大肠杆菌Na+/H+反向运输体A基因的克隆及序列分析*

为研究细菌的耐盐机理 ,根据细菌中存在的Na⁺/H⁺反向运输体 (nhaA)的基因序列 ,采用PCR扩增的方法 ,从大肠杆菌 (Escherichiacoli)DH5α中克隆获得了11kb的DNA片段 ,经过核酸序列分析 ,发现基因片段包含了nhaA基因完整的读码框架。采用序列同源性分析方法 ,结果显示nhaA基因在多种细菌中均存在 ,表明nhaA基因是细菌中普遍存在的一种能够反向运输Na^{+相似文献}   

(Na+/K+)-ATPase研究概况

本文概述(Na⁺/K⁺)-ATPase的一般分子性质。介绍神经元和脂肪细胞中两种不同分子形式(Na⁺/K⁺)-ATPase的分离鉴定和功能性质,以及(Na⁺/K⁺)-ATPase主要功能亚基一级序列和高级结构研究所取得的一些进展。     

短肽蝎毒素的结构分类与功能特征

大量的资料已证实蝎毒中主要致死成分是一类由60～70个残基组成, 选择性地作用于电压门控Na⁺通道的长肽毒素.另一类由30～40个残基组成的短肽蝎毒素,由于其具有结构致密,易于合成改造的优点,特别是具有选择性地阻遏K⁺或Cl^－通道的特异药理功效,近年来倍受学术界的关注,并在结构与功能方面取得了很大的研究进展.     

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 .     

拟南芥AtNHX2启动子的克隆及表达模式分析(英)

AtNHX2基因是拟南芥NHX基因家族的一员,编码了一种液泡膜中的Na⁺/H⁺反向运输体并对拟南芥的耐盐能力起着重要的作用.采用PCR扩增的方法克隆了拟南芥AtNHX2基因启始密码子上游约2.8 kb的DNA片段,并将其克隆到植物表达载体pCAMBIA1301-1中,通过基因枪轰击洋葱表皮瞬时表达的方法,初步检测启动子的活性.将重组质粒pCAMBIA1301-1/AtNHX2 promoter转化拟南芥并筛选纯合子.AtNHX2 promoter-GUS分析显示AtNHX2在所有的组织中均有表达,包括根尖.在保卫细胞中检测到了强烈的GUS表达,这一结果表明,AtNHX2对特殊细胞的pH调控和K⁺自身稳定方面起着重要的作用.AtNHX2启动子的活性可被NaCl抑制,并且抑制的强度和NaCl的浓度成正相关. 300 mmol/L KCl处理可增强启动子的活性,说明NaCl和KCl是在转录水平上调控AtNHX2的表达.在老叶中GUS活性比在新叶中GUS活性强,这说明了AtNHX2优先将有毒的离子积累在老叶中,从而有利于植物的正常发育.在根毛细胞中也观测到了强烈的GUS活性,这就暗示了AtNHX2在扩大的液泡中储存Na⁺.     

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.     

短期NaCl胁迫对不同小麦品种幼苗K+吸收和Na+、K+积累的影响

为研究盐胁迫下小麦幼苗生长及Na⁺、K⁺的吸收和积累规律,以中国春、洲元9369和长武134等3种耐盐性不同小麦品种为材料,采用非损伤微测技术检测盐胁迫2 d后的根系K⁺离子流变化,并对植株体内的Na⁺、K⁺含量进行测定。结果表明:短期(2d)盐胁迫对小麦生长有抑制作用,且对根系的抑制大于地上部,耐盐品种下降幅度小于盐敏感品种。盐胁迫下,小麦根际的 K⁺大量外流,盐敏感品种中国春K⁺流速显著高于耐盐品种长武134,最高可达15倍。小麦幼苗地上部分和根系均表现为Na⁺积累增加,K⁺积累减少,Na⁺/K⁺比随盐浓度增加而上升。中国春限Na⁺能力显著低于长武134,Na⁺/K⁺则显著高于长武134。综上所述,盐胁迫下造成小麦组织器官中Na⁺/K⁺比上升的主要原因是根系K⁺大量外流和Na⁺的过量积累,耐盐性不同的小麦品种间差异显著,并认为根系对K⁺的保有能力可能是作物耐盐性评价的一个重要指标。     

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.     

渗透胁迫和离子毒害对转Bt基因棉幼苗生长及离子分布的影响

研究了渗透和盐胁迫处理对转Bt基因抗虫棉(Gossypium hirsutum) 99B种子的萌发和幼苗生长的影响,以及幼苗不同器官离子吸收和分配的差异。结果表明:渗透和盐胁迫均对转Bt基因抗虫棉幼苗的生长有抑制作用,其中PEG的抑制作用最强,而3种盐的抑制程度以CaCl₂>NaCl>Na₂SO₄,且在Na⁺含量相同时,Cl^-的毒害大于SO₄^2-。渗透胁迫下使根、茎和叶中的Na⁺和Cl^-含量提高,K⁺、Ca²⁺、SO₄^2-含量和K⁺/Na⁺、Ca²⁺/Na⁺和SO₄^2-/Cl^-比值降低,且地上部的变化幅度大于地下部的,其中以PEG的影响最为显著,其次是CaCl₂,Na₂SO₄处理最弱。这些说明,转Bt基因抗虫棉99B的耐盐性较弱。     

