植物细胞钙依赖型蛋白激酶参与ABA信号转导过程的实验证据

利用膜片钳技术探讨了植物细胞钙依赖型蛋白激酶（ＣＤＰＫ）是否参与了植物激素脱落酸（ＡＢＡ）调控气孔运动的信号转导过程。胞外加入１μｍｏｌ／ＬＡＢＡ完全抑制光照条件下蚕豆叶片气孔的开放,同时加入ＣＤＰＫ抑制剂三氟拉嗪则显著降低ＡＢＡ对气孔开放的抑制作用。在胞内加入１μｍｏｌ／ＬＡＢＡ抑制全细胞内向钾电流约６０％,同时加入ＣＤＰＫ的底物组蛋白ⅢＳ则可完全逆转ＡＢＡ对内向钾电流的抑制作用。研究结果证明,ＣＤＰＫ可能通过对保卫细胞内向钾离子通道的调节介导了ＡＢＡ调控气孔运动的信号转导过程。     

乙酰胆碱及其拮抗剂对蚕豆保卫细胞内向钾电流的调节作用

用膜片钳全细胞记录方式记录蚕豆保卫细胞原生质体内向钾电流,结果发现,低浓度乙酰胆碱处理促进内向钾电流,高浓度乙酰胆碱处理则抑制内向钾电流.乙酰胆碱受体的拮抗剂d-管箭毒和阿托品分别抑制的内向钾电流约30%;同时使用d-管箭毒和阿托品则抑制60%～75%的内向钾电流,四乙铵离子处理不影响乙酰胆碱调节的内向钾电流.以上结果表明,乙酰胆碱及其受体可能是通过调节保卫细胞质膜上的内向钾通道参与对气孔运动的调节.     

蚕豆保卫细胞质膜上一种高通导性的阳离子通道

利用膜片钳技术研究蚕豆保卫细胞质膜上钾离子通道时发现,在一部分保卫细胞的质膜上存在有高通导性的阳离子通道。无论在全细胞记录还是在单离子通道记录水平都得到了类似结果。全细胞记录表明这些高通导性的阳离子通道为钾离子通道。在膜电位为－１８０ｍＶ时,通过具有高通导性阳离子通道的保卫细胞整个质膜的内向钾电流约为１．５～２．５ｎＡ,而通过一般保卫细胞整个质膜的内向钾电流约为０．３～０．５ｎＡ。单离子通道记录显示,一些分离膜片上存在有高通导性的内向阳离子通道。当膜电位为－１１８ｍＶ时,该内向阳离于通道的通导性约为一般内向钾离子通道通导性的５倍。这些具有高通导性阳离子通道的特殊保卫细胞的存在可能与逆境条件下气孔的快速效应机制有关。     

PKG的结构与功能

ＰＫＧ是存在于真核内的一种蛋白激酶、主要有３种类型,分别以同源二聚体和单体形式存在。每个单体都有几个不同功能的结构域构成,在介导内第二信使ＣＧＭＰ的信号转导中发挥重要作用,ＰＫＤ分子活化后可降低细胞内的钙离子浓度,调节Ｃｌ＾－的分泌,从而介导一些重要的细胞功能的变化,如血管扩张、抑制血步板的活化、聚集和分泌等。此外近来的研究工作表明ＦＫＧ还参与中枢神经一些高级活动的调节。     

