磷脂爬行酶1

磷脂爬行酶1（phospholipid scramblase 1,PLSCRI）属于Ca^2＋结合的棕榈酰化Ⅱ型膜蛋白,而非棕榈酰化的PLSCR1蛋白可定位于细胞核内,并与基因组DNA序列结合。最初的研究显示,PLSCR1参与细胞膜磷脂跨膜活动。随后的研究发现多种细胞因子如干扰素、表皮生长因子等和白血病细胞分化诱导剂如全反式维甲酸（all-trans retinoic acid,ATRA）、佛波酯（phorbol 12-myristate 13-acetate,PMA）等也能够调节PLSCR1的表达。尤其重要的是,PLSCR1蛋白可与多种蛋白如c-Ab1、EGFR、c-Src、PKCδ和onzin等相互作用,提示PLSCR1在细胞信号传递中的作用。越来越多的证据表明PLSCR1的确参与细胞生长、分化、凋亡过程,并可能与肿瘤尤其与白血病发病学存在关系。     

磷脂爬行酶1对干扰素抑制乙型肝炎病毒(HBV)作用的影响

研究磷脂爬行酶1(Phospholipid scramblase 1,PLSCR1)对干扰素抑制HBV作用的影响。设计合成PLSCR1特异性小干扰RNA(siRNA),以完全随机序列的阴性小干扰(NCsiRNA)作为对照,转染HepG2细胞,于转染48h后分别检测PLSCR1mRNA和蛋白水平表达量的变化,筛选出对PLSCR1具有沉默作用的siRNA;将HepG2细胞分为正常对照组和干扰素处理组,将1.3倍乙型肝炎病毒(HBV)全基因真核细胞表达载体HBV1.3质粒分别与PLSCR1siRNA或NCsiRNA共同转染HepG2细胞或干扰素处理的HepG2细胞,转染48h后检测各组细胞中PLSCR1mRNA表达量及培养液上清中HBsAg表达水平。PLSCR1特异性小干扰RNA siRNA911转染后能够显著抑制HepG2细胞中PLSCR1基因在mRNA和蛋白水平的表达;与HepG2细胞对照组比较,干扰素处理组细胞转染HBV1.3质粒、NCsiRNA+HBV1.3质粒后,细胞培养液中HBsAg表达水平均显著降低(P0.05);而PLSCR1siRNA与HBV1.3共转染IFN处理的HepG2细胞组与共转染HepG2细胞组相比较,细胞培养液中HBsAg的表达水平没有显著差异。提示抑制PLSCR1的siRNA可抑制干扰素的抗HBV活性,提示PLSCR1在干扰素抑制HBV复制中具有重要作用。     

质膜钙离子ATP酶

钙离子(Ca2+)是重要的第二信使,通过与效应蛋白的结合和解离,以及在不同细胞器之间的穿梭运动而精确调控细胞活动,参与多种重要生命过程。细胞内具有精确调节Ca2+时空分布的调控系统。在静息状态下,细胞内的游离Ca2+浓度约为100 nmol/L;而当细胞受到信号刺激后,胞内的Ca2+浓度可上升至1000 nmol/L甚至更高。细胞中存在多种跨膜运送Ca2+的膜蛋白,以精确调节Ca2+浓度的时空动态变化,其中,细胞质膜上的多种Ca2+通道(包括电压门控通道、受体门控通道、储存控制通道等),以及内质网/肌质网和线粒体等胞内"钙库"膜上的雷诺丁受体、三磷酸肌醇受体等膜蛋白复合物,均可提升胞内Ca2+浓度,而细胞质膜上的钠钙交换体、质膜Ca2+-ATP酶、"钙库"膜上的内质网Ca2+-ATP酶、线粒体Ca2+单向转运体等,可将Ca2+浓度降低至静息态水平。质膜钙ATP酶是向细胞外运送Ca2+的关键膜蛋白,本文将对其结构、功能及其酶活性的调控机制做一简要综述。     

