蚕豆和玉米叶绿体atpE基因表达产物的生物活性差异及次级结构分析

编码蚕豆和玉米叶绿体ATP合酶ε亚基的atpE基因分别在大肠杆菌中获得了高效表达 ,两种表达的ε亚基蛋白分别与来自蚕豆、玉米和菠菜的缺失ε亚基的CF1重组后 ,发现玉米的ε亚基蛋白在抑制CF1 ATP酶水解ATP、阻塞类囊体膜质子通道以及它促进光合磷酸化等方面均明显地强于蚕豆的ε亚基蛋白。该结果表明 :( 1)ε亚基对ATP合酶活性的调节作用与其同ATP合酶其他亚基间的亲和力大小密切相关 ;( 2 )ε亚基抑制CF1水解ATP和阻塞质子通道两个功能是呈正相关的。圆二色性 (circulardichroism)的分析结果表明 ,玉米CF1ε亚基的 4种二级结构比例为α 螺旋 2 2 .6% ,β 折叠 3 0 .6% ,β 转角 9.3 % ,无规则结构 3 7.7% ;蚕豆CF1ε亚基的 4种二级结构比例为α 螺旋 3 1.4 % ,β 折叠 2 2 .3 % ,β 转角 13 .8% ,无规则结构 3 2 .4 %     

突变的叶绿体ATP合成酶ε亚基对菠菜叶绿体毫秒延迟发光的影响

突变和野生型叶绿体ＡＴＰ 合成酶的ε亚基均可增强叶绿体毫秒延迟发光的快相;不同的突变体对快相的增强强度不同,但与它们对离体ＣＦ１ 的Ｃａ２＋ＡＴＰ酶水解活力的抑制程度情况一致。且这种影响在１ ℃左右的低温下较显著,而温度升至２５ ℃时,这种增强作用趋于消失。加入解联剂后,快相部分消除,ε亚基仍有增强作用。这些结果说明,ε亚基是通过与ＣＦ１ 的专一作用而影响光系统Ⅱ附近类囊体膜的动态结构, 使质子不易从类囊体膜上流失,质子动力势较难被解联剂所去除     

菠菜和蚕豆叶绿体CF1结构与功能的比较

比较了菠菜和蚕豆叶绿体的光合磷酸化活力以及由不同活化方法活化的叶绿体及可溶ＣＦ１的Ｍｇ＾２＋－ＡＴＰａｓｅ和Ｃａ＾２＋－ＡＴＰａｓｅ的活力,观测到两种叶绿体ＡＴＰａｓｅ的合成和水解ＡＴＰ的功能有明显差异。从两种叶绿体ＣＦ１的ＳＤＳ－ＰＡＧＥ图谱上可见蚕豆ＣＦ１的ε亚基分子量明显上于菠菜的,蚕豆ＣＦ１的α和β亚基间分子量的差别也比菠菜的小。     

突变的叶绿体ATP合成酶ε亚基对菠菜叶绿体毫秒延迟发光的影响

突变和野生型体ＡＴＰ合成酶的ε亚基均可增强中绿体毫秒延迟发光的快相;不同的突变体对快相的增强强度不同,但与它们对离体ＣＦ１的Ｃａ＾２＋－ＡＴＰ酶水解活力的抑制程度情况一致。且这种影响在１℃左右的低温下较显著,而温度升至２５℃时,这种增强作用趋于消失。加入解联剂后快相部分消除,ε亚基仍有增强作用。这些结果说明,ε亚基是通过与ＣＦ１的专一作用而影响光系统Ⅱ附近类囊体的动态结构,使质子不易从类囊体膜上流     

高等植物叶绿体ATP合酶ε亚基的结构与功能

ε亚基是叶绿体ATP合酶最小的一个亚基,有阻塞ATP合酶的质子通道和抑制其水解ATP活力的两种功能。用定点突变和缺失等分子生物学方法对ε亚基的结构功能进行了研究,结果表明：ε亚基42位上的苏氨酸(Thr42)对维持其结构和功能都很重要。与大肠杆菌ATP合酶相比,叶绿体ATP合酶ε亚基C端和N端的氨基酸残基缺失对其结构功能的影响更为敏感。     

高等植物叶绿体ATP合酶ε亚基的结构与功能

ε亚基是叶绿体ATP合酶最小的一个亚基,有阻塞ATP合酶的质子通道和抑制其水解ATP活力的两种功能.用定点突变和缺失等分子生物学方法对ε亚基的结构功能进行了研究,结果表明:ε亚基42位上的苏氨酸(Thr42)对维持其结构和功能都很重要.与大肠杆菌ATP合酶相比,叶绿体ATP合酶ε亚基C端和N端的氨基酸残基缺失对其结构功能的影响更为敏感.     

