(Na+/K+)-ATPase研究概况

本文概述(Na⁺/K⁺)-ATPase的一般分子性质。介绍神经元和脂肪细胞中两种不同分子形式(Na⁺/K⁺)-ATPase的分离鉴定和功能性质,以及(Na⁺/K⁺)-ATPase主要功能亚基一级序列和高级结构研究所取得的一些进展。     

Na+/H+逆向转运蛋白和植物耐盐性

Na⁺H⁺逆向转运蛋白对植物耐盐起着重要作用 ,它利用质膜H⁺ATPase或液泡膜H⁺ATPase及Ppiase泵H+产生的驱动力把Na⁺排出细胞或在液泡中区隔化以消除Na⁺的毒害。主要讨论植物中Na⁺H⁺逆向转运蛋白研究在分子水平的最新进展.     

KcsA 通道对Na+、K+及Rb+离子选择性的统计热力学研究

钾离子的通透率至少比钠离子的通透率大10000倍,这个问题至今没有很好地解决.为了在分子水平阐释钾离子通道的选择性机制,以KcsA钾通道X射线衍射结构为基础,采用密度泛函理论计算了不同离子在离子通道中的位能.计算结果表明,Rb+离子具有与K+离子相类似的位能曲线,但是其在通透过程遇到的位垒要比K+离子的位垒高,因而所对应的通透率也就小于钾离子的通透率,而钠离子的的通透率仅仅是钾离子通透率的0.0067%.文中所涉及的系统仅仅包含269个原子,而用分子动力学虽然也可以得到相近的结果,但是它的系统大小为41 000个原子.     

梭梭Na+/H+逆向转运蛋白基因克隆及分析

采用RT-PCR、RACE方法从超旱生、耐盐植物梭梭中扩增出Na+/H+逆向转运蛋白基因的开放阅读框架,其核苷酸序列长1 683bp,推测的氨基酸序列全长为560个氨基酸残基。含有多个物种Na+/H+逆向转运蛋白基因的高度保守序列氨氯砒嗪脒的结合位点(LFFIYLIPPI)。序列一致性分析结果显示,该cDNA片段与同科植物NHX基因的一致性为70%～80%,但与不同科植物的一致性较低,仅为60%,表明该基因在进化上存在多样性,但它们都具有氨氯砒嗪脒结合位点,对Na+具有高度专一性,对植物的耐盐性起着重要作用。     

Fe2+、Cu2+、Zn2+对植物生理特性影响的比较分析

以浸水处理为对照系统分析了Fe2+、Cu2+、Zn2+等金属离子对植物胁迫损伤相关的7个生理指标,并应用数理统计学和生物化学的相关原理和方法从氧自由基伤害的角度比较分析了这三种离子处理对植物生理特性的影响。结果表明:不同离子处理由于对植物造成的胁迫损伤不同,因而它们对植物生理特性的影响效应也有明显差异,并且这种差异与其所处理的离子胁迫性质间存在显著的关联性。     

川楝素对K+、Ca2+通道活动及细胞内Ca2+浓度的调控

川楝素是我国学者从驱蛔中药中分离、鉴定的一个三萜化合物，已证明具选择地影响神经递质释放，有效地对抗肉毒中毒，促进细胞分化、凋亡，抑制肿瘤增殖，抑制昆虫发育和取食，影响K⁺、Ca²⁺通道活动等多种生物效应. 综述了证明川楝素抑制多种K⁺通道，选择地易化L型Ca²⁺通道和进而升高胞内Ca⁺浓度的研究资料，并对川楝素产生这些生物效应的机制进行了讨论.     

Pb2+、Cd2+和Ce3+对猪胰α-淀粉酶活性的影响

分别研究了Pb²⁺、Cd²⁺和Ce³⁺对Ca(Ⅱ) α-淀粉酶活性影响及对其Ca²⁺的竞争作用.结果表明三种金属离子低浓度情况下（0.5～5 mmol/L）对α-淀粉酶具有激活现象,而较高浓度则抑制酶活力.Pb²⁺、Cd²⁺和Ce³⁺竞争置换α-淀粉酶中Ca²⁺能力的大小是：Pb²⁺＞Cd²⁺＞Ce³⁺,其抑制酶活作用大小：Pb²⁺＞Cd²⁺＞Ce³⁺.     

