不同来源腐植酸与活性氧自由基的相互作用

以ESR波谱仪为工具,利用自旋捕集技术研究不同来源腐植酸与黄嘌呤氧化酶体系和人多形核白细胞(PMN)呼吸暴发产生的超氧阴离子自由基(O₂^-·)及Fenton反应生成的羟自由基(·OH)的相互作用,发现大骨节病病区和非病区的腐植酸对·OH自由基的产生表现促进作用,而对O₂^-·自由基则表现清除作用.而泥炭腐植酸对O₂^-·和·OH均显示清除作用,明显不同于大骨节病病区和非病区腐植酸的行为,认为腐植酸诱导大骨节病的过氧化损伤应主要是通过羟自由基反应而引发的.     

竹红菌乙素敏化的人红细胞膜结构光损伤的Raman光谱特征

采用Raman光谱从分子水平揭示了竹红菌乙素光敏损伤的人红细胞膜发生膜蛋白交联和膜脂脂质过氧化导致其功能变化 ;膜流动性和离子通透性增加的本质是竹红菌乙素产生的活性氧 ( ¹O₂ ,O₂ ^-·和·OH等 )破坏了红细胞膜的有序结构 ,使膜蛋白主链结构的α 螺旋、β 折叠明显减少 ,无规卷曲增加并使其侧链结构的巯基基团、吲哚环、对羟苯基环、单基取代苯基环等也明显减少 .与此同时 ,随着光照时间的增加 ,膜脂的反式构象呈先增加后减少的趋势 ,它的扭曲构象则正好相反 .膜蛋白和膜脂构象不灵敏的CH₂ 和CH₃弯曲振动谱线的明显下降 ,揭示它们有链的断裂 .     

多形核白细胞产生的NO和O2-自由基主要形成 ONOO-

用ESR自旋捕集技术研究了人多形核白细胞(PMN)受促癌剂佛波醇(PMA)刺激产生O₂^-和NO自由基的相互作用.发现加L-精氨酸使在PMA刺激PMN体系中捕捉到的O₂^-明显减少,加N^G-甲基精氨酸(NGMA)使在PMA刺激PMN体系中捕捉的O₂^-明显增加.用黄嘌呤/黄嘌呤氧化酶和光照核黄素体系证明,加L-精氨酸使PMA刺激PMN产生NO^-·自由基与O₂^-结合生成ONOO^-是加入L-精氨酸使PMA刺激PMN体系捕捉的O₂^-减少的主要原因,并且推算了加入不同浓度L-精氨酸PMN产生NO^-·自由基的量.用羟基自由基清除剂和ONOO^-氧化DMPO和DMSO及其对pH的依赖关系,证明了ONOO^-分解并没有直接生成羟基自由基.用依赖鲁咪诺的化学发光法研究了人多形核白细胞受促癌剂PMA刺激产生NO^-·自由基动力学过程.另外,用化学合成的NO^-·自由基和过氧亚硝基在模型体系研究了它们的ESR和化学发光特征.说明PMA刺激PMN生成的NO^-·和O₂^-自由基反应形成的ONOO^-是引起化学发光的主要形式.     

兰科菌根真菌对干旱胁迫下铁皮石斛生长和抗氧化能力及相关基因表达的影响

利用盆栽的方式研究了干旱胁迫下接种兰科菌根真菌(OM)对铁皮石斛生长的影响,并分析了铁皮石斛叶片相对含水量、游离脯氨酸含量、电解质渗透率、丙二醛(MDA)含量、活性氧成分、抗氧化酶活性变化,用定量PCR技术分析了相关抗氧化酶基因的表达特性,以探讨菌根真菌对铁皮石斛干旱胁迫的缓解作用及其机制。结果表明：(1)与正常水分条件相比,干旱胁迫显著降低了铁皮石斛幼苗的生物量和叶片相对含水量,提高了叶片电解质渗透率、脯氨酸含量、MDA含量、O-·2产生速率和H2O2水平。(2)菌根真菌能显著提高干旱胁迫下铁皮石斛叶片相对含水量,降低叶片电解质渗透率、脯氨酸含量、MDA含量、O-·2产生速率和H2O2水平;在不同水分条件下,菌根真菌均能有效促进铁皮石斛幼苗生长,其株高、根重、茎叶重和总生物量均大于未接种组。(3)菌根真菌可诱导干旱胁迫下铁皮石斛超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)和过氧化氢酶(CAT)基因的表达,提高SOD、POD和CAT的活性,有效缓解干旱胁迫对质膜的过氧化伤害。研究认为,菌根真菌能提高干旱胁迫下铁皮石斛的抗氧化酶活性及其相关基因表达水平,增强铁皮石斛抗氧化防御能力,有效缓解干旱胁迫对铁皮石斛幼苗生长的抑制。     