枇杷幼果PLD和LOX对低温胁迫的响应

以3年生枇杷品种‘早钟6号’(Eriobotrya japonica‘Zaozhong No.6’)容器嫁接苗为试材,于0℃、-1℃、-3℃人工气候室内进行低温胁迫处理,探讨枇杷幼果细胞膜磷脂及相关酶对低温胁迫的响应机制。结果显示,在不同温度胁迫过程中,枇杷幼果磷脂酶D(PLD,EC 3.1.4.4)和脂氧合酶(LOX,EC 1.13.11.12)活性均呈上升趋势;质膜磷脂酰胆碱(PC)和磷脂酰肌醇(PI)含量因逐渐被降解而呈下降趋势,磷脂酸(PA)含量出现积累、增加,而膜结合Ca2+含量有不同程度的降低。随处理时间的延长和处理温度的降低,枇杷幼果细胞PLD和LOX活性增幅加大,从而加速了膜PC和PI的降解和PA的积累。低温胁迫过程中幼果细胞膜PC含量的降幅大于PI,膜结合Ca2+含量的变化与PLD和LOX活性变化呈负相关。低温胁迫下枇杷幼果细胞膜结合Ca2+含量的减少诱导了膜脂降解酶PLD和LOX活性的提高,并导致膜结构稳定性下降,加剧了低温胁迫对膜脂的降解和脂质过氧化伤害,其中尤以-3℃胁迫处理4~6 h对幼果细胞质膜的伤害最严重。表明低温胁迫下Ca2+·Ca M信使系统可能参与枇杷幼果细胞膜PLD和LOX活性的调控。     

钠钙交换体的生理和病理生理功能研究进展

钠钙交换体(sodium calcium exchanger,NCX)是一种广泛分布于膜性结构(细胞质膜、线粒体膜、内质网、分泌小泡膜等)上的阳离子转运蛋白,具有两种转运Ca2+和Na+的模式:介导Na+内流、Ca2+外排的前向模式(forward mode)和作用相反的反向模式(reverse mode)。通过这种双向模式,NCX可以对胞质内Ca2+浓度进行快速精确的调节,继而影响细胞内信号转导、细胞生长发育、可兴奋细胞的兴奋及兴奋耦联的相关功能等一系列生理活动,如心肌和骨骼肌细胞的收缩、神经递质的释放、神经胶质细胞的迁移分化、免疫细胞的活化以及细胞因子与激素的分泌等。此外,在病理情况下,NCX反向模式的异常激活,被认为是NCX参与心血管系统、中枢神经系统、内分泌系统等多个系统病理生理过程的关键。在此,本文对NCX分子及其参与的生理、病理生理过程的研究进展作一综述,以提供关于NCX较为全面的认识。     

Ca2+在植物细胞对逆境反应和适应中的调节作用

钙离子(Ca2+ )信号在植物的生长发育及其对环境的反应和适应中起着十分重要的作用。本文对Ca2+在植物细胞对低温、干旱和盐渍化逆境的反应和适应中的调节功能作一概述, 论述的主要问题包括: (1)Ca2+的亚细胞定位与分布, 细胞内Ca2+相对低水平的稳态平衡是Ca2+信号发生的基础; (2)Ca2+信号的优越性及其发生与传递; (3)Ca2+充当低温信号的传递者诱导抗寒锻炼和基因表达; (4)细胞内高水平Ca2+持久性调控越冬木本植物的生理休眠; (5)Ca2+对干旱、盐渍化及其渗透胁迫的调节作用; (6)Ca2+参与气孔开关运动的调节; (7)Ca2+参与逆境中细胞壁加厚和加固的调节。     

Ca2+预处理对热胁迫下辣椒叶肉细胞中Ca2+-ATP酶活性的影响

在常温下生长的辣椒(Capsicum annum L.)叶肉细胞中Ca2+-ATP酶主要分布于质膜、液泡膜上,叶绿体的基质和基粒片层上也有少量分布;在40℃下热胁迫不同的时间,酶活性逐渐下降,直至叶绿体超微结构解体.同样条件下,经过Ca2+预处理后,分布在上述细胞器膜或片层上的酶活性大大提高,表明Ca2+预处理对该酶活性具有激活作用;Ca2+预处理对热胁迫下的超微结构的完整性具有一定的保护作用,并且能使Ca2+-ATP酶在热胁迫下维持较高活性.结果表明,Ca2+预处理增强辣椒幼苗的抗热性,可能与其稳定细胞膜、从而使Ca2+-ATP酶在热胁迫下保持较高活性有一定关系.     

