全 文 ：第 甘 卷 第 6期
19 5 6年 1 1月
海 洋 与 湖 沼
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有机锡对海洋附着生物的防污机理研究
1 1
. 三苯基氯化锡 ` )对藤壶线粒体 A T P 酶 “ )的影响 *
朱 谨 钊 刘 玉 梅
(中国科学院海洋研究所 , 青岛 )
提要 本文为 T P T C 防污机理的进一步探讨 , 报道 了 M g 仆 对藤壶线粒体 A T p 酶有激活作用 , 适宜
的 M g 卜 浓度为 6胖m ol 了间 。 T P T C 对藤壶线粒体 AT P 酶有抑制作用 ,情况与寡霉素类似 。
前文曾从亚显微结构和生化测定两方面探讨了 T P T C 对藤壶的防污机理 〔 ` ’ , 报道了 T P T C 对藤壶
线粒体的氧化磷酸化有强烈的抑制作用。 由于氧化磷酸化反应是一个复杂多酶系统的共同作用 , 因此
究竟哪是 T P T C 的作用部位 , 本文作了进一步的探讨 。 根据 T P T C 对磷酸化的抑制更为敏感的特
性 「` ’ , 我们测定了 T P cT 对藤壶线粒体 A T P 酶的影响 ,发现 T P T C 对藤壶线粒体上的 A T P 酶有抑制
作用 , 另外藤壶线粒休上的 A T P 酶和一些哺乳动物心脏线粒体上的 A T P 酶一样 , M g Z十 对它有激活
作用 。
材 料 和 方 法
实验用藤壶为纹藤壶 (加 lo n u r a 。 ,人 ; z , i , 。 a二 ,八 i f r i t` D a r w i n )
线粒体制备见文献「1 ]。
化学试剂 T PCT 由大连油漆厂提供 , 纯度 ” % , 以 l :l ( v/ v) 丙酮乙醇作溶剂 , 其浓度用
T P T c 测定法标定 3 ’ 。 A T P 钠盐为中国科学院生物化学研究所产品 , 含量 9 。% 以上 。 寡霉素系美国
S馆m a 产品 (含寡霉素 二 , b , 。 ) , 其他试剂均为分析纯级 , 用重蒸水配制 。
A T P 酶活力测定系统总体积为 l m] , 除注明者外一般含 : rT i s一 H CI 缓冲液 6 0拜m ol , p H S . 0 ; A T P
5那。 ol ; gM CI
:
6拜onI 吮 含线粒体 4 . 5 0 9 蛋白左右。 在 30 ℃ 保温 20 分钟后加 30 % 三氯醋酸 0 . , mJ 。
终止反应后 ,离心 ,取上清液 , 用 su m m二 方法测定释放的无机磷 〔们 。 对照试验先加三氯醋酸。 酶活力
表示为 : 拜m o l p / h / m g 蛋白。
线粒体蛋白浓度用双缩腺法测定 〔 , 〕。 以牛血清白蛋白作标准 。
结 果 和 讨 论
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十 对藤壶线粒体 人 T P 酶的激活作用
* 中国科学院海洋研究所调查研究报告第 1 3 6 3 号 。
收稿 日期 : 1 9 8 5 年 4 月 3 日 。
1) 以下简称 T p T C (即 T r ip h e n y l t i n e h l o r id e )
2 ) 本文所提到的线粒体 A l . p 酶为线粒体 A T P 酶复合体 。
3 ) 赵洪儒等 , 1 9 6 7。 三苯基氯化锡渗出率测定。
6期 朱谨钊 、 刘玉梅 :有机锡对海洋附着生物的防污机理研究 1 · 5 斗 9
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图 1 不同 Mg Z十 浓度对藤壶线粒体 A T P 酶的激活作用
许多金属离子都可对 A T P 酶有激活作用 ,一些哺乳动物的线粒体上的 A T P 酶均可用 gM Z十 作激
活剂 〔 3 , , 我们测试了 M g汁 对藤壶线粒体 A T P 酶的作用 ,结果见图 1 。
图 l 表明 , 当 崛” 浓度低于 6拜m ol Z耐 时 , A T P 酶的激活程度随着 M g Z十 浓度的增大而递增 ,
当 M g Z十 浓度高于 6拜m o l/ ln 时 , A T P 酶的活力反而有所下降 , 在我们的实验条件下 ,适宜的 gM Z+ 浓
度为 6户m o l /m l 。
2
.
