Na+/H+逆向转运蛋白和植物耐盐性

Na⁺H⁺逆向转运蛋白对植物耐盐起着重要作用 ,它利用质膜H⁺ATPase或液泡膜H⁺ATPase及Ppiase泵H+产生的驱动力把Na⁺排出细胞或在液泡中区隔化以消除Na⁺的毒害。主要讨论植物中Na⁺H⁺逆向转运蛋白研究在分子水平的最新进展.     

胃(H++K+)-ATPase结构与功能的研究

胃(H⁺+K⁺)-ATPase属于生物膜的第二类质子泵(E₁E₂型),从生理角度它是胃酸分泌的质子泵。本文结合我们初步的研究结果:猪、大白鼠胃粘膜(H⁺+K⁺)-ATPase的纯化以及由消炎痛引起的急性胃粘膜病变与胃粘膜(H⁺+K⁺)-ATPase的关系等,对此酶在近十几年来它的纯化、结构、性质、催化机理,向胃腔分泌盐酸的功能及其调节和胃病变的分子机理等方面进行了简要的综述。     

白内障与晶状体的离子转运

本文介绍了晶状体的结构与功能,并着重介绍了与白内障有密切关系的离子转运的研究概况。大多数学者认为,白内障晶状体的离子泵Na⁺,K⁺-ATPase和Ca²⁺-ATPase活力下降,也有人认为Na⁺,K⁺-ATPase的活力没有变化。     

大豆液泡膜H+-ATPase功能与构象关系的初步研究

大豆液泡膜V型H⁺-ATPase是ATPases中的一种,它在植物细胞的生长发育中有重要的作用.利用竹红菌乙素(HB）和KI这两种分别猝灭蛋白质疏水区域内源荧光和亲水区域内源荧光的荧光猝灭剂,在不同pH值、温度条件下对纯化的大豆液泡膜V型ATPase进行荧光猝灭实验,初步探讨了V型H⁺-ATPase的水解活性同其蛋白质折叠状态间的关系.研究表明,通过比较不同pH值、温度条件下蛋白质疏水区域和亲水区域内源荧光的荧光猝灭常数（K_SV）,发现当环境pH值、温度偏离酶的最适pH值和温度时,蛋白质的内源荧光强度降低且疏水区域和亲水区域内源荧光的荧光猝灭常数（K_SV）降低,说明伴随着酶的水解活性降低,蛋白质的折叠状态发生了变化.我们认为蛋白质在膜内的折叠状态变化是酶失活机制的一个重要方面,为植物的抗冻和抗盐研究提供了一定的参考.     

大鼠前脂细胞质膜Na+/H+交换同时参与细胞的增殖和分化

以原代培养的大鼠前脂细胞为模型 ,以 2′ ,7′ bis ( 2 carboxyethyl) 5 ( 6 ) carboxyfluorescein (BCECF)作为检测胞内pH(pHi)的荧光探针 ,测定不同生长因子刺激下胞内pH的变化 ,证明大鼠肾周前脂细胞质膜存在Na⁺/H⁺交换活性 ,胎牛血清(FCS)能快速激活Na⁺/H⁺交换 ,导致pHi升高 (约 0 .2pH单位 ) ,并引起DNA合成 .Ethyl isopropyl amiloride (EIPA)抑制Na⁺/H⁺交换与DNA合成 .在无血清条件下 ,胰岛素不刺激DNA合成但引起细胞分化 ,表现为胞内脂滴积累和 3 磷酸 甘油脱氢酶(G₃ PDH酶 )活性增强 ,同时激活Na⁺/H⁺交换活性导致pHi升高 ;EIPA既抑制胰岛素对Na⁺/H⁺交换的激活 ,也抑制G₃ PDH酶活性增强 .结果证明 :Na⁺/H⁺交换的激活不仅与大鼠前脂细胞增殖相关 ,同时也是细胞分化的早期事件 .     

大豆下胚轴质膜H+-ATPase质子转运的测定

以大豆下胚轴为材料,采用改进的匀浆介质,通过两相法制得具有质子转运活力的高纯度质膜微囊.并且发现冻融处理可以促进质膜微囊的翻转而提高荧光猝灭效率.质子载体和质子转运特性分析表明,由Mg^2＋-ATP引发的荧光猝灭可以被质子载体CCCP恢复,并被质子通道抑制剂DCCD抑制;并且发现质膜H^＋-ATPase专一抑制剂钒酸钠可以完全抑制荧光猝灭,同时发现荧光猝灭依赖于Mg^2＋,并受K^＋刺激,最适pH为6.5.以上证明所测荧光猝灭是由质膜H^＋-ATPase所进行的质子转运引起的.结果同时表明,维持H^＋-ATPase合适构象和提高质膜微囊封闭性是制备具有H^＋转运活力质膜微囊的两个关键因素.     