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。     

钙对亚适温弱光下黄瓜幼苗Ca2+分布及叶绿素荧光参数的影响

以'津优3号'黄瓜幼苗为试验材料,采用焦锑酸钙沉淀的电镜细胞化学方法,研究了CaCl2预处理对亚适温(昼/夜18℃/12℃)弱光(100 μmol·m-2·s-1)下黄瓜幼叶细胞中Ca2+分布、Ca2+-ATP酶活性及叶绿素荧光参数的影响.结果显示:正常温光条件(CK)下,黄瓜幼叶细胞Ca2+主要存在于液泡和液泡膜上,细胞质中含量较低;经亚适温和弱光处理7 d后,叶片细胞质和细胞膜中形成较大的钙沉淀颗粒,液泡中的Ca2+颗粒聚集成团,膜组织边缘模糊,Ca2+-ATPase活性降低;胁迫前用CaCl2预处理的细胞质中Ca2+颗粒略有增加,且分布较均匀,膜组织完整,Ca2+-ATPase活性与CK差异不显著;而经LaCl3、EGTA和CPZ预处理的Ca2+多呈大颗粒状聚积在细胞质、液泡膜或细胞壁上,Ca2+-ATPase活性大幅度下降.在7 d亚适温弱光处理后,各处理黄瓜叶片的Fv/Fm变化不大,而ΦPSⅡ、qP和ETR显著降低;与水预处理相比,叶片ΦPSⅡ、qP和ETR在CaCl2处理下显著增加,而在EGTA和CPZ处理下显著减小,LaCl3处理的无显著变化.研究表明,亚适温弱光处理能打破黄瓜幼苗细胞内的Ca2+平衡,使其膜组织受到一定程度破坏;CaCl2可维持胞内较高的Ca2+-ATP酶活性,保持Ca2+平衡,保护细胞膜组织结构完整,并参与了光合作用光能捕获和光合效率的调控,能有效减轻亚适温弱光对黄瓜幼苗光合作用的不良影响.     

小鼠P型ATP酶ATP8A2基因的克隆及其剪切亚型的分析

真核生物细胞各种膜结构两侧的磷脂分布是不对称的,这种不对称需要磷脂翻转酶的动态调节.目前认为这些酶可以分为三种,即爬行酶类、外翻酶类和内翻酶类,对于它们的研究才刚刚起步.P型ATP酶第四类亚型被认为有潜在的磷脂内翻酶活性,酵母全部5个该家族的蛋白质如DRS2p都陆续被确定了具有磷脂内翻酶的活性.对于酵母内翻酶的研究还发现该类蛋白质对于细胞极性建立和膜泡运输有重要作用.哺乳动物中由基因组比对发现有14个P型ATP酶第四类亚型成员,但对于它们的研究仅局限于病理方面.为了能够了解哺乳动物磷脂内翻酶在细胞内活动的分子机制,克隆了酵母DRS2p在哺乳动物中的同源物ATP8A2的编码基因,并发现了它的两种剪切亚型.通过对它们的组织分布分析,发现该蛋白质主要分布在睾丸中,提示它可能对于精子的发生有一定功能.     

