植物细胞质与溶质跨膜运输

细胞膜运输蛋白─—载体、质子泵、离子通道负责环境与细胞间的物质交流,由质子泵形成的跨膜质子驱动力（PMF）,可用于ATP形成,被认为是溶质跨膜运输的主要动力。70年代末发现的植物细胞质膜氧化还原系统,也参与溶质的跨膜运输,它是质膜H ─—ATPase外的另一种能量转换系统。     

胡杨液泡膜微囊H^＋—ATPase质子泵活性研究

将悬浮培养的胡杨 (PopuluseuphraticaOliv .)细胞捣碎后 ,通过差速离心和不连续蔗糖密度梯度离心获得富集液泡膜的膜微囊。通过连续监测吖啶橙的荧光淬灭研究膜微囊上H _ATPase的质子转运特性。结果表明 ,质子转运依赖于ATP ,其表观米氏常数Km 值为 0 .6 5mmol/L。质子泵活性受pH和温度的影响较大。测定液pH值为7.5时 ,质子泵的活性最高 (测定温度选定为 2 2℃ )。一些二价阳离子可启动H _ATPase的质子转运 ,其中Mg2 的作用远高于Fe2 。在实验条件下 ,Ca2 、Cu2 和Zn2 均不能启动H _ATPase的质子转运。质子跨膜转运还可被一价阴离子激活 ,激活作用的顺序为 :Cl->Br->I->F-。质子泵活性受NEM(乙基马来酰亚胺 )、DCCD (二环己基碳二亚胺 )、NO-3 和BafilomycinA1的强烈抑制 ,但对Na3VO4 和NaN3 不敏感。这些性质说明胡杨液泡膜微囊上的H _ATPase属于囊泡型的ATPase。     

大豆液泡膜H~+-ATPase的纯化和重组

通过不连续蔗糖密度梯度离心得到的液泡膜微囊 ,先由胆酸钠和 OG分步破膜抽提、经阴离子交换柱 ( Q- Sepharose)层析分离 .纯化后的酶含 V型 H+ - ATPase的主要亚基 ,与大豆磷脂重组 ,获得了有较高泵活性的脂酶体 .脂酶体的质子泵活性受 Valinomycin激活 ,说明它是致电性的 ,受NO-3 ,DCCD以及特异性的 V型 ATPase抑制剂 Bafilomycin的抑制 .脂酶体的泵活性不受 F型和P型 ATPase抑制剂抑制 ,表明质子转运是由 V型 H+ - ATPase引起的 .     

冷驯化提高金边卫矛抗寒力期间细胞ATP酶的超微细胞化学定位

采用磷酸铅沉淀的电镜细胞化学方法,对经冷驯化及未经冷驯化的金边卫矛 EuonymusradicansEmorald&Gold. 以及两者在-5℃下处理1d后的叶肉细胞进行了ATPase的超微细胞化学定位的比较观察,并对冷驯化可提高植物抗寒力及ATPase与植物抗寒性关系进行了探讨.标志ATPase活性反应的磷酸铅沉淀物主要分布在叶片栅栏细胞和海绵细胞的质膜和液泡膜上,ATPase在这两类细胞中的分布及活性无明显差异.金边卫矛幼苗经4℃低温驯化7d后,其质膜和液泡膜的ATPase活性高于22℃下生长的幼苗,冷驯化后的金边卫矛幼苗在-5℃处理1d后,其质膜和液泡膜上仍可观察到ATPase的活性反应,但较低温胁迫前有所降低,且超微结构完整,未见任何伤害.而未经冷驯化的金边卫矛幼苗在-5℃处理1d后,其质膜和液泡膜上的ATPase完全失活,同时细胞的超微结构受到严重伤害.实验结果表明,冷驯化可提高金边卫矛幼苗ATPase在低温胁迫下的稳定性,这种活性变化与植物抗寒力的提高呈正相关,同时还发现液泡膜ATPase活性较质膜ATPase变化幅度大,推测液泡膜可能较质膜ATPase对低温更为敏感.     