蒙古沙冬青气孔及保卫细胞内向钾离子通道特性研究

蒙古沙冬青是一种豆科,常绿灌木,主要分布在我国西北地区。蒙古沙冬青作为沙生植物的一种,有很强抗旱能力。蒙古沙冬青具有很低的蒸腾强度,其蒸腾作用与气孔的活动密切相关。气孔开放过程,保卫细胞质膜上的内向钾离子通道介导钾离子进入保卫细胞。本研究通过观测蒙古沙冬青和拟南芥气孔及保卫细胞原生质体,结果显示,蒙古沙冬青气孔密度明显比拟南芥气孔密度要低;蒙古沙冬青气孔保卫细胞周长是拟南芥的1.7倍;而蒙古沙冬青保卫细胞的体积约是拟南芥的3倍。通过膜片钳技术,记录蒙古沙冬青和拟南芥保卫细胞原生质体内向钾离子通道电流,膜电位为-180 m V时,蒙古沙冬青电流密度明显小于拟南芥。蒙古沙冬青保卫细胞内向钾离子通道转运钾离子的能力比较弱,可推测蒙古沙冬青气孔不易开放。通过比较发现,旱生植物蒙古沙冬青低的气孔密度和保卫细胞弱的转运钾离子能力,是其具有低的蒸腾强度关键。     

乙酰胆碱协同剂对蚕豆保卫细胞原生质体内向钾电流的调节作用

用膜片钳全细胞记录方式研究了乙酰胆碱对蚕豆保卫细胞原生质体内向钾电流的作用与机理。发现乙酰胆碱的协同剂———烟碱和毒蕈碱分别促进内向钾电流 30 %～ 40 %。EGTA处理能有效减弱毒蕈碱对内向钾电流的促进效应 ,但不影响烟碱对内向电流的促进效应。这些结果提示 ,乙酰胆碱促进气孔开放的作用可能是通过受体直接或间接调节内向钾电流实现的     

脱落酸抑制蓝光依赖气孔开放运动的生理机制分析

以蚕豆(Vicia fabaL.)为材料,采用表皮条生物学分析技术、远红外成像技术以及电生理膜片钳技术,研究逆境信号脱落酸(ABA)和蓝光信号对蚕豆叶片表皮气孔运动及质膜K+通道的影响,以探讨ABA调节蓝光诱导的气孔开放运动的生理机制.结果表明:(1)100μmol?m-2?s-1蓝光能显著诱导气孔开放,该效应可被ABA以浓度依赖的方式抑制,并以10μmol?L-1ABA抑制效应最为明显.(2)100μmol?m-2?s-1蓝光处理能明显促使蚕豆叶面温度下降,而10μmol?L-1ABA可显著阻止蓝光诱导的蚕豆叶面温度下降.(3)100μmol?m-2?s-1蓝光可明显激活保卫细胞质膜内向K+通道,处理5 min后内向K+电流增加58%;对于1和10μmol?L-1ABA预处理蚕豆保卫细胞原生质体,在蓝光处理5 min后其内向K+电流增加值分别被抑制25%和51%,但10μmol?L-1ABA并不明显抑制壳梭孢菌素(质膜H+-ATP酶永久性激活剂)诱导的保卫细胞内向K+电流上升.研究发现,逆境信号ABA可能主要通过抑制蓝光信号转导中质膜H+-ATP酶上游位点,阻断蓝光激活的保卫细胞质膜内向K+通道,抑制蓝光诱...     

乙酰胆碱协同剂对蚕豆保卫细胞原生质体内钾电流的调节作用

用膜片钳全细胞记录方式研究了乙酰肝碱对蚕豆保卫原生质体内向钾电流的作用与机理。发现乙酰胆碱的协同剂－－烟碱和毒草碱分别促进内向钾电流３０％－４０％。ＥＧＴＡ处理能有效减弱毒草碱对内向钾电流的促进效应,但不影响烟碱对内向电流的促进效应。这些结果提示,乙酰胆碱促进气孔开放的作用可能是通过受体直接或间接调节内向钾电流实现的。     

