苄基异喹啉类化合物与钙调素相互作用的荧光光谱研究

 苄基异喹啉类化合物拮抗钙调素(CaM)并抑制依赖CaM的环核苷酸磷酸二酯酶(CaM-PDE)的活力;用荧光测定法可检测它们与钙调素的相互作用。 Ca~(2+)存在下蝙蝙葛碱(D_1)及其衍生物(D_(14))在激发波长340nm处最大发射波长分别为463和455nm,结合CaM后荧光量子产率增加两倍多。它们同CaM的结合均依赖于Ca~(2+)。 本文制备的丹磺酰基CaM(D-CaM)结合Ca~(2+)后荧光最大发射峰值兰移(518→508nm),荧光强度增加22％。在Ca~(2+)存在下小檗胺衍生物E_6能与CaM结合并淬灭Ca~(2+)-D-CaM荧光。 单苄基异喹啉类化合物86040、86045能淬灭CaM的酪氨酸残基的特征荧光。 实验表明,CaM结合D_(14)、E_6、86040和86045的kd值分别为1.3、1.8、9.5和15.7μmol/L,所观察的化合物与CaM的亲和力的大小与它们拮抗CaM,抑制CaM-PDE的酶活力相对应。     

大黄蒽醌衍生物与环核苷酸磷酸二酯酶、钙调素相互作用的研究

大黄蒽醌衍生物是中药大黄的主要成份。该类衍生物与钙调素(calmo-dulin,CaM)依赖的磷酸二酯酶(PDE)的相互作用表明:它们可作用子钙调素。其中,大黄酸结合CaM并抑制CaM依赖的磷酸二酯酶(CaM-PDE);而大黄素、大黄酚和芦荟大黄素既刺激CaM-PDE的活力,又刺激PDE的基础活力,其作用机制尚待阐明;当有Ca~(2+)或无Ca~(2+)条件下测定时,大黄酸对PDE基础活力均无影响。表明:象其它的CaM拮抗剂一样,大黄酸能抑制钙调素依赖的PDE的活力。     

酸枣仁皂甙A与钙调蛋白相互作用的荧光光谱研究

文中报导了本实验室最近发现的一种新型钙调蛋白(CaM)天然拮抗剂——酸枣仁皂甙A,它能显著地抑制CaM活化PDE的活力.为研究它与CaM间的相互作用,本实验还制备了与天然CaM具有相同激活PDE能力的丹磺酰钙调蛋白(D-CaM).D-CaM的荧光光谱研究表明,酸枣仁甙A的加入诱导CaM分子的疏水位点更加暴露,从而增强丹磺酰基团的荧光发射量子产率.桔抗剂与CaM间的结合是绝对依赖Ca~(2 )的.荧光滴定的结果证明此结合的解离常数为2.8μM.酸枣仁皂甙A能进一步加强三氟啦嗪(TFP)所诱导的D-CaM荧光增强.这结果暗示,它不与TFP竞l争CaM上相同的结合位点.     

大鼠心肌细胞核钙调素入核转运与核钙调节关系的探讨

最近发现,钙调素作为细胞内钙受体,除了调节胞浆的多种功能之外,可能还参与胞浆信号向核内快速传递。本研究观察大鼠心肌细胞核对钙调素的入核转运与钙浓度的关系,并初步探讨其调节机制。大鼠心肌细胞核采用差速离心和密度梯度离心分离提纯。用荧光分光光度计测定荧光标记钙调素向细胞核转入量发现,大鼠心肌细胞核对核外的CaM向核孔转运量具有[Ca~(2+)]浓度依赖性,随核外[Ca~(2+)]浓度的增加而增加(P<0.001),在[Ca~(2+)]浓度为10~(-3)mol/L时,ryanodine受体的拮抗剂rutheniumred和cADP ribose受体拮抗剂8-Br cADP ribose显著抑制CaM的细胞核孔转运(分别降低20％和18％,P<0.05),而IP_3受体拮抗剂heparin和Ca~(2+)-ATPase抑制剂thapsigargin抑制CaM的细胞核孔转运更显著(分别降低90％和89％,P<0.001)。上述结果表明心肌细胞核对CaM的向核转运,受核外[Ca~(2+)]和核钙摄取、释放所调节。     

KT和Ca2+对绿豆下胚轴原生质体的体积和CaM含量的影响

以黄化绿豆幼苗下胚轴原生质体为材料,探讨钙信使系统在KT诱导原生质体体积变化中的作用。lμmol/L KT可诱导含钙培养液中绿豆下胚轴原生质体膨大,处理后30min达到最大体积。Ca2 通道阻断剂Verapamil、Ca2 通道竞争性抑制剂LaCl3和钙调素拮抗剂TFP、CPZ可明显抑制KT诱导的原生质体膨大。另一方面,无论是KT处理还是对照(CaCl2单独处理),原生质体内CaM含量均在处理后30min时达到峰值,前者是后者的5倍．在KT CaCl2处理液中加入5μmol/L．Verapamil、50μmol/L LaCl3、5μmol/L,TFP或CPZ后原生质体内CaM含量都大大降低。以上结果表明,CaM可能与Ca2 共同参与KT的信号传递。     