鼠脑突触体Mg^2＋—ATP酶质子泵活性的研究

位于突触体质膜的外向型（ｅｃｔｏ）Ｍｇ＾２－ＡＴＰ酶具有水解ＡＴＰ活性,能量偶联的ＡＣ－ＭＡ荧光淬灭实验表明Ｍｇ＾２＋－ＡＴＰ酶水解ＡＴＰ时向膜内转移质子,建立跨膜质子梯度,跨膜质子梯度可以被电中性Ｋ＾＋／Ｈ＾＋离子载体Ｎｉｇｅｒｉｃｉｎ消除,利用Ｈ＾＋敏感的ＢＣＥＣＦ荧光分子测定突触的ｐＨｉ变化,结果表明水解ＡＴＰ产生的质子转移突触体ｐＨｉ下降了光分子测定突触的ｐＨｉ变化,结果表示水解ＡＴＰ产生     

牛心线粒体ATP酶与其抑制蛋白结合特性的研究

利用荧光偏振光谱和生物分子相互作用分析技术（ＢＩＡ）对线粒体ＡＴＰ酶（Ｆ１）与其抑制蛋白（ＩＦ１）的结合特性进行了研究。结果表明,在弱酸性条件下Ｍｇ－ＡＴＰ能够大大促进ＩＦ１与Ｆ１的结合,结合的ＩＦ１对Ｆ１－ＡＴＰ酶表现出最大的抑制活性。在弱酸性没有Ｍｇ－ＡＴＰ存在的条件下,ＩＦ１也可与Ｆ１发生一定量的结合（２０～３０％）,Ｆ１的水解活性也受到同等程度的抑制,ＩＦ１的抑制活性与ＩＦ１、Ｆ１的结合其间显示了密切的量效关系,提示在ＩＦ１与Ｆ１的作用过程中不存在无抑制活性的结合过渡态。Ｚｎ２＋能够抑制ＩＦ１组氨酸残基的质子化,从而阻断ＩＦ１与Ｆ１之间的结合反应     

Mg~（2＋）促进线粒体H~＋－ATP酶的重建机理──H~＋－ATP酶复合体亚基水平的研究

用专一性标记蛋白质巯基（－ＳＨ）的荧光探剂ａｃｒｙｌｏｄａｎ测定含Ｍｇ２＋的Ｆ０－ＡＴＰ酶或Ｆ０－ＯＳＣＰ－Ｆ１－ＡＴＰ酶的脂酶体的构象与无Ｍｇ２＋者明显不同,前者的蛋白质的－ＳＨ基团处于疏水性更强的微环境中;在有Ｍｇ２＋和ＯＳＣＰ同时存在下重建的Ｆ０－Ｆ１－ＡＴＰ酶脂酶体较无ＯＳＣＰ者表现更高的水解活力或膜电位,表明ＯＳＣＰ增强Ｍｇ２＋的促进作用,这进一步提示Ｍｇ２＋通过改变膜脂的物理状态促进线粒体Ｈ＋－ＡＴＰ酶重建的间接作用。这些实验结果,从线粒体Ｈ＋－ＡＴＰ酶复合体的亚基水平的相关性上,对于我们提出的Ｍｇ２＋通过改变膜脂的物理状态使之具有合适的流动性,诱导嵌入脂双层的Ｈ＋－ＡＴＰ酶复合体的Ｆ０的构象发生变化并传递至复合体的催化中心Ｆ１,从而使重建Ｆ１－Ｆ０－ＡＴＰ酶具有较适合的蛋白构象,表现较高的重建酶活性的假设提供了直接的实验证据,精确地阐明了Ｍｇ２＋促进线粒体Ｆ０－Ｆ１－ＡＴＰ酶重建作用的分子机理。     

牛心线粒体ATP酶抑制蛋白对酶的催化部位构象的影响

以标记在ＡＴＰ酶（Ｆ１）催化部位的ＴＮＰ－ＡＴＰ为荧光探针,比较测定了Ｆ１与其抑制蛋白（ＩＦ１）结合前后的ＴＮＰ－ＡＴＰ荧光光谱,荧光寿命和荧光偏振光谱,结果表明在ＩＦ１的作用下,酶分子催化部位的极性下降,ＴＮＰ－ＡＴＰ分子的自由度减小,提示ＩＦ１引起了Ｆ１催化部位的构象改变。     