超氧阴离子通过提高[Ca2+]cyt调节保卫细胞K+通道和气孔运动

氧化信号参与了许多生理过程的调控。用膜片钳和激光共聚焦显微镜,采用可以产生O2^ 的甲基紫精处理蚕豆(Vicia faba L)保卫细胞,测定了O2^ 对气孔运动调节过程中胞质Ca^2 离子浓度和细胞质膜K^ 通道活性的变化,结果表明甲基紫精可以促进气孔的关闭,乙二醇四乙酸酯(Ethylene glycol bis(2-aminoethyl)tetra-acetic acid,EGTA)、抗坏血酸(Ascorbic acid,AsA)和过氧化物酶(Catalase,CAT)可以消除小于10^-5mol／L甲基紫精对气孔运动的影响;10^-2和10^-5mol/L的甲基紫精可使保卫细胞胞质Ca^2 浓度有不同程度提高,并伴随有钙震荡。蚕豆气孔保卫细胞质膜内向K^ 通道可被咆外甲基紫精抑制,而这种抑制和[Ca^2 ]cyt有关。推测甲基紫精产生的O2^-对蚕豆气孔运动的调节,主要是通过O2^ 诱导的胞内游离Ca^2 浓度的升高,从而抑制了通过保卫细胞质膜K^ 内向电流。     

急性低氧对豚鼠心室肌细胞L型钙通道的影响

应用常规膜片箝全细胞记录技术,研究心肌细胞的内向钙离子流时,钙通道的″ＲｕｎＤｏｗｎ″现象使记录时间较短,难以进行适当的实验分析。在分离的豚鼠心室肌细胞上应用制霉菌素全细胞记录技术,可减少″ＲｕｎＤｏｗｎ″现象,内向Ｌ－型钙电流可保持稳定达１００ｍｉｎ以上,显示内源性钙离子缓冲机制保持稳定。应用制霉菌素全细胞记录技术,急性低氧１０ｍｉｎ（Ｐｏ２４±０．７ｋＰａ）,Ｌ－型钙电流被抑制（钙电流峰值降低）,电压－电流曲线上移。复氧１０ｍｉｎ后,内向钙电流不能恢复,峰值低于对照水平。结果提示：急性低氧引起的心肌动作电位时程（ＡＰＤ）缩短时,不仅外向钾电流增加,而且也伴有内向钙电流的抑制过程,这些现象可能与心肌细胞的Ｌ－型钙通道的磷酸化在低氧时的部分抑制有关。     

蛋白激酶C对N－乙酰氨基葡萄糖转移酶Ⅲ的调节

人肝癌细胞株７７２１细胞的Ｎ－乙酰氨基葡萄糖转移酶Ⅲ（ＧｎＴⅢ）活性受Ｓｅｒ／Ｔｈｒ蛋白激酶的两种抑制剂ｑｕｅｒｃｅｔｉｎ和三氟吡嗪（ＴＦＰ）．蛋白激酶Ｃ（ＰＫＣ）的两种特异性抑制剂Ｄ－鞘氨醇和ｓｔａｕｒｏｓｐｏｒｉｎｅ的抑制。用ＰＭＡ处理细胞舌,ＧｎＴⅢ活力随膜性ＰＫＣ（ｍ－ＰＫＣ）活力而平行变化,但与胞液ＰＫＣ活力的变化无关。Ｑｕｅｒｃｅｔｉｎ、Ｄ－鞘氨醇和ｓｔａｕｒｏｓｐｏｒｉｎｅ还能够阻断ＰＭＡ对ＧｎＴⅢ的激活。Ｑｕｅｒｃｅｔｉｎ、ｓｔａｕｒｏｓｐｏｒｉｎｅ对ｍ－ＰＫＣ和ＧｎＴⅢ的抑制作用基本上与它们的应用浓度成正比关系。当人及大鼠肾脏的粗ＧｎＴ制剂分别用碱性磷酸酶切除磷酸基后,ＧＤＴⅢ的活力明显下降。这些结果表明ｍ－ＰＫＣ可能通过蛋白质的Ｓｅｒ／Ｔｈｒ残基上磷酸化和去磷酸化作用直接或间接地调节ＧｎＴⅢ。     

