大脑皮层神经元NMDA受全的单通道特性

本文和膜片箝技术对机械分离培养的大鼠大脑皮层神经元胞ＮＭＤＡ受体的单通道特性进行了研究,实验用细胞贴附和内面向外两种形式记录单离子通道的活动。电极液内含有ＮＭＤＡ或Ｌ－门冬氨酸时,在皮层神经元上常见电导为３５ｐＳ的离子通道。通道对Ｎａ＾＋,Ｋ＾＋非选择必通透,对Ｃｌ＾－不通透,其平均开放时间和开放概率随超极化程度增大而降低。开放、关闭时间及ｂｕｒｓｔ时程的分布直方图均需双指数拟合。Ｍｇ＾２＋以电压     

差示扫描量热法分析Ca2+对嗜热菌来源的α-淀粉酶热稳定性的影响

采用毛细管差示扫描量热法,分析Ca~(2+)对嗜热菌Anoxybacillus sp.来源的α-淀粉酶AGXA的热稳定性的影响及其机制。脱气后的蛋白样品和缓冲液,分别加入对应的样品池和缓冲液池中,测量温度为10℃～120℃,升温速率为1℃/min。测量结果中,纵坐标为C_p,横坐标为温度,去折叠变化曲线峰最高点对应的横坐标为蛋白质去折叠温度T_m,去折叠变化曲线与对应温度的积分值为热焓变化值ΔH,范特霍夫焓变化值ΔH_v由去折叠变化曲线峰形状决定。根据改进的吉布斯-亥姆霍兹方程计算AGXA的自由能变化值ΔG,绘制AGXA自由能变化与温度关系的稳定性曲线。结果表明:有Ca~(2+)和无Ca~(2+)存在时,AGXA的ΔH_v与ΔH的比值都约等于1.0;有Ca~(2+)时,AGXA的T_m、ΔH和ΔC_p值,分别为77.8℃、292.5 kcal/mol和2.76 kcal·mol~(-1)·℃~(-1);无Ca~(2+)时,AGXA的T_m、ΔH和ΔC_p值,则分别为67.3℃、238.3 kcal/mol和3.81 kcal·mol~(-1)·℃~(-1);有Ca~(2+)时的AGXA,其T_m、ΔH值分别比无Ca~(2+)时的高,ΔC_p值则比无Ca~(2+)时的低。有Ca~(2+)和无Ca~(2+)的α-淀粉酶AGXA的热变性过程皆为不可逆的双态模式,有Ca~(2+)的AGXA,通过增大ΔH和降低ΔC_p的方式提高其热稳定性。研究揭示了Ca~(2+)提高AGXA的热稳定性机制,为进一步扩大该酶的应用提供了理论和实践支撑。     

亚硝酸钠诱导的草鱼肝细胞凋亡中内质网应激IRE1通路的作用研究

为探究亚硝酸钠诱导草鱼肝细凋亡中内质网应激IRE1通路的作用, 草鱼(Ctenopharyngodon idellus)肝细胞L8824分别置于亚硝酸钠浓度为0、5、20和50 mg/L暴露12h和24h。同时采用三磷酸肌醇受体拮抗剂2-APB和IRE1α抑制剂STF-083010分别和20 mg/L亚硝酸钠共同孵育L8824细胞24h。检测细胞凋亡以及c-Jun氨基末端激酶(c-Jun N-terminal kinase, jnk)、B淋巴细胞瘤-2(B-cell lymphoma-2, bcl-2)、bcl-2相关X蛋白(bcl-2 associated X protein, bax)、caspase9、caspase3、肌醇酶1α (inositol requiring enzyme 1α, ire1α)、X盒结合蛋白 1s (X-box binding protein 1s, xbp1s)和葡萄糖调节蛋白78 (glucose-regulated protein78, grp78)基因的表达和细胞质内钙离子浓度。结果表明: 与对照组相比, 亚硝酸钠处理组细胞凋亡率显著上升, jnk、bax、caspase9、caspase3、ire1α、xbp1s和grp78 mRNA的表达显著升高, bcl-2 mRNA的表达量显著下降, 细胞质内钙离子浓度显著上升。与亚硝酸钠单处理组相比, STF-083010处理组细胞凋亡率显著下降, ire1α、xbp1s、grp78、jnk、bax、caspase3 mRNA表达量显著下降, bcl-2 mRNA表达量显著上升, 2-APB和STF-083010两个处理组细胞质内钙离子浓度均显著下降。结果显示, 高浓度的亚硝酸钠可诱导草鱼肝细胞凋亡和钙离子紊乱, 内质网应激IRE1通路发挥了作用。     