谷氨酸棒杆菌H+-ATPase基因失活提高谷氨酸产生量

为了证实在谷氨酸棒杆菌中,利用H⁺-ATPase基因失活构建高产谷氨酸基因工程菌的应用可行性,通过重组PCR技术部分缺失H⁺-ATPaseγ亚基基因序列,采用插入失活方法构建H⁺-ATPase失活的谷氨酸棒杆菌。考察了其谷氨酸产生能力及对生长速率的影响。实验结果表明,H⁺-ATPase失活的谷氨酸棒杆菌在含有100g/L的葡萄糖培养基中摇瓶发酵,其谷氨酸最大累积量为51.6g/L, 比野生菌株提高了42.9%。生长速率研究结果表明,H⁺-ATPase失活的谷氨酸棒杆菌生长速率略低于野生谷氨酸棒杆菌。证实了H⁺-ATPase基因失活对提高谷氨酸产量的作用,为利用H⁺-ATPase基因构建高产谷氨酸基因工程菌株提供了科学依据。     

NHE基因家族的研究进展

Na⁺/H⁺交换泵(Na⁺/H⁺ exchanger, NHE)是存在于所有脊椎动物细胞中的重要跨膜蛋白,该蛋白质涉及细胞的多种功能,包括细胞内pH值调节、细胞体积的控制以及离子转运等.目前已克隆了五个亚型NHE的cDNA,它们构成了脊椎动物细胞离子转运泵的一个基因家族. 这五个亚型的表达水平及活性可受多种因素的调节.在肿瘤、高血压及糖尿病等疾病中,已发现NHE-1亚型的表达水平和活性显著增高.因此,研究NHE-1的转录及活性调节机制,将可能为这些疾病的诊治提供新的手段.     

脉冲电场引起的红血球内钠离子浓度变化的研究

利用位移试剂和²³Na-NMR的方法研究脉冲电场对正常人红血球内Na⁺浓度的影响,实验结果给出在高强度电场作用下,细胞内Na⁺浓度增加,并且随脉冲强度的增加而增加,比指数关系还快.在低强度电场作用下,细胞内Na⁺浓度减少.乌苯苷能抑制细胞内Na⁺浓度的减少,抑制程度随乌苯苷浓度的增加而增强,从而证实了低强度的脉冲电场对Na⁺,K⁺-ATPase的激活作用,直接测定脉冲电场对红血球血影膜的Na⁺,K⁺-ATPase活性的影响,进一步证实了这一结果.并对在电场作用下细胞膜的通透性和电场对酶的激活作用及电场等外界物理信号是否能跨过细胞膜等进行了讨论.     

液泡膜H+-ATPase质子泵活性的荧光测定

使用荧光猝灭法测定植物液泡膜H⁺-ATPase质子转运活性. 比较了两种常用荧光染料吖啶橙和喹亚因在不同浓度的测定灵敏度. 探讨了不同蛋白量和缓冲系统对测定结果的影响. 得到了用5 μmol/L吖啶橙,200～250 μg蛋白质含量,Hepes-Tris(pH 7.0)为缓冲介质,ATP-Na为底物的最适体系.     

胡杨质膜的纯化及其H＋-ATPase活性的研究

用Dextran T-500, PEG 3350两相分配法分离并纯化了悬浮培养的胡杨细胞质膜.不同聚合物浓度(5.5%、5.7%、5.9%、6.1%、6.3%、6.5%)和KCl浓度(0、5、10、15 mmol/L)对分离效果影响的研究结果表明, 采用聚合物浓度为5.9%和无盐存在的两相分配体系可获得纯度较高的胡杨细胞质膜.纯化的质膜H^＋-ATPase的活力提高8倍,且酶定向程度较高,这为进一步研究胡杨细胞质膜特性及获得高纯度H^＋-ATPase提供了良好基础.     

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.     

花生幼苗下胚轴质膜Ca2+-ATP酶 及其对低温胁迫的反应

Plasma membrane were obtained from 7-day old peanu t seedling hypocotyl by 6%～12% Dextran T70 density gradient centrifugation,with high quality and purity.Plasmalemma ATPase acts normally as hydrolyzing ATP wit hout Mg²⁺ in reaction system, but the activity was lower than Mg²⁺- activated ATPase.Ca²⁺-ATPase wasn′t inhibited by Na₃VO₄ and wasn′t activitied by K⁺,whereas it is inhibited by Cl^-.The optimum pH of Ca²⁺ -ATPase is different from that of Mg²⁺-activated ATPase.Plasma membrane Ca²⁺-ATPase activity increased notably under low temperature stress.It is suggest that the possible role of Ca²⁺-ATPase is adjusting Ca²⁺ co ncentration on cytoplasms.     

关于吖啶橙测定溶酶体H＋－ATPase转运H＋的研究

揭示了吖啶橙的吸收光谱和荧光光谱对其浓度依赖性上的区域性特征,分析了测定溶酶体H^＋转运时合理选用吖啶橙浓度及溶酶体用量的重要性、机理和原则,探讨了其与溶酶体的温育时间和K^＋／H^＋交换对测定H^＋转运的明显影响.     