干旱胁迫下La3+在小麦幼苗叶片受伤害中的作用研究

低浓度La3+叶喷小麦整株幼苗后,随着干旱处理时间的延长,除对叶片相对含水量没有影响外,却对叶细胞膜相对透性、丙二醛产生量、O-·2和H2O2的产生速率均有影响,其变化趋势与不加La3+叶喷的正常和干旱处理的小麦整株叶片相比较,变化曲线上升部分却下降,下降部分却略有升高.表明La3+可抑制干旱胁迫后引起的小麦幼苗叶片细胞膜相对透性增加,降低干旱胁迫引起的膜脂过氧化产物MDA含量,抑制O-·2产生速率,减少叶片中H2O2积累,阻止Fe2+的继续生成,限制了由Fe2+催化的Haber-Weiss和Fenton反应中底物O-·2和生成·OH的生成速率,使小麦叶片中·OH产生量相对减少,降低了叶细胞膜脂过氧化水平,减轻膜伤害,起到了保护、防止膜免受干旱胁迫引起的伤害.     

邻苯三酚对红细胞膜的过氧化损伤作用

本文用邻苯三酚碱性条件下自氧化产生的超氧阴离子自由基(O₂^-_·)处理分离的红细胞膜,研究外源自由基对红细胞膜的过氧化作用。结果表明,邻苯三酚对红细胞膜结构和功能有明显的损伤作用,导致膜流动性下降,膜荧光物质增加,膜蛋白发生交联作用以及膜重新封闭能力下降。     

重度干旱胁迫下燕麦叶片活性氧清除系统对喷施腐植酸水溶肥的响应

以燕麦品种‘燕科2号’为试验材料,采用盆栽方式,设置正常供水(CK)、正常供水下喷施腐植酸水溶肥(CKH)、重度干旱胁迫(SS)和重度干旱胁迫下喷施腐植酸水溶肥(SSH)４个处理,对燕麦叶片中活性氧水平、抗氧化酶活性、总抗氧化剂含量及产量等进行测定,以明确腐植酸水溶肥(HA)对重度干旱胁迫下燕麦叶片活性氧清除系统的调控效应,并探讨HA对燕麦耐旱性的影响及其作用机制。结果表明：(1)与CK相比,燕麦叶片超氧阴离子( O₂^-·)、羟自由基(·OH)、过氧化氢(H₂O₂)和丙二醛(MDA)含量、以及超氧化物歧化酶(SOD)和过氧化物酶(POD)活性在重度干旱胁迫下显著提高,且均在喷施HA后比重度干旱胁迫处理显著降低,但此时活性氧的水平仍显著高于CK。(2)与CK相比,燕麦叶片过氧化氢酶(CAT)、抗坏血酸过氧化物酶(APX)、谷胱氨肽还原酶(GR)和谷胱氨肽过氧化物酶(GPX)活性在重度干旱胁迫下显著降低,而其总抗氧化能力(T AOC)显著提高,它们在喷施HA后均比重度干旱胁迫处理显著提高,但各酶活性仍不同程度低于CK。(3)与CK相比,燕麦籽粒产量和生物产量在重度干旱胁迫下显著下降,喷施HA后又比重度干旱胁迫显著升高,但仍显著低于CK。研究认为,喷施HA可有效提高重度干旱胁迫下燕麦叶片抗氧化酶活性,促进抗氧化物质再生,增强叶片的总抗氧化能力,从而有效清除重度干旱胁迫引起的活性氧积累,降低重度干旱胁迫对植物细胞膜的氧化损伤,最终缓解重度干旱胁迫对燕麦造成的伤害,一定程度上能够减少籽粒产量的损失。     