胃(H++K+)-ATPase结构与功能的研究

胃(H⁺+K⁺)-ATPase属于生物膜的第二类质子泵(E₁E₂型),从生理角度它是胃酸分泌的质子泵。本文结合我们初步的研究结果:猪、大白鼠胃粘膜(H⁺+K⁺)-ATPase的纯化以及由消炎痛引起的急性胃粘膜病变与胃粘膜(H⁺+K⁺)-ATPase的关系等,对此酶在近十几年来它的纯化、结构、性质、催化机理,向胃腔分泌盐酸的功能及其调节和胃病变的分子机理等方面进行了简要的综述。     

Ca2+-dependent inhibitory effects of Na+ and K− on Ca2+ transport in sarcoplasmic reticulum vesicles

Effects of Na⁺ and K⁺ on Ca²⁺ transport by sarcoplasmic reticulum vesicles were studied in a medium containing high Mg²⁺ and ATP (2mM) and low Ca²⁺ (0.44μM) concentrations. Under these conditions, Na⁺ and K⁺ inhibit Ca²⁺ uptake. ATPase activity and membrane phosphorylation by ATP. Since the concentrations of ATP and Ca²⁺ used are consistent with relaxation in vivo, the results suggest that under physiological resting conditions the Ca²⁺ pump of the sarcoplasmic reticulum operates below its maximal capacity.     

NaHCO3胁迫下3种灌木Na+、K+、Ca2+的吸收及转运

通过盆栽试验,采用原子吸收分光光度法和非损伤微测技术,研究了NaHCO₃胁迫(300 mmol·L^-1)对大洋洲滨藜、四翅滨藜和宁夏枸杞3种灌木离子吸收及运转的影响.结果表明: 随着NaHCO₃浓度升高,两种滨藜和宁夏枸杞叶片中Na⁺含量升高,300 mmol·L^-1NaHCO₃胁迫下,宁夏枸杞叶肉细胞Na⁺的外排增加,两种滨藜净Na⁺外排降低;随着胁迫时间的延长,大洋洲滨藜和宁夏枸杞叶片的K⁺含量下降,Na⁺/K⁺升高,四翅滨藜叶片K⁺含量升高,Na⁺/K⁺降低;随着浓度的升高,宁夏枸杞叶片积累Ca²⁺减少,Na⁺/Ca²⁺高于对照,叶肉细胞Ca²⁺外排;两种滨藜叶Ca²⁺含量总体呈升高趋势,叶肉细胞Ca²⁺表现为内流.在NaHCO₃胁迫下,3种灌木通过不同的策略来消除Na⁺毒害.宁夏枸杞叶片Na⁺的积累抑制了对Ca²⁺的吸收;两种滨藜Ca²⁺的内流促使细胞质中游离Ca²⁺增加,增加的细胞质\[Ca²⁺\]cyt防治质膜H⁺ ATPase去极化,限制K⁺的外排,从而维持细胞内Na⁺/K⁺的平衡,其中四翅滨藜调控Na⁺/K⁺平衡的能力较强.     

Na+、K+、Mg2+、Ca2+和葡萄糖溶液作为授精-激活介质对中华鲟精子受精率的影响

以不同浓度的NaCl、KCl、MgCl2、CaCl2溶液和葡萄糖溶液作为授精介质,研究了中华鲟(Acipenser sinensis)的受精效果.结果显示,适量的阳离子和葡萄糖作为激活授精介质时中华鲟卵受精率都有所提高.在实验设置浓度范围内25 mmol/L NaCI溶液、0.1 mmol/L KCl溶液、1 mmol/L MgCl2溶液、1 mmol/LCaCh溶液和50 mmol/L葡萄糖溶液浓度下,受精率分别可达到最高值,依次为87.72%、86.82%、82.24%、89.76%、80.92%.随着实验浓度继续增加,受精率反而呈下降趋势.结果显示,作为人工配制的中华鲟精子授精一激活介质,最适NaCI溶液浓度在25 mmol/L附近,最适葡萄糖溶液浓度在25 mmol/L附近,最适KCI溶液浓度≤0.1 mmol/L,最适MgCl2溶液浓度≤1 mol/L,最适CaCh溶液浓度≤1 mmol/L.     