戊吡虫胍对棉铃虫中枢神经细胞电压门控钙通道和钾通道的影响

【目的】戊吡虫胍是将新烟碱类和缩氨脲类杀虫剂杀虫活性部分重新组合的新型杀虫剂。但对于该类杀虫剂究竟如何影响离子通道,通道门控特性和功能是如何变化目前尚未见报道。本实验旨在明确该杀虫剂是否影响电压门控钙通道和钾通道的门控过程,探究其是否为该杀虫剂的潜在作用靶标。【方法】应用全细胞膜片钳技术检测戊吡虫胍对棉铃虫Helicoverpa armigera Hübner中枢神经细胞电压门控Ca~(2+)通道和K~+通道的影响。【结果】戊吡虫胍作用后Ⅰ-Ⅴ曲线和激活曲线均向超极化方向移动10-15 mV,具有显著性统计学差异(P0.05)。稳态失活曲线向超极化方向移动约5 mV,不具有统计学差异(P0.05)。电压门控Ca~(2+)通道峰值电流(I_(peak))有不同程度的降低。随着浓度增大I_(peak)降低有减小的趋势。此外,1μmol·L~(-1)戊吡虫胍作用后钙离子的窗口电流(I_w)面积增加幅度较10μmol·L~(-1)和100μmol·L~(-1)大,为93.20%。提示在一定的测试电压下,该药物作用后处于激活状态的Ca~(2+)通道数目增多。另外,其作用后电压门控钾通道I_(peak)降低。随着浓度增大I_(peak)降低有减小的趋势。同时Ⅰ-Ⅴ曲线下移,激活曲线向去极化方向移动约8 mV,不具有统计学差异(P0.05)。这表明戊吡虫胍作用后K~+通道在较高电位下才能激活。【结论】戊吡虫胍能够有效抑制Ca~(2+)通道和K~+通道I_(peak),并使通道的激活曲线和失活曲线发生移动,影响Ca~(2+)通道和K~+通道的门控特性。表明棉铃虫中枢神经细胞上的电压门控Ca~(2+)通道和K~+通道是戊吡虫胍的潜在作用靶标之一。     

昆虫钠离子通道的研究进展

昆虫只有一个或两个电压门控钠离子通道α亚基基因,但两种转录后修饰(选择性剪切和RNA编辑)实现了昆虫钠离子通道的功能多样性。昆虫β辅助亚基TipE和TEH1-4在钠离子通道表达和调控中也起着重要作用。电压门控钠离子通道在动作电位的产生和传递中至关重要,是多种天然和人工合成神经毒素及杀虫剂的作用靶标,包括广泛使用的拟除虫菊酯类、茚虫威和氰氟虫腙等杀虫剂。其中,拟除虫菊酯类杀虫剂通过调控昆虫钠离子通道的失活和去激活,延长跨膜钠离子流的时间,引起神经兴奋性传导障碍;茚虫威和氰氟虫腙阻断昆虫中枢和外周神经系统神经元的动作电位传导,这些神经毒剂都能干扰昆虫钠离子通道的正常功能。昆虫钠离子通道一般存在两个拟除虫菊酯类杀虫剂结合位点,但不同物种钠离子通道与拟除虫菊酯的结合位点存在一定差异。据此,本文就昆虫钠离子通道及其与杀虫剂的相互作用加以综述,有望推动昆虫神经受体研究,且对鉴定昆虫抗药性相关突变位点和研发高效的杀虫剂均具有重要参考价值。     

中华绒螯蟹水通道蛋白11基因克隆及表达分析

为研究水通道蛋白11基因(AQP11)在中华绒螯蟹(Eriocheir sinensis)生长蜕壳过程中的功能作用,采用RACE技术克隆获得中华绒螯蟹水通道蛋白11基因cDNA全长序列.该序列总长为1 746bp,5'端和3'端非编码区分别为463 bp和476 bp,开放阅读框为807 bp,推测编码268个氨基酸,预测分子量29.46 kDa,理论等电点为5.38.生物学信息分析表明,AQP11含有4个跨膜区(第62～84,第159～181,第194～216,第231～250)和2个NPV单元,属于稳定蛋白;同源性和进化树分析表明,中华绒螯蟹AQP11氨基酸序列与凡纳滨对虾(Litopenaeus vannamei)的同源性最高(82.0％),与凡纳滨对虾的聚为一支,与甲壳动物的亲缘关系最近.实时荧光定量PCR(RT-qPCR)的检测显示,AQP11基因在中华绒螯蟹各组织中均有表达,其中在肠道中表达量最高,其次是脑、肌肉和胸神经节,在肝胰腺、鳃和血中表达量最低.研究发现,AQP11基因在中华绒螯蟹肠道中的表达呈现,在蜕壳间期(C期)和蜕壳前期(D期)过程中表达量均较低,在蜕壳期(E期)表达量开始上升,蜕壳后期(AB期)表达量不变.AQP11基因在肌肉中的表达呈现,蜕壳间期(C期)表达量低,蜕壳前期(D期)表达量开始上升,蜕壳期(E期)达到峰值,随后到蜕壳后期(AB期)下降.研究结果表明,中华绒螯蟹AQP11基因在其蜕壳过程中发挥着重要的作用.     

