川楝素对K+、Ca2+通道活动及细胞内Ca2+浓度的调控

川楝素是我国学者从驱蛔中药中分离、鉴定的一个三萜化合物，已证明具选择地影响神经递质释放，有效地对抗肉毒中毒，促进细胞分化、凋亡，抑制肿瘤增殖，抑制昆虫发育和取食，影响K⁺、Ca²⁺通道活动等多种生物效应. 综述了证明川楝素抑制多种K⁺通道，选择地易化L型Ca²⁺通道和进而升高胞内Ca⁺浓度的研究资料，并对川楝素产生这些生物效应的机制进行了讨论.     

Ca2+-dependent inhibitory effects of Na+ and K− on Ca2+ transport in sarcoplasmic reticulum vesicles

Effects of Na⁺ and K⁺ on Ca²⁺ transport by sarcoplasmic reticulum vesicles were studied in a medium containing high Mg²⁺ and ATP (2mM) and low Ca²⁺ (0.44μM) concentrations. Under these conditions, Na⁺ and K⁺ inhibit Ca²⁺ uptake. ATPase activity and membrane phosphorylation by ATP. Since the concentrations of ATP and Ca²⁺ used are consistent with relaxation in vivo, the results suggest that under physiological resting conditions the Ca²⁺ pump of the sarcoplasmic reticulum operates below its maximal capacity.     

骨骼肌内质网Ca2+泵转运Ca2+的结构基础

Ca²⁺泵(Ca²⁺-ATPase)是调节细胞内Ca²⁺浓度的重要蛋白质之一. Ca²⁺泵在转运Ca²⁺的过程中经历一系列构象变化. 其中,E1状态为外向的Ca²⁺高亲和状态,E2状态则为内向的Ca²⁺低亲和状态. 目前,骨骼肌内质网Ca²⁺泵转运Ca²⁺过程中的几个中间状态,包括E1-2Ca²⁺,E1-ATP,E1-P-ADP,E2-Pi和E2状态的三维晶体结构已经解析. 介绍这几种状态的晶体结构,并分析Ca²⁺泵在执行功能过程中结构与功能的关系.     

Ca2+与植物抗旱性的关系

干旱是制约植物生长发育的主要逆境因素,并抑制根系对钙的吸收。近年来研究表明,外源钙能提高植株的抗旱性,抑制干旱胁迫下活性氧物质的生成,保护细胞质膜的结构,维持正常的光合作用,以及调节激素和一些重要的生化物质代谢;此外,细胞内Ca2+可作为第二信使传递干旱信号,调节干旱胁迫导致的生理反应。     

亲和层析纯化肌质网Ca2+－ATP酶

建立了一种亲和层析纯化肌质网Ca²⁺-ATP酶的方法．用非离子型去污剂C₁₂E₈ 溶解肌质网,再通过反应红－120琼脂糖亲和层析柱使肌质网Ca²⁺-ATP酶纯度从粗品中的65％提高到99％,并具有较高ATP水解活性．经SDS－聚丙烯酰胺凝胶电泳检测,为电泳纯．     

介质Ca2+和La3+对酿酒酵母生长的影响

采用正交实验研究了外加Ｃａ^２＋和Ｌａ^３＋对酿酒酵母生长的影响。结果表明：外加Ｃａ^２＋和Ｌａ^３＋对酿酒酵母的生长均有显著的影响,都呈现出低浓度时正效应和高浓度时负效应,当Ｃａ^２＋浓度为１ｍｍｏｌ／Ｌ及Ｌａ^３＋浓度为１５μｍｏｌ／Ｌ时酿酒酵母生长最好。     

ABA与Ca2+/CaM信使系统关系

介绍了胞间信号ABA在信号传递过程中对胞内钙信号的影响及其两者的关系.     

亚硒酸钠对巨噬细胞内游离Ca2+和Mg2+的影响

用单细胞阳离子测定系统研究了SeO^2-₃对巨噬细胞内游离Ca²⁺和Mg²⁺的影响.实验结果表明:SeO^2-₃高于10^-4mol/L时,有显著的细胞毒性.SeO^2-₃对细胞的毒性作用使细胞内游离Ca²⁺和Mg²⁺的浓度升高但Ca²⁺浓度的升高速率比Mg²⁺快.还有,高于10^-4mol/L的SeO^2-₃对红细胞膜上的Ca²⁺-ATP酶活性有明显抑制作用.     

猪脑突触体质膜(Ca2+-Mg2+)-ATPase的分离纯化与性质

以猪脑为材料,经匀浆、差速离心、蔗糖密度梯度离心分离突触体. 低渗破膜得到突触体膜. Triton X-100增溶后,经钙调蛋白亲和层析可得去脂的质膜Ca²⁺-ATPase. 用大体积亲和柱和大体积低Ca²⁺淋洗液淋洗,可得产率、纯度和活性均较高的质膜Ca²⁺-ATPase. 与大豆磷脂保温后,去脂的Ca²⁺-ATPase的水解活力可恢复达3.32 μmol/(mg·min).SDS-聚丙烯酰胺凝胶电泳银染显示单一蛋白质带,分子质量约为140 ku,纯度在90%以上. 不同Ca²⁺浓度明显影响酶的活力.     

动态IP3－Ca2+振荡模型的数值分析

通过改进J.W.Shuai和P.Jung钙振荡模型,得到与IP3浓度相关的动态IP3-Ca^2＋振荡模型.利用改进模型,数值分析依赖性参数λ和钙通道数目N对Ca^2＋振荡的影响,得到Ca^2＋振荡关于参数λ的分叉图、Ca^2＋振荡与IP3振荡的一致性、钙通道数目N对Ca^2＋振荡的影响等.这些模型结果显示了Ca^2＋振荡的特性.     