活性氧清除剂和钙离子通道阻断剂对人淋巴细胞化学发光的效应

本文报道了活性氧(ROS)清除剂——苯甲酸钠、维生素C、甘露醇、L-组氨酸、过氧化氢酶和超氧化物歧化酶对Con A诱导的人外周血淋巴细胞化学发光(Ly-CL)均有抑制效应,提示人Ly-CL与ROS的生成有关,参与人Ly-CL的ROS类型有·OH、¹O₂、H₂O₂和O₂^-_·。钙通道阻断剂——Verapamil对人Ly-CL也有抑制效应,表明人Ly-CL依赖于人淋巴细胞内钙离子浓度的增加。     

超氧歧化酶(SOD)对人红细胞膜的保护作用

前文曾报道,红细胞膜经外源O₂^-_·自由基(碱性条件下,邻苯三酚自氧化产生)处理后有明显损伤作用。在此基础上,本文研究猪红细胞SOD对人红细胞膜氧化损伤的保护作用。结果表明,外源SOD对人红细胞膜有明显保护作用,表现为膜流动性和膜重封闭能力保持正常水平,膜蛋白交联作用有显著减小。     

超氧阴离子诱导的叶绿素荧光猝灭

分别通过黄嘌呤(X)与黄嘌呤氧化酶(XO)反应和甲基紫金(MV)的作用,观察了O·-2诱导莴苣叶绿体的叶绿素荧光猝灭过程.结果表明,O-·2的产生明显使光化学猝灭(qP)和非光化学猝灭(qN)增加.叶绿体内SOD被DDC抑制后,X+XO诱导的叶绿素荧光猝灭过程中,qP下降,qN上升;MV诱导的叶绿素荧光猝灭过程中,qP上升幅度不大,qN增加不明显.当碳代谢被碘乙酰胺(JAA)抑制后, qP下降,qN上升.解偶联剂NH4Cl增加质子跨类囊体膜的通透性,导致qP增加和qN降低,加入MV后qP和qN增加不明显.分析认为,-·2的产生和及时被清除对保持光合电子传递和增加跨膜ΔpH有很重要的作用,有利于叶绿体吸收的光能得到转化和耗散,在一定程度上减轻过量光能引起的光抑制损伤.     

籽用美洲南瓜叶片对白粉病菌的抗逆生理响应

以籽用美洲南瓜(Cucurbita pepo L.)白粉病抗病品系F2和感病品系M3为试材,在人工气候箱内接种白粉病生理小种2US孢子悬浮液,考察在接种白粉病菌后南瓜幼苗植株与白粉病菌的互作、叶片活性氧代谢及保护酶活性的变化,探讨南瓜抵御白粉病的生理机制。结果表明：(1)与感病品系M3相比,接种白粉病菌后,抗病品系F2叶片上病原菌发育缓慢,较难侵染叶片。(2)抗病品系F2在感病初期叶片H₂O₂、O₂^-·含量迅速升高后逐渐下降,而感病品系在感病初期H₂O₂、O₂^-·含量上升缓慢,在达最大值后始终保持较高水平,且感病品系叶片MDA含量始终高于抗病品系;组织化学染色分析发现,抗病品系叶片着色比感病品系快,之后着色面积有所减少并趋于较低水平。(3)抗病品系F2和感病品系M3叶片抗氧化酶CAT、SOD、POD活性及PAL、PPO活性在接种白粉病菌后均显著增加,但抗病品系的活性及其增幅均高于感病品系。研究发现,籽用美洲南瓜抗病品系叶片上白粉病菌发育缓慢,较难受到侵染,生成菌丝体后叶片上粉状斑点较小;抗病品系在被白粉病菌侵染初期依靠活性氧的增加抵御病原菌的入侵,随着活性氧含量增加抗病品系通过迅速增加自身抗氧化酶活性来防止氧化胁迫;与感病品系相比,抗病品系在受病原菌侵染后能迅速增加PAL、PPO活性以抵御病原菌侵染。     

呼吸链电子漏在细胞凋亡中的作用

实验证明细胞色素c具有很强的抗氧化功能,在线粒体中氧化态的细胞色素c直接清除O2·-,还原态的细胞色素c清除H2O2.由于呼吸链传递电子合成ATP的同时,总有少部分电子从呼吸链底物端的复合物Ⅰ和Ⅲ漏出,而且漏出的电子首先使氧分子还原成O2·- ,然后O2·-歧化成H2O2,所以细胞色素c清除O2·-和H2O2的功能使呼吸链出现了两条电子漏旁路.细胞色素c通过这两条电子漏路径实现其控制线粒体中O2·-和H2O2水平的功能.根据两条电子漏旁路都是O2·-代谢路径的事实,引进了线粒体自由基代谢的概念,并从自由基代谢失调的角度探讨了呼吸链电子漏在细胞凋亡中的作用.     

