水通道的生物学研究

美国约翰·霍普金斯大学生化教授彼得·埃格瑞博士,他被瑞典皇家科学院授予2003年诺贝尔化学奖,以承认他们的实验室在1991年发现的水通道。水通道或称水孔蛋白的发现为这类蛋白的生化学、生理学和遗传学开创了一个黄金时代。 现在已鉴定了10余种哺乳动物水通道,每种都有其特定的组织分布。在肾脏、肺、眼和脑等组织表达多种水通道,构成水转运的网络。已确定水孔蛋白的基本结构是在细胞膜中以四聚体的形式存在。水通道参与许多临床疾病,包括尿崩症到各种形式水肿的病生理学过程。它们可能是治疗水平衡紊乱性疾病的靶。     

2003年的诺贝尔奖(Nobel Prize)和艾伯特·拉斯克奖(Albert Lasker Prize)揭晓

1 .2 0 0 3年诺贝尔化学奖授予美国洛克菲勒大学的RoderickMacKinnon教授和约翰斯 .霍普金斯大学医学院的PeterAgre教授 ,分别表彰他们在细胞膜水通道以及离子通道结构和机理方面做出的开创性贡献。他们分享 1千万瑞典克朗 (约合 13 0万美元 )的奖金。今年 47岁RoderickMacKinnon教授曾于 1999年获艾伯特·拉斯克基础医学研究奖、2 0 0 0年罗森斯蒂尔奖及其2 0 0 1年Gaindner奖。2 .2 0 0 3年诺贝尔奖生理学或医学奖授予美国伊利诺大学的化学家PaulLauterbur和英国诺丁汉大学物理学家SirPeterMansfield ,表彰他们在核磁共振造影 (MRI…     

由“程序性细胞死亡”透视2000年诺贝尔生理学或医学奖

瑞典卡罗林斯卡医学院于 2 0 0 2年 10月 7日宣布 ,将本年度诺贝尔生理学或医学奖授予英国科学家悉尼·布雷内 (ＳｙｄｎｅｙＢｒｅｎｎｅｒ)、美国科学家罗伯特·霍维茨 (ＲｏｂｅｒｔＨｏｒｖｉｔｚ)和英国科学家约翰·苏尔斯顿 (ＪｏｈｎＳｕｌｓｔｏｎ) ,以表彰他们在器官发育及程序性细胞死亡的基因调控方面做出的贡献[1] 。“程序性细胞死亡”(ｐｒｏｇｒａｍｍｅｄｃｅｌｌｄｅａｔｈ)是细胞一种生理性、主动性的“自觉自杀行为” ,这些细胞死得有规律 ,似乎是按编排好的“程序”进行的。包括人类在内的生物体是由细胞组成的 ,我们体…     

四眼斑水龟低温胁迫条件下体重与形态特征的初步研究

在海南的正常温度下,四眼斑水龟(Sacalia quadriocellata)在人工饲养环境中无冬眠现象,也未观察到繁殖行为。为研究冬眠对四眼斑水龟繁殖的影响,于2004年12月~2005年2月对其进行低温胁迫实验。选取29只成体四眼斑水龟分成2组,实验组9♀5♂共14只进行低温处理,在8·46±1·61℃干燥环境中保持32天;对照组10♀5♂共15只在正常条件下饲养。结果表明:低温胁迫后,实验组平均体重减小8·68±2·45%,雌雄差异不显著;雄性个体背甲宽从8·55±0·26cm减小到8·46±0·22cm,差异显著(P<0·05);雌性个体背甲长从12·97±0·80cm减小到12·94±0·81cm,差异显著(P<0·05);雌雄四眼斑水龟甲壳表面积相对低温胁迫前均减小;对照组龟养殖于常温下,甲壳无显著变化,两组龟体重变化量差异极显著(P<0·01)。影响失重率主要因素是胁迫时间,环境温度对失重呈显著线性正相关(r=0·811,P<0·05);形态特征的变化可能与繁殖机制、代谢有关。     

名刊封面

AQP0蛋白是哺乳动物晶状体的纤维细胞的细胞膜中含量最丰富的蛋白。它的作用很多,既可以作膜上的导水通道,又起到细胞间黏附分子的作用。在最新的研究中,科学家在电子显微镜下不但观察到 AQP0的结构,还见到了细胞膜中围绕在它四周的类脂,显微镜的高分辨率甚至能分辨出单个的水分子。这个结构的发现,使科学家第一次仔细观察了膜蛋白是如何嵌入类脂双分     