两价阳离子在类囊体膜上H~＋－ATP酶活化中的作用

在高盐介质中用ＥＤＴＡ去除叶绿体内源游离Ｍｇ２＋后制备的类囊体具有与正常类囊体相似的△ｐＨ幅度和光合磷酸化反应速率,即膜上ＣＦ０与ＣＦ１仍处于正常的耦联状态。以此为材料研究不同两价阳离子（Ｍ２＋）在ＡＴＰ酶活化及催化反应中的作用,结果表明：（１）Ｍｇ２＋Ｃａ２＋Ｍ２＋Ｚｎ２＋Ｃｏ２＋Ｂａ２＋分别对光下ＡＴｈ形成与水解的效应大小与它们的离子半径有一定关系。（２）这些Ｍ２＋以不同方式不同程度地抑制了Ｍｇ２＋－ＡＴＰ酶的合成或水解ＡＴＰ的活性。（３）低浓度Ｍ２＋的电荷屏蔽效应可稳定酶在光下的活化构象,这有利于暗中进行的需Ｍｇ２＋的催化ＡＴＰ合成与水解反应。     

生物膜能量偶联ATP酶的研究牛心线粒体F1冷盐解离后各部分的亚…

纯化的牛心线粒体Ｆ１ＡＴＰ酶（Ｆ１）在有１ｍｏｌ／Ｌ ＫＣＬ的介质中，０℃保温１ｈ酶活性降到接近于零，经脱盐并在室温（２０－２５℃）保温，可恢复的６０％的酶活性。电泳结果表明，冷盐处理１ｈ的样品解离成了四个亚部分，这四个部分的亚基组成分别是Ⅰ, α，γ，δ，ε；Ⅱ，β，δ，ε；Ⅲ，β，ε，Ⅳ，β。经冷盐处理１ｈ和５ｈ的Ｆ１进行ＨＰＬＣ分析的结果有显著的差碑 ．     

H~＋－ATPase单位点水解过程中Fo构象的变化

利用Ｈ＋－ＡＴＰ酶复合体（也称ＡＴＰ合成酶）中的Ｆｏ的色氨酸荧光,观察了复合体中Ｆ１结合ＡＴＰ或ＡＤＰ（酶蛋白与底物分子比为１：１）时,Ｆｏ的荧光猝灭常数的变化（用竹红菌乙作为膜区蛋白荧光的猝灭剂）结果表明Ｆ１结合ＡＴＰ或ＡＤＰ时Ｆｏ可得到不同的猝灭常数（Ｋｓｖ）,也就是Ｆｏ会产生不同的构象变化。加入二价金属离子起动ＡＴＰ水解反应结束后：ＡＴＰ＋Ｈ２Ｏ→ＡＤＰ＋Ｐｉ,这时可以在Ｆｏ观察到与ＡＤＰ加Ｍｇ２＋时相同猝灭常数Ｋｓｖ;用荧光强度随时间进程变化的实验可观察到Ｆ１水解过程中导致Ｆｏ构象变化的动力学过程。这些结果说明了Ｈ＋－ＡＴＰ酶复合体ＡＴＰ合成的过程中Ｆ１与Ｆｏ之间存在着构象之间的通信与传递。     

玉米叶绿体ATP合成酶ε亚基的定点突变

利用突变引物和ＰＣＲ方法对玉米叶绿体ＡＴＰ合成酶的ε在进行定点突变,使ε亚基４２位上的Ｔｈｒ分别替换成Ｃｙｓ、Ａｒｇ、Ｉｌｅ和Ｐｒｏ。Ｔｈｒ变为Ｐｒｏ的ε亚基突变体不能表达,其他突变体与野生型一样,都能正常表达。Ｔｈｒ突变为Ｃｙｓ和Ａｒｇ后,突变体对ＡＴＰａｓｅ活力的抑制比野生型略高一些,但突变为Ｉｌｅ后,其抑制程度则极大地增强了。     

ATP合成酶的结合变化机制和旋转催化──1997年诺贝尔化学奖的部分工作介绍

保罗博耶（Ｐ．Ｄ．Ｂｏｙｅｒ）教授为阐明ＡＴＰ酶作用机制所提出的结合变化机制有两个基本要点：一是ＡＴＰ合成所需要的能量原则上是用于促进酶上紧密结合的ＡＴＰ的释放和无机磷、ＡＤＰ的结合;二是在净ＡＴＰ形成过程中,酶上的各催化部位是高度协同地顺序起作用的．γ亚基在Ｆ１ＡＴＰ酶中的旋转运动使三个催化部位构象不对称是实现结合变化的基础．高分辨率牛心线粒体Ｆ１ＡＴＰ酶的晶体结构发表以后,出现了一些支持旋转催化机制的直接实验证据     