粘盖牛肝菌不同菌株对Zn2+、Cd2+的吸附及其对油松Zn2+、Cd2+的耐受性

为了探讨同一菌根真菌不同菌株对重金属的耐受性,选用采集于内蒙古阴山山脉不同地区的粘盖牛肝菌(Suillus bovinus)的不同菌株进行研究。首先,在不同浓度Zn^2 、Cd^2 液体培养基中培养菌丝体,以了解各菌株菌丝体对重金属的耐受性及吸附能力,采用烘干法和原予吸收法分别测定菌丝体的生物量和菌丝体、培养液中Zn^2 、Cd^2 含量,结果表明：劈柴沟粘盖牛肝菌在Zn^2 、Cd^2 胁迫条件下,生物量、吸附能力约为其余各菌株的1．5～2倍。其次,为了探明油松(Pinus tabulaeformis)形成菌根后对Zn^2 、Cd^2 胁迫的耐受性及其耐受机理,采用一次性定量浇灌不同浓度Zn^2 、Cd^2 溶液的方法,测定了菌根化油松苗地上、地下生物量及Zn^2 、Cd^2 含量的分配,结果表明：菌根形成后能显著促进油松的生长及对Zn^2 、Cd^2 胁迫的耐受性,并且菌根能够帮助油松吸收基质中大量的Zn^2 、Cd^2 ,根中重金属的含量是茎叶中的2～3倍以上,非菌根苗在重金属浓度稍高(Zn^2 400mg／kg;Cd^2 40mg／kg)时就会死亡。经方差分析及多重比较证实,劈柴沟粘盖牛肝菌对Zn^2 、Cd^2 的耐受性及对油松的促生效果与其它各菌株存在显著的差异,这可能是它通过把吸收的Zn^2 、Cd^2 最大限度地输送到根中的同时,也输送到了茎叶中,使重金属在体内得到一定程度的稀释,使自身免受毒害。     

抗VacA+CagA+幽门螺杆菌IgY的抗感染作用研究*

为研究抗VacA⁺CagA⁺幽门螺杆菌(Hp)IgY的抗感染作用,以VacA⁺CagA+Hp为抗原免疫蛋鸡,聚乙二醇法和水稀释法从鸡卵黄中提取抗-VacA⁺CagA⁺Hp-IgY,酶联免疫吸附实验(ELISA)测定IgY抗体效价。建立胃腔感染VacA⁺CagAHp的昆明系小鼠模型,观察抗-VacA⁺CagA⁺     

短期NaCl胁迫对不同小麦品种幼苗K+吸收和Na+、K+积累的影响

为研究盐胁迫下小麦幼苗生长及Na⁺、K⁺的吸收和积累规律,以中国春、洲元9369和长武134等3种耐盐性不同小麦品种为材料,采用非损伤微测技术检测盐胁迫2 d后的根系K⁺离子流变化,并对植株体内的Na⁺、K⁺含量进行测定。结果表明:短期(2d)盐胁迫对小麦生长有抑制作用,且对根系的抑制大于地上部,耐盐品种下降幅度小于盐敏感品种。盐胁迫下,小麦根际的 K⁺大量外流,盐敏感品种中国春K⁺流速显著高于耐盐品种长武134,最高可达15倍。小麦幼苗地上部分和根系均表现为Na⁺积累增加,K⁺积累减少,Na⁺/K⁺比随盐浓度增加而上升。中国春限Na⁺能力显著低于长武134,Na⁺/K⁺则显著高于长武134。综上所述,盐胁迫下造成小麦组织器官中Na⁺/K⁺比上升的主要原因是根系K⁺大量外流和Na⁺的过量积累,耐盐性不同的小麦品种间差异显著,并认为根系对K⁺的保有能力可能是作物耐盐性评价的一个重要指标。     

Calculations of K+, Na+, and Cl? fluxes across cell membrane with Na+/K+ pump, NKCC, NC cotransport and ionic channels with non-Goldman rectification in K+-channels: Normal and apoptotic cells

The balance of K⁺, Na⁺, and Cl⁻ fluxes across the cell membrane with the Na⁺/K⁺ pump, ion channels, and Na⁺K⁺2Cl⁻ (NKCC) and Na⁺-Cl⁻ (NC) cotransport was calculated to determine the mechanism of cell shrinkage in apoptosis. It is shown that all unidirectional K⁺, Na⁺, and Cl⁻ fluxes; the ion channel permeability; and the membrane potential can be found using the principle of the flux balance if the following experimental data are known: K⁺, Na⁺, and Cl⁻ concentrations in cell water; total Cl⁻ flux; total K⁺ influx; and the ouabain-inhibited pump component of the Rb⁺(K⁺) influx. The change in different ionic pathways during apoptosis was estimated by calculations based on the data reported in the preceded paper (Yurinskaya et al., 2010). It is found that cell shrinkage and the shift in ion balance in U937 cells induced to apoptosis with 1 μM staurosporine occur due to the coupling of reduced pump activity with a decrease in the integral permeability of Na⁺ channels, whereas K⁺ and Cl⁻ channel permeability remains almost unchanged. Calculations show that only a small part of the total fluxes of K⁺, Na⁺, and Cl⁻ account for the fluxes mediated by NKCC and NC cotransporters. Despite the importance of cotransport fluxes for maintaining the nonequilibrium steady-state distribution of Cl⁻, they cannot play a significant role in apoptotic cell shrinkage because of their minority and cannot be revealed by inhibitors.     