多细胞盐腺离子选择性分泌机理及其成因

为揭示多细胞盐腺对阳离子的选择性分泌机理, 在室内水培条件下, 研究了不同盐分胁迫(NaCl, KCl和NaCl+KCl)对多枝柽柳和短穗柽柳Na⁺, K⁺的分泌和累积, 以及不同盐腺抑制剂(orthovanadate, Ba²⁺, ouabain, tetraethylammonium[TEA]和verapami)对Na⁺和K⁺分泌的抑制及其在体内累积的影响. 结果表明, NaCl处理明显增加了盐腺对Na⁺分泌, 而KCl处理则显著促进K⁺分泌; Na⁺和K⁺的分泌量同累积量的比值表明, Na⁺的比值高于K⁺; 单一盐溶液中添加不同离子成分后, Na⁺和K⁺分泌表现不同: KCl处理中添加NaCl后, K⁺分泌速率显著降低, 但在NaCl处理中添加KCl, Na⁺的分泌则不受影响, 这些结果表明, 柽柳对Na⁺的分泌具有较高的选择性. 此外, 添加盐腺抑制剂后, 柽柳对Na⁺分泌分别受orthovanadate, ouabain, tetraethylammonium[TEA]和verapami的显著抑制, 而K⁺的分泌则分别受ouabain, tetraethylammonium[TEA]和verapami的显著抑制. orthovanadate对Na⁺, K⁺分泌抑制效应的差异, 可能是引起多细胞盐腺分泌Na⁺和K⁺能力不同的主要原因.     

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。     

水稻耐盐相关动态QTL的加性和上位性与环境互作分析

钠离子(Na⁺)、钾离子(K⁺)含量和Na⁺/K⁺值是影响水稻耐盐性的关键指标。水稻的耐盐性由数量性状位点(QTL)控制,目前在水稻苗期已经鉴定了大量Na⁺、K⁺含量和Na⁺/K⁺的QTL,但在田间生长期鉴定的QTL数量较少。该研究以粳稻‘东农425’和‘长白10’杂交衍生的重组自交系(RIL)群体为材料,对田间试验条件下的盐胁迫和对照进行联合分析,在水稻不同发育时期鉴定Na⁺、K⁺含量和Na⁺/K⁺的发育动态QTL,并采用混合线性模型(MCIM)分析各QTL的加性(A)和上位性(AA)及其与环境的互作效应(QE)。结果表明：(1)盐胁迫条件下,亲本和RIL群体的茎Na⁺含量(SNC)、茎Na⁺/K⁺(SN/K)、叶Na⁺含量(LNC)和叶Na⁺/K⁺(LN/K)在各时期均高于对照,茎K⁺含量(SKC)和叶K⁺含量(LKC)均低于对照,对照条件下双亲性状在大多数时期均无显著差异;盐胁迫下两个亲本的多个性状在不同发育时期存在显著差异,其中,SNC和LKC在4个时期差异显著,SN/K和LN/K在3个时期差异显著,SKC和LNC在2个时期差异显著。(2)采用非条件和条件QTL作图方法,共检测到13个加性QTL和11对上位性QTL,其中包括14个非条件QTL和10个条件QTL;而13个加性QTL中有8个,11对上位性QTL中有7个具有环境互作效应。(3)qSKC5 1在水稻4个发育阶段均被检测到,其在调控水稻耐盐性中发挥着重要作用。SNC、SN/K和LN/K的所有QTL均检测到加性×环境互作效应,2对控制SNC的上位性QTL均检测到上位性×环境互作效应,说明这些性状的QTL对盐环境较为敏感。研究发现,田间生长条件下水稻Na⁺、K⁺含量和Na⁺/K⁺的QTL表达与发育时期密切相关;水稻田间生长条件下耐盐性的遗传非常复杂,在利用分子标记辅助选择(MAS)培育耐盐水稻新材料应该考虑上位性和环境互作效应。     

拟南芥中PAP特异磷酸酶(AtAHL)的折叠识别与结构预测

通过现有的序列同源性比较、二级结构预测、三维结构预测和模拟方法,得到了拟南芥中PAP特异磷酸酶的三维结构.这是一种与酵母中的Hal2p蛋白质类似,并且N端为α＋β,C端为α/β结构域的多结构域蛋白质.分析预测所得结构,发现了Mg²⁺等金属离子的结合位点,推测了对Na⁺敏感的结构基础.这些结合位点与其生化功能相关.而且,通过结构与功能分析,讨论了蛋白质数据库(PDB)中同一个酶已有理论结构的不合理性.     