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。     

酿酒酵母细胞增殖对Ca2+需求的新证据*

本文研究了酿酒酵母细胞增殖对Ca²⁺需求的证据。结果表明:SD-Ca培养基中外加1mmol/L的Ca²⁺明显促进酿酒酵母细胞增殖,外源Ca²⁺浓度在0~20mmol/L范围内变动时,随Ca²⁺浓度增加,细胞生长到达稳定期的终浓度也越大;5、10mmol/L的EGTA可明显延缓细胞生长的延滞期,但是最终不能抑制细胞增殖;酿酒酵母在SD-Ca培养基中继代培养4次,随增殖代数增加,细胞总钙含量没有明显变化,说明酵母能够在低钙介质中生长可能是因为具有捕捉和富集钙的功能;以Fluo-3作为胞质Ca²⁺指示剂,通过激光扫描共聚焦显微镜观察,发现随胞外Ca²⁺浓度增加,胞质中游离Ca²⁺浓度也相应增加。这些证据都揭示了Ca²⁺在酿酒酵母细胞增殖过程中是必需的。     

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.     

油桃花芽破眠过程中H2O2代谢与Ca2+转运的关系

利用化学测定法分析高温、单氰胺和TDZ 3种破眠处理对"曙光"油桃休眠花芽H2O2代谢的主要影响,利用非损伤微测技术检测H2O2对休眠芽Ca2+转运的影响,研究H2O2在芽休眠解除过程中的调控作用.结果表明:在深休眠时期,高温和单氰胺处理均能诱导芽内H2O2含量升高和过氧化氢酶(CAT)活性降低,并具有显著的破眠作用;TDZ对H2O2含量及CAT、过氧化物酶(POD)活性影响不大,破眠效果较差.休眠花芽原基组织钙通道活跃,对外源Ca2+呈吸收状态.外源H2O2可诱导休眠花芽原基组织Ca2+转运发生变化,低浓度H2O2降低Ca2+吸收速率,高浓度H2O2使组织对Ca2+的转运由吸收转变为释放.这表明休眠芽内H2O2信号和Ca2+信号相关联,通过诱导H2O2积累调控Ca2+信号可能在高温和单氰胺打破休眠的信号转导过程中起重要作用.     

Ca2+参与水霉菌丝细胞壁修饰的证据

以细胞壁崩溃酶-Driselflse短时间处理水霉(Saprozegma ferax)菌丝,pH5．0时可使原生质从菌丝亚顶端喷出,pH6．0～8．0时则不导致该现象发生;适当浓度EGTA的存在,可提高pH5．0时酶解引起的原生质喷出频率、使pH6．0～8．0时生长菌丝的顶端原生质也喷出、并且喷出多发生在菌丝最顶端;外加CaCl₂．不抑制菌丝顶端原生质的喷出,排除了Ca²⁺抑制酶活性的可能。随后的跟踪观察显示,长时间以缺Ca²⁺培养介质培养菌丝,同样能够导致菌丝顶端原生质喷出。上述研究结果表明,培养介质中Ca²⁺和H⁺对菌丝完整性的维持起调节作用,细胞壁上的Ca²⁺可能参与了水霉菌丝细胞壁物理特性的修饰。     

油桃花芽破眠过程中H2O2代谢与Ca2+转运的关系

利用化学测定法分析高温、单氰胺和TDZ 3种破眠处理对“曙光”油桃休眠花芽H₂O₂代谢的主要影响,利用非损伤微测技术检测H₂O₂对休眠芽Ca²⁺转运的影响,研究H₂O₂在芽休眠解除过程中的调控作用.结果表明： 在深休眠时期,高温和单氰胺处理均能诱导芽内H₂O₂含量升高和过氧化氢酶(CAT)活性降低,并具有显著的破眠作用;TDZ对H₂O₂含量及CAT、过氧化物酶(POD)活性影响不大,破眠效果较差.休眠花芽原基组织钙通道活跃,对外源Ca²⁺呈吸收状态.外源H₂O₂可诱导休眠花芽原基组织Ca²⁺转运发生变化,低浓度H₂O₂降低Ca²⁺吸收速率,高浓度H₂O₂使组织对Ca²⁺的转运由吸收转变为释放.这表明休眠芽内H₂O₂信号和Ca²⁺信号相关联,通过诱导H₂O₂积累调控Ca²⁺信号可能在高温和单氰胺打破休眠的信号转导过程中起重要作用.     

酸雨作用下的森林冠层盐基离子(Ca2+,Mg2+,K+)淋洗

在韶山针阔叶混交林中设立了10个30 m×30 m的样方,对1年中各个季节的森林截留沉降、降雨后树冠层总滤出量、盐基离子滤出量以及树冠层对H+和NH4+的摄入量进行了分析和估算.韶山森林湿沉降成分中以Ca2+为主,Mg2+,K+含量较低.树冠层盐基离子总滤出量中Ca2+最高,达到155.34 mmo1 m-2a-1,Mg2+最低,为30.74mmol m-2a-1,K+居中,为84.13 mmol m-2a-1.Ca2+的大量滤出表明它是树冠层缓冲降水酸度的主要介质,同时也表明酸雨对韶山森林的潜在危害,其在总滤出量中的比重的季节变化是夏(58.4%)＞春(54.1%)＞冬(51.4%)＞秋(32.5%).盐基离子的滤出量以冬→春→夏→秋依次递减,但是树冠层季节摄入NH4的量在30-100mmo1 m-2而对H+的摄入量则在30-180 mmol m-2.