琥珀酸脱氢酶(Succinate dehydrogenase,简称SDH),
黄素酶类,属于
细胞色素氧化酶,是
TCA循环中一个整合于膜上的多亚基酶,在
真核生物中,结合于
线粒体内膜,在
原核生物中整合于
细胞膜上,其是连接
氧化磷酸化与
电子传递的枢纽之一,可为
真核细胞线粒体和多种
原核细胞需氧和产能的
呼吸链提供电子,为线粒体的一种
标志酶。
种类
琥珀酸脱氢酶有两种,一种是以泛醌作为受体的,另一种是作用于所有受体。
琥珀酸脱氢酶
英文:Succinate dehydrogenase(ubiquinone)
催化反应:
琥珀酸+泛醌=
富马酸+泛醇(具备双向催化的功能)
琥珀酸脱氢酶
通用名:琥珀酸脱氢酶
英文:Succinate dehydrogenase
催化反应:琥珀酸+受体=富马酸+被还原的受体
系统名称:琥珀酸:(受体)氧化还原酶
CAS号:9002-02-2
作用
琥珀酸脱氢酶是连接
氧化磷酸化与
电子传递的枢纽之一,可为
真核细胞线粒体和多种
原核细胞需氧和产能的
呼吸链提供电子,其活性一般可作为评价三羧酸循环运行程度的指标。 该酶以FAD作为其脱下电子的受体,而不是NAD+。琥珀酸脱氢酶与FAD的关系是以
共价键相互连接,因此它是酶和
辅基的关系。很特别,因为一般FAD与酶以
非共价键形式结合。尽管琥珀酸脱氢酶的作用是专一的,但
丙二酸(与底物结构上很相似)可以与该酶结合,但酶不能催化其
脱氢,因此丙二酸是
琥珀酸的强
抑制剂。琥珀酸脱氢酶催化琥珀酸的脱氢具有严格的立体专一性。
琥珀酸脱氢酶与
柠檬酸循环中的其它酶不同,是嵌入到
线粒体内膜的酶,是线粒体内膜的一个重要部分,其它酶大多存在于
线粒体的基质。
琥珀酸脱氢酶线粒体三羧酸循环
琥珀酸脱氢酶(Succinate dehydrogenase,简称SDH),
黄素酶类,是线粒体内膜的
结合酶,属膜结合酶,是连接
氧化磷酸化与
电子传递的枢纽之一,可为
真核细胞线粒体和多种
原核细胞需氧和产能的
呼吸链提供电子,为线粒体的一种
标志酶。琥珀酸脱氢酶是反映线粒体功能的标志酶(markerenzyme)之一,其活性一般可作为评价三羧酸循环运行程度的指标,对于评价精子线粒体功能、研究致奶牛酮缺乏症
病理过程等具有重要意义。
提取
琥珀酸脱氢酶的提取与生理意义
琥珀酸脱氢酶存在于所有有氧呼吸细胞,和
线粒体膜牢固结合,是
三羧酸循环中与内膜结合的酶,是
脱氢酶中最重要的酶。迄今为止,已从多种
原核和
真核组织中
分离纯化出这种酶,为该酶的酶学研究奠定了基础。作为膜
内酶,琥珀酸脱氢酶与具有
脂双层结构的线粒体膜结合得比较紧密,很难溶解下来,而且其一旦离开膜后,暴露在空气中会很快
失活,因此其提纯难度很大。1950年我国生物化学家
王应睐、
邹承鲁、汪静英等开展对
膜蛋白琥珀酸脱氢酶的研究,经过反复实验最后以
正丁醇抽提法成功地把琥珀酸脱氢酶从鼠肝组织线粒体膜上溶解下来,得到了高纯度的
水溶性琥珀酸脱氢酶,其活力比同期国外报道者高出1倍以上,从而奠定了我国在琥珀酸脱氢酶研究领域的领先地位。其后,Davis等(1971、1977)使用NaClO4从
牛心线粒体溶解下此酶;TsukahoHattori和TadashiAsahi(1982)选用离子型