牛心线粒体ATP酶抑制蛋白对酶的催化部位构象的影响

以标记在ＡＴＰ酶（Ｆ_１）催化部位的ＴＮＰ－ＡＴＰ为荧光探针,比较测定了Ｆ_１与其抑制蛋白（ＩＦ_１）结合前后的ＴＮＰ－ＡＴＰ荧光光谱、荧光寿命和荧光偏振光谱。结果表明在ＩＦ１的作用下,酶分子催化部位的极性下降,ＴＮＰ－ＡＴＰ分子运动的自由度减小,提示ＩＦ_１引起了Ｆ_１催化部位的构象改变。     

生物膜能量偶联ATP酶的研究牛心线粒体F_1冷盐解离后各部分的亚基分析

纯化的牛心线粒体Ｆ１ＡＴＰ酶（Ｆ_１）在有１ｍｏｌ／ＬＫＣｌ的介质中,０℃保温１ｈ,酶活性降到接近于零,经脱盐并在室温（２０—２５℃）保温,可恢复约６０％的酶活性。电泳结果表明,冷盐处理１ｈ的样品解来成了四个亚部分,这四个部分的亚基组成分别是Ⅰ,α,γ,δ,ε,Ⅱ,β,δ,ε,Ⅲ,β,ε,Ⅳ,β。经冷盐处理１ｈ和５ｈ的Ｆ_１进行ＨＰＬＣ分析的结果有显著的差别。     

Mg~（2＋）促进线粒体H~＋－ATP酶的重建机理──H~＋－ATP酶复合体亚基水平的研究

用专一性标记蛋白质巯基的荧光探剂ａｃｒｙｌｏｄａｎ测定含Ｍｇ＾２＋的Ｆ０－ＡＴＰ酶或Ｆ０－ＯＳＣＰ－Ｆ１－ＡＴＰ酶的脂酶体的构象与无Ｍｇ＾２＋者明显不同,前者的蛋白质的－ＳＨ基团处于疏水性更强的微环境中;在有Ｍｇ＾２＋和ＯＳＣＰ同时存在下重建的Ｆ０－Ｆ１－ＡＴＰ酶脂酶体较无ＯＳＣＰ者表现更高的水解活力或膜电位,表明ＯＳＣＰ增强Ｍｇ＾２＋的促进作用,这进一步提示Ｍｇ＾２＋通过改变膜脂的物理状态促进线     

佛波酯对NIH3T3细胞整合蛋白α_5亚基表达的影响

１００ｎｍｏｌ／Ｌ佛波酯（１２－Ｏ－ｔｅｔｒａｄｅｃａｎｏｙｌｐｈｏｂｏｌ１３－ａｃｅｔａｔｅ,ＴＰＡ）作用于ＮＩＨ３Ｔ３细胞２４ｈ,流式细胞仪检测到细胞表面整合蛋白α５亚基含量增加５２．３％．Ｎｏｒｔｈｅｒｎ杂交方法测定结果亦表明整合蛋白α５亚基ｍＲＮＡ量增加,于２ｈ时达到高峰,为对照的４．１４倍．蛋白激酶Ｃ（ｐｒｏｔｅｉｎｋｉｎａｓｅＣ,ＰＫＣ）的活性增加趋势与之基本一致．运用ＰＫＣ的抑制剂鞘氨醇（ｓｐｈｉｎｇｏ－ｓｉｎｅ）和酷氨酸激酶（ｔｙｒｏｓｉｎｅｋｉｎａｓｅ,ＴＫ）抑制剂４,５,７－三羟基异黄酮（ｇｅｎｅｓｔｅｉｎ）进一步研究,发现两者均可抑制佛波酯对整合蛋白α５亚基表达的上调作用．提示佛波酯对ＮＩＨ３Ｔ３细胞整合蛋白α５亚基表达的调控与ＰＫＣ和ＴＫ均有关．     

烟草Rubisco活化酶的纯化及其特性

利用３５％饱和硫酸 分部、ＤＥＡＥＳｅｐｈａｃｅｌ和ＦＰＬＣ＝－ＭｏｎｏＱ柱层析等步骤从烟草叶片Ｒｕｂｉｓｃｏ活化酶,并制备了其性抗体。此法不仅快速,而且比活力高。以往认为菠菜和拟南芥Ｒｕｂｉｓｃｏ活化酶由两种亚基组成。通过快速制备的粗提液分析,发现烟草Ｒｕｂｉｓｃｏ活化酶同一各４２ＫＤ的亚基组成。即使在有多种收白酶抑制的情况下,此亚基仍很易降３９ＫＤ的亚基。ＡＴＰ不仅对酶的活性所必需,而且也有利