大麦根液泡膜微囊依赖ATP质子泵测定技术的改进

ImprovementofDeterminationofATP－DependentProtonPumpinTonoplastVesiclesfromBarleyRootsZHANGWen－Hua,LIUYou－Liang,YUBing－Jun（DepartmentofAgronomy,NanjingAgriculturalUniversity,Nanjing210095）HEPing－Qing（CentralLaboratory,NanjingAgriculturalUniversity,Nanjing210095）膜微囊是研究质子泵的有效工具,目前一般用不连续葡聚精（蔗糖）密度梯度获取液泡膜微囊「’,‘’。我们在实验中发现,液泡膜微囊提取及其质子泵的测定有一定难度,尤其是跨液泡膜质子梯度（APH）的测定值波动较大,有时甚至…     

植物液泡膜水通道蛋白的结构、分布和功能研究进展

植物液泡膜水通道蛋白(tonoplast intrinsic proteins, TIPs)是植物体内水分子和一些小分子溶质跨液泡膜运输的通道。TIPs介导胞内或胞间的水分跨膜运输,在维持植物细胞的水分平衡过程中起着至关重要的作用。由于TIPs特异的定位在液泡膜上,长久以来一直被用作不同植物物种和组织中液泡识别的标记物。本综述介绍了液泡膜水通道蛋白的发现、结构、分类以及亚细胞和组织定位、基因表达和蛋白功能等方面的研究进展,初步探讨了植物液泡膜水通道蛋白研究中存在的问题及今后的研究热点,希望能为相关的科研人员在研究液泡膜定位的水通道蛋白中提供帮助。     

蔗糖膜运输系统与植物整体碳分配相关（综述）

蔗糖是光合作用的主要产物,作为碳同化的产物在植物体内进行分配。蔗糖的转运机制和效率通过减弱产物抑制来影响光合产率,通过控制源／库关系和生物量分配来调控植物活性。蔗糖在细胞质合成,或通过胞间连丝进行细胞问转运,或跨膜区域化,或外输入质外体被相邻细胞吸收。作为相对大极性的化合物,蔗糖的有效膜转运需要转运蛋白协助。跨液泡膜运输机制可能通过异化扩散、质子对向运输和同向运输;而跨质膜的运输则可能通过质子同向运输和异化扩散类似机制。近几十年仅在分子水平对质子同向运输进行了较为详尽的研究。这篇综述旨在综合介绍最近和过去关于蔗糖跨膜转运与植物整体碳分布机制。     

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。     

玉米根尖细胞液泡膜结合的蛋白激酶的存在及其性质

为了解液泡膜蛋白在植物细胞信号途径中的功能 ,用新型的非放射性同位素方法从玉米根细胞的高纯度液泡膜上鉴定出一种膜内在的蛋白激酶。这种蛋白激酶具有Ca2 依赖、CaM和磷脂酰丝氨酸不依赖等特性 ,与已在多种植物中报道的含有类似钙调素结构域的蛋白激酶CDPK相似。离体实验表明其活性的最适pH值为 6 .5 ,最适Ca2 浓度为 1 0 μmol/L。从最适pH值和去污剂的影响可以推测出其活性位点朝向胞质一侧。Zn2 对其活性没有明显的抑制作用 ,说明该激酶缺少某些哺乳动物的蛋白激酶常含有的锌指结构。当液泡膜蛋白在Ca2 和ATP存在的条件下被预磷酸化后 ,液泡膜H _ATPase的ATP水解和质子转运过程均被激活。激活的活性可以被碱性磷酸酶逆转。以上结果说明玉米根尖细胞的液泡膜中存在一种可能是CDPK的蛋白激酶。由它造成的Ca2 依赖的磷酸化作用激活了液泡膜H _ATPase的活性。这些结果将有助于深入研究CDPK在植物细胞信号转导中的功能。     

