线粒体H~ -ATPase超分子结构及其催化机制的研究现状

质子泵H~ -ATPase广泛存在于线粒体,叶绿体,异养菌和光合细菌中,是生物体能量转换的核心酶,有极为重要的生理作用。近几年来,对H~ -ATPase的结构、功能和调控机制的研究进展很快,对复合体的组装有了进一步的认识。对H~ -ATPase的主要亚基已经完成序列测定及分析,对各亚基生理功能也进行了较为深入的研究。生物化学及分子生物学工作揭示:生物体内以多种方式对编码H~ -ATPase主要亚基的基因表达和该酶的活力进行调控。其中,对于线粒体H~ -ATPasc的研究显得尤为突出。本文综述了线粒体H~ -ATPase的结构、功能、和调节方面的研究现状,并进一步提出了一些值得深入探讨的问题。     

植物质膜H+-ATPase响应盐胁迫的分子机制

植物细胞质膜质子泵（PM H^＋-ATPase）有看家酶之称,是由多基因编码的,其主要功能是向细胞营养物质的吸收和离子跨膜运输提供驱动力。文章介绍PM H^＋-ATPase在植物抗盐中的作用及研究进展。     

胡杨液泡膜H+-ATPase的部分纯化及其耐盐性研究

为了阐明液泡膜H^ -ATPase在盐胁迫下的作用和适应性机制,对悬浮培养的胡杨细胞在50mmol／L盐浓度下处理10d,结果表明液泡膜H^ -ATPase、焦磷酸酶的水解活性、质子泵活性增加。将通过差速离心和不连续蔗糖密度梯度离心富积的液泡膜微囊先由脱氧胆酸钠(DOC)和n-辛基-β-D-葡萄糖(OG)分步破膜抽提,经蔗糖密度梯度离心分离,部分纯化的酶含V型H^ -ATPase的主要亚基。     

液泡膜H+-ATPase在植物的非生物胁迫响应和信号转导中的作用

液泡膜H^＋-ATPase是一种多亚基复合体,在植物受到非生物胁迫后,其对逆境信号的感知转导即做出相应的变化。在Ca^2＋通道、ABA信号通路及盐过敏感途径等信号传递的过程中,都有V-ATPase的参与。文章将对这一领域的研究进展进行介绍。     

盐地碱蓬叶片液泡膜H^＋—ATPase B亚基的克隆及盐胁迫下表达分析

植物液泡膜H^ -ATPase在建立跨液泡膜质子梯度、促进液泡Na^ 区域化、提高植物耐盐性方面发挥着重要作用。本实验从盐生植物盐地碱蓬(Suaeda salsa L.)cDNA文库分离到碱蓬叶片液泡膜H^ -ATPase B亚基cDNA克隆。测序表明该基因长达1974bp,开放阅读框有1470bp编码489个氨基酸,含有一个保守的ATP结合位点,其蛋白分子量约为54．29kD。Northern及Western印迹表明盐地碱蓬液泡膜H^ -ATPase B亚基表达明显受NaCl胁迫诱导,并且在NaCl胁迫下,B亚基在转录及翻译水平上与液泡膜H^ -ATPase c亚基存在协同作用。盐胁迫下,盐地碱蓬液泡H^ -ATPase B亚基与c亚基的协同表达增加了液泡H^ -ATPase的数量,从而提高了液泡H^ -ATPase活性,为碱蓬叶片液泡Na^ 区域化提供了动力,最终提高了碱蓬植株的耐盐性。     

干旱胁迫下植物质膜功能蛋白研究现状

介绍了植物质膜中3种主要的功能蛋白,质质膜H^ -ATPase、质膜Ca^ -ATPase、质膜氧化还原蛋白的基本性质和生理功能,并对近年来有关逆境下这些膜功能蛋白（酶）活性变化的研究进展进行综述,指出需要进一步研究的问题。     

植物细胞质膜H+-ATPase的结构与功能

植物细胞质膜H+-ATPase属于P型质子泵。由该酶产生的跨膜电化学梯度是物质跨膜运输的原初动力。研究表明,质膜H+-ATPase与植物的生长发育密切相关,被称为植物细胞的“主宰酶”。近年,关于该酶的生化特性,基因表达与调控以及结构与功能等方面的研究取得重要进展。对质膜H+-ATPase的生化特性,分子结构,调节机制和生理功能等进行了综述。     

豌豆根胞质V1-ATPase的鉴定

利用免疫印迹、免疫电镜和ATP水解活性的测定对豌豆(Pisum sativum L.)根细胞胞质中V1-ATPase复合物的存在进行鉴定.用兔抗绿豆V-type H+-ATPase 的A、B亚基的抗体进行的immuno-blotting和胶体金电镜结果都表明,胞质中存在有A、B亚基.活性测定结果进一步表明胞质具有ATP水解活性.这些结果说明豌豆根胞质具有有活性的V1-ATPase复合物.这是首次直接证明植物中有胞质V1-ATPase的存在.     