T P T C 对线粒体 A T P 酶的抑制作用
鉴于 T P T c 对藤壶线粒体的磷酸化作用的抑制远比对氧化作用的抑制敏感 〔 , 1 。 因此我们在探讨
T p T C 的作用位置时 , 首先考虑有关磷酸化的问题 , 我们测定了 T p T C 对藤壶线粒体的 A T P 酶 的影
响 ,结果见表 1。
表 1 抑制剂对蕊壶线粒体 A T P 陇的作用
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* 寡霉素 (拜g ) 酶活力 (拼m o l / h /i n g ) 抑制率 (肠 )
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从表 1可见 , 当 T P T C 的浓度为 1 . 2 x 10 一 `m ol /L 时 A丁 P 酶活力被抑制 5 4% 左右 , 以后虽然增
大 T P’ r C 的浓度 , 但抑制率的变化并不大 , 这不大符合一般酶与抑制剂浓度变化的规律。 我们在文献
l习 中曾报道 1 . 2 x 1 0一 m ol /L 的 T P T C 能完全抑制线粒体的磷酸化作用 , 而在本实验中对 A丁 P 酶
的抑制仅为分 % 左右 , 应该如何看待 T P T C 与这两种抑制之间的关系呢 ? 我们认为有以下两点值得
提出讨论 :
( l) 在氧化磷酸化反应中 , 磷酸化反应的测定是测在 A T P 形成过程中无机磷的减少 , 这一过程是
在线粒体内部进行的有严格顺序的复杂反应 , 即由 A D P 磷酸化为 人 T P 的反应 必须是在线粒体内膜
的 A T P 酶 (也称 A T P 酶复合体 )作用下进行 ,任何外源性的 A T P 酶均不能替代 。 而在本实验中 , A T P
酶的测定是侧底物 A T P 在 A T P 酶作用下的水解 , 即无机磷的增加 , 仅仅是磷酸化反应的逆反应 。 但
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这两个反应的要求条件不同 ,其区别即在于磷酸化反应仅局限于线粒体上 A T P 酶复合体的作用 ; 而对
于 A T P 的水解 ,除线粒体上的 A T P 酶外 ,任何其他来源的 A T P 酶均具有水解它的作用 。 因此 , 如果
线粒体制剂不纯 ,对磷酸化反应的测定影响不大 ,而对于线粒体 A T P 酶活力的测定则会有干扰。
(2 ) 线粒体 A PT 酶制剂的纯度问题 。 目前对线粒体的制备均采用差离心法 , 由于藤壶个体小 ,线
粒体制剂需采用整体匀浆后再用差离心方法制备而成。 因而 , 在我们所应用的制剂中不可避免地会夹
有各种组织碎片 , 故有可能带进各种来源的 A T P 酶 , 这样本实验所测得的 A T P 酶活力就应该是各种
来源的 A丁 P 酶共同作用的结果 , 而这些 A T P 酶之间存在着化学特性上的差异 , 特别是对抑制剂反应
方面也存在着差异。 因此 , T P T C 对某来源的 A T P 酶有抑制作用 ,而对另一来源的 A T P 酶不抑制也
完全是可能的 。 这就解释了为什么当 丁 P T C 抑制到一定程度后 ,再加大它的浓度也不能增加其抑制率
的问题 。 为此 ,我们用线粒体 A T P 酶的专一性抑制剂寡霉素作对照 ,发现寡霉素浓度为 2拜 9 2, 1 时 ,对
A T P 酶的活力抑制为 5 % 左右 ; 随着寡霉素浓度的增大 ,一直到 4 0四 21 时 , A T P 酶的抑制率变化
都不大 ,这说明在我们所测定的 A T P 酶中有部分 A T P 酶是不受寡霉素抑制的 , 而应该是属于非线粒
体上的 A T P 酶 。 这情况与 T P T c 对 A T P 酶的抑制极为相似 ,证实了在上述线粒体制剂中 ,除含有线
粒体 A T P 酶外还带有其他来源的 A T P 酶 。
从表 1 中我们可以看到 2 阳 / ln] 寡霉素能抑制 ” % 左右的 A T P 酶活力 ; 1 . 2 X l 丁刁 m司 /L 的
T P T C 能抑制 5斗% 左右的 A丁 P 酶活力。 当这两种抑制剂加到一起共同作用时 , 对 A T P 酶活力的抑
制仍然在 分% 左右 ,抑制率并没有明显地增加 。 说明这两类抑制剂所抑制的是同一类的 A T p 酶 。 寡
霉素是公认的线粒体 A T P 酶的专一性抑制剂 , 因而 T P T C 所抑制的也正是线粒体上的 A T P 酶 。 我们
再把寡霉素所抑制的 A T P 酶活力作 1 0 % 的线粒体 A T P 酶活力计 ,则 1 . 2 x 1 0 一` nI o l / L T P T C 所能
抑制的线粒体 A T P 酶活力也正好是全抑制的水平 。 这样 , T P T C 在该浓度下对 A T P 酶的抑制与对
磷酸化作用的抑制也就一致了 。
线粒体的磷酸化反应必需要有线粒体 A T P 酶的参与 ,如果其 A T P 酶受到抑制则必然会破坏线粒
体的磷酸化作用 ,从而导致机体能量代谢的障碍 。 综合文献【1 及本研究结果可知 , T P T C 的防污机理
应该是由于 T P T C 抑制了线粒体的 A T P 酶而影响到氧化磷酸化作用 , 破坏了机体的能量代谢 。
参 考 文 献
[ l ] 施奠族 、吴厚 余、 朱谨钊 , 1 9 8 1。 有机锡对海洋附着生物的防污机理研究 L 三苯基氯化锡对藤壶线粒体的影
响 。 海洋与湖沼 1 2 ( 5) : 4 2 2一 4 27 。
播家秀 、任梅轩 、 徐俊杰等 , 1 9 6 2。 蛋白质化学研究技术 。 科学 出版社 , 第 12 页。
惠特克 , P . .A , 5 . M . 丹克著 (林治焕等译 ) 1 98 2 。 线粒体结构 、功能和组装 。 科学 出版社 , 第 94 页 。
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