Mg~(2+)加强嵌有H~+-ATP酶脂酶体脂质分子的堆积(packing)

用亲脂性的灵敏的荧光MC 540标记在有Mg~(2+)(1mM)与无Mg~(2+)条件下重建的线粒体H~+-ATP酶脂酶体,后者的荧光强度较前者增加30%左右.这提示,含Mg~(2+)的脂酶体的脂质分子间的堆积紧密度增加.在N-AF系列(n=27和16)探剂与MC 540之间的能量转移效率,又以反应靠近脂双层表面变化的2-AP与MC 54O之间最高.这进一步表明,含Mg~(2+)的脂酶体具有较适合流动性是与Mg~(2+)通过调节靠近脂双层表面的脂质分子具有适度的堆积相关的.这对阐明我们已提出的Mg~(2+)促进线粒体H~+-ATP酶重建作用模型进一步提供了较直接的证据.     

二价金属离子对嵌有线粒体H~+-ATP酶的脂酶体不同层次脂质流动性的影响

本文报道用荧光偏振及顺磁共振两种方法研究Mg~(2+)及其它二价金属离子对嵌有H~+-ATP酶的脂酶体不同层次脂质流动性的影响。 (1)顺磁标记探剂5-、12-、16-氮氧基硬脂酸测定结果表明Mg~(2+)和其它二价金属离子都能降低膜脂双分子层表层的流动性。降低流动性的顺序为Mg~(2+)=Ca~(2+)>Sr~(2+)>Cd~(2+)。较深层脂则无明显变化。 (2)荧光探剂7-、12-(9-蒽酰)硬脂酸及16-(9-蒽酰)棕榈酸的测定结果也表明Mg~(2+)和其它二价金属离子降低了膜脂表层的流动性,尤以Mn~(2+)、Ca~(2+)降低流动性最显著,流动性降低的顺序为;Mn~(2+) Ca>Sr~(2+) Mg~(2+) Cd~(2+)。除Mn~(2+)、Ca~(2+)还能影响膜脂深层的流动性外,其它与对照无明显差异。     

Mg~(2+)对线粒体H~+-ATP酶的F_O在脂质体重建时的影响

线粒体ATP合成酶是由具有H~+转运活性的F_0亚基,可溶性的催化中心F_1和连接二者的致寡霉素敏感蛋白(OSCP)所组成. 将纯化的猪心线粒体H—ATP酶复合体的F_0亚基,用胆酸盐透析法在有Mg~(2+)和无Mg~(2+)条件下在大豆磷脂脂质体上重建得脂酶体(L·F_0).用探剂9-AA荧光淬灭法和电权法测定了两种脂酶体的质子转运活力.由两种方法所得的实验结果均表明,在透返介质中加入1mmolmg~(2+)条件下形成的脂酶体(L·F_0)+Mg~(2+)较无Mg~(2+)者的质子转运活性明显增加.前者的荧光强度变化较后者增加约30%;由电极法测得的质子转运的初速度,前者为5nmolH~+′sF_0,后者为3nmolH~+′s·nmolF_O,质子转运活性高约一倍.这进一步支持Mg~(2+)通过调节脂的物理状态而诱导F_O具有较适合的构象,并进而将这一影响传递至F_1,使整个H~+—AhP酶具有较高活性的假设.     

Mg~(2+)对线粒体H~+-ATP酶的F_O在脂质体重建时的影响

线粒体ATP合成酶是由具有H~+转运活性的F_0亚基,可溶性的催化中心F_1和连接二者的致寡霉素敏感蛋白(OSCP)所组成. 将纯化的猪心线粒体H—ATP酶复合体的F_0亚基,用胆酸盐透析法在有Mg~(2+)和无Mg~(2+)条件下在大豆磷脂脂质体上重建得脂酶体(L·F_0).用探剂9-AA荧光淬灭法和电权法测定了两种脂酶体的质子转运活力.由两种方法所得的实验结果均表明,在透返介质中加入1mmolmg~(2+)条件下形成的脂酶体(L·F_0)+Mg~(2+)较无Mg~(2+)者的质子转运活性明显增加.前者的荧光强度变化较后者增加约30%;由电极法测得的质子转运的初速度,前者为5nmolH~+′sF_0,后者为3nmolH~+′s·nmolF_O,质子转运活性高约一倍.这进一步支持Mg~(2+)通过调节脂的物理状态而诱导F_O具有较适合的构象,并进而将这一影响传递至F_1,使整个H~+—AhP酶具有较高活性的假设.     