钙调素拮抗剂──双苄基异喹啉类化合物结构与活性关系的研究

 双苄基异喹啉类化合物拮抗钙调素(CaM),抑制CaM激活的环核苷酸磷酸二酯酶(PDE),研究表明:蝙蝠葛碱和小檗胺分子中12位羟墓被芳香基团酯化或醚化时,芳香基团的电子云分布状态变化能增加或降低分子的拮抗活性;取代基中的次甲基数增加可以增强分子的拮抗活性。分子非极性端引入含氮基团,化合物的拮抗活性较低。测试的化合物中,E_6D_(12)和D_(14)的拮抗CaM活性较强,IC_(50)分别为0.58μmol/L0.58μmol/L和0.53μmol/L。实验结果表明,分子的拮抗活性与分子非极性端的疏水性、电子云分布状态以及分子空间结构等多种结构性质相关。     

大熊猫子宫钙调素的分离纯化和性质的研究

以大熊猫子宫为材料分离纯化了钙调素(Calmodulin,CaM),经SDS-PAGE,PAGE和等电聚焦电泳鉴定,表现均一。分子量为18800道尔顿,等电点为3.6。该蛋白质分子的N-末端为封闭的。大熊猫子宫钙调素具有其它来源钙调素所特有的一些性质。对环核苷酸磷酸二酯酶有明显的激活作用,还发现对超氧化物歧化酶也有一定的激活作用。电泳行为受Ca~(2+)影响而出现特征性电泳改变,在含有Ca~(2+)的SDS凝胶电泳中,电泳速度比EGTA存在对略快,在PAGE中,有Ca~(2+)比无Ca~(2+)对电泳速度略慢。大熊猫子宫钙调素的氨基酸组成中,Phe/Tyr为8:2,可观察到钙调素特征性紫外吸收光谱。     

金属离子与CaM及Ca~(2+)-Mg~(2+)-ATPase相互作用的荧光光谱和荧光偏振研究

根据Cd~(2+)、Pb~(2+)、Hg~(2+)和Al~(3+)对丹磺酰标记钙调蛋白(D-CaM)的荧先强度、最大发射波长及偏振度的影响来研究它们对CaM及Ca~(2+)-Mg~(2+)-ATPase构象变化的影响.研究发现,无论溶液中是否存在Ca~(2+)-Mg~(2+)-ATPase,Cd~(2+)、Pb~(2+)和Hg~(2+)对D-CaM的荧光最大发射波长、偏振度的影响以Cd~(2+)的最大,Pb~(2+)次之,Hg~(2+)最小,Al~(3+)对D-CaM产生的影响与这三种二价金属离子的并不相同.这证明这几种离子与CaM和Ca~(2+)-Mg~(2+)-ATPase的作用并不遵循同样的机理.     

金属离子与CaM及Ca~(2+)-Mg~(2+)-ATPase相互作用的荧光光谱和荧光偏振研究

根据Cd~(2+)、Pb~(2+)、Hg~(2+)和Al~(3+)对丹磺酰标记钙调蛋白(D-CaM)的荧先强度、最大发射波长及偏振度的影响来研究它们对CaM及Ca~(2+)-Mg~(2+)-ATPase构象变化的影响.研究发现,无论溶液中是否存在Ca~(2+)-Mg~(2+)-ATPase,Cd~(2+)、Pb~(2+)和Hg~(2+)对D-CaM的荧光最大发射波长、偏振度的影响以Cd~(2+)的最大,Pb~(2+)次之,Hg~(2+)最小,Al~(3+)对D-CaM产生的影响与这三种二价金属离子的并不相同.这证明这几种离子与CaM和Ca~(2+)-Mg~(2+)-ATPase的作用并不遵循同样的机理.     