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。     

水稻及燕麦根细胞的原生质膜、线粒体内膜与液泡膜ATPase的比较研究

水稻线粒体内膜,液泡膜及质膜ATPase的最适pH分别是5,8,5;燕麦线粒体内膜,液泡膜及质膜ATPase的最适pH分别为6,8,6;水稻与燕麦三种膜ATPase的最适反应温度分别为45℃与50℃,它们均在3 mmol/LATP时达最大反应速度。DCCD对所有膜的ATPase活性有抑制作用,而NaN_3与Na_3VO_4只分别对线粒体内膜与质膜ATPase表现出抑制效应。MgSO_4,KCl,KBr和KI对ATPase活性有不同程度的激活作用。我们认为这三种膜上的ATPase都是致电子泵,但它们在运转质子的方式上有可能不尽相同,水稻和燕麦的ATPase在对环境条件的反应上也存在着差异。     

植物细胞膜ATP酶及其与植物低温生理过程的关系(综述)

细胞膜是生命有机体的基础结构,细胞一切的内外物质交流、信息传递都必需通过细胞膜,再反馈到细胞各部位,从而进行相应的生理生化调节。细胞膜上的ATP酶（ATPase）对有生命的细胞维持内外环境的平衡具有极重要的作用,由它建立的跨膜质子推动力AμH ,可用于ATP的形成,驱动次级离子或溶质的跨膜运输等。因此,质膜ATPase在高等植物生命活动中有主宰酶（masterenzyme）之称。自1972年Hodges等［1］证明应用蔗糖梯度离心分离得到的原生质膜制剂存在AThase活性,从此开始了探索高等植物细胞中AThase的分子特性。由于表面活性剂的应…     

植物质膜H+-ATPase响应盐胁迫的分子机制

植物细胞质膜质子泵（PM H^＋-ATPase）有看家酶之称,是由多基因编码的,其主要功能是向细胞营养物质的吸收和离子跨膜运输提供驱动力。文章介绍PM H^＋-ATPase在植物抗盐中的作用及研究进展。     

玉米根尖细胞液泡膜结合的蛋白激酶的存在及其性质

为了解液泡膜蛋白在植物细胞信号途径中的功能,用新型的非放射性同位素方法从玉米根细胞的高纯度液泡膜上鉴定出一种膜内在的蛋白激酶.这种蛋白激酶具有Ca2+依赖、CaM和磷脂酰丝氨酸不依赖等特性,与已在多种植物中报道的含有类似钙调素结构域的蛋白激酶CDPK相似.离体实验表明其活性的最适pH值为6.5,最适Ca2+浓度为10 μmol/L.从最适pH值和去污剂的影响可以推测出其活性位点朝向胞质一侧.Zn2+对其活性没有明显的抑制作用,说明该激酶缺少某些哺乳动物的蛋白激酶常含有的锌指结构.当液泡膜蛋白在Ca2+和ATP存在的条件下被预磷酸化后,液泡膜H+-ATPase的ATP水解和质子转运过程均被激活.激活的活性可以被碱性磷酸酶逆转.以上结果说明玉米根尖细胞的液泡膜中存在一种可能是CDPK的蛋白激酶.由它造成的Ca2+依赖的磷酸化作用激活了液泡膜H+-ATPase的活性.这些结果将有助于深入研究CDPK在植物细胞信号转导中的功能.     

盐胁迫下无花果细胞质膜和液泡膜H+-ATPase活性对脯氨酸积累的影响

盐胁迫降低无花果振荡培养细胞培养液pH ,添加质膜H ATPase活性抑制剂Na3VO4 则抑制盐诱导的培养液pH下降 ,表明盐诱导培养液pH下降主要是细胞质膜H ATPase活性增加的结果。NaCl处理提高活体细胞质膜H ATPase活性 ,而降低膜微囊H ATPase活性。培养液中添加Na3VO4 5 0 μmol/L完全抑制盐胁迫下无花果细胞游离脯氨酸积累 ,但添加更高浓度Na3VO4 ,则提高细胞液泡膜H ATPase活性 ,同时Na3VO4 抑制脯氨酸积累的效应下降 ,暗示盐胁迫下无花果细胞质膜和液泡膜H ATPase共同参与细胞质pH调节 ,影响游离脯氨酸积累。     

