植物质膜H+-ATPase的研究进展

质膜H -ATPase参与植物细胞的物质跨膜转运、细胞的伸长生长、气孔的开闭以及植物对环境胁迫的响应等生理过程,是植物生命活动的“主宰酶”。其活性调节涉及激素、环境因子等多种因素,可发生在转录、翻译和酶分子等多级水平。因此,在植物生长发育过程中,质膜H -ATPase活性的调节对生理活动起重要作用。本文就植物质膜H -ATPase的结构特征、生理功能、活性变化及其调节机理等的研究进展进行综述,以进一步揭示该酶的生理功能及其调节机理与植物生命活动过程的关系。     

三苯基锡,二环己基碳二亚胺和寡霉素对叶绿体CF0与CF1功能联系的影响

作用于H~ —ATP酶复合体质子通道的能量传递抑制剂 TPT、DQCD和 OM能明显抑制叶绿体光合磷酸化反应和膜上 ATP酶活性,减小恒态ΛpH值,加速ΛpH和515 nm吸收衰减。这种在正常叶绿体加速H_(in)~ 经CF_0外流与在残缺膜中阻塞质子外流不一致。TPT等物质是干扰了CF_0与CF_1的构象连接,使 CF_0的质子传导失去CF_1的控制,H_(in)~ 无效漏失或质子逆向转移受影响,从而抑制与质子传导紧密相关的光合磷酸化反应和膜上ATP酶活性。     

阿米洛利抑制NHE-1减轻低氧性肺动脉平滑肌细胞增殖

目的：研究Na^＋／H^＋交换抑制剂阿米洛利对低氧刺激的大鼠肺动脉平滑肌细胞（PASMCs）增殖的影响,以及Na^＋／H^＋交挟体-l（NHE-1）活性和表达的变化.方法：常氧（21％O2）或低氧（2％O2）条件下培养PASMCs,并分别给予浓度为1．653、3．125、6．25、12．5、25和50μmol／L．等不同浓度的阿米洛利,培养24h,采用MTT比色实验和免疫组化检测PCNA阳性细胞率的方法反映细胞增殖情况,同时采用激光共聚焦检测细胞内pH以反映Na^＋／H^＋交换体-1活性,RT—PCR法检测Na^＋／H^＋交换体-1mRNA的表达量.结果：低氧培养的PASMCs细胞内pH升高,NHE—1mRNA的表达增多,而阿米洛利可以降低细胞内pH,减少NHE—1mRNA的表达量。同时低氧较常氧培养MTT光吸收值较常氧培养明显升高。PCNA阳性细胞率明显增高,而给予阿米洛利时上述两个指标随药物浓度增加而逐渐下降。结论：低氧可以激活PASMCs细胞膜上的E—1,增加其mRNA水平表达量,使细胞内碱化,促进细胞增殖,而Na^＋／H^＋交换抑制剂阿米洛利可以抑制其活性,减少mRNA水平的表达,导致细胞内酸化,从而抑制细胞增殖,并且此抑制作用在3．125～50μmol／L．浓度范围内呈现明显的浓度依赖性。     

杜氏盐藻质膜ATPase在渗透调节中的可能作用

杜氏盐藻是一种以甘油为渗透调节物质的单细胞海藻,能够在0.08～5.0mol/L NaGl的培养液中生长。当外界NaGl浓度从0.5mol/L上升到4.0mol/L时,藻细胞内的Na~+和K~+含量变化不大,甘油含量则从6.20Pg/cell上升到51.50pg/cell。当藻细胞承受2.0mol/L到3.0mol/L NaCl的高渗胁迫时,能通过增加细胞内甘油含量来恢复原有形态;同时,藻细胞的H~+分泌增加,ATP含量下降;20μmol/L Na_3VO_4抑制了这些变化。KGN处理虽降低藻细胞内的ATP含量,却增加K~+外流和Na~+内渗。     

低温、高pH胁迫对水稻幼苗根系质膜、液泡膜ATP酶活性的影响

以耐冷性不同的两个水稻品种为材料,比较研究了幼苗根系质膜、液泡膜ATP酶对低温(8℃)及高pH(8.0)胁迫的反应。结果表明水稻根细胞质膜和液泡膜上均存在Ca3+-ATP酶,但活性远低于H+-ATP酶。耐冷品种武育粳3号经低温(8℃)处理2d,根系质膜和液泡膜H+-ATP酶、Ca2+-ATP酶活性均明显升高,至冷处理12d,H+-ATP酶、Ca2+-ATP酶活性有所下降,但仍与对照相近;而冷敏感品种汕优63经低温(8℃)处理2d,根系质膜H+-ATP酶活性略有升高,而质膜Ca2+-ATP酶以及液泡膜H+-ATP酶、Ca2+-ATP酶活性已明显下降;至冷处理12d,4种酶活性均明显低于对照。高pH胁迫使质膜和液泡膜H+-ATP酶活性下降,而使Ca2+-ATP酶活性上升。高pH胁迫会加剧低温冷害。结果表明,耐冷品种质膜、液泡膜ATP酶比冷敏感品种对低温胁迫有更强的适应能力。     

