Mitochondria and Anaerobic Energy Metabolism in Eukaryotes: Biochemistry and Evolution
作者：William F. Martin，Aloysius G. M. Tielens，Marek Mentel
出版：De Gruyter
索书号：Q244/M383/2021/Y
ISBN: 978-3-11-066677-9
藏书地点：武大外教中心
真核生物对于理解这颗蓝色星球上的生命历史非常重要。地球上的细胞分为没有细胞核的原核生物和有细胞核的真核生物。真核生物包括所有真正复杂的生物，如植物、真菌和动物。与真核细胞相比，原核细胞在细胞学、遗传学和基因组学方面都不太复杂。原核生物包括古生菌（在20世纪90年代之前被称为古细菌）和细菌。原核生物缺乏细胞核。它们也没有复杂的细胞骨架、过氧化物酶体、液泡/溶酶体或任何内共生起源的细胞器——线粒体和质体。原核生物的鞭毛与真核生物的鞭毛不同源，真核生物的鞭毛是基于微管蛋白组成的微管。原核生物的鞭毛是类似的结构：甚至古生菌和细菌的鞭毛也不是同源的，因此古生菌的鞭毛被称为鞭毛。同源的意思是由于共同的祖先而相似。
真核生物进化的观点继续经历着重大的变化。细胞核是真核生物的细胞器，是给它们命名的隔间。但除了细胞核，线粒体被认为是真核细胞的祖先细胞器。然而，线粒体家族现在包括不呼吸氧气的简化形式的细胞器：氢染色体体和有丝分裂体。20世纪70年代氢染色体体的发现，以及随后对它们是线粒体厌氧形式的认识，导致了发现线粒体——曾经是氧气呼吸的同义词——在真核生物的有氧和无氧能量代谢中都有关键作用。
一般来说，真核细胞比原核细胞更复杂。它们的线性染色体定位在细胞核内。核膜与内质网相邻，内质网通过膜泡与高尔基体接触。虽然真核细胞核看起来很复杂，但它可以在无细胞的提取物中被诱导自发形成。Newport表明，含有100 uL爪鼠卵提取物、2 mM ATP(以及20 mM磷酸肌酸和一些肌酸激酶以提供持续ATP)和1.6 ug噬菌体lambda DNA的混合物在22°C下孵育，大约在一个小时内会在lambda DNA周围自发形成核，有两个层(核膜的内外叶)和核孔。真核生物的另一个特征是线粒体在不同的生化变异中存在:如好氧线粒体、(兼性)厌氧线粒体、氢化染色体体和有丝分裂体。真核细胞中的复杂结构的形成需要ATP；真核生物的ATP合成是线粒体的产物。
基因组数据也影响了我们对真核生物系统发育关系的看法，这导致了对真核生物无氧代谢的进化意义的更好理解。与此同时，地球化学证据揭示了有关地球历史上氧气上升的革命性新发现。对地球古代栖息地的新认识表明，从大约16亿年前真核生物起源到早期真核生物谱系多样化，直到大约5亿年前，地球大气中含有非常低的氧气，大约相当于目前大气水平的1%，这个氧水平被称为巴斯德点。巴斯德点是指细胞能够从氧气呼吸转换到无氧ATP合成和无氧生活方式的氧气水平，完成这个转换。在过去低氧的大部分时间里，海洋在很大程度上是缺氧的，局部甚至富含硫化氢，这是线粒体中氧呼吸的强抑制剂，因此对仅依靠氧气合成ATP和氧化还原平衡的细胞来说是一种毒药。直到大约4.5亿年前，陆地上还没有明显的生命；所有的生命都在海洋、沉积物和地壳中。真核生物在厌氧海洋中出现并多样化。在地球氧历史的新观点中，线粒体中真核生物能量代谢的氧独立途径反映了在真核生物进化过程中主导地球历史的环境条件。这些条件是低氧或无氧。真核生物的线粒体保留了过去厌氧的痕迹。
《真核生物中的线粒体和无氧能量代谢：生物化学和演化》一书于2021年由De Gruyter出版，作者为William F. Martin，Aloysius G. M. Tielens和Marek Mentel。
《真核生物中的线粒体和无氧能量代谢：生物化学和演化》一书，作者展现了真核生物中的线粒体和无氧能量代谢研究领域中的一些最新研究，讨论的主题主要包括三个部分，第一部分为厌氧菌与真核生物起源、低氧环境中的真核生物、大气演化的现代背景、能量代谢和氧化还原平衡、发酵、糖酵解和分离等基础知识；第二部分为线粒体电子传递链的厌氧利用、有丝分裂体生物的能量代谢和能源的寄生虫等研究充分的案例；第三部分为线粒体能量代谢的进化等知识。
《真核生物中的线粒体和无氧能量代谢：生物化学和演化》是生物学实验室不可或缺的工具用书，适用于细胞生物学、生物化学与分子生物学等相关专业的高年级本科生、研究生，也可作为教师的教学和科研参考书，亦可供生物医学、药理学、免疫学及相关领域的研究人员参考。
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1.本书旨在提供真核生物厌氧能量代谢的生物化学和进化的概述，同时，努力将生物学、生物化学、地球化学和生物地球化学的最新发现联系起来，形成一个总体的进化图景。
2.本书设有图片列表和缩写词列表，结尾还设有索引方便读者查找。
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总的说来，《真核生物中的线粒体和无氧能量代谢：生物化学和演化》一书为想要了解真核生物中的线粒体和无氧能量代谢研究进展的人员提供了清晰的导读路径，作为细胞生物学领域的一本前沿研究图书，是一本值得为想要涉足该领域的人员推荐的专业书籍。
本书目录：
前言
图片列表
缩写词列表
第一部分：基础
第1章 厌氧菌与真核生物起源
第2章 低氧环境中的真核生物
第3章
大气演化的现代背景
第4章
能量代谢和氧化还原平衡
第5章
发酵、糖酵解和分离
第6章
呼吸作用并不总是有氧的
第7章
使用氧气是可选的
第8章 缺氧诱导因子(HIF)
第9章 锥虫体内的氧依赖发酵
第10章
厌氧线粒体
第11章
有氧和无氧的线粒体
第12章
氢化酶体和产生H2的线粒体
第13章
微粒体和微好氧微生物
第14章
其他线粒体来源的细胞器
第15章 基因组不是活的
第二部分 被充分研究过的例子
引言
第16章 线粒体电子传递链的厌氧利用
第17章
尾刺耐格里原虫，一种具有“厌氧基因组”的严格需氧生物
第18章
肝吸虫的苹果酸歧化
第19章
蛔虫：羊蛔虫和蚓蛔虫
第20章
潮带、厌氧沉积物和硫化物中的动物
第21章
在真核生物中罕见但存在的无氧呼吸
第22章 藻类无氧能量代谢的酶
第23章 细小裸藻中的蜡酯发酵
第24章
莱茵衣藻，一个万事通
第25章
带有氢化酶体的生物体
第26章
卵形纤毛虫和产生H2的线粒体
第27章
有丝分裂体生物的能量代谢
第28章 能源的寄生虫
第三部分 进化
引言
第29章
为什么线粒体成了氧气的代名词?
第30章
厌氧菌中普遍存在线粒体。
第31章
从兼性厌氧祖先状态的差异损失
第32章 早期真核生物进化中的氧可用性：巴氏灭菌法
第33章 线粒体能量代谢的进化
第34章
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文献目录
索引
胡萌欣 武汉大学生命科学学院 博士