蚕豆下表皮细胞外钙调素的存在及其对气孔运动的调节

细胞外钙调素可能作为多肽第一信使,调节细胞增殖、花粉萌发、特定基因表达等生理过程.气孔能灵敏地对外界刺激作出反应,快速开闭.本文用免疫电镜和免疫荧光显微镜技术证明保卫细胞及其它表皮细胞胞外都存在钙调素.外源纯化钙调素能促进气孔关闭、抑制气孔开放,最适浓度为10-8mol/L;不能透过质膜的大分子钙调素拮抗剂W7-agarose和钙调素抗血清都能抑制气孔关闭、促进开放,说明保卫细胞的内源胞外钙调素确实能促进气孔关闭、抑制开放,而且只能在细胞外起作用.推测在自然情况下,保卫细胞内源胞外钙调素可能作为胞外第一信使和其它信号分子一起调节气孔的开关运动,而且可能在环境刺激与细胞响应之间起重要作用.     

蚕豆下表皮细胞外钙调素的存在及其对气孔运动的调节

细胞外钙调素可能作为多肽第一信使,调节细胞增殖,花粉萌发,特定基因表达等生理过程,气孔能灵敏地对外界刺激作出反应,快速开闭,本文用免疫电镜和免疫荧光显微镜技术证明保卫细胞及其它表皮细胞胞外都存在钙调素;外源纯化钙调素能促进气孔关闭,抑制气孔开放,最适浓度为10^-8mol/L;不能透过质膜的大分子钙调素拮抗剂W—-agarose和钙调素抗血清都能抑制气孔关闭,促进开放,说明保卫细胞的内源胞外钙调素确实能促进气孔关闭,抑制开放。而且只能在细胞外起作用,推测在自然情况下,保卫细胞内源胞外钙调素可能作为胞外第一信使和其它信号分子一起调节气孔的开关运动,而且可能在环境刺激与细胞响应之间起重要作用。     

缺血与正常小鼠脑内蛋白磷酸化脱磷酸化的比较研究

以小鼠断头脑缺血为模型,研究缺血小鼠脑内蛋白磷酸化脱磷酸化的改变。对缺血１ｍｉｎ、５ｍｉｎ、１５ｍｉｎ和３０ｍｉｎ及对照小鼠脑内蛋白磷酸化脱磷酸化的研究表明,有些磷蛋白如１４５ｋＤ、８４ｋＤ、５９ｋＤ和５０ｋＤ的磷酸化随缺血时间延长而减弱,还有些磷蛋白如１１９ｋＤ、１０５ｋＤ、７８ｋＤ和５５ｋＤ的磷酸化随缺血时间延长而增加。对磷酸化程度变化显著的缺血１５ｍｉｎ小鼠脑内胞浆及膜上ＰＫＡ、ＰＫＣ、Ｃａ~（２＋）／ＣａＭＰＫ底物的磷酸化进行了研究,发现胞浆组分中与钙相关的ＰＫＣ、Ｃａ~（２＋）／ＣａＭＰＫ底物磷酸化在缺血鼠脑中明显减弱。同时研究了脑内唯一依赖于Ｃａ~（２＋）／ＣａＭ的钙调神经磷酸酶（Ｃａｌｃｉｎｅｕｒｉｎ,ＣａＮ）底物的变化,发现缺血小鼠脑内ＣａＮ的某些底物磷酸化降低。     

蛋白质可逆磷酸化调节植物细胞离子跨膜运动研究进展

蛋白激酶和蛋白磷酸酶催化的可逆磷酸化是植物细胞中多种信号转导途径中重要的组成因子.本文对蛋白质可逆磷酸化通过调节多种离子跨膜运动而参与植物细胞激发子信号途径、毒性物质诱导的钙离子内流、盐胁迫适应、气孔运动以及蛋白质可逆磷酸化参与胞外与胞内之间Ca2 状况信息传递,调节花粉管顶端Ca2 离子通道活性进行综述,以揭示蛋白质可逆磷酸化在植物细胞离子跨膜运动中的调控作用,为蛋白质可逆磷酸化调节植物生长发育、响应逆境胁迫等机理的研究提供参考.     

