背景[1-3]
細(xì)胞色素c氧化酶（Cytochrome c oxidase）是一種氧化還原酶，通用名為“細(xì)胞色素-c氧化酶”，系統(tǒng)名稱為“亞鐵細(xì)胞色素-c:氧氣氧化還原酶”（EC 1.9.3.1）。存在于真核生物細(xì)胞的線粒體上，主要通過(guò)氧化磷酸化為細(xì)胞提供能量，是線粒體電子傳遞鏈末端氧化酶，其活力與機(jī)體代謝異常、疾病及中毒關(guān)系密切。由于細(xì)胞色素氧化酶是呼吸電子傳遞鏈的第四個(gè)中心酶復(fù)合物，因此又被稱為復(fù)合物IV（英文Complex IV）。
它可以接受來(lái)自四個(gè)細(xì)胞色素c的四個(gè)電子，并傳遞到一個(gè)氧氣分子上，將氧氣轉(zhuǎn)化為兩個(gè)水分子。在這一進(jìn)程中，它結(jié)合來(lái)自基質(zhì)內(nèi)的四個(gè)質(zhì)子來(lái)制造水分子，同時(shí)跨膜轉(zhuǎn)運(yùn)四個(gè)質(zhì)子，從而有助于形成跨膜的質(zhì)子電化學(xué)勢(shì)能差，而這一勢(shì)能差可以被三磷酸腺苷合酶用于制造生物體中最基本的能量分子ATP結(jié)構(gòu)細(xì)胞色素c氧化酶〔同源二聚體〕的結(jié)構(gòu)，位于磷脂雙分子層中。
細(xì)胞色素c氧化酶是一種存在于細(xì)菌或線粒體上的大型跨膜蛋白復(fù)合物。PDB1OCC細(xì)胞色素氧化酶復(fù)合物是一個(gè)大型蛋白質(zhì)，位于粒線體內(nèi)膜(inner-membrane)上，含有多個(gè)金屬輔因子和13個(gè)亞基（在哺乳動(dòng)物細(xì)胞中）。其中，10個(gè)亞基是來(lái)自細(xì)胞核，而另外三個(gè)亞基則是在線粒體中合成。復(fù)合物還含有兩個(gè)血紅素、一個(gè)細(xì)胞色素a和細(xì)胞色素a3以及兩個(gè)銅中心（CuA和CuB）。
實(shí)際上，細(xì)胞色素a3和CuB形成了一個(gè)雙核心中心，作為氧氣的還原位點(diǎn)。細(xì)胞色素c被呼吸鏈復(fù)合物III還原后，會(huì)結(jié)合到CuA雙核中心，并把一個(gè)電子傳遞給雙合中心，細(xì)胞色素c本身則恢復(fù)氧化狀態(tài)（細(xì)胞色素c上的鐵從+2價(jià)氧化到+3價(jià)）。被還原的CuA雙核中心再將一個(gè)電子通過(guò)細(xì)胞色素a傳遞給細(xì)胞色素a3-CuB雙核中心。在這一雙核中心上的兩個(gè)金屬離子相距4.5Å，并通過(guò)一個(gè)處于完全氧化狀態(tài)的氫氧根離子相連接。
應(yīng)用[4][5]
用于細(xì)胞色素C氧化酶和MPTP對(duì)骨質(zhì)疏影響的研究
通過(guò)觀察骨質(zhì)疏松組、骨量減少組和非骨質(zhì)疏松組三組的肌線粒體中細(xì)胞色素C氧化酶含量與線粒體通透轉(zhuǎn)換孔開放的差異,來(lái)探討線粒體功能與骨質(zhì)疏松癥之間的關(guān)系,補(bǔ)充骨質(zhì)疏松癥在肌肉方面的研究,并為中醫(yī)中藥通過(guò)對(duì)維持線粒體功能和延緩肌細(xì)胞凋亡,來(lái)防治骨質(zhì)疏松癥提供一定的依據(jù)。
方法選擇患者60余例,術(shù)前行骨密度檢查,根據(jù)納入標(biāo)準(zhǔn)、排除標(biāo)準(zhǔn)及選擇標(biāo)準(zhǔn),分為骨松組、骨量減少組及非骨松組,各選10例。其中三組病例年齡最小47歲,75歲。手術(shù)時(shí),收集椎板旁的肌肉組織,大小約為0.5cm×0.5cm,并提取線粒體,進(jìn)行檢測(cè)。最后數(shù)據(jù)用SPSS13.0統(tǒng)計(jì)軟件建立數(shù)據(jù)庫(kù),進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。
結(jié)果1.隨著時(shí)間的推移,三組的OD值均呈下降的趨勢(shì),30 min的OD值與0 min比較,有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P＜0.05);但三組在同一時(shí)間點(diǎn)比較,無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P＞0.05)。
2. 計(jì)算30min/0min吸光比值,若OD值比值降低,表明線粒體通透轉(zhuǎn)換孔活性增強(qiáng)。非骨松組和骨量減少組有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P＜0.05),非骨松組和骨松組有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P＜0.05),骨量減少組和骨松組無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P＞0.05)。
3. 3.在線粒體細(xì)胞色素C氧化酶的含量比較方面,骨量減少組、骨松組和非骨松組比較有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P＜0.05),而骨量減少組和骨松組兩者之間沒統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P＞0.05)。
參考文獻(xiàn)
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