生命科学研究的又一个里程碑——记2003年度诺贝尔化学奖

瑞典皇家科学院宣布 ,美国的两位科学家Agre和MacKinnon ,因他们在细胞膜物质转运通道蛋白质研究方面的重要发现分享 2 0 0 3年度诺贝尔化学奖 .Agre发现了水通道 (waterchannel) ,并且解释了水通道对水分子的选择性通透等重要特性 ;MacKinnon确立了K 离子通道的高分辨率的三维结构 ,并且详细地阐明了其离子选择性等功能机制 .两位科学家把他们对科学研究前沿领域的高度敏感性与科学的方法论紧密结合在一起 .他们从化学基础研究出发 ,为生命科学前沿领域后基因组的研究作出了卓越贡献     

物理学－医学联手出硕果——记2003年诺贝尔生理学或医学奖

20 0 3年 10月 6日 ,瑞典卡罗林斯卡研究院宣布 ,2 0 0 3年诺贝尔生理学或医学奖授予美国科学家保罗·劳特布尔 (PaulC .Lauterbur)和英国科学家彼得·曼斯菲尔得 (PeterMansfield) ,以表彰他们在核磁共振成像 (magneticresonanceimaging ,MRI)技术领域的突破性成就[1] 。保罗·劳特布尔 192 9年生于美国俄亥俄州小城悉尼 ,196 2年获费城匹兹堡大学化学博士学位。196 4年间 ,劳特布尔作为化学和放射学系教授执教于纽约州立大学石溪分校。在此期间 ,他致力于核磁共振波谱学 (magneticresonancespectroscopy ,MRS)及其应用的研究。劳特布…     

2002年诺贝尔化学奖"对生物大分子仪器分析方法的重大贡献"简介

20 0 2年诺贝尔化学奖授予了三位在生物大分子研究领域作出突出贡献的科学家 :美国科学家约翰·芬恩 ,日本科学家田中耕一以及瑞士科学家库尔特·维特里希 ,以表彰他们创造性地应用物理化学分析法对生物大分子进行结构分析测定的研究。其中芬恩和田中发明了“对生物大分子进行确认和结构分析方法”和“对生物大分子的质谱法” ,维特里希则是开创了“利用核磁共振测定溶液中生物大分子三维结构的方法”。     

麦积山风景区不同生境类型蝶类的多样性

于2003~2004年对麦积山地区不同生境类型中蝴蝶多样性进行调查研究。依据海拔高度、气候、土壤和植被的不同将该地区的蝴蝶生境划分为3种类型:林缘山地、森林林地、裸岩。共收集蝴蝶3950只,隶属8科43属64种。计算了3种生境类型中蝶类物种丰富度、相似性系数、多样性指数。其中,蝴蝶物种丰富度由大到小为森林林地(8·8359)>林缘山地(6·1442)>裸岩(1·4711),物种多样性指数由大到小为森林林地(H'=1·4068)>裸岩(H'=0·9746)>林缘山地(H'=0·9201);森林林地和林缘山地的相似性系数最高(0·2221),其次是林缘山地和裸岩(0·0869),森林林地和裸岩相似性系数最低(0·0656)。     

细胞膜离子和水通道--2003年诺贝尔化学奖

瑞典皇家科学院于2003年10月8日宣布,将本年度诺贝尔化学奖授予美国科学家Peter Agre和Roderick MacKinnon,以分别表彰他们在细胞膜水通道(Water Channels)和离子通道(Ion Channels)的结构与功能研究方面做出的贡献。这是诺贝尔化学奖首次授予生命学科,表明了后者在自然科学中的重要位置。     

细胞运动中的水通道蛋白 ———细胞迁移及相关生理和病理机制的新视点

细胞迁移 (cell migration) 在机体生命活动中的胚胎发育、免疫防御、损伤修复、血管新生以及肿瘤转移等许多重要生理和病理过程中发挥核心作用 . 越来越多的证据表明,细胞迁移中处于极性分布的细胞膜离子通道和离子转运体可以通过调节细胞体积变化协助细胞的移动 . 然而细胞膜水转运机制在这一过程中的作用尚未阐明 . Saadoun 等 2005 年 4 月发表于《自然》杂志上的一项研究发现细胞膜水通道蛋白在细胞迁移中发挥重要作用 . 为细胞迁移的分子机制增加了新的内容,也为水通道基因功能研究开启了一个新的领域 .     

