机械应力对红细胞膜上葡萄糖运输蛋白功能的调节

对旋转于通用分光光度计比色皿中的红细胞悬浮液,研究了转速和细胞所受的机械应力之间的关系。通过测定人红细胞膜上葡萄糖运输特性的变化,观测到随着机械应力的增大,膜对葡萄糖的输入显著加快,但同时葡萄糖的输出迅速减慢。对这些现象的生理学意义及可能的机制进行了讨论     

力学因素对人红细胞葡萄糖运输和阴离子交换的影响

机械应力在心血管系统的正常生理和病理中都起着重要的作用。实验中观察到当提高红细胞悬浮液的旋转速度时会导致葡萄糖跨膜输入的速率增加。改变溶液渗透压及用使细胞膜曲率变化的药物（氯丙嗪）是对红细胞作用的另二种力学因素。研究发现它们同样也能对葡萄糖和阴离子的运输有影响,根据运输速率的温度特性给出了这些力学因素作用下葡萄糖、阴离子运输时活化能的变化,活化能的减小和运输速率的增加有很好的对应关系;活化能减小使膜上运输蛋白在运输过程中的构象变化更为容易,对红细胞血影的内禀荧光淬灭测量量表明,机械应力是通过影响膜上葡萄糖运输蛋白（GLUT1）和阴离子交换蛋白（带3蛋白）物构象起作用的,当用抑制剂抑制了阴离子的运输后。观察到此时葡萄糖跨膜运输对机械应力的响应发生改变,这再次表明在红细胞膜上GLUT1和带3蛋白之间存在着信号连接。     

机械应力引起的红细胞膜上葡萄糖运输蛋白结构的改变

机械应力是一种普遍存在的刺激因子。我们以前的工作表明,机械应力能调节人红细胞膜上葡萄糖运输蛋白－ＧｌｕＴ－１的功能：ＧｌｕＴ－１介导的输入、输出葡萄糖的速率能对机械应力产生响应［１］。但到底这种功能变化的原因是来源于机械应力对ＧｌｕＴ－１的结构改变还是其它因子至今尚不清楚。为此,我们试图从ＧｌｕＴ－１内源性色氨酸的荧光变化上观测机械应力对ＧｌｕＴ－１结构的影响,并探讨其可能的机制。     

人红细胞膜上阴离子交换蛋白和葡萄糖运输蛋白的相互影响

用细胞松弛素Ｂ抑制红细胞膜上葡萄糖运输蛋白（ＧｌｕＴ－１）对葡萄糖的运输,观察到对阴离子运输有促进作用。当ＧｌｕＴ－１结合其底物分子－葡萄糖后同样加快了阴离子运输速率．另一方面,实验办给出了葡萄糖跨膜运输特性和Ｃｌ－离子浓度的关系,表明随着Ｃｌ－离子浓度的加大能使葡萄糖运输过程中Ｋｍ减小、Ｖ（ｍａｘ）增大。这些结果表明了在完整红细胞膜上阴离子交换蛋白Ｂａｎｄ３和ＧｌｕＴ－１之间存在着双向联系,即一种膜蛋白的构象改变能影响另一种膜蛋白的功能。     

Ⅱ型糖尿病患者红细胞膜葡萄糖运输特性研究

红细胞膜葡萄糖运输的温度依赖性研究结果表明,Ⅱ型糖尿病患者的葡萄糖输入的活化能比正常增大约30%,这和患者葡萄糖输入速率减小的结果相一致.但葡萄糖跨膜输出的活化能没有显著变化.对在红细胞葡萄糖转运蛋白(GLUT1)内侧特异结合的细胞松弛素B(CB)的抑制效应研究结果表明,糖尿病人的CB抑制常数无明显变化.结合以前我们用根皮素抑制剂的实验,表明Ⅱ型糖尿病患者红细胞膜上GLUT1很可能发生了结构的变化,发生变异的位点在在此膜蛋白的膜外侧区域.     