水稻液泡ATPase B亚基基因的克隆及其在低磷胁迫下的表达特征分析

利用抑制性扣除杂交（SSH）技术构建水稻（Oryza sativa L.）根系饥饿诱导cDNA文库,获得编码液泡ATPase（V-ATPase）B亚基的克隆,通过反转录PCR方法获得该基因的完整序列。该基因编码487个氨基酸,含有一个保守的ATP结合位点,其蛋白分子量为54.06kD,等电点为4.99。Southern印迹表明,V-ATPase B亚基基因在水稻基因组中以单拷贝形式存在。氮基酸同源性分析发现,V-ATPase B亚基是一个较为保守的蛋白亚基,其序列变化伴随生物的进化过程同步进行。Northern印迹表明,V-ATPase B亚基在水稻根系中受到磷饥饿诱导表达,磷饥饿6～12h出现表达高峰,而在叶片中表达有所滞后（24～48h）,在缺磷环境条件下,ATPase B亚基可能通过提高其表达量,进而提高质子转运活性,形成跨膜的电化学梯度,为体内储备磷跨液泡膜运输提供能量,从而提高植物体内磷的利用效率及其耐低磷的能力。     

植物液泡膜上的焦磷酸酶

本文概述了焦磷酸酶在植物物质和能量代谢过程中的调节作用,并对液泡膜焦磷酸酶的质子泵功能研究现状进行了讨论。     

高等植物细胞膜的传递蛋白和与其有关的渗透调节作用

细胞膜传递蛋白-质子泵(proton pump),离子通道(ion channel)与载体系统[carrier system,包括氧化还原系统(redox system)]负责环境与细胞间的物质交流,在反应过程中以不同的方式参于建立跨膜质子驱动力△μH~+,共同维持细胞的正常生命活动,参与调节植物生长发育过程的一些重要生理过程。本文着重介绍影响质子泵和离子通道活性的因素,和它们参与细胞渗透调节的途径与可能性。     

水稻液泡ATPase B 亚基基因的克隆及其在低磷胁迫下的表达特征分析

利用抑制性扣除杂交(SSH)技术构建水稻(Oryza sativa L.)根系磷饥饿诱导cDNA文库,获得编码液泡ATPase (V-ATPase) B亚基的克隆,通过反转录PCR方法获得该基因的完整序列.该基因编码487个氨基酸,含有一个保守的ATP结合位点,其蛋白分子量为54.06 kD,等电点为4.99.Southern印迹表明,V-ATPase B亚基基因在水稻基因组中以单拷贝形式存在.氨基酸同源性分析发现,V-ATPase B亚基是一个较为保守的蛋白亚基,其序列变化伴随生物的进化过程同步进行.Northern印迹表明,V-ATPase B亚基在水稻根系中受到磷饥饿诱导表达,磷饥饿6～12 h出现表达高峰,而在叶片中表达高峰有所滞后(24～48 h).在缺磷环境条件下,ATPase B亚基可能通过提高其表达量,进而提高质子转运活性,形成跨膜的电化学梯度,为体内储备磷跨液泡膜运输提供能量,从而提高植物体内磷的利用效率及其耐低磷的能力.     

液泡膜苹果酸转运蛋白研究进展

液泡是植物细胞贮藏苹果酸重要的细胞器.苹果酸是三羧酸酸循环和乙醛酸循环的中介,是维持细胞渗透压与电荷平衡的关键代谢物,还参与调节植物气孔大小,故苹果酸在植物的生命活动中起着重要作用.液泡膜苹果酸转运蛋白直接或间接控制苹果酸进出液泡,介导液泡与细胞质问苹果酸的运输.液泡膜苹果酸转运蛋白属于钠连接的羧酸盐载体家族,本文重点介绍植物液泡膜苹果酸转运蛋白的性质和功能及其与植物细胞pH值动态平衡之间关系的研究进展.