重组人钙调素的制备及其对细胞增殖作用影响的研究

用PCR方法获得人钙调素基因Ⅲ(hCaMⅢcDNA),将其插入表达载体pBV220,构建重组表达质粒hCaMⅢ/pBV220,阳性重组子在大肠杆菌DH5α中经温度诱导可高效表达CaM蛋白,经15%SDS-PAGE分析,可观察到一分子量与理论值相符(约17kD)的诱导表达条带.进一步分析表达产物的性质表明,CaM主要以可溶性形式表达.Westernblot结果证实,17kD的表达条带可与标准鼠抗CaMMcAb起特异反应.用Phenyl-SepharoseCL-4B疏水亲和层析法纯化重组菌超声上清表达产物,可获得纯度达95%以上的CaM,每1L菌液可获CaM纯品3～4mg.生物活性测定结果提示,rhCaM具有与标准人脑CaM(Sigma)同样的激活NAD激酶的活性.将K562细胞及SP2/0细胞分别接种于24孔或96孔培养板,加入不同浓度rhCaM、CaM拮抗剂三氟拉嗪(TFP),培养48h后,用MTI比色法检测细胞增殖状况.rhCaM在一定浓度范围内与细胞增殖率成显著正相关;CaM拮抗剂TFP可抑制细胞增殖.将rhCaM加入已受TFP抑制的细胞,可恢复正常的细胞增殖功能.     

O-丹磺酰基小檗胺与钙调蛋白的相互作用

粉防己碱和小檗胺等一些双苄基异喹啉化合物是一类新型的钙调蛋白(CaM)拮抗剂。为了研究这些化合物同CaM的相互作用,我们用化学修饰的方法将疏水性荧光探针丹磺酰基团接到小檗胺上生成O-丹磺酰小檗胺(DB)。发现这种新的化合物不仅具有荧光特性,而且也是一种较强的CaM拮抗剂。DB抑制依赖CaM的红细胞膜Ca~(2+)-Mg~(2+)-ATPase的活性,其IC_(50)值(半抑制数)为2.4×10~(-6)mol/L。     

北京鸭脑钙调素的分离纯化和性质的研究

钙调素(Calmodulin,简称CaM)是一种多生理功能的调节蛋白,在脑的功能活动中有重要作用。本文采用苯基琼脂糖(phenyl-Sepharose CL 4B)层析和葡聚糖凝胶(Sephadex G-50)过滤法,从北京鸭脑中分离纯化出CaM。纯化的CaM经SDS-聚丙烯酰胺凝胶电泳(SDS-PAGE)和等电聚焦(IEF)电泳鉴定均为一条区带。分子量为19kD,等电点(pI)为4.15,消光系数为1.83。 对纯化的鸭脑CaM的活性和性质进行了研究。它可明显地激活牛环核苷酸磷酸二酯酶活性,在有Ca~(2+)存在的条件下,SDS-PAGE中出现电泳迁移速度的改变,紫外吸收光谱具有已知CaM特有的吸收多峰形,并观察了Ca~(2+)对荧光发射光谱的影响。其氨基酸组成中,1/3是酸性氨基酸,苯丙氨酸和酪氨酸的比例为8:2。与猪CaM和牛CaM的物理化学性质作了比较。     

外源钙调素和钙调素拮抗剂对烟草离体花粉管生长和生殖核分裂的调节

外源花椰菜钙调素（CaM）、牛脑CaMagarose以及CaM拮抗剂TFP对花粉管生长与生殖核分裂的作用均具有浓度和时间效应,CaM在花粉管生长早期,较低浓度能促进花粉管生长和生殖核分裂;但后期,较高浓度则有抑制作用。ITP在花粉管生长早0000000000000期,较高浓度抑制花粉管生长和生殖核分裂。     

Zn^2＋对植物光系统Ⅱ的影响及与钙调素的关系

研究发现2.0mmol/L Zn~(2+)对白兰瓜幼苗离体叶绿体PS Ⅱ电子传递,如DCIP光还原和光合放氧及叶绿素a荧光有抑制作用,而这种抑制作用能分别被外加的Ca~(2+)(10mmol/L)和CaM(10μg/ml)所逆转。同时还发现CaM拮抗剂CPZ对叶绿素a荧光具有抑制作用,并且这种抑制能被外源CaM所逆转。通过PDE法证实了CaM在PS Ⅱ中的存在。因此,我们认为Za~(2+)对植物光合作用的影响与CaM有关,而且Zn~(2+)对PS Ⅱ电子传递的抑制很可能是通过CaM来实现的。     

苄基异喹啉类化合物 D20抑制钙调素激活磷酸二酯酶的研究

苄基异喹啉化合物是一类钙调素拮抗剂.对新合成的双苄基异喹啉化合物 D₂₀对钙调素依赖的磷酸二酯酶的抑制作用进行了研究,IC₅₀=5μmol/L,表明其拮抗作用大于三氟啦嗪,是强的拮抗剂.荧光分析表明,钙调素与化合物 D₂₀的结合常数为2.64(μmol/L)^-1,一个化合物 D₂₀分子与两个钙调素分子结合,并显示了结合方向性及空间位阻影响.     

