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 .     

茉莉酸甲酯抑制拟南芥根伸长生长电生理学机制

以外源茉莉酸甲酯(JA-Me)处理拟南芥,运用膜片钳技术研究JA-Me、过氧化氢(H2O2)和内向K+通道之间的关系,以探讨茉莉酸类物质(JAs)抑制根伸长生长分子机制。检测到10-4mol/L的JA-Me能抑制根细胞质膜内向K+电流,表明可能与根的伸长生长有关,并且发现H2O2可能作为第二信使参与了JAs抑制根伸长生长的过程,H2O2介导的JA-Me对根细胞内向K+通道的抑制是根生长受抑的可能电生理机制。     

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。     

微动脉平滑肌细胞K+通道的研究进展

K+通道维持着血管平滑肌细胞的静息膜电位.目前发现血管微动脉平滑肌细胞上主要表达内向整流型K+通道、ATP敏感型K+通道、电压依赖型K+通道和大电导钙激活型K+通道等四种K+通道.本文对微动脉平滑肌细胞K+通道最新进展做一综述.     

燕麦根细胞质膜K+刺激ATP酶的纯化(英文)

Triton X-100加KI能够有效地溶解燕麦根细胞质膜上K~+刺激的ATP酶(张堃等1989)。对这种溶解的K~+刺激的ATP酶进行甘油梯度离心,得到了一些结果:1.在pH 7.5甘油梯度离心,溶解的ATP酶活性损失约85％,在pH 4.5时活性仅损失约50％,这表明低pH条件对于ATP酶活性稳定的重要性,2.使用水平转子进行甘油梯度离心效果较好;3.甘油梯度离心纯化的ATP酶经SDS-PAGE分析,85％以上的酶蛋白分子量为34kD的多肽。这一低分子量的具有K~+刺激的ATP酶活性的多肽与100kD左右的ATP酶(Serrano 1984)之间的关系有待进一步研究;4.经甘油梯度离心纯化后,K~+刺激的ATP酶活性占K~+,Mg~(2+)-ATP酶活性的52％;而溶解的ATP酶活性中,K~+刺激的部分仅为35％(表1)。此结果类似透析对溶解的ATP酶的影响(张堃等1989)。表明溶解的ATP酶制剂中K~+的存在掩盖了K~+对ATP酶的刺激作用。     

外源蔗糖影响AtKEA1和AtKEA2调节拟南芥幼苗根的生长

为探究拟南芥(Arabidopsis thaliana)K+/H+反向转运体KEA1和KEA2在植物生长发育过程中的功能作用,以拟南芥野生型和kea1kea2功能缺失突变体为研究材料,通过表型分析,碘化丙啶染色观察根的结构,高效液相色谱法测定内源糖含量,转录组测序及实时荧光定量PCR比较分析相关基因表达量的变化,组织化学染色检测叶片超氧阴离子的分布等研究发现：在没有蔗糖的培养基中,kea1kea2双突变体的根长显著短于野生型Col-0;进一步观察发现,与野生型相比,kea1kea2双突变体的根尖分生组织区较短,内源蔗糖含量下降,并且kea1kea2双突变体的叶片分布较多的O₂^·-。当外源添加30 g·L^-1蔗糖后,野生型与kea1kea2双突变体的根长无显著差异。转录组测序分析显示,许多参与蔗糖信号和根生长发育的关键基因在kea1kea2双突变体中的表达受到抑制。综上所述,外源蔗糖影响AtKEA1和AtKEA2参与调节的拟南芥幼苗根的生长。     

不同耐盐性小麦根Na~+和K~+的吸收特性

以耐盐小麦品种‘德抗961’和盐敏感小麦品种‘鲁麦15’为材料,研究小麦根Na+、K+吸收特性及其与耐盐性关系。结果表明,2个小麦品种根K+吸收动力学曲线均符合Michaelis-Menten方程,即V=Vmax×[S]/([S]+Km)+k×[S]。低浓度(低于25mmol·L-1)NaCl处理对根高亲和K+吸收系统转运K+具有促进作用,对耐盐品种‘德抗961’的促进作用更大。小麦根高亲和K+吸收系统是通过K+/H+同向转运,而不是K+/Na+同向转运。NaCl处理对根低亲和K+吸收系统有抑制作用,对盐敏感品种‘鲁麦15’的抑制作用更大。NaCl处理导致2个小麦品种根和叶片中的K+含量显著下降,Na+含量显著升高,但‘德抗961’根和叶片中的K+含量均显著高于‘鲁麦15’,‘德抗961’根中Na+含量显著高于‘鲁麦15’,而其叶片中Na+含量显著低于‘鲁麦15’,从而保证NaCl胁迫下其叶片较高的K+/Na+比。非选择性阳离子通道是小麦根Na+吸收的主要途径,K+通道是Na+吸收的一条重要途径。这些结果表明小麦部分通过调节根系K+吸收系统而维持叶片较高的K+/Na+比,从而提高其耐盐性。     