开创手性催化反应研究的新领域——2001年诺贝尔化学奖评介

1 .三位美日科学家摘桂瑞典皇家科学院在 2 0 0 1年 1 0月 1 0日宣布 ,将 2 0 0 1年度诺贝尔化学奖授予不对称催化合成的 3位先驱化学家 :美国孟山都生物技术公司 (Ｍｏｎｓａｎｔｏ)的威廉·Ｓ·诺尔斯(ＷｉｌｌｉａｍＳ .Ｋｎｏｗｌｅｓ)博士 ,美国ＴｈｅＳｃｒｉｐｐｓ研究所 (ＴＳＲＩ)的Ｋ·巴里·夏普莱斯 (Ｋ .ＢａｒｒｙＳｈａｒｐｌｅｓｓ)教授 ,日本名古屋大学的野伊良治(ＲｙｏｊｉＮｏｙｏｒｉ)教授 ,以表彰他们在手性催化氢化反应和手性催化氧化反应研究领域所作出的重大贡献。新世纪的第一个诺贝尔化学奖获奖成果虽然是非常基…     

水通道蛋白的生理功能 ——水通道基因敲除小鼠表型研究进展

水通道蛋白 (aquaporin, AQP) 是一族细胞膜上选择性高效转运水分子的特异孔道. 自从 Agre 等于 1992 年从红细胞膜发现第一个水通道蛋白 AQP1以来,有关水通道蛋白结构与功能的研究取得了迅速的、系列性的进展 . 已报道的哺乳动物 AQP 家族已有 11 个在蛋白质序列上有同源性成员 (AQP0~AQP10). AQP 在体内各系统组织中广泛表达,除了在与体液分泌和吸收密切相关的多种上皮和内皮细胞高表达外,在一些与体液转运无明显关系的组织细胞如红细胞、白细胞、脂肪细胞和骨骼肌细胞等处也有表达,提示 AQP 可能在多种器官生理和病理中发挥重要作用. 基因打靶技术是研究特定基因在体内生理功能的有力手段. 目前 AQP1、3、4、5 基因敲除和 AQP2 基因点突变的基因敲入小鼠模型 ( 模拟人类常染色体隐性遗传尿崩症 ) 已成功建立并广泛用于表型研究,在 AQP 水通道蛋白生理功能方面获得许多重要进展.     

膜通道研究再获诺贝尔奖

2003年的诺贝尔化学奖再次垂青膜通道领域的研究成果:Peter Agre因发现第一个细胞膜水通道蛋白,Roderick Mackinnon则因离子通道三维结构与功能机制方面的突破性成就而共同获奖。他们的研究成果为认识水和离子通过细胞膜的机制奠定了坚实的基础,同时开启了若干全新的生物医学研究领域。 如所周知,细胞膜是一种脂质双层的膜结构。单纯的脂质双层膜对水、离子和其它极性分子的通     

盐度、碱度对浮游生物和水化因子的影响

于 1998年 7～ 8月间在山东省高青县赵店乡大芦湖养殖场选取一口盐碱池塘的池水为实验用水 ,用粗盐和碳酸氢钠调节盐度和碱度 ,以研究盐碱池塘在盐度和碱度升高的情况下其化学、生物因子的变化趋势 .结果表明 ,盐碱池塘中重碳酸盐碱度的升高会在短时间内降低水体 pH值、钙离子浓度和COD ;但碱度为 6.64± 0 .40mmol·L-1～ 13 .47± 0 .3 1mmol·L-1对浮游生物不会产生显著的不良影响 .盐度为 2 .10± 0 .2 2 g·L-1～11.2 9± 0 .99g·L-1会引起浮游生物生物量的降低 ,并减少浮游生物的种类 ,降低其多样性指数 ,影响浮游生物群落结构组成     