高等植物光系统Ⅱ中强光照射产生超氧阴离子自由基的ESR探索

利用自旋捕捉电子顺磁共振（ESR）的方法对从菠菜叶绿体中分离提纯的光系统Ⅱ(PSⅡ)颗粒产生O₂^-_·的机理进行了直接检测.通过对样品充氧、加入超氧化物歧化酶（SOD）抑制剂四氰乙烯（TCNE）以及原位光照检测ESR信号等手段，在PSⅡ中检测到O₂^-_·与DMPO加合物的特征ESR信号.而在没有SOD抑制剂的情况下，光照时PSⅡ中O₂^-_·与DMPO加合物浓度显著下降.进一步实验发现PSⅡ中O₂^-_·产率与氧分子浓度直接正相关.O₂^-_·产率还具有pH值依赖性，在pH值为6.0～6.5范围内，O₂^-_·产率最高，大于此范围时则呈显著下降趋势.而PSⅡ颗粒的Tris处理也将导致O₂^-_·产率的急剧减少.以上结果证实水裂解放氧十分活跃的PSⅡ也是高等植物叶绿体在光照下产生活性O₂^-_·的主要部位，通常大部分的O₂^-_·能被内源SOD清除，且O₂^-_·的生成与PSⅡ的电子传递活性密切相关.     

一种用分光光度计检测氧自由基的新方法

报告检测过硫酸铵／N, N,N′,N′-四甲基乙二胺体系所产生的氧自由基的新方法.O-·2与羟胺溶液反应生成NO-2,NO-2经对氨基苯磺酸和α-萘胺显色在波长530 nm处有专一吸收峰,其颜色深浅与产生的O-·2呈量效关系.氧自由基清除剂抗坏血酸对O-·2的清除作用也呈明显的量效关系.     

离子通道在高等植物光合能量转换中的功能

将类囊体膜重组于脂双层上,用电生理-电压钳位技术测定离子通道,发现一种Cl^-通道,其单位电导为88pS,加入Cl^-通道抑制剂DIDS可以抑制Cl^-通道电流。进一步用几种离子通道抑制剂,即DIDS(Cl^-通道),TEA⁺(K⁺通道),La³⁺,Co²⁺和Verapamil(Ca²⁺通道)分别处理菠菜叶片和类囊体,研究对光合能量转换的影响:(1)叶片光合放氧降低,K_i(DIDS)=0.23μmol/L,K_i(TEA⁺)=0.455mmol/L;叶片荧光参数F_y/F_m和q_p略有变化,q_N和q _E-f增加,(2)类囊体△pH的建立(9-AA荧光猝灭)受到抑制;类囊体q_N明显降低。这些结果表明:离子通道对光合能量转换是必需的,类囊体膜离子通道直接参与了质子梯度的建立,而质膜离子通道较为间接地参与了光合作用能量转换。     

红麻细胞质雄性不育系与保持系花药活性氧代谢差异比较

以红麻细胞质雄性不育系L23A及其保持系L23B为材料,比较其花药淀粉及可溶性糖含量变化并分析呼吸速率、活性氧产生速率、丙二醛(MDA)含量以及活性氧清除酶(POD、SOD)含量变化,来探讨活性氧伤害与红麻雄性不育的关系。结果表明:在小孢子发育的单核期,不育系呼吸速率与保持系差异不明显,但不育系花药O^-₂·含量高于保持系; 在双核期,不育系的呼吸速率明显低于其保持系,但不育系花药O^-₂·含量与保持系花药相近; 不育系在单核期和双核期的呼吸速率几乎没有变化,而保持系同一时期的呼吸速率呈明显增高趋势; 在不育系败育过程中,药隔维管组织中的大颗粒淀粉含量几乎不变,且不育系花药中的可溶性糖含量在单核期和双核期均低于保持系。推测是由于不育系花药中抗氰呼吸降低,一方面导致花药物质代谢和能量代谢的紊乱,不育系花药不能利用药隔组织中的淀粉粒,另一方面不能有效将细胞内过多电子通过抗氰呼吸传至O₂,引致不育花药中O^-₂·升高,从而导致MDA含量在单核期和双核期均高于保持系,同时POD的活性在单核期及双核期均低于保持系,而SOD活性在单核期高于保持系,在双核期则低于保持系。不育系花药在发育中,花药O^-₂·和MDA过量积累,以及SOD和POD酶活性降低,导致活性氧产生与清除失去平衡,花粉败育。     