酵母线粒体ATP合酶生物合成及组装机制研究进展

线粒体ATP合酶是线粒体氧化磷酸化的关键酶,其功能缺陷会导致能量代谢障碍相关的线粒体疾病。线粒体ATP合酶是由多个亚基组成的蛋白复合物,其生物合成和组装是个复杂的生物过程。酵母是研究线粒体ATP合酶结构、生物合成和组装机制的模式实验材料之一,且相关研究取得了很多进展。本文概述了国内外用酿酒酵母研究线粒体ATP合酶的结构、调控线粒体ATP合酶亚基生物合成和组装的辅助蛋白及合酶的模块化组装过程的研究进展,以期为线粒体ATP合酶的工作机制及相关线粒体疾病的研究提供理论借鉴和参考依据。     

V型H+-ATPase结构和调控机制的研究现状

V-ATPase存在于所有已知的真核生物中,有极为重要的生理作用.近几年来,对V-ATPase的结构、功能和调控机制的研究进展很快,对复合体的组装有了进一步的认识.对V-ATPase的主要亚基已经完成序列测定及分析,对各亚基生理功能也进行了较为深入的研究.生物化学及分子生物学工作揭示：生物体内以多种方式对编码V-ATPase主要亚基的基因表达和该酶的活力进行调控.     

竹节参对力竭运动大鼠心肌线粒体ATP酶活性的影响

目的：探讨竹节参对力竭运动大鼠心肌线粒体ATP酶活性的影响。方法：建立力竭运动大鼠模型,测定心肌线粒体ATP酶的活性,研究竹节参对大强度耐力训练大鼠心肌线粒体的保护作用。结果：力竭运动引起大鼠心肌线粒体ATPase（Na＋,K＋-ATPase和Ca2＋-ATPase）活性显著下降,而运动加药组Ca2＋-ATPase有显著升高,Na＋,K＋-ATPase也有明显升高,且ATPase活性均接近于安静对照组的水平。结论：竹节参可提高力竭运动大鼠心肌线粒体内Na＋,K＋-ATP酶和Ca2＋-ATP酶的活性,提示其具有保护线粒体的作用。     

磷饥饿下番茄幼苗根系液泡膜H+-ATPase活性的适应性变化

以‘世纪星’番茄为材料。研究了磷饥饿下番茄幼苗的生长状况及其根部液泡膜H^＋-ATPase活性的适应性变化。结果表明：磷饥饿下番茄幼苗的平均高度均低于对照苗,而主根长度均显著长于对照。磷饥饿提高了番茄幼苗根部液泡膜H^＋-ATPase的水解活性,随着磷胁迫时间的延长,该酶的活性逐渐增大,在磷饥饿7d时达到最大,后又略有降低;而对照番茄幼苗根部该酶的活性变化很小。动力学分析表明：磷饥饿使番茄幼苗根部液泡膜H^＋-ATPase的Km值明显降低,但对该酶的Kmax影响不大。这说明磷饥饿提高了该酶对其底物的亲和力。此外,磷饥饿并不改变液泡膜H^＋-ATPase酶的最适pH值（仍为7．5）。     

过量表达棉花液泡H+-ATPase C亚基基因促进酵母细胞伸长和提高盐胁迫耐受性

棉花液泡H -ATPase在纤维细胞的伸长过程中具有重要作用,能够通过对纤维细胞膨压的调节而介导细胞的极性膨大.拟南芥液泡H -ATPase C亚基(DET3)具有调节液泡H -ATPase活性,进而调控细胞伸长的作用.为了快速鉴定棉花液泡H -ATPase C亚基基因(GhDET3)的功能和推测其在棉花纤维生长中的作用,作者构建了GhDET3的酵母表达载体pREP5N( ).GhDET3,并进行了裂殖酵母的遗传转化.结果表明,在酵母细胞中过量表达GhDET3基因,能够促进酵母细胞的伸长和提高酵母细胞对NaCl和高pH的耐受性,说明GhDET3对液泡H -ATPase的活性有重要影响,由此推测GhDET3基因与棉花纤维细胞的伸长生长具有密切关系.     

Na^＋,K^＋-ATPase亚单位表达的研究进展

以往研究已发现Na^＋,K^＋-ATPase含有α、β和γ亚单位。为了对三种亚单位有一个较为全面的认识,现对亚单位的基本结构、研究简况、生理及病理功能、表达调节等基本情况作一综述。     