重金属离子对猪红细胞膜Ca~(2+)-ATP酶的作用

猪红细胞膜Ca~(2+)-ATP酶是一种钙调蛋白(CaM)依赖酶,其活力又依赖巯基的完整性。实验应用Ca~(2+)-ATP酶这一模型体系观察到重金属离子,Pb~(2+)、Cd~(2+)和Hg~(2+)都能替代Ca~(2+),激活CaM,从而激活Ca~(2+)-ATP酶;其最大刺激活力分别为85％、80％和30％,半刺激浓度分别为32、27和0.7μmol/L。当三种重金属离子的浓度增加时,则与Ca~(2+)-ATP酶的巯基结合,抑制酶的活力,Pb2~(2+)、Cd~(2+)和Hg~(2+)的半抑制浓度分别为370、440和2μmol/L。抑制作用为渐进性过程,而刺激作用为即时效应。抑制作用可为巯基化物,特别是二巯基化物所逆转。研究结果提示,CaM可能是重金属中毒最初作用的靶分子,而重金属中毒不仅使CaM“开关”失灵,还可能导致细胞内Ca~(2+)的调节全面失控。     

钙调素对钙调素结合蛋白-10和玉米非特异性脂转移蛋白与脂质结合活性的影响

荧光标记的脂质结合实验表明,钙调素结合蛋白-10（CaMBP-10）具有典型的植物非特异性脂质转移蛋白与脂质结合的特性。进一步实验研究了钙调素（calmodulin,CaM）对CaMBP-10和玉米nsLTP与脂质结合的活性的影响,结果显示无论在有钙和无钙条件下,CaM对两者的影响均有不同之处,W-7和TFP能消除CaM的影响。提示CaM不仅与CaMBP-10和玉米nsLTP特异性相互作用,而且对2种脂转移蛋白可能具有不同的调节机制。     

白芷培养细胞外钙调素结合蛋白的胶体金电镜定位研究

利用胶体金标记技术制备了具有生物活性的植物CaM-BSA-gold探针,并用此探针建立了白芷愈伤组织培养细胞胞外钙调素结合蛋白(CaMBPs)的透射电镜标记方法。标记结果显示,在1mmol/L Ca~(2 )存在下,用EGTA洗涤过的白芷愈伤组织培养细胞壁表面有金颗粒分布,而分别在含有EGTA、TFP、过量未标记的CaM、CaM抗体存在的情况下,用金标CaM探针进行标记.以及用金标羊抗兔抗体替代金标CaM探针进行标记的各对照组,细胞壁表面金颗粒则消失,说明白芷愈伤组织培养细胞壁表面存在着CaM结合位点或CaMBPs。     

番茄果实成熟过程中钙调素含量变化及其与乙烯生成的关系

应用酶联免疫吸附法(ELISA)测定番茄(Lycopersicon esculentum Mill大红品种)果实成熟过程中钙调素(CaM)含量的变化。果实开始成熟(发白期),CaM含量随着呼吸跃变上升,成熟时(粉红期)达到最大,过熟衰老时则下降。果实内部乙烯浓度、ACC含量及其合成酶活性也随跃变而增加,随过熟衰老而降低。GaM含量在果实不同部位中的分布有明显差异,跃变上升期以子房腔组织含量最高,并由中心向外逐渐降低,外周果皮含量最低。此时用外源乙烯催熟处理促进各部位CaM增加。成熟衰老时子房腔组织首先衰老,CaM含量大为降低,但在中柱和果皮中却高于跃变上升期。外源乙烯促进衰老使CaM下降。Ca~(2+)促进番茄圆片CaM含量增高和乙烯产生,CaM抑制剂CPZ,TFP在降低CaM含量的同时也抑制乙烯的产生。     

茶树钙调素基因CsCaMs的克隆及其低温胁迫下的表达分析

钙调素(CaM)是植物钙离子信号通道的主要参与者,参与低温胁迫下多种植物的抗寒生理作用。本研究根据钙调素基因相关表达序列标签(EST)序列,借助RACE-PCR技术,获得CsCaM1和CsCaM2两条cDNA全长序列,GenBank登录号分别为KT238971和KT238972,长度分别为693 bp和841 bp,均包含450 bp的完整开放阅读框(ORF),编码149个氨基酸,两条氨基酸序列仅一个氨基酸有差异,且均含有4个植物CaM家族的共同特征手型结构EF(EF-hand)。采用实时荧光定量PCR(qRT-PCR)分析CsCaMs在茶树低温胁迫下各种处理中的表达模式。结果表明,CsCaMs无组织表达特异性,低温胁迫处理和CaCl2均能诱导CsCaMs的表达,而钙调素拮抗剂W7与钙离子通道抑制剂LaCl3则会抑制其表达。本研究结果对阐明茶树抗寒性的分子机理有一定理论意义,为茶树的抗寒性育种提供参考。