O -·2增强谷氨酸与其受体的结合力及EBSELEN的保护作用

用放射配体测定受体法研究了黄嘌呤(X)/黄嘌呤氧化酶(XO)体系产生的超氧阴离子自由基(O -·2)对［3H］DL-谷氨酸与大鼠大脑皮层突触膜谷氨酸受体结合的影响,结果表明O -·2明显增强谷氨酸与其受体的结合力,此作用能被2-苯基-1,2-苯并异硒唑-3(2H)酮(EBSELEN)(1 μmol/L)所抑制.     

外源H2O2和·OH对大麦幼苗根系线粒体膜脂和流动性的伤害

以大麦(HordeumvulgareL.)为材料,研究了外源H2O2和*OH对大麦根系呼吸速率、线粒体膜流动性和膜脂脂肪酸组成的影响。结果表明,10mmol/LH2O2或·OH处理4d,大麦幼苗根系呼吸速率和线粒体膜脂不饱和脂肪酸含量及脂肪酸不饱和指数下降,线粒体膜脂荧光强度增加,膜流动性下降,且H2O2或·OH处理浓度(在0.1～10mmol/L范围内)越高,膜脂流动性下降越明显。H2O2和·OH处理的同时加入同浓度的抗坏血酸(AsA)和甘露醇,膜流动性明显增强或恢复。     

信号分子水杨酸减缓干旱胁迫对紫御谷光合和膜脂过氧化的副效应

为研究信号分子水杨酸(SA)对干旱胁迫下紫御谷光合和膜脂过氧化的影响,为SA应用于紫御谷抗旱育苗提供理论依据,测定分析了SA处理对干旱胁迫下紫御谷幼苗叶片光合和膜脂过氧化相关指标的变化。结果表明:(1)干旱胁迫破坏了紫御谷叶绿体的膜结构,使基粒数量明显减少,垛叠不明显,排列比较松散,而SA处理能在一定程度上保护叶绿体的膜结构。(2)干旱胁迫降低了紫御谷幼苗叶片的叶绿素b和总叶绿素含量,而SA处理能提高干旱胁迫下紫御谷幼苗叶片的叶绿素a、叶绿素b、总叶绿素和胡萝卜素含量。(3)干旱胁迫降低了叶片的净光合速率、气孔导度、蒸腾速率、光饱和点和暗呼吸速率,增加了叶片的光补偿点、CO₂饱和点、CO₂补偿点和光呼吸速率,而SA处理则增加了紫御谷幼苗叶片的净光合速率、气孔导度、光饱和点和暗呼吸速率,降低了紫御谷幼苗叶片的光补偿点、CO₂饱和点、CO₂补偿点和光呼吸速率。(4)干旱胁迫降低了紫御谷幼苗叶片的F_v/F_m和Φ_PSⅡ,显著增加了叶片的相对电导率和丙二醛含量,而SA处理则增加了幼苗叶片的F_v/F_m和Φ_PSⅡ,降低了叶片的相对电导率和丙二醛含量。表明:信号分子水杨酸能够有效减缓干旱胁迫对紫御谷光合和膜脂过氧化的影响。     

甲2巨球蛋白对电离辐射引起人血中O2-·自由基释放的影响

本实验用 ⁶⁰Coγ线照射正常人新鲜全血,观察电离辐射对多形核白细胞(PMN)释放超氧化物阴离子自由基(O₂^-_·)的影响,以及人血甲2巨球蛋白(α₂M)制剂对辐射引起的PMN释放O₂^-_·的作用。结果表明:正常人新鲜全血照射(5-20Gy)后1h,PMN释放O₂^-_·的量较不照射组增高(P<0.01),红细胞中超氧化物歧化酶(SOD)的活力较不照射组降低(P<0.01)。照前1h加入人血α₂M制剂(每ml全血中加入138.5单位)能有效地降低PMN的O₂^-_·释放量,提高红细胞中SOD的活力。离体实验结果提示α₂M治疗辐射损伤作用可能与其抑制过多的O₂^-_·产生有关。