匍茎翦股颖对Cu2+、Zn2+、Cd2+与Pb2+ 胁迫的生长响应与阈限浓度

采用砂培法,研究了匍茎翦股颖对Cu2+、Zn2+、Cd2+与Pb2+胁迫的生长响应及阈限浓度,结果表明:种子萌发率随着4种重金属浓度的增加而下降。对株高的影响是当重金属浓度小于100mg/L时会促进株高生长,高于100mg/L则产生抑制作用。Cu2+显著抑制根系生长,并随浓度的增加抑制效应愈加显著;在Cu2+浓度为600mg/L时匍茎翦股颖的根长比对照下降了93.75%。Cu2+、Zn2+、Pb2+浓度小于200mg/L时会促进地上生物量的增加,但高于200mg/L时,地上生物量会随着3种重金属的增加而减少。Cu2+、Zn2+浓度小于100mg/L或Cd2+、Pb2+浓度小于200mg/L会增加叶绿素的含量,高浓度会降低叶绿素的含量;Cd2+在浓度为600mg/L时显著降低叶绿素含量,与对照相比,下降了43.55%。匍茎翦股颖生长的综合效应分析表明,匍茎翦股颖对Cu2+胁迫最敏感,具有较低的阈限浓度,而Zn2+胁迫对匍茎翦股颖的生长影响最小,阈限浓度相对较高。     

大肠杆菌Na+/H+反向运输体A基因的克隆及序列分析*

为研究细菌的耐盐机理 ,根据细菌中存在的Na⁺/H⁺反向运输体 (nhaA)的基因序列 ,采用PCR扩增的方法 ,从大肠杆菌 (Escherichiacoli)DH5α中克隆获得了11kb的DNA片段 ,经过核酸序列分析 ,发现基因片段包含了nhaA基因完整的读码框架。采用序列同源性分析方法 ,结果显示nhaA基因在多种细菌中均存在 ,表明nhaA基因是细菌中普遍存在的一种能够反向运输Na^{+相似文献}   

介质Ca2+和La3+对酿酒酵母生长的影响

采用正交实验研究了外加Ｃａ^２＋和Ｌａ^３＋对酿酒酵母生长的影响。结果表明：外加Ｃａ^２＋和Ｌａ^３＋对酿酒酵母的生长均有显著的影响,都呈现出低浓度时正效应和高浓度时负效应,当Ｃａ^２＋浓度为１ｍｍｏｌ／Ｌ及Ｌａ^３＋浓度为１５μｍｏｌ／Ｌ时酿酒酵母生长最好。     

骨骼肌内质网Ca2+泵转运Ca2+的结构基础

Ca²⁺泵(Ca²⁺-ATPase)是调节细胞内Ca²⁺浓度的重要蛋白质之一. Ca²⁺泵在转运Ca²⁺的过程中经历一系列构象变化. 其中,E1状态为外向的Ca²⁺高亲和状态,E2状态则为内向的Ca²⁺低亲和状态. 目前,骨骼肌内质网Ca²⁺泵转运Ca²⁺过程中的几个中间状态,包括E1-2Ca²⁺,E1-ATP,E1-P-ADP,E2-Pi和E2状态的三维晶体结构已经解析. 介绍这几种状态的晶体结构,并分析Ca²⁺泵在执行功能过程中结构与功能的关系.     

Potential difference responses due to K+, Na+ and Cl− changes in Bullfrog antrum with and without HCO3−

The effect of changing [K⁺], [Na⁺] and [Cl^?] in nutrient solution was studied in bullfrog antrum with and without HCO₃^? in nutrient. In 25 mM HCO₃^? (95% O₂/5% CO₂) and in zero HCO₃^? (100% O₂), nutrient pH was maintained at 7.3. Changing from 4 to 40 mM K⁺ or from 81 to 8.1 mM Cl^? gave a decrease 10 min later in transmucosal PD (nutrient became more negative) — a normal response. These responses were less in zero than in 25 mM HCO₃^?. A decrease from 102 to 8 mM Na⁺ decreased PD (anomalous response of electrogenic NaCl symport). This effect was attenuated or eliminated in zero HCO₃^?. In contrast, change from 4 to 40 mM K⁺ gave initial anomalous PD response and change from 102 to 8 mM Na⁺, initial normal PD response with either zero or 25 mM HCO₃^?. Both responses were associated with (Na⁺ + K⁺)-ATPase pump and were greater in zero than in 25 mM HCO₃^?. Initial PD increases in zero HCO₃^? are explained as due to increase in the resistance of passive conductance and/or NaCl symport pathways. Thus, removal of HCO₃^? modifies conductance pathways of nutrient membrane.