Ca~(2+)信号调控细胞死亡的亚细胞和分子机制

Ca2+在细胞死亡过程中起至关重要的作用。胞浆和/或线粒体(MT)内Ca2+超载不但是多种原因、多种方式细胞死亡的起始因素,也可通过激活蛋白酶、核酸酶、磷脂酶等酶,直接或间接通过与Bcl-2家族蛋白等重要调节因素的相互作用,全程参与死亡生化反应。内质网(ER)释放Ca2+与MT、溶酶体(LS)、细胞核相互作用,激活多种细胞死亡信号转导通路,导致细胞凋亡、坏死和自噬性细胞死亡。本文重点介绍Ca2+信号在亚细胞和分子水平调控细胞死亡的机制研究方面的最新进展。     

玉米根尖细胞液泡膜结合的蛋白激酶的存在及其性质

为了解液泡膜蛋白在植物细胞信号途径中的功能,用新型的非放射性同位素方法从玉米根细胞的高纯度液泡膜上鉴定出一种膜内在的蛋白激酶.这种蛋白激酶具有Ca2+依赖、CaM和磷脂酰丝氨酸不依赖等特性,与已在多种植物中报道的含有类似钙调素结构域的蛋白激酶CDPK相似.离体实验表明其活性的最适pH值为6.5,最适Ca2+浓度为10 μmol/L.从最适pH值和去污剂的影响可以推测出其活性位点朝向胞质一侧.Zn2+对其活性没有明显的抑制作用,说明该激酶缺少某些哺乳动物的蛋白激酶常含有的锌指结构.当液泡膜蛋白在Ca2+和ATP存在的条件下被预磷酸化后,液泡膜H+-ATPase的ATP水解和质子转运过程均被激活.激活的活性可以被碱性磷酸酶逆转.以上结果说明玉米根尖细胞的液泡膜中存在一种可能是CDPK的蛋白激酶.由它造成的Ca2+依赖的磷酸化作用激活了液泡膜H+-ATPase的活性.这些结果将有助于深入研究CDPK在植物细胞信号转导中的功能.     

钙网蛋白在心肌肥大中的研究进展

钙网蛋白(calreticulin, CRT)是内质网中主要的Ca2+结合分子伴侣,具有调控细胞Ca2+稳态、蛋白质合成与修饰等作用,参与调节细胞凋亡、应激、心血管炎症反应等多种生理和病理生理过程.CRT属于心脏胚胎基因家族,通过调节心肌细胞肌原纤维形成、促进糖原分解、诱导肥大相关基因转录、调节心脏传导系统发育及心肌细胞凋亡等,在心脏发育及心肌肥大的发生、发展过程起重要作用,本文对CRT在心肌肥大中的作用及其信号转导途径予以综述.     

磷脂酰肌醇二磷酸

磷脂酰肌醇 4,5二磷酸 (ｐｈｏｓ ｐｈａｔｉｄｙｌｉｎｏｓｉｔｏｌ(4,5 ) ｂｉｓｐｈｏｓｐｈａｔｅ,ＰＩＰ2 )仅占膜磷脂的不到 1 % ,功能却非常复杂。这种低丰度的多磷酸肌醇脂 (ｐｏｌｙｐｈｏｓｐｈｏ ｉｎｏｓｉｔｉｄｅｓ)可被激素或细胞因子受体介导活化的磷酸脂酶Ｃ(ｐｈｏｓｐｈｏｌｉｐａｓｅＣ ,ＰＬＣ)水解为第二信使分子肌醇三磷酸 (ＩＰ3)和二酰基甘油 (ＤＡＧ)参与信号传递。最近的研究表明细胞表面 ,即质膜 ,是ＰＩＰ2 功能表现的主要场所 ,参与了细胞膜上许多重要生理过程 ,如膜转运、膜与细胞骨架之间的相互作用及其与…     

种子活力与生物膜的研究现状

种子活力与生物膜的结构和功能密切相关。活力高的种子,膜结构比较完整,在吸水时,膜系统恢复的速度较快,并且修复的较完善。研究表明,超干和引发处理可使膜结构得到保持与修复,很多种类的物质参与了膜结构的保护,例如可溶性糖、蛋白质(包括酶)、两性分子、Ca2+、多胺及其他非酶促自由基清除系统等,保护物质协同作用,稳定膜脂及膜蛋白的结构,保持膜系统的完整性,使膜功能得以正常发挥,强化了种子活力。     