Na+和Ca2+对拟南芥根原生质体质膜内向K+通道电流的影响

以拟南芥(Arabidopsis thaliana Columbia)根为材料,利用膜片钳技术测定其根细胞原生质体质膜内向K^ 电流,并对Na^ 对其K^ 电流的影响进行了初步研究,发现Na^2 可明显抑制拟南芥根细胞原生质体的内向K^ 电流,外施Ca^2 可缓解Na^ 对内向K^ 电流的抑制．说明Ca^2 参与了质膜上K^ 通道对K^ ／Na^ 的选择性吸收的调节,从而使植物适应盐胁迫．     

拟南芥钾离子吸收、转运及低钾胁迫的分子机理研究进展

钾(K)作为植物所需的3种大量元素之一,参与体内诸多的生理和生化过程,对于植物的生长和发育极其重要。目前,国内外学者对植物吸收、运输和利用K⁺的研究已有一定深度,尤其以模式植物拟南芥(Arabidopsis thaliana(L.) Heynh.)为研究对象。其中,与K⁺吸收、转运相关的离子通道和转运蛋白一直都是研究热点。本文综合近年来国内外相关研究进展,主要阐述K⁺通道和转运蛋白,K⁺的吸收和运输,类钙调磷酸酶(Calcineurin B-Like, CBL)-CBL相互作用蛋白激酶(CBL-Interacting protein kinase, CIPK)信号途径,参与该信号转导的一些小信号分子,对K⁺研究方面存在的问题进行了总结,并对未来的研究方向进行了展望。     

胰岛β细胞Na+通道的研究进展

Na+通道存在于胰腺胰岛β细胞上;相对其它可兴奋细胞上的Na+通道,有其特殊的生理特性和功能.研究发现β细胞上的Na+通道影响了β细胞的动作电位,并可能参与胰岛素的分泌调节.但是目前对于Na+通道在β细胞上的功能还存在着很大的争议.随着新的研究技术的发展,有必要为目前对β细胞Na+通道的研究进行综述,这对于进一步研究β细胞上Na+通道的功能具有重要的指导意义.     

拟南芥内膜Na+,K+/H+反向转运体研究进展

拟南芥内膜Na,K~+/H~+反向转运体(Endosomal NHX)的亚细胞定位、离子转运特性及生物学功能阐释取得了重要进展。拟南芥内膜Na~+,K~+/H~+反向转运体包含AtNHX5和AtNHX6两个成员,它们的氨基酸序列相似性为78.7%。研究表明,AtNHX5和AtNHX6具有功能冗余,它们都定位在高尔基体(Golgi)、反面高尔基体管网状结构(TGN)、内质网(ER)和液胞前体(PVC),参与调控耐盐胁迫、pH平衡和K~+平衡等。有报道显示内膜NHXs跨膜结构域存在能够调控自身离子活性的酸性保守氨基酸残基,对其自身功能具有决定性作用。最新研究结果表明,拟南芥内膜NHXs影响囊泡运输和蛋白存贮,并参与生长素介导的植物生长和发育。文中主要对拟南芥内膜NHXs的亚细胞定位、离子转运、功能及应用进展进行了概述。     

植物Shaker K+通道的研究进展

钾离子通道是植物钾离子吸收的重要途径之一。Shaker K+家族通道是K+通道中最早发现、且研究最深入的K+通道家族。近年来,已从多种植物或同种植物的不同组织器官中分离得到多个Shaker K+钾离子通道基因,如AKT1,AtKC1,QsAKT1,GORK,AKT2等。从结构、表达部位、生理功能和调控等方面介绍了植物Shaker K+通道的研究进展。     