烟草NtNHX1 3基因的克隆及表达特性

以栽培烟草‘云烟87’为材料,通过同源克隆方法分离了烟草NHX（Na⁺,K⁺/H⁺ exchanger）基因NtNHX1 3。结果表明：NtNHX1 3基因CDS长度1 617 bp,编码蛋白质长度为538 aa,蛋白理论等电点为8.67,分子量为59.34 kD。预测NtNHX1 3属于膜蛋白,含有11个跨膜区,且含有NHX类蛋白保守位点氨氯吡嗪咪结合位点。进化树分析显示,NtNHX1 3与菊苣、野菊花NHX遗传距离最近。qRT PCR组织特异性表达分析表明,NtNHX1 3在烟草叶片中表达量最高,根、茎、花中也有表达;盐胁迫处理后NtNHX1 3基因的表达上调,表明该基因参与了盐胁迫反应;打顶初期NtNHX1 3基因的表达呈逐渐上调的趋势,与该时期钾含量逐渐升高相吻合。研究推测,NtNHX1 3具有将钾离子从细胞质转运至液泡的功能。     

拟南芥根皮层细胞质膜内向K+通道电生理特性分析

利用膜片钳技术对模式植物拟南芥根皮层细胞原生质体的内向跨膜钾电流进行了全细胞记录 ,并对内向K⁺通道的特性进行了分析 .结果表明 ,拟南芥根细胞质膜上的内向K⁺通道由超极化膜电位所激活 ;该通道具有较高的K^+/Na⁺选择性 ,可被TEA⁺和Ba^{2 +}等K+通道阻断剂所抑制 ,而且对胞内自由Ca^{2 +}浓度变化不敏感 .这为进一步利用模式植物拟南芥进行植物K⁺吸收机制以及植物抗盐机制的研究奠定了基础 .     

人血管内皮细胞生长因子受体Flt-1胞外区cDNA在毕赤酵母中的表达和鉴定

将编码血管内皮细胞生长因子受体Flt-1胞外区1-3 loop 316个氨基酸残基的cDNA插入到含AOX1启动子和α分泌信号肽序列的Pichia pastoris酵母载体中,构建了重组表达质粒pPIC9K/Flt-1(1-3),转化酵母宿主菌GS115,筛选His⁺Mut^s表型转化子,经摇瓶培养,1%甲醇诱导表达4 d后,SDS-PAGE结果显示,培养上清中Flt1(13)表达量达总蛋白的30%以上。ELISA及Western blot实验表明,表达产物具有良好的抗原性和特异性。生物学活性检测证实其具有结合VEGF的能力和抑制VEGF对HUVEC细胞的促增殖功能。     

Intein介导的重组昆虫毒素BmK IT在大肠杆菌中的可溶性表达、纯化及活性分析

为获得重组蝎昆虫毒素BmK IT,通过PCR方法在BmK IT基因的3′端融合了编码6个组氨酸残基的核苷酸序列,将其插入原核表达载体pTWIN1的内含肽 Ssp DnaB Intein基因下游的多克隆位点（MCS）。将获得的表达质粒转化大肠杆菌BL21（DE3）中,用IPTG诱导融合蛋白表达。用Ni-NTA亲和层析柱从菌体裂解液中纯化了CBD-Intein-BmK IT^his6融合蛋白,并在柱上诱导Intein自剪切,成功去除融合子CBD-Intein。通过Superdex 75凝胶过滤层析获得了纯度达95%以上的BmK IT^his6蛋白,该蛋白不仅具有正确的二级结构而且有生物活性。     

Intein介导的重组昆虫毒素BmK IT在大肠杆菌中的可溶性表达、纯化及活性分析

为获得重组蝎昆虫毒素BmK IT,通过PCR方法在BmK IT基因的3′端融合了编码6个组氨酸残基的核苷酸序列,将其插入原核表达载体pTWIN1的内含肽 Ssp DnaB Intein基因下游的多克隆位点（MCS）。将获得的表达质粒转化大肠杆菌BL21（DE3）中,用IPTG诱导融合蛋白表达。用Ni-NTA亲和层析柱从菌体裂解液中纯化了CBD-Intein-BmK IT^his6融合蛋白,并在柱上诱导Intein自剪切,成功去除融合子CBD-Intein。通过Superdex 75凝胶过滤层析获得了纯度达95%以上的BmK IT^his6蛋白,该蛋白不仅具有正确的二级结构而且有生物活性。     

TRPM7生理病理学功能及其小分子调节剂的发现

TRPM7（transient receptor potential melastatin 7）通道属于TRPM亚家族，是一种具有离子通道结构域和激酶结构域的双功能跨膜蛋白。作为非选择性阳离子通道，TRPM7可通透Ca²⁺、Mg²⁺、Zn²⁺、Na⁺、K⁺等和其他微量金属离子。TRPM7在人体各组织广泛表达，参与Mg²⁺的稳态调控、细胞增殖、分化、黏附和迁移等生理过程。临床上，TRPM7功能紊乱与神经退行性疾病、中风、癌症等多种疾病关系密切。本文主要综述TRPM7通道在生理、病理及小分子调节剂方面的研究进展，为相关疾病的药物开发提供新的思路。