盐和干旱胁迫对燕子掌(Crassula agenten Thunb.)叶片液泡膜H+-ATPase活性的影响

专性CAM植物燕子掌离体叶片的盐胁迫处理和失水干旱处理后 ,液泡膜H ATP酶对低浓度(2 0 0、40 0mmol/L)的盐胁迫 (NaCl胁迫 48h)不敏感 ,而当盐浓度达到 6 0 0mmol/L时 ,ATP水解活性和H 转运活性较对照上升 5 5 %～ 6 5 % ,而干旱胁迫 (4 8h ,失水 12 % )使酶活上升约 30 % ,但是上述各种胁迫均不影响ATP水解与H 转运的耦联比率 ,仍旧维持在12。用Westernblot证实在逆境下 ,H ATP酶的 3种主要亚基A、B、c在膜上的蛋白含量均有所增加 ,且以调节亚基 (B)的变化最为显著     

Activation of Na+ /H+ exchange on rat preadipocyte plasma membrane and its role in cell proliferation and differentiation

An in vitro cultured rat perirenal preadipocyte (PA) was established as a model system to investigate the role of the intracellular pH (pHi) and of the Na~ /H~ exchanger during PA proliferation and differentiation, pH sensitive probe, 2' ,7'-bis-(2-carboxyethyl)-5(6)-carboxyfluorescein(BCECF), was employed to measure the pHi of PA and to determine the Na~ /H~ exchange activity. The results showed that there was Na~ /H~ exchange activity in the plasma membrane of PA, FCS stimulated DNA synthesis measured by ~3H-TdR incorporation, and the activation of Na~ /H~ exchanger resulted in phi increase (nearly 0.2 pH unit) within 2 min. Ethyl-isopropyl-amiloride (EIPA), a specific Na~ /H~ exchange inhibitor, inhibited Na~ /H~ exchange activity and DNA synthesis. In the absence of serum insulin did not stimulate DNA synthesis but did induce PA differentiation characterized by the appearance of adiposome in the cell and the enhancement of glycerol-3-phosphate dehydrogenase (G_3PDHase) activity. Meantime, insu     

渗透胁迫对高粱根中K~+累积的刺激作用

本工作中发现,2,4—二硝基酚(DNP)可有效地洗去高粱根中的K~+,从而提高了测定和比较K~+累积量的显示度和准确性,渗透胁迫下,高粱根中K~+的累积量比对照增加高达6.7倍;同时,组织的H~+分泌明显受到促进,动力学研究表明,经PEG胁迫的高粱根对K~+的亲和力显著增强。对照:K_m=9.25mmol/L,V_m=23.6μmolg~(-1)DW min~(-1);PEG处理者:K_m=27.25μmol/L,V_m=14.71μmolg~(-1)DW min~(-1).地上部的存在有利于 K~+的吸收。渗透胁迫所促进的K~+吸收可被亚胺环己酮(CHM)完全抑制,这一结果暗示渗透胁迫诱导的K~+吸收的增加依赖于蛋白质的诱导合成,本文讨论了K~+吸收增强的可能机理。     

一氧化氮调节盐胁迫下小麦幼苗根部质膜H^＋-ATPase和焦磷酸酶活性提高耐盐性

采用外源一氧化氮(NO)供体硝普钠(SNP)研究了NO对盐胁迫下小麦(Triticum aestivum L.)幼苗耐盐性的影响。结果表明,0.1 mmol/L SNP处理显著缓解了150 mmol/L NaCl 胁迫对小麦幼苗生长的抑制效应,包括水分丧失以及叶绿素降解,从而提高了小麦幼苗的耐盐性。进一步结合1 mg/mL血红蛋白处理则显著逆转了SNP诱导的上述效应;利用亚硝酸钠和铁氰化钾作为对照也证实了NO对小麦幼苗耐盐性的专一性调节作用,并可能与NO对小麦幼苗根部质膜 H -ATPase和焦磷酸酶活性诱导有关。此外,尽管NO显著提高了盐胁迫下小麦幼苗根部细胞质膜H -ATPase和焦磷酸酶的ATP水解活性,但是对跨膜H 转运则没有明显影响。应用外源CaSO4 和 EGTA 处理也证实,Ca2 可能在NO诱导的质膜 H -ATPase和焦磷酸酶活性的提高过程中起信号作用。另外,分析盐胁迫下小麦幼苗根部 Na 和K 含量的变化也发现,NO对Na 含量没有明显影响,但是却显著提高了K 水平和K /Na 比,这可能也是NO提高小麦幼苗耐盐性的原因之一。     

植物Na~+/H~+逆向转运蛋白功能及调控的研究进展

Na+/H+逆向转运蛋白是一种调控Na+、H+跨膜转运的膜蛋白,对细胞内Na+的平衡和pH值的调控等活动具有重要作用。该文主要对近年来Na+/H+逆向转运蛋白功能及其调控的研究进展进行概述,着重讨论其在调控离子稳态平衡,液泡pH值大小与花色显现,以及在影响细胞,器官(叶片)发育,盐胁迫信号转导等方面的可能作用。