植物细胞中膜H+-ATPase的研究进展

本文介绍了植物细胞中各种膜微囊的制备和分离原理,及其在膜转运分子机制研究中的应用。对质膜、线粒体和液泡,膜三种类型膜转运质子ATP酶(H⁺-ATPase)的性质进行了比较,说明它们的催化特性和泵质子功能。     

高胆固醇血症病人的红细胞膜ATP酶活性变化

研究表明高胆固醇血症病人的红细胞膜Na⁺-K⁺-ATP酶和Ca²⁺-Mg²⁺-ATP酶活性均降低,并且血浆总胆固醇和低密度脂蛋白-胆固醇浓度与这两种酶活性呈高度负相关,而血浆高密度脂蛋白-胆固醇浓度与Na⁺-K⁺-ATP酶活性呈正相关。这些变化的研究,对于进一步探讨动脉粥样硬化的发生机制及其防治可能具有重要意义。     

镰刀菌T-2毒素对培养软骨细胞的影响

在含有不同浓度 T-2 毒素培养液中离体培养鸡胚软骨细胞,当 T-2 浓度达到0.01ppm 时,可引起软骨细胞胞外基质胶原微原纤维减少,线粒体细胞色素 c 氧化酶和 H⁺-ATP 酶的比活力下降.表明此浓度 T-2 毒素引起了软骨细胞结构与功能的明显改变.文章报道的方法可为检验大骨节病致病因子是否直接作用于大骨节病易侵蚀的软骨细胞提供了一种有效的实验手段.     

豚鼠精子质膜Ca2+ -ATPase活性与精子顶体反应关系的研究

用生化测定法首次证实豚鼠精子质膜Ca²⁺-ATPase活性在精子获能和顶体反应过程中显著下降.Ca²⁺-ATPase抑制剂利尿酸(ethacrynic acid)抑制质膜Ca²⁺-ATPase活性,但钙调素(50μg/mL)的拮抗剂三氟拉嗪(TFP,200～500μmol/L)对该酶活性没有影响,说明钙调素不直接参与精子依赖于ATP的Ca²⁺的主动泵出.但钙调素与精子的Ca²⁺内流有关,钙调素拮抗剂TFP显著促进精子顶体反应和精子对Ca²⁺的摄入.Ca²⁺-ATPase抑制剂栎皮酮(quercetin)、原钒酸钠(sodiumorthovandate)、利尿磺胺(furosemide)和利尿酸均显著促进豚鼠精子的顶体反应,但却抑制精子对Ca²⁺的摄入,这无法用它们对质膜Ca²⁺-ATPase活性的抑制作用解释.推测这可能是由于Ca²⁺-ATPase抑制剂在抑制质膜Ca²⁺-ATPase活性的同时也抑制了顶体外膜或线粒体外膜上的该酶的活性,导致Ca²⁺在细胞质内的积累,进而通过负反馈机制抑制Ca²⁺进一步内流所致.另外,Ca²⁺-ATPase抑制剂对糖酵解的抑制作用也可能是Ca²⁺在细胞质中积累和抑制精子Ca²⁺摄入的原因.     

重复膜片钳法研究MPP+对神经元钙电流作用

细胞膜片钳技术是研究膜离子通道的有效方法.在单个细胞上反复形成多次全细胞构型从而在同一细胞上观察某些药物的长时间作用对于通道膜电流的影响.利用全细胞构型下胞浆与电极内液的连通可以方便地向胞内引入药物.以此法研究MPP⁺多巴胺能神经瘤细胞(MN9D)的毒性作用表明MPP⁺导致细胞电压依赖性钙电流(I_Ca)显著下降;MPP⁺作用1 h以内高去极化电压较低去极化电压诱发的钙电流先受MPP⁺影响而下降; MPP⁺对未分化细胞的钙电流无显著作用(n=3).     

AtNHX1基因对荞麦的遗传转化及抗盐再生植株的获得

通过农杆菌介导法将拟南芥液泡膜Na⁺/H⁺反向转运蛋白基因AtNHX1转入荞麦中,在2.0mg/L 6-BA、0.1mg/L IAA、1mg/L KT、50mg/L卡那霉素和500mg/L头孢霉素的MS培养基上进行选择培养,从来源于864块外植体的36块抗性愈伤组织中共获得426棵再生植株（转化频率为4.17%）。经PCR、Southern印迹分析、RT-PCR和Northern检测,初步证实AtNHX1基因已整合至荞麦基因组中。用200mmol/L的盐水对转基因植株和对照植株进行胁迫处理6周,转基因植株能够生存,而对照植株死亡。用不同浓度的NaCl溶液处理转基因植株和对照植株,发现Na⁺及脯氨酸含量在转基因植株中的积累水平显著高于对照植株,而K⁺的含量在转基因植株中的积累水平低于对照植株。次生代谢产物黄酮类化合物芦丁在转基因植株根、茎和叶片中的含量也比对照植株明显要高。这些结果表明利用基因工程手段提高作物的耐盐性是可行的。