceuenieit
复 之 问 的 联系 。 为 了 探 待 的 便利 ， 假 说 了 件 恢 复 期 这 二 个 时 间
假 届 初 始 的 辐射 损伤 痉 过 这 个 后 恢复 期 ,初始 损伤 的 50 急 得 到 履
复 。 MAP RET ORS, AERA. BIER Te
REN, THRO. BUN DAR ata Lao
4 I) ECU 5 AR a HELI HE EC CASI AEE CSR HG I
系 ), 从 而 估计 人 体 的 后 恢复 期 ,Michaelson % Odland(1962)Ay

:
|

| SS. ABP AE et ah tO A 178
估计 为 15~22 RZ. HPA A BEI
a #1 BERBER RUS

(Michaelson 及 Odland 1962)"

Ai thek7 Di (30)
照射 后 降 到 最 低 值 所
需 时 间 ( 天 )

基底 代谢 这
〈 任 卡 / 公 斤 / 天 )

Michaelson 及 Odland 的 工作 当然 只 是 一 个 尝试 。 舍 恢复 期 的 估
讨 显 然 是 很 复杂 的 ;有 许多 问题 例如 扣 伤 的 性 质 和 程度 ， 以 及 损
伤 可 恢复 和 不 可 恢复 部 分 的 内 容 等 等 都 不 清楚 。 井 且 ) 基底 代谢
凑 仅 仅 是 能 量 代谢 的 一 个 指标 ,不 能 作为 全 部 代谢 的 一 个 总 指标 。
TA, 各 种 哺乳 动物 代谢 的 差异 是 复杂 的 。Angel 及 Noonan
(1961) 研究 了 生 种 哺乳 动物 : AB. RR. BAI, ABIX
800 二 1070 FHSS RSG RR AE BRR OBER. PEM OT ee
PRI 4 PBN RRR. AER Je BD
TAPE NO I, POA AMOR; 豚鼠 根本 没有 排出
的 高 峰 ; 更 的 结果 很 不 一 律 ， 有 的 不 出 现 高 峰 , 有 的 在 照 后 3 天 内
肯 现 波动 式 的 培 高 ; 狗 则 有 的 在 临 死 前 出 现 大 量 牛 磺 酸 的 排出 ;有
驳 在 照 后 两 个 时 期 出 现 排出 增多 。 看 上 去 ， 动 物 对 照射 后 在 牛 磺
酸 排泄 这 个 反应 上 斌 有 种 的 益 别 ,也 有 个 体 间 的 差别 。

从 们 为 了 锥 放射 病 找 寻 早 期 生物 化 学 方面 的 诊断 指标 ， 常 在
MRAM A, Brent 等 c9(1958) 用 700 伦 照 射 更 和 大 鼠 的
八 身 后 ) 检查 血清 转氨酶 活力 的 变化 , 他 们 没有 得 到 预期 的 精 果 ;

174 放射 生物 化 学 的 发 展 方向
只 是 更 在 照 后 24 小 时 酶 活力 似乎 稍 有 志高。 在 天 鼠 的 情形 ,即使
用 5,000 众 照 射 肝 胜 ， 亦 没有 酶 活力 的 增高 。 他 们 认为 这 种 酶 活 ，
力 的 检验 是 没有 应 用 价值 的 , 它 不 能 作为 照射 剂量 的 生物 学 测定 。
井 且 酶 活力 的 志高 与 动物 死亡 之 间 也 没有 什么 相关 。 作 者 还 指出 风
文献 上 关于 用 致死 剂量 或 亚 致死 剂量 照射 哺乳 动物 ， 所 有 酶 活力
的 测定 ,都 表明 酶 对 于 这 样 水 平 的 剂量 是 不 敏感 的 。

Tabachnick(**1(1961) 从 病理 学 家 的 角度 来 探 诗 哺乳 动物 沟
照射 后 核糖 核酸 酶 活力 的 变化 。 他 用 锣 90- 久 90 源 的 6 ie HR ST
豚鼠 的 皮肤 ,一 次 皮肤 表面 剂量 为 3000 rep, 他 找到 在 pH 7.7 时 时
测定 的 表皮 核糖 核酸 酶 活力 有 增加 ， 在 照 后 的 第 2 星期 增加 到 最 |
高 峰 ， 锡 比 对 照 值 高 3 倍 。 作 者 认为 酶 活力 的 增高 是 得 胞 对 损伤
的 普 源 性 反应 。 辐 射 可 能 也 跟 其 他 损伤 一 样 ， 可 以 导致 独 胞 的 自生
洲 过 程 , 在 这 过 程 中 酶 被 释 出 或 酶 的 抑制 物 被 破坏 ;因此 有 酶 活力
RTH Ze