黄瓜种子萌发过程中Ca2+分布的变化

采用细胞化学方法,研究了黄瓜种子中贮藏Ca2+的分布特点及其在萌发过程中的变化动态.干种子的子叶细胞中贮藏有大量的蛋白体、油脂体,Ca2+沉淀颗粒大量分布于胞质、胞间隙以及细胞质膜上.大多数蛋白体中有1至数个圆球形或椭圆体形含Ca2+的球状晶体.相比之下,胚芽和胚根细胞中Ca2+较少.种子萌发早期,子叶中的贮藏钙及晶体溶解释放出的Ca2+部分转运到生长发育中的胚芽和胚根中.随着萌发的继续,胚根和胚芽细胞中的Ca2+不会持续增多,反而下降.     

Ca2+位于H2O2上游参与H2S诱导的拟南芥气孔关闭过程

以拟南芥为材料,利用药理学实验,结合分光光度法和激光共聚焦显微技术,研究了Ca2+在硫化氢(H2S)诱导拟南芥气孔关闭过程中的作用及其与过氧化氢(H2O2)的关系。结果表明:H2S诱导气孔关闭,Ca2+螯合剂EGTA和质膜Ca2+通道阻断剂硝苯地平(Nif)能不同程度抑制H2S诱导的气孔关闭,而内质网钙泵阻断剂毒胡萝卜素(Thaps)对H2S的作用无显著影响。由此推测,Ca2+参与调节H2S诱导的拟南芥气孔关闭过程,且胞质中Ca2+来源于胞外Ca2+的内流。另外,H2S诱导拟南芥叶片NADPH氧化酶基因At RBOHD和At RBOHF以及细胞壁过氧化物酶基因At PRX34表达增强,促进叶片和保卫细胞中H2O2积累,EGTA对此起抑制作用,而外源Ca Cl2处理上调At RBOHD、At RBOHF和At PRX34的表达。表明Ca2+可能位于H2O2上游参与H2S诱导的拟南芥气孔关闭过程。     

支原体膜的结构与功能——支原体膜上ATPase动力学参数的测定

ATP(asc)是生物膜上一种重要的酶,它不仅参与能量代谢,物质运送,氧化磷酸化等重要生化过程,而且它与膜上磷脂的结合状态,将影响膜的流动性,从而影响膜的其他功能。因此,研究ATP_(asc)的性质和功能,对生物膜的结构与功     

严重烧伤早期心肌线粒体Ca2+转运变化及外源性ATP的影响

细胞Ca2+稳态的维持是其生命活动正常进行的重要条件.病理条件下,细胞Ca2+稳态紊乱,将导致其功能和结构的严重损害.线粒体具有完整的Ca2+转运系统,可参与细胞Ca2+浓度的调节.我所既往研究表明,严重烧伤早期心肌细胞内Ca2+浓度升高,且分布异常.本研究探讨严重烧伤早期心肌线粒体Ca2+转运变化及外源性ATP的影响,以期阐明烧伤后心肌线粒体Ca2+超载的发生机制.     

酵母线粒体的磷脂转运

线粒体是一种由两层膜包被的细胞器,其功能和结构的稳定性取决于线粒体膜上精确的磷脂组成及分布。线粒体膜上的大部分脂类物质由内质网合成,既而转运到线粒体。而部分脂类利用内质网上产生的前体,在线粒体内膜上合成。由此可见,线粒体膜脂的生物合成需要线粒体与内质网以及线粒体外膜(outer mitochondrial membrane, OMM)与内膜(inner mitochondrial membrane, IMM)之间进行大量的脂质转运。目前认为,这种运输过程既可在拴系因子(tether factors)形成的膜结合部位(membrane contact sites, MCSs)内发生,也可借助脂质转运蛋白(lipid transfer proteins, LTPs)完成。近年来,研究者以酵母为对象,建立了多种线粒体磷脂转运(phospholipid trafficking)的模型,这使人们初步理解了线粒体磷脂转运的机制。本综述总结了酵母线粒体磷脂转运的最新发现,并对这些磷脂转运的模型进行了讨论,以期为今后深入了解线粒体脂类代谢提供参考。