西双版纳热带季节雨林生态系统氮的生物地球化学循环研究

 用小流域集水区和物质平衡方法,于1999年对西双版纳热带季节雨林生态系统的氮素循环进行了初步研究。西双版纳季节雨林生态系统的氮库总储量为6 481.2 kg·hm-2,其中活体生物量、凋落物层和土壤（0～30 cm）中的氮储量分别为970.9、37.7、5 481.2 kg·hm-2。土壤中的氮占生态系统氮总储量的84.4%,活体生物量占15.0%,凋落物层仅占0.6%。结果表明季节雨林的氮主要分布在土壤中,而在生物量中只占很少部分。大气降水、林内穿透水、树干流及地表径流的氮含量分别为0.565、0.828、0.983和1.042 mg·dm-3,氮通量则分别为8.89、10.97、3.57、5.95 kg·hm-2·a-1。大气降水输入氮8.89 kg·hm-2·a-1,径流输出氮5.95 kg·hm-2·a-1, 收支平衡（输入—输出）为2.94 kg·hm-2·a-1。氮的生物循环：吸收为149.86 kg·hm-2·a-1,存留为69.30 kg·hm-2·a-1,归还为80.56 kg·hm-2·a-1,循环系数为0.54。结果表明未受干扰的季节雨林生态系统处于氮积累的状态,有利于该生态系统的稳定与持续发展。     

破译基因密码的功臣——生物学科诺贝尔奖分析

1968年,罗伯特·霍利、哈尔·柯拉纳和马歇尔·尼伦伯格获得医学和生理学诺贝尔奖。其中尼伦伯格第一次合成了仅含1～2个核苷酸的简单核酸,利用该核酸生产了相应顺序的蛋白质,从而揭开了遗传密码的序幕。尼伦伯格还与柯拉纳长期合作创用了一系列方法,合成多种核酸,最后解决了遗传密码的必要前提。人们发现,控制遗传特性的因子(称基因)的信息是由细胞核中一种叫做脱氧核糖核酸 (DNA)的物质所携带。科学家们曾推断DNA以某种方式指挥细胞,将氨基酸组装为蛋白质。1953年,美国的詹姆斯·杜威·沃森及英国的弗朗西斯·哈里·康普顿·克里克发现了DNA     

水杨酸对真菌诱导子诱导红豆杉悬浮细胞膜脂过氧化和紫杉醇生物合成的影响

研究了 5 0 mg· L- 1真菌诱导子 (F5) ,5 0 mg· L- 1水杨酸 (SA) ,5 0 mg· L- 1F5+5 0 mg· L- 1SA3种处理 ,对红豆杉悬浮细胞膜脂过氧化和紫杉醇合成的影响。结果表明 :F5和 SA单独处理红豆杉细胞均引起细胞膜脂过氧化。SA+F5联合处理可以减轻 F5单独处理细胞所引起的膜脂过氧化程度 ,SA+F5联合处理与真菌诱导子处理相比 ,较大地提高了过氧化物酶的活性 ,得到较多的生物量。3种处理方法均可提高红豆杉细胞紫杉醇产量 ,特别以 F5+SA处理得到产量最高 ,达到 1 1 .5 mg· L- 1,分别为 F5,SA和对照组的 1 .5倍、2 .0倍和7.5倍。结果显示 :在真菌诱导子诱导与水杨酸的联合作用下提高紫杉醇产量 ,可能与水杨酸减轻真菌诱导子所引起的细胞膜脂过氧化程度有关     

水通道蛋白研究动态

水通道蛋白是对水专一的通道蛋白,它普遍存在于动、植物及微生物中,不同水通道蛋白之间具有类似特征.哺乳动物中水通道蛋白主要分为六类,分布于水分代谢活跃的器官中;植物除了质膜上水通道蛋白外,液泡膜也存在着水通道蛋白,它们在植物生长,发育及胁迫适应中起着重要作用.目前有关水通道蛋白的详细的结构和功能信息主要来自对红细胞膜上水通道蛋白的研究,它由同源的四聚体组成,每个单体具有独立的水通道功能,四聚体在膜上分布具有不对称性,在膜内侧四聚体呈伸展状态,在膜外侧形成大的中心空腔.     

植物学报 第15卷 总目录

第1期(1973年6月)小麦(T万‘c1’二,lga、)花粉植株的诱导及其形态发生过程的研究朱至清王敬驹孙敬三钱南芬尹光初徐振(1)在人工培养条件下君子兰(Cli衍a二obilis)雄配子体发育过程中营养核与生殖细胞的动态—显微缩时电影记录与一般细胞学观察····.·.·....................……植物抗寒性的细胞学研究一一小麦进人寒冬时期细胞亚显微结构的变化··~····~··…简令成费草伽icoti即。tabac“水)和辣椒(c aPsic“、阴洲“二)花药离体培养的研究········……······……唐佩华(12)荆玉祥张宝田(22)···一····…