烟草根皮层原生质体质膜钾通道的特性研究

采用膜片钳技术对烟草根皮层原生质体质膜上的钾通道进行全细胞记录,从而深入研究烟草K^＋的吸收机制和调控机理。结果表明,内向钾通道在膜电压低于-40mV时,可以被K^＋激活。内向电流可以被钾通道的专一抑制剂TEA^＋抑制。动力学分析表明内向钾电流产生的K^＋表观解离常数（Km）≈15．2mmol／L,类似于低亲和性钾通道。该通道具有依赖于胞外K^＋浓度的特性,对胞外NH4^＋、Ca^2＋、Mg^2＋浓度变化反应敏感,内向K^＋电流可被不同程度地抑制。     

咖啡因引起的蛙骨骼肌二酰基甘油累积和蛋白激酶C激活

以前的工作表明,高钾暴露可以导致蛙骨骼肌细胞二酰基甘油（ＤＡＧ）累积和蛋白激酶Ｃ（ＰＫＣ）激活。为探讨其作用机制,进一步研究了咖啡因对ＤＡＧ／ＰＫＣ信号转导途径的影响。结果表明。咖啡因能马浓度和时间依赖的方式卢蛙骨骼肌ＤＡＧ累积和ＰＫＣ激活。在乐自由钙升高达到相同峰值条件下,咖啡因引起的ＤＡＧ累积程度和时相明显不同于高钾。与此同时,咖啡因引起的ＰＫＣ激活也不同于高钾。咖啡因与高钾作用的差别进一步证     

脱落酸诱导气孔关闭的信号转导研究

气孔保卫细胞是单个细胞水平研究ABA信号转导机制的一个模式系统。脱落酸(ABA)通过对保卫细胞生理生化状态、胞质Ca^2 浓度及其离子通道调节诱导气孔关闭过程。这个过程涉及的因素有：ROS、IP3、cADPR、蛋白质的可逆磷酸化等。     

双孔钾通道TREK-1结构、分布、调控因素及其抗癫痫作用的研究进展

钾离子通道是最大最复杂的离子通道家族,迄今为止在人类基因组中共克隆出了70余种钾离子通道亚型,其中双孔钾离子通道是近年来新发现的一类钾离子通道亚家族,它们在结构上与电压依赖性钾通道、钙激活钾通道,内向整流型钾通道等传统的单孔钾离子通道差异很大。双孔钾离子通道,具有4个跨膜片段,形成独特的2个孔道结构域,主要介导背景钾电流。由于其介导背景钾电流而参与并维持静息膜电位形成等重要生理作用而备受关注。近年来研究最多的双孔钾通道TREK-1几乎表达于机体的每一个细胞,可被细胞内酸度、膜牵张、多不饱和脂肪酸、温度、受体偶联第二信使系统调控,调节细胞兴奋性,参与一系列生理、病理过程,与神经系统疾病如癫痫密切相关,本文就此做一综述。     

蛋白激酶C与缺血预处理心肌保护作用

蛋白激酶Ｃ（ＰＫＣ）是心肌细胞磷脂酰肌醇信号转导系统的重要组成部分,ＰＫＣ在缺血预处理（ＩＰ）过程中的移位和激活在ＩＰ的心肌保护中发挥了关键的作用。ＰＫＣ介导ＩＰ心肌保护作用的机制与其磷酸化底物蛋白有关,包括激活细胞外－５‘－核苷酸酶,激活ＡＴＰ敏感性钾通道以及维持细胞内Ｃａ＾２＋稳态。对ＰＫＣ发挥ＩＰ心肌保护作用机制的探索将为人类心血管疾病的治疗提供新的理论基础和药理手段。