跨膜Ca~(2+)梯度对肌质网Ca~3+-ATP酶调节的特异性

我们曾报道跨膜Ca~(2+)梯度可通过膜脂影响肌质网Ca~(2+)-ATP 酶的构象和活性。本文就跨膜Ca~(2+)梯度对肌质网Ca~(2+)-ATP 酶的调节是否具有特异性作进一步研究。结果表明这种特异性表现在两方面:一是跨膜Ca~(2+)梯度对肌质网Ca~(2+)-ATP 酶功能的调节不能归结于跨膜Ca~(2+)浓度梯度所导致的膜电位的作用,离子载体FCCP 可消除跨膜电位但并不影响肌质网Ca~(2+)-ATP 酶的活力;二是其它二价金属离子如Sr~(2+)的跨膜梯度对肌质网Ca~(2+)-ATP 酶活力基本无影响。荧光偏振系列探剂n-AS 测定的结果表明跨膜Ca~(2+)与Sr~(2+)梯度对嵌有Ca~(2+)-ATP 酶的脂酶体的中部流动性的影响有较大差异。而Ca~(2+)-ATP 酶的Ca~(2+)结合位点正处于脂双层中部,这进一步提示膜脂参与了跨膜Ca~(2+)梯度对Ca~(2+)-ATP 酶的调节作用。     

二价金属离子对嵌有H~+-ATP酶脂酶体的膜脂流动性、表面电荷密度、酶活的影响及其相关性的研究

本文对猪心线粒体H~ -ATP酶在大豆磷脂脂质体上重建过程中,二价金属离子(M_e~(2 ))影响膜脂流动性,面电荷密度,酶活及其相关性进行了研究和比较.结果表明:二价金属离子通过与脂酶体酸性磷脂的相作用,影响膜脂的流动性,进而影响H~ —ATP酶的构象,提高了酶活.     

“非双层脂结构形成的倾向性”对猪心线粒体H~+-ATP酶活性的影响

1、PC+PE重组的线粒体H~+-ATP酶,ATP水解活力及其对寡酶素的敏感性,ATP诱导电位随非双层脂PE含量增加显著增大,当PE含量为60%-80%时ATP诱导电位达最高值.2、用PC+DOPE和PC+DEPE重组的脂酶体,前者的ATP诱导电位显著高于后者,但是两种脂酶体的ATP水解活性和寡霉素敏感性没有明显差别.3、降低PH可以促进PA形式非双层结构,PC+20%PA或大豆磷脂重组的脂酶体H~+-ATP酶活性随pH降低显著增高.4、PC+20%PA和大豆磷脂重组的脂酶体膜表层流动性随透析液PH降低而降低,5、综合上述结果.我们认为“非双层脂结构形成的倾向性”的加强,可能导致一种不稳定的或柔性的膜结构的出现,使得H~+-ATP酶呈现发挥其活性的最适构象.     

Mg~(2 )对巯基修饰类囊体膜H~ -ATP酶的质子传导途径的调节效应

镁离子为巯基修饰类囊体还原型H~ -ATP酶光活化所必需。介质中MgCl_2浓度由2mmol/L增加到10mmol/L时,解联剂NH_4Cl对H~ -ATP酶光活化的抑制作用明显减弱,而对跨膜⊿pH的消除效应并未减轻。介质中Mg~(2 )浓度的增加不影响DCMU对H~ -ATP酶光活化的抑制作用。 介质中含40μmol/LADP时,低浓度NH_4Cl对H~ -ATP酶催化的刺激效应被消除,仅呈现抑制作用。这种NH_4Cl对H~ -ATP酶催化活性的抑制作用随着反应介质中Mg~(2 )浓度的增加而降低,因此认为Mg~(2 )参与质子传导途径的调节。     

关于溴氰菊酯神经毒作用的生物化学研究

 本文利用生物化学的手段,对大鼠进行了急性和亚急性毒性实验,研究溴氰菊酯对动物中枢神经系统离子调节作用的影响。急性实验结果表明:<1>溴氰菊酯能显著抑制脑微粒体上的Ca~(2+)+Mg~(2+)-ATP酶和Na~++K~+-ATP酶活性,但并不降低ecto-Ca~(2+)-ATP酶(细胞表面的Ca~(2+)-ATP酶)的活性;<2>溴氰菊酯对大鼠小脑组织中的环腺苷酸含量无明显影响,但却能显著升高与其作用相反的环鸟苷酸含量。体外实验证明,溴氰菊酯能够减少线粒体对Ca~(2+)的主动摄取。在对大鼠进行的亚急性实验中,发现溴氰菊酯中毒组与对照组大鼠的Ca~(2+)+Mg~(2+)-ATP酶、Na~++K~+-ATP酶和ecto-Ca~(2+)-ATP酶的活性均无显著性差异。根据以上结果推测,在急性中毒的条件下,溴氰萄酯能引起大鼠脑神经细胞内Ca~(2+)和Na~+的浓度增高,致使神经兴奋性发生改变。     

菠菜能量转化复合体的人工组装

从菠菜叶绿体中分离了H~+-ATP酶复合体,其SDS-聚丙烯酰胺凝胶电泳呈九条亚单位带,为纯度较高的酶复合体。将H~+-ATP酶复合体重组于人工膜(脂质体)上,表现出PiATP交换活力。Mg~(++)-ATP酶活力也明显提高。并表现对DCCD,寡霉素的敏感性。 重组H~+-ATP酶复合体表现有ATP诱导的H~+转移。但脂质体也出现类似现象,为此对以pH改变为标准的检测方法提出商榷。