去垢剂脱氧胆酸钠从番薯根线粒体提取SDH;Suraveratum等(2000)对
恶性疟原虫的琥珀酸脱氢酶进行了
纯化;夏玉凤等(2000)以玉米黄化苗为
生物材料,通过
差速离心获得线粒体,使用超声波将其破碎,用2%
TritonX-100溶膜,
超速离心,
硫酸铵沉淀,DEAE-C32层析纯化琥珀酸脱氢酶;辛明秀等(2004)用常规
酶学方法从嗜冷酵母(Y18)中
分离纯化出有
催化活性的琥珀酸脱氢酶。
琥珀酸脱氢酶是直接连在
电子传递链上的,氢受体是FAD而不是
NAD+,它使
琥珀酸氧化为
延胡索酸过程中所产生的
FADH2与酶结合,将来自FADH2的两个电子直接传递给酶的Fe3+。现有研究表明,琥珀酸脱氢酶由α、β两个
亚基组成,α亚基
相对分子质量为70.0×103,含有FAD和两个铁硫簇;β亚基相对分子质量为27.0×103,含有一个铁硫簇。
测定
琥珀酸脱氢酶能通过一系列人工
电子受体,如与PMS(吩嗪二甲酯
硫酸盐),
DCPIP(2,6-
二氯酚靛酚)等发生反应催化
琥珀酸的氧化,而借助这些
中间产物的
颜色变化,通过
分光光度计检测即可加以定量反映,其反应式为:①Succinate+PMS→Fumarate+PMSH2;②PMSH2+DCPIP→PMS+DCPIPH2。DCPIP呈蓝色,标准的
吸收光谱在600nm处,这种色泽可因其还原而渐次变淡,从而600nm处的
光密度的变化与DCPIP含量成正比,测定2.6-DPIP的还原速度可以推算出SDH的活力。一分子
DCPIP被还原,即代表一分子
琥珀酸被氧化。故可测定此反应系统在600nm处的吸收光度变化,来计算SDH的活性。SDH活性计算:(标准-测定)/标准=μmol/min/mg。
以
铁氰化钾[K3Fe(CN)6]和
琥珀酸钠为底物,使琥珀酸脱氢酶
催化反应将铁氰化钾还原为
亚铁氰化钾[K4Fe(CN)6],K4Fe(CN)6再与Fe3+作用生成
普鲁士蓝,在700nm波长测定吸光值,以检测普鲁士蓝之生成量,作为琥珀酸脱氢酶的
还原力,吸光值愈高表示琥珀酸脱氢酶活力愈强。
TTC(氯化三苯四氮唑)法
无色TTC(2,3,5-氯化
三苯基四唑)作为人造受氢体,它在细胞呼吸过程中接受氢,还原成三苯基甲膳(TF)。后者以红色
晶体的形式存在于细胞内,采用
有机溶剂(如甲苯、
乙酸乙醋、
三氯甲烷、
丙酮或
乙醇等)进行萃取。
萃取液测定485nm
吸光度后,以TTC还原量表示
脱氢酶活性,根据
标准曲线计算TF生成量,进而求出TTC-脱氢酶活性。
MTT是一种黄颜色的
染料。
活细胞线粒体中琥珀酸脱氢酶能够代谢还原MTT,同时在
细胞色素C的作用下生成蓝色(或蓝紫色)不溶于水的甲臜(Formazana),经
异丙醇作用颗粒溶解显色。在通常情况下,甲臜生成量与活细胞数成正比,因此可根据
光密度570nm处
OD值推测出活细胞的数目。
NBT易溶于水,呈淡黄色,以NBT为受氢体,接受由
琥珀酸钠盐被酶作用而脱下的氢,进而形成紫蓝色的沉淀,于反应体系中加入PMS,
混匀,37℃保温30min,之后加入TCA终止反应。加异丙醇溶解显色,混匀,即可于548nm测OD值。规定:30min内548nm下OD值为1.0时的酶量为1个
活力单位。
比活力=活力单位数/毫克蛋白。