过氧化氢对蚕豆气孔运动和质膜K+通道的影响

不同浓度H2O2可使蚕豆(ViciafabaL.)叶片气孔关闭,抑制气孔张开,10mmol/L的H2O2最有效,10μmol/L的H2O2仍明显使气孔关闭。且10μmol/L的H2O2抑制气孔张开作用能被EGTA所消除,表明Ca2+参与低浓度H2O2使气孔关闭的过程。2mmol/L的H2O2可使质膜内向K+通道电流明显减小,而外向K+通道电流显著增加。因此,H2O2促进蚕豆气孔关闭主要是通过抑制K+通过保卫细胞质膜内向流入,或加强K+外向流出实现的。     

水稻幼苗根细胞质膜和液泡膜微囊Ca^2＋－ATP酶的特性

水稻幼苗根质膜和液泡膜Ca2+-ATP酶对ATP的Km值分别为7.1和4.5 μ mol·L-1;反应的最适pH分别为8.0和7.0.两者活性均受Na3VO4和曙红B(EB)抑制;CPZ抑制质膜Ca2+-ATP酶活性,但促进液泡膜Ca2+-ATP酶活性.30mmol·L-1CaCl2浸种和CaCl2浸种结合低温锻炼预处理,均可提高此酶的活性和冷稳定性.     

血管钠肽对大鼠肠系膜动脉平滑肌细胞Ca2+激活K+通道的作用

目的研究血管钠肽(VNP)对大鼠肠系膜动脉血管平滑肌细胞(VSMCs)Ca2+激活K+通道(Kca)的作用及其机制.方法采用全细胞膜片钳技术观察VNP对Kca的影响,以及HS-142-1、8-Br-cGMP和美蓝(MB)在这一过程中的作用.结果①VNP(10-6 mol/L)显著增强Kca(P＜0.05,n=5).②8-Br-CGMP(10-3mol/L)模拟VNP增强Kca的作用(P＜0.05,n=6).③HS-142-1(2×10-5mol/L)或MB(10-5mol/L)完全阻断VNP增加Kca电流密度的作用.结论VNP通过作用于VSMCs的钠尿肽GC耦联受体,升高细胞内的cGMP水平,激活Kca.     

川楝素对K+、Ca2+通道活动及细胞内Ca2+浓度的调控

川楝素是我国学者从驱蛔中药中分离、鉴定的一个三萜化合物,已证明具选择地影响神经递质释放,有效地对抗肉毒中毒,促进细胞分化、凋亡,抑制肿瘤增殖,抑制昆虫发育和取食,影响K 、Ca2 通道活动等多种生物效应.综述了证明川楝素抑制多种K 通道,选择地易化L型Ca2 通道和进而升高胞内Ca 浓度的研究资料,并对川楝素产生这些生物效应的机制进行了讨论.     

急性分离缰核神经细胞膜上外向整流钾通道的电生理特性

钾电流参与静息电位的形成及动作电位的复极过程 ,许多神经递质通过调节Ｋ 通道的活动而影响细胞膜的兴奋性。缰核 (Ｈｂ)是连接边缘前脑至脑干背侧通路的驿站 ,参与机体活动的调节。Ｈｂ内也存在多种神经递质 ,而这些递质对Ｋ 通道活动的影响知之甚少。且关于Ｈｂ神经细胞膜上Ｋ 通道的研究主要运用分子生物学的方法 ,电生理研究较少。本实验用膜片钳的方法探讨了Ｈｂ神经细胞膜上最常见的一种Ｋ 通道的电生理特性 ,为探讨Ｈｂ内神经递质的作用机制提供基础。1　材料和方法(1 )Ｈｂ神经细胞的急性分离　将 1 0～ 2 0ｄ的ＳＤ乳鼠断头取脑 ,…     

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。     

皮层SI区伤害感受神经元膜电生理特性研究

用细胞内记录技术, 在16只成年健康猫, 研究了皮层第一躯体感觉区(primary somatosensory cortex area,SI区)伤害感受神经元的电生理特性.SI区伤害感受神经元自发放电频率差异大,放电形式多样.极化电流绝对值≤1.0 nA时,伤害感受神经元I-V极相关(r=0.96),整流作用不明显;极化电流绝对值＞1.0 nA时,在两个方向上发生整流,I-V(电流-电压)曲线表现为“S”型, 其中伤害感受神经元整流作用较非伤害感受神经元明显.伤害感受神经元R_m、τ、C_m明显大于非伤害感受神经元(P＜0.01或P＜0.05).结果提示SI区伤害感受神经元与非伤害感受神经元可能在细胞膜结构、细胞大小等方面存在有意义的差别,从而反映其不同的生理功能.此电学参数特点也可为痛觉的特异性学说提供实验资料.