人红细胞膜上阴离子交换蛋白和葡萄糖运输蛋白的相互…

用细胞松弛素Ｂ抑制红细胞膜上葡萄糖运输蛋白对葡萄糖的运输,观察到对阴离子运输有促进作用。当ＧｌｕＴ－１结合其底物分子－葡萄糖后同样加快了阴离子运输速率。另一方面,实际亦给出了葡萄糖跨膜运输特性和Ｃｌ＾－离子浓度的关系,表明随着Ｃｌ＾－离子浓度的加大葡萄糖运输过程中Ｋｍ减小,Ｖｍａｘ增大。     

Ⅱ型糖尿病患者红细胞膜葡萄糖运输特性研究

红细胞葡萄糖运输的温度依赖性研究结果表明,Ⅱ型糖尿病患者的葡萄９糖输入的活化能比正常增大约３０％,这和患者葡萄糖输入速率减小的结果相一致。但葡萄糖跨膜输出的活化能没有显著变化。驿在红细胞葡萄糖转运蛋白（ＧＬＵＴ１）内侧特异结合的细胞松弛素Ｂ（ＣＢ）的抑制效应研究结果表明,糖尿病人的ＣＢ抑制常数无明显变化。结合以产用根互素抑制剂的实验,表明２型糖尿病患者红细胞膜上ＧＬＵＴ１很可能发生了结构的变化。发     

壁膜连接中断影响植物细胞响应机械应力的实验研究

目的:研究植物细胞响应机械应力的形态学变化;初步探讨壁膜连接对于植物细胞响应机械应力的意义,及其是否参与机械应力响应过程。方法:将植物单细胞包埋后进行精确机械力加载并培养数日,每天抽样进行显微观测和图像分析监测其形态变化;在此基础上进行质壁分离,并采用RGD多肽处理中断细胞壁膜连接后进行应力加载,监测其形态变化。结果:植物细胞经机械应力加载后,其分裂方向趋于垂直应力加载方向。经壁膜连接中断处理后进行加载的植物细胞失去沿主应力线垂直方向分裂的能力,细胞分裂方向呈无序状态。结论:壁膜连接特别是以RGD序列识别为基础的细胞连接参与了植物细胞对机械应力的响应过程。     

红细胞膜对葡萄糖运输的快速测定

介绍了一种快速测定红细胞膜对葡萄糖运输特性的方法.实验表明,介质中红细胞的体积变化可用660nm波长处光密度值的变化来表证,由此得出葡萄糖跨膜通透过程中细胞内葡萄糖量的表达式.根据这种变化率即可计算出葡萄糖的通透特性参数K_m及I_(mdx)~(?)为提高测定精度,改装了仪器并联微机进行实时处理.     

运动中脂质过氧化物对人体红细胞膜结构和功能的影响

运动对红细胞某些特性的影响非常明显,其作用涉及到红细胞膜、代谢酶类和血红蛋白。先前的研究表明,运动中红细胞的破坏增多是引发运动性贫血的重要原因,但这些改变最终都归结于损伤红细胞膜的结构和功能,造成膜机械脆性和渗透性的增加,红细胞变形性降低,使其易于被破坏或被网状内皮系统所清除,从而导致运动性贫血的发生。 近来,愈来愈多的研究观察表明,氧自由基(OFR)引发的膜脂质过氧化反应是导致膜的液态性、流动性以及通透性改变,造成膜功能障碍。这为我们探索运动加速红细胞破坏、缩短红细胞寿命的机     

冷冻前后人红细胞膜蛋白聚丙烯酰胺凝胶电泳分析

冷冻保存红细胞在血液保存工作中是一项新技术。以甘油为冷冻保护剂,加入新鲜红细胞中,在-80℃冷冻保存,可达到长期保存的目的,为了检验在血液保存过程中红细胞的质量,国外也曾对血库内保存的枸椽酸、枸椽酸钠、葡萄糖(简称ACD)全血中红细胞膜上蛋白质组分的改变情况进行研究。例如1969年布莱纳(Brener)等曾用淀粉凝胶电泳分析新鲜红细胞膜蛋白与保存一定时间后红细胞膜蛋白;1971年穆尔(Moore)对常规方法保存的全血,红细胞膜上蛋白质改变情况进行分析。本文使用硫酸十二醋钠盐(SDS)聚丙烯酰胺凝膜电泳分析冷冻前后红细胞膜蛋白,通过了解红细胞膜改变情况,进一步证明冷冻保存后红细胞结构完整,并肯定了其保存价值。     