FMLA SHOT ER, Eee ees ERaE
HESS] HA A DER EK ER As HE REE
证据 最 为 明显 。 从 生物 化 学 来 说 , 膜 的 结构 是 脂 蛋白 硼 成 的 ,所 区
照射 可 能 引起 血 中 脂 蛋 白 的 变化 。 在 这 里 我 们 来 介 BY Rebnborg
等 59(1962) 的 研究 ,也许 是 有 意义 的 。 他 们 比较 研究 照射 小 筷 和
饥 侯 小 鼠 血 浆 脂 蛋 自 的 变化 。 他 们 发 见 两 类 情况 是 不 完 休 相同 的
血浆 脂 蛋 白 按 它们 的 密度 分 为 低 密 度 脂 蛋 白 和 高 密度 脂 蛋 自 机
种 , 低 密 度 脂 蛋白 在 两 类 情况 下 都 是 下 降 的 ;但 是 高 密度 脂 蛋 自 区
磷脂 在 饥饿 情况 下 是 霹 高 的 ， 井 且 脂 肪 酸 在 脂 蛋 白 及 甘油 酯 中 攻
分 布 在 两 类 情况 下 也 是 有 差异 的 。

放射 病 的 一 个 重要 征象 是 抗体 形成 的 受到 抑制 ， 这 是 蛋白 斋
合成 受到 破坏 的 一 个 表现 /Salerno 07) (1958) Hoe x Keb Ie
SFE 32、 金 198 UHRA PETRA AT BRASH A
wi, Salerno 4% I, X SBA Bit 390 LMS, FAB!
SEAS REM BDA OTE A IX I Ee
是 无 关 的 。 大 剂量 的 磷 32 并 不 能 产生 抑制 抗体 形成 的 效应 。 胶 很

兰 、 电 痪 幅 射 对 动物 整体 的 影响 i7é
& 198 注入 身体 后 6 天 ,再 引入 抗原 ,能 部 分 地 抑制 抗体 的 形成 。

款 了 蛋白 质 合成 ， 也 须 款 诸 核酸 代谢 。 美 国 密 悉 根 大 学 已 故
的 Potter 等 cz (1962) 便 进行 了 关于 大 鼠 各 种 粗 奢 的 DNA ft
谢 受 到 电离 辐射 影响 的 系统 研究 。 他 们 所 发 表 的 第 4 篇 论 女 ， 报
告 了 照射 的 早期 效应 。 大 鼠 活 体内 脾 和 小 肠 的 DNA 合成 是 他 们
的 研究 对 象 。 胸 腺 喀 喧 核 背 -2-C 在 注入 身体 后 8 分 钟 的 短 时
WABA DNA 的 情况 ， 作 为 测量 DNA 合成 的 指标 。 并 且 所 注
关 胸 腺 喀 啶 核 背 的 参 大 ， 是 在 照射 后 第 一 个 中 小 时 内 进行 测量
的 。 公 身 照射 剂量 是 外 60 的 y 线 125~4600 rep, 测 定 结 果 表 明 :
碳 14 BAVA is DNA 很 快 受到 抑制 。 照 射 剂量 小 一 些
时 ,这 种 抑制 作用 出 现 暂 时 性 的 恢复 ,但 是 随后 就 出 现 不 断 的 和 长
期 的 碳 14 参 大 的 下 降 , 脾 内 的 胸腺 喀 啶 核 苷 的 磷酸 化 过 程 受 到 照
射 抑 制 的 程度 较 波 ,不 能 用 以 说 明 碳 14 参 大 脾 中 DNA 速率 减低
的 全 部 事实 。 总 之 ,根据 所 得 结果 ， 还 不 能 就 下 断 语 ， 认 为 这 些 早
期 反应 即 能 表明 照射 对 DNA 合成 过 程 的 直接 效应 。 就 照射 后 期
HBL, WAL DNA 合成 的 延迟 和 四 胞 的 死亡 ,也 许可 以 用 求解 释 碳
144BA DNA 速率 下 降 的 现象 。

以 上 只 介 稻 了 少数 几 篇 较 近 期 的 花 女 ， 属 明 电 离 辐 射 对 动物
整体 的 脂肪 代谢 、 蛋 白质 和 核酸 代谢 的 影响 。 联 ollaender (1960)
主 辐 的 专著 < 辐射 防护 和 恢复 >, 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]