超快通道麻醉对胸腔镜手术患者血流动力学与血清干扰素的影响

摘要 目的：探讨超快通道麻醉对胸腔镜手术患者血流动力学与血清干扰素-γ(Interferon-γ,IFN-γ)的影响。方法：选择2018年1月~2020年10月在安徽中医药大学第一附属医院诊治的胸腔镜手术患者62例,根据治疗方法分为两组（n=31）,患者均行胸腔镜手术,对照组给予传统静脉复合麻醉,实验组给予超快通道麻醉,记录两组血流动力学与血清IFN-γ变化。结果：两组T0、T1、T2与T3时间点的平均动脉压(Mean arterial pressure,MAP)、心率(Heart rate,HR)值对比无差异(P>0.05),均在正常范围。两组手术时间、术中出血量对比无差异(P>0.05),实验组术后胸管留置时间、住院时间短于对照组(P<0.05)。实验组术后7 d并发症发生率低于对照组(6.5 % vs 25.8 %,P<0.05)。两组术后7 d的血清IFN-γ值高于术前1 d,且实验组高于对照组(P<0.05)。结论：超快通道麻醉在胸腔镜手术患者的应用并不会影响患者的血流动力学与手术进程,有利于抑制血清IFN-γ的释放,减少术后并发症的发生,促进患者康复。     

Thr28突变对虎纹捕鸟蛛毒素-Ⅳ钠通道活性的影响

虎纹捕鸟蛛毒素-Ⅳ(HWTX-Ⅳ)是从虎纹捕鸟蛛粗毒中分离纯化到的一种新型多肽类神经毒素,能明显抑制表达于大鼠背根神经节细胞的河豚毒素敏感型(TTX-S)钠通道.为了更好地研究该毒素的结构与功能之间的关系,采用芴甲氧羰基(Fmoc)固相多肽化学合成法合成了用谷氨酸(Glu)替代HWTX-Ⅳ第28位苏氨酸残基的突变体T28D-HWTX-Ⅳ,线性多肽合成产物经反相高效液相色谱(HPLC)分离纯化后进行谷胱甘肽氧化复性.复性产物采用基质辅助激光解析飞行时间质谱(MALDI-TOF/TOF MS)技术鉴定分子质量,通过全细胞膜片钳电生理技术测定其电压门控钠通道药理学活性.当第28位Thr残基被Glu取代后,突变体T28D-HWTX-Ⅳ对表达于大鼠DRG细胞膜上的TTX-S钠通道的IC50值约为362 nmol/L,对TTX-S钠通道的抑制活性比天然HWTX-Ⅳ(IC50值=30 nmol/L)下降了约12倍,显示第28位的Thr残基是HWTX-Ⅳ与TTX-S型钠通道相互作用的关键活性残基.目前的研究为进一步探索HWTX-Ⅳ的结构与功能关系及新型镇痛药物的研发奠定了基础.     

C-Terminus-Mediated Voltage Gating of Arabidopsis Guard Cell Anion Channel QUAC1

Anion transporters in plants play a fundamental role in volume regulation and signaling. Currently, two plasma membrane-located anion channel familiesmSLAC/SLAH and ALMTmare known. Among the ALMT family, the root-expressed ALuminium-activated Malate Transporter 1 was identified by comparison of aluminum-tolerant and Al3＋-sensitive wheat cultivars and was subsequently shown to mediate voltage-independent malate currents. In con- trast, ALMT12/QUAC1 （QUickly activating Anion Channel1） is expressed in guard cells transporting malate in an Al3＋- insensitive and highly voltage-dependent manner. So far, no information is available about the structure and mechanism of voltage-dependent gating with the QUAC1 channel protein. Here, we analyzed gating of QUACl-type currents in the plasma membrane of guard cells and QUACl-expressing oocytes revealing similar voltage dependencies and activation- deactivation kinetics. In the heterologous expression system, QUAC1 was electrophysiologically characterized at increas- ing extra- and intracellular malate concentrations. Thereby, malate additively stimulated the voltage-dependent QUAC1 activity. In search of structural determinants of the gating process, we could not identify transmembrane domains com- mon for voltage-sensitive channels. However, site-directed mutations and deletions at the C-terminus of QUAC1 resulted in altered voltage-dependent channel activity. Interestingly, the replacement of a single glutamate residue, which is con- served in ALMT channels from different clades, by an alanine disrupted QUAC1 activity. Together with C- and N-terminal tagging, these results indicate that the cytosolic C-terminus is involved in the voltage-dependent gating mechanism of QUAC1.