高原低氧习服大鼠红细胞变形性的变化规律及其分子机制

目的：探讨高原低氧习服大鼠红细胞变形性的变化规律及其分子机制。方法：将健康雄性大鼠随机分为3组（n=10）：常氧对照组、急性低氧组和低氧习服组。模拟高原低氧环境对大鼠分别进行急性低氧和间断低氧习服,麻醉后心脏采血,分别测定大鼠红细胞变形性、膜流动性、膜胆固醇和总磷脂含量、膜磷脂成分的含量、红细胞ATP酶活性、红细胞内Na＋和Ca2＋浓度及建立红细胞膜蛋白质双向电泳图谱,寻找差异蛋白质点,对其进行质谱鉴定。结果：①急性低氧大鼠红细胞变形性、膜流动性、膜胆固醇和总磷脂含量、红细胞ATP酶活性均降低;红细胞内Na＋和Ca2＋浓度均增高;红细胞膜磷脂酰丝氨酸（PS）、鞘磷脂（SM）含量增加,磷脂酰胆碱（PC）含量降低;建立了红细胞膜蛋白质双向电泳图谱,选取7个差异蛋白质点,其中4个在急性低氧后表达降低。②低氧习服大鼠红细胞变形性、膜流动性、膜胆固醇和总磷脂含量、红细胞ATP酶活性明显均增高;红细胞内Na＋和Ca2＋浓度均降低;红细胞膜PS、SM含量降低,PC含量增加;上述7个差异蛋白质点中4个在低氧习服后表达增高,3个表达降低,质谱技术鉴定结果为补体结合蛋白、水通道蛋白、膜攻击复合物抑制因子、葡萄糖运载体、脂质移行酶、氨基磷脂转移酶、依赖ATP的翻转酶,其中后三个酶与红细胞膜磷脂翻转有关。结论：急性低氧引起红细胞变形性、膜流动性、膜蛋白质表达、红细胞ATP酶活性及胞内Na＋和Ca2＋浓度方面相应的改变;经低氧习服后,上述指标有所改善,低氧习服对急性低氧引起红细胞的影响具有一定的保护作用;红细胞膜上的3种蛋白质,包括脂质移行酶、氨基磷脂转移酶和依赖ATP的翻转酶在低氧习服改善红细胞变形性的机制中可能发挥重要的作用。     

蜂毒溶血肽对鸡红细胞及膜的生化作用

本文采用荧光分光光度、薄层层析、原子吸收、荧光显微图像等多种生化技术,系统研究了蜂毒肽作用于鸡红细胞及膜的生化机理。结果表明：蜂毒肽影响红细胞膜上及胞内两种酶的功能。它抑制膜Na⁺-K⁺-ATPase活性,导致胞内外离子转运异常,K⁺浓度失衡;它也抑制细胞内葡萄糖-6-磷酸脱氢酶活性,其正电区域干扰胞内带负电小分子的作用,影响红细胞正常代谢。蜂毒肽干扰膜中阴离子通道的转运功能,使细胞渗透压改变,引起膨胀而溶血。蜂毒肽对有核红细胞核内DNA没有作用,与其他抗微生物多肽作用的靶向不同。据此认为,抗菌蛋白类抗生素对细菌作用的生化机理与传统抗生素不同,这是细菌对其不易产生耐药性的重要原因。     

机械敏感离子通道Piezo1在心血管系统中的作用

机械敏感离子通道(mechanosensitive ion channels, MSC)是一类受机械压力影响而产生兴奋电信号的离子通道,广泛分布于生物各组织器官中,参与生物体内的多种生理过程。最近在哺乳动物体内发现了一种新型的MSC蛋白Piezo1,它与其他MSC蛋白不具有同源性,在细胞感应机械应力的过程中发挥着重要作用。大量研究结果表明,Piezo1在动脉血压的控制、红细胞体积的改变、心脏相关因子的分泌等生理过程中扮演了重要角色,与心血管系统关系密切。在哺乳动物心血管系统中,心脏、动脉血管、毛细微血管和红细胞等都可感受来自细胞外环境机械应力刺激,而Piezo1将机械应力转化为生物电信号,进而影响后续的生理过程。本文介绍了Piezo1在心血管系统中的作用,并总结Piezo1蛋白的具体作用机制及其差异,以期为进一步的研究提供有益参考。     

Ⅱ型糖尿病患者红细胞膜葡萄糖运输体异常的研究

用葡萄糖跨膜运输蛋白的抑制剂－根皮素,观察到它对Ⅱ型糖尿病患者红细胞膜葡萄糖输入的抑制常数显著增大,提示了患者葡萄糖运输体外侧和底物分子结合位点发生了结构改变。进一步,测量了和膜上葡萄糖运输体能特异结合的葡萄糖、细胞松弛素Ｂ、根皮素等对血影膜上色氨酸残基荧光的淬灭效应。由淬灭效应前后血影膜荧光强度的相对变化,证实患者红细胞膜对葡萄糖转运功能的异常和运输蛋白中某些色氨酸残基（特别是膜外侧区段）周围结构的改变有关。     

