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。     

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.     

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.     

邻二氮菲－Fe2＋氧化法检测H2O2／Fe2＋产生的羟自由基

报告检测H₂O₂/Fe^2＋所产生羟自由基的新方法. 羟自由基氧化反应后, 邻二氮菲-Fe^2＋的A₅₃₆明显下降, 且△A₅₃₆与邻二氮菲, FeSO₄及H₂O₂呈量效关系, 随反应时间延长, △A₅₃₆依幂函数规律上升. 此法试验结果表明, 甘露醇, 抗坏血酸及硫肥清除羟自由基作用呈明显的量效关系.     

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.     

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.     

pH-比色法测定CaATPase活力

基于ATP被酶水解后H⁺生成的速度作为酶活力的指标,在560um波长和pH7.4,以酚红作指示剂,建立了pH-比色测定肌浆网CaATPase(Ca²⁺,Mg²⁺-ATPase)活力的分光光度法。方法简易,可观察反应进行的过程。SR CaATPase对底物ATP的K_m=97.4μmol/L;在22—42℃间求得活化能(E_Ca)=20.40千卡。用本法初步观察了汉防己甲素(简称汉甲)对酶的抑制作用。     

A non-equilibrium thermodynamics model of reconstituted Ca2+-ATPase

A non-equilibrium thermodynamics (NET) model describing the action of completely coupled or `slipping' reconstituted Ca<sup>2+</sup>-ATPase is presented. Variation of the coupling stoichiometries with the magnitude of the electrochemical gradients, as the ATPase hydrolyzes ATP, is an indication of molecular slip. However, the Ca<sup>2+</sup> and H<sup>+</sup> membrane-leak conductances may also be a function of their respective gradients. Such non-ohmic leak typically yields `flow-force' relationships that are similar to those that are obtained when the pump slips; hence, caution needs to be exercised when interpreting data of Ca²⁺-ATPase-mediated fluxes that display a non-linear dependence on the electrochemical proton (Δμ˜_H) and/or calcium gradients (Δμ˜_Ca). To address this issue, three experimentally verifiable relationships differentiating between membrane leak and enzymic slip were derived. First, by measuring Δμ˜_H as a function of the rate of ATP hydrolysis by the enzyme. Second, by measuring the overall `efficiency' of the pump as a function of Δμ˜_H. Third, by measuring the proton ejection rate by the pump as a function of its ATP hydrolysis rate. Received: 19 June 1997 / Accepted: 3 December 1997     

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 .     

胞外ATP对AlCl3诱导的细胞死亡过程中胞内H2O2和Ca2+水平的影响及其生理机制分析

该实验以烟草悬浮细胞 BY 2 为材料,在烟草悬浮细胞中分别加入0.05、0.10、0.15、0.20 mmol·L^-1AlCl₃,以等体积去离子水处理的悬浮细胞液为对照,并依据前述实验结果选择0.15 mmol·L^-1 AlCl₃,分别添加5 mmol·L^-1 DMTU(H₂O₂ 抑制剂)、20 μmol·L^-1CaCl₂、15 μmol·L^-1 LaCl₃(Ca²⁺通道抑制剂)和50 μmol·L^-1 ATP设计多项处理,分析胞外ATP(eATP)对铝离子(Al³⁺)胁迫引起的植物细胞死亡及其胞内H₂O₂、Ca²⁺的影响,以揭示Al³⁺胁迫下植物调节细胞死亡的可能机制,进一步扩展对eATP功能的认知。结果显示：(1)随着 AlCl₃ 胁迫浓度的提高,细胞死亡水平和胞内H₂O₂水平上升,而胞内Ca²⁺和eATP水平则逐渐降低。(2)外援施加H₂O₂抑制剂 DMTU(二甲基硫脲)和Ca²⁺能够有效缓解AlCl₃诱导的细胞死亡水平的上升;而Ca²⁺通道抑制剂LaCl₃(三氯化镧)则加剧了AlCl₃胁迫下的细胞死亡。(3)在AlCl₃胁迫下对细胞添加外源ATP,能够缓解AlCl₃胁迫下胞内H₂O₂水平上升和Ca²⁺水平下降的同时,并显著降低AlCl₃胁迫导致的细胞死亡。研究表明, Al³⁺以剂量依赖的模式提升细胞死亡和细胞内H₂O₂的水平并降低胞内Ca²⁺和eATP水平,AlCl₃诱导的细胞死亡受到H₂O₂和Ca²⁺水平变化的调节,eATP可以通过调节H₂O₂与Ca²⁺水平缓解AlCl₃诱导的细胞死亡。推测Al³⁺胁迫可能通过抑制钙离子通道而破坏了细胞内H₂O₂和Ca²⁺之间的协同关系,外源ATP对Al³⁺诱导H₂O₂上升的缓解作用可能是由于其提升了细胞的抗氧化能力。