K^＋营养对NaCl胁迫下盐地碱蓬生长及叶片液泡膜V—H^＋—ATP和V—H^＋—PPase活性的影响

对溶液培养的盐地碱蓬（Suaeda salsa L.)幼苗进行不同浓度NaCl胁迫并改变培养液中K^ 浓度,以了解K^ 营养对NaCl胁迫下盐地碱蓬幼苗生长及叶片液泡膜V－H^ -ATPase、V－H^ -PPase活性的影响。提高培养液K^ 浓度可明显增加盐胁迫下碱蓬植株的鲜重、干重,促进盐地碱蓬叶片及根部组织K^ 积累。盐地碱蓬叶片液泡膜V－H^ -ATPase至少由A、B、C、D、E及c亚基组成,其表达量在缺K^ 处理（12μmol/L K^ )下随盐胁迫浓度的增加而减小,而在正常K^ （6mmol/L)培养下则随盐胁迫浓度的增加而增加;盐地碱蓬叶片液泡膜V－H^ -PPase分子量为72kD,在缺K^ 和正常K^ 供应情况下,V－H^ -PPase均有较高表达。V－H^ -ATPase及V－H^ -PPase活性变化与其亚基表达量变化基本成正相关。结果表明：K^ 对盐生植物碱蓬的耐盐性有重要作用,盐胁迫下,K^ 可能参与了V－H^ -ATPase和V－H^ -PPase活性调控。     

空泡膜类型H~+-ATPase的研究进展

真核细胞内空泡细胞器,如高尔基体、内质网、溶酶体等,膜上存在的质子泵ATPase 与线粒体类型的质子泵 ATPase 类似.近几年对该类型 H~+-ATPase 的结构、作用机制进行了深入的研究,证明这是一类新型质子泵,在进化的过程中与线粒体类型的 H~+-ATPase 有密切的亲缘关系.     

ATPase 与植物抗盐性

 本文综述了高等植物细胞ATPase在盐胁迫下的活性变化及其调控机制。V型H+_ATPase与细胞离子区隔化和植物抗盐性密切相关。盐胁迫提高抗盐植物液泡膜H+_ATPase活性, 主要是通过增加V型H+_ATPase主要功能亚基的基因表达以及蛋白质合成。盐胁迫通常降低质膜H+-ATPase活性, 很可能是由于酶蛋白质合成受阻, 质膜H+-ATPase活性的变化与盐胁迫的强度和时间长短有关。此外, 本 文还对ABA和Ca2+-CaM等胁迫信号物质对ATPase活性的调控及其与植物抗盐性的关系进行了总结。研究ATPase对盐胁迫的响应和调控机制, 有助于阐明植物的盐生境适应机制, 也有利于植物的抗盐育种工作。     

ATPase与植物抗盐性

本文综述了高等植物细胞ATPase在盐胁迫下的活性变化及其调控机制。V型H+_ATPase与细胞离子区隔化和植物抗盐性密切相关。盐胁迫提高抗盐植物液泡膜H+_ATPase活性,主要是通过增加V型H+_ATPase主要功能亚基的基因表达以及蛋白质合成。盐胁迫通常降低质膜H+-ATPase活性,很可能是由于酶蛋白质合成受阻,质膜H+-ATPase活性的变化与盐胁迫的强度和时间长短有关。此外,本文还对ABA和Ca2+-CaM等胁迫信号物质对ATPase活性的调控及其与植物抗盐性的关系进行了总结。研究ATPase对盐胁迫的响应和调控机制,有助于阐明植物的盐生境适应机制,也有利于植物的抗盐育种工作。     

周期性张应变对面颌部肌细胞Na~＋/K~＋-ATPaseα亚单位蛋白表达的影响

目的：研究周期性张应变对面颌肌细胞Na＋/K＋-ATPaseα亚单位蛋白表达的影响以确定其作用及机制。方法：在建立面颌肌细胞的力学刺激--细胞体外培养模型的基础上,采用Western blot法分析周期性张应变对Na＋/K＋-ATPaseα1和α2亚单位蛋白表达的影响,加力组分别给予1、2、12、24和48h的力学刺激,施加力值为15%的细胞形变,频率为10cycles/min。以静态组为对照组。对照组及实验组各包含4个实验样本。Western blot检测Na＋/K＋-ATPaseα1和α2亚单位蛋白的表达。结果：α1亚单位的蛋白表达量除加力1h组与对照组之间、加力24 h与48 h之间无统计学差异外,其余各组之间以及各组与对照组之间均有显著的统计学意义。α2亚单位蛋白表达量除加力24 h与48 h组之间无统计学差异外,其余各组之间以及各组与对照组之间均有显著的统计学意义。结论：在一定时间范围内,周期性张应变可刺激α1和α2亚单位蛋白表达增加,随作用时间的延长蛋白表达受抑制。提示在肌能力的刺激下,面颌肌细胞的相关酶蛋白的功能及表达将发生适应性改建,但其功能亚基的调控机制可能不同。这为选择不同的方法和手段进行临床干预提供了理论依据,因而具有重要的参考意义。     

硒对心肌质膜(Ca~(2+)·Mg~(2+))-ATPase和肌浆网Ca~(2+)-ATPase活力的影响

本文以豚鼠和大白鼠心肌肌浆网膜(SR)Ca~(2+)-ATPase的活力,心肌质膜(SL)(Ca~(2+)Mg~(2+))-ATPase的活力和电子显微镜的方法探索克山病病区粮中低硒与心肌细胞钙转运调控的共系,实验结果为硒对克山病有预防作用的观点提供了新的理论依据,并进一步支持了“克山病是一种心肌线粒体病”的观点。