人类红细胞葡萄糖-6-磷酸脱氢酶的分离纯化与鉴定

 <正> 葡萄糖-6-磷酸脱氢酶(G6PD,EC1·1·1.49)催化磷酸已糖途径的第一步反应。人红细胞内的G6PD及其催化产生的NADPH对于维持血红蛋白及红细胞膜的稳定性具有非常重要的作用。G6PD的结构变异可影响其活性。纯化人红细胞G6PD对于进一步阐明G6PD的结构与功能的关系有重要意义。本文报道纯化人红细胞的的方法,并对该酶进行鉴定。     

大鼠红细胞葡萄糖代谢的异头物选择性

为研究大鼠红细胞对葡萄糖利用的异头物选择性及其作用机制,应用大鼠红细胞,对葡萄糖的两种异头物作了异构化速率、乳酸生成量、内流速度和大鼠红细胞已糖激酶作用下的磷酸化速度等进行了测定．结果指出,３７℃时大鼠红细胞的Ｄ－葡萄糖β－异头物和α－异头物代谢成乳酸的速度分别是０．２７μｍｏｌ／ｇＨｂ（３ｍｉｎ）和０．２１μｍｏｌ／ｇＨｂ（３ｍｉｎ）,即前者快于后者３０％．同时β－Ｄ－葡萄糖向红细胞内转运速度也快于后者：分别是５．０和３．５μｍｏｌ／ｇＨｂ（３ｍｉｎ）．大鼠红细胞已糖激酶的葡萄糖磷酸化速率实验结果指出：β－异头物比α－异头物快３０％;对于该两种异头物已糖激酶的Ｋｍ值均为５３μｍｏｌ／Ｌ．红细胞与α－和β－Ｄ－葡萄糖保温１ｍｉｎ后,其葡萄糖浓度均达到１ｍｍｏｌ／Ｌ左右,说明至少在１ｍｉｎ内对于已糖激酶的磷酸化此两种异头物的葡萄糖浓度均已饱和．这些结果提示,大鼠红细胞葡萄糖利用的β－异头物优选性主要与其磷酸化速度有关,而与其转运速度关系不大．     

用Bialsche试剂直接测定红细胞膜上唾液酸量

唾液酸是红细胞膜上的重要组分。我们改进了红细胞膜上唾液酸含量测定方法不需预先水解膜样品而用Bidlsche试剂直接测定唾液酸含量。本法具有准确、操作简便、快速等优点,尤适用于测定去血红蛋白的红细胞膜上唾液酸量。本文应用直接法分析比较了不同“年龄”红细胞膜上唾液酸含量,发现年老红细胞的唾液酸量明显下降,与年青红细胞相比下降33%。     

蜂毒肽的溶血作用与红细胞膜上两种酶活性变化的关系

从蜂毒肽作用于红细胞膜上的Na^＋-K^＋-ATPase和葡萄糖-6-磷酸脱氢酶(G-6-PD)活性变化的角度,利用分光光度法测定酶活性,研究蜂毒肽与红细胞及膜作用过程中可能的靶点,讨论了蜂毒肽溶血过程与RBC膜上2种酶活性的变化．结果发现,蜂毒肽抑制RBC膜上酶活性的主要模式为附着/插入质膜与游离态并存模式,附着/插入质膜中的作用大于游离态的作用．Na^＋-K^＋-ATPase的K⁺结合位点是蜂毒肽的1个作用靶点．蜂毒肽插膜过程与其对此酶的作用随时间延长同步发生．蜂毒肽通过作用于葡萄糖-6-磷酸和NADP使G-6-PD的催化受到缓慢抑制,蜂毒肽形成四聚体的程度与酶活性密切相关．EDTA抑制蜂毒肽聚集,干扰蜂毒肽作用于G-6-P,蜂毒肽作用于底物G-6-P及辅酶NADP的生化机理相似,蜂毒肽抑制作用与G-6-PD的结构无关.     

紫绀类先天性心脏病患者红细胞的初步研究

正常人的红细胞形态、膜结构和组成、膜上各种酶活性等研究报道甚多,膜与某些疾病的关系也常有报道,但心血管疾病,包括紫绀类先天性心脏病对红细胞及其膜有无影响,有何影响,尚未见有研究性文章。近二年,我们对紫绀类先天性心脏病患者红细胞及其膜进行了如下研究:①紫绀类先天性心脏病中法乐氏四联症患者红细胞形态的相差显微镜和电镜观察,