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放射 生物 化 学 的 发 展 方向

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X-rays and a-rays on some proteins and amino acids in dilute |
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glucose induced by y radiation Radiation Research 16, 224, 1962. 本
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and sulfur compounds on irradiation of amino acids Radiation
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{ fh pits ‘
fem ate
Sit Jah wv
i 14 ai
Lob ‘ e
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Ps i 4 : “a
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\ 全 ia
eat haus Be yk

放射 生物 化 学 中 有 关 能 量 代谢
_ 和 核酸 代谢 的 问题

陆 te 山
《中 国医 学 科学 院 )

电离 辐射 引起 代谢 过 程 的 改变 ， 以 及 这 些 变化 在 放射 损伤 用

展 过 程 中 的 意义 是 放射 生物 化 学 中 重要 研究 课题 。 大 家 知道 ， 昭
射 时 的 瞬间 (10-” 秒 ) 生 物 机 体 中 的 各 种 物质 ,吸收 辐射 能 量 产 生
了 电离 或 激发 分 子 。 这 两 种 状态 极 不 稳定 ， 立 即 在 非常 短 草 的 时
间 内 (10-° 秒 ) 通过 直接 作用 和 因 水 分 子 电离 后 产生 的 各 种 自由
基 的 间接 作用 ,以 及 一 系列 的 链 镇 反应 ,使 生命 活动 极为 重要 的 高
分 子 物 质 \ 核 酸 、 蛋 白质 ) 的 各 种 结构 和 某 些 基 困 遭 到 破坏 ,从 而 导
和 致 它们 的 生物 活性 改变 ， 这 些 都 构成 了 随 之 而 来 的 络 胞 损伤 和 狂
胞 代谢 失常 的 原因 。 尤 其 在 最 近 十 年 中 , 由 于 新 技术 的 应 用 (如 超
速 离 心 法 、 组 胞 分 光 光 度 法 、 同 位 素 示 踪 法 ,放射 自 摄影 法 等 ) 和 选
用 了 适当 的 实验 材料 (如 肿瘤 炙 胞 、 离 体 狙 胞 培养 、 组 菌 等 ), 使 这
一 颌 域 中 不同 水 平 \( 亚 攻 胞 、 普 胞 整体) 的 研究 在 现代 生物 化 学 成
就 的 基础 上 有 了 很 大 的 进展 中 6
在 电离 辐射 对 代谢 影响 的 研究 中 ， 人 们 对 能 量 代 谢 和 核酸 代
谢 了 予以 很 大 重 秽 , 本文 就 这 二 问题 作 一 介 铬 。

—, BE St 1% af
— FEAL TES PLP BE ee HED EA AY ie AD Ay FE BE
WH, IM FERERe {CN HP is HERE SC Pte HA, A EEE
射 的 生化 效应 时 ， 很 自然 的 注意 到 高 能 磷酸 键 合 成 的 磷酸 化 问
题 。

we ee

180 BOAT AE OE KBE AS A a 9 Pe

(—) 楼 粒 体 氧化 磷酸 化 作用

1952 年 Potter 和 Bethell52?] 以 琥珀 酸 为 底 物 首先 发 现 经 岂
800 fe XBS SVS LUN, RUN ERE IA P/O 比值 下
ME, FEHR TE 2,000 46 X eA TS eR KHER PRR Ae
用 。 以 后 , Thomson 4 Al GEIL 800 fe 7 REN AB 3 NET
Ji» WoDRST AC HUR CTCL BREE MRED AA. 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;,|<TMP 合成 酶
TMP <> 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 。

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若干 血浆 蛋白 研究 的 进展

44 Ff 哲 PM 4
( Wire BEEBE A EBA )

远 在 三 千 多 年 前 ， 互 ippocrate 时 代 的 希腊 人 就 已 观察 到 血
液 含有 几 种 不 同 成 分 ， 但 血浆 蛋白 的 系 竹 研究 却 只 是 近 几 十 年 间
的 事情 。 本 世 甩 初 年 开始 区 分 血浆 球 蛋白 为 优 球 蛋白 与 伪 球 蛋白
两 种 ,前 者 不 洲 于 水 ,能 为 0.28 一 0.33 蚀 和 的 硫酸 镀 所 沉淀 ;后 者
能 洲 于 水 ， 要 用 0.34~0.46 HAMMERS BETTE. IF) 1937
年 ,人 们 总 以 为 只 要 有 清 蛋 白 、 优 球 蛋 白 、 伪 球 蛋白 等 就 构成 血浆
WAM Ata. 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
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