植物血红素加氧酶研究进展

本文综述了血红素加氧酶（HO）的催化机理、结构特征、遗传学突变体以及在光敏色素发色团合成、调控根形态发生和参与植物对非生物胁迫应答中的作用及信号转导。同时,介绍了紫外线和盐胁迫等逆境条件以及生长素和脱落酸等植物激素对HO基因表达调控等方面的研究进展。     

血红素加氧酶同工酶的结构与功能

血红素加氧酶(Hemeoxygenase,HO)是一种膜结合蛋白,哺乳动物体内共发现3种同工酶,HO 1、HO 2和HO 3.HO能催化血红素降解生成α 胆绿素,铁离子和CO.这些产物都有着重要的生理作用.对HO的结构和功能研究有助于人们正确认识其催化机理和生理意义.因此从HO的催化作用、HO同工酶、HO同工酶的活性部位及HO催化的区域选择性方面作一综述.     

保护基因HO在组织细胞中的作用及其机制研究进展

血红素加氧酶(HO)是血红素降解过程中的限速酶,将血红素降解为胆绿素、CO和游离铁。HO有三种同工酶,HO—1为诱导型,而HO—2和HO—3呈结构性表达。HO—1是一种分布广泛的应激蛋白,具有抗炎、抗凋亡、抗增生效应。各组织细胞中HO—1受不同的应激而诱导,通过上调HO—1基因表达来防御由细胞因子诱导的氧化应激和凋亡。HO—1的细胞保护机制目前尚未明确,可能涉及CO、NO等信号分子,抗凋亡基因的表达,以及NF—κB与p38MAPK信号转导途径的介导。本文就HO在组织细胞中的作用及其可能的机制进行综述。     

血红素加氧酶与炎症性疾病

血红素加氧酶(HO)是一种降解血红素的限速酶,它能催化血红素降解生成一氧化碳(CO)、胆绿素和游离铁离子。大量证据表明HO-1及其催化产物具有抗炎、抗氧化损伤、抗增生等功能,具有细胞保护作用,能使细胞产生对伤害性刺激的适应和保护性作用。炎症反应是大多数疾病共同的病理特征,研究HO与炎症的关系将为炎症性疾病的治疗开辟新的途径。     

人体血红素加氧酶-1的研究进展

血红素加氧酶（heme oxygenase,HO)是哺乳动物中血红素代谢的限速酶,HO－1是HO同功酶之一,主要分布在肝、脾、肺等多种脏器,具有调节和保护功能。作者拟从人体HO－1蛋白的晶体结构、HO－1的功能和HO－1表达的诱导因素,以及HO－1基因的表达与调控等研究进展做一综述。     

血红素加氧酶-1与支气管肺发育不良

血红素加氧酶(heme oxygenase,HO)是最广泛存在的抗氧化防御酶之一。血红素加氧酶-1(HO-1)是HO重要的同工酶,为一种氧化应激反应蛋白,具有机体保护作用。HO-1与HO分解产物组成机体重要的内源性保护系统,具有抗氧化损伤、抗炎及抗细胞凋亡等作用。支气管肺发育不良(bronchopulmonary dysplasia,BPD)是严重影响早产儿生存及远期生活质量的慢性肺部疾病,其发病机制复杂,氧化应激是其主要发病机制之一。HO-1作为一种重要的抗氧化剂,在BPD的发病过程中发挥重要作用。     

脑血红素加氧酶系统的作用研究

血红素加氧酶（HO）是降解血红素的微粒体酶系统,催化降解血红素生成一氧化碳（CO）、胆绿素和铁离子,同工酶HO-1和HO-2广泛分布于脑中,具有不同的调控机制,可能发挥着调节NO水平,抗氧化应激,参与神经元退行性变等重要作用。     

血红素加氧酶-1在缺血/再灌注损伤中的保护作用

血红素加氧酶-1(Heme Oxygenase-1,HO-1)是催化血红素分解的关键酶。近年来,人们对血红素降解产物的抗氧化、抗炎症等功能的认识推动了对HO酶系的研究。缺血／再灌注损伤(IRI)是一个重要的临床问题,而临床上对IRI的防治尚缺乏有效的方法。目前发现HO-1过表达具有抗IRI的作用,其保护作用的可能机制有：抗氧化作用、调节微循环、调节细胞周期和抗炎症作用。     

脂多糖诱导大鼠主动脉血红素氧合酶-1表达及其对血管反应性的影响

目的：探讨血红素－HO－1－CO－cGMP道路对内毒素血症大鼠主动脉血管张力的影响及其分子机制。方法：用离体血管环张力测定技术,观察静脉注射脂多糖（LPS）6h,大鼠胸主动脉环（TARs)对苯肾上腺素（PE）累积收缩反应。分别用一氧化碳（CO）供体正缺血红素（He),血红素氧合酶－1（HO－1）抑制剂锌原卟啉（ZnPP-IX),鸟苷酸环化酶（sGC)抑制剂亚甲兰（MB）预卵育后,测定TARs对PE收缩反应的变化。分别测定主动脉中CO含量,HO－1活性,Western blot测定HO－1蛋白含量,RT－PCR检测HO－1 mRNA表达的改变。结果：LPS组TARs对PE累积收缩反应明显降低,ZnPP-IX可部分逆转低收缩反应,MB可完全逆转低收缩反应,而用He可加重低收缩反应状态;LPS组动脉组织中CO的含量上升,HO－1活性、蛋白表达量和mRNA表达均明显增加。结论：LPS可使主动脉HO－1基因表达上调,蛋白含量及酶活性明显增加,表明启动血红素－HO－1－CO－cGMP通路,是介导ES大鼠主动脉低收缩反应重要机制之一。     

斑马鱼HO1基因的表达特征及功能研究

实验对血红素加氧酶1（HO1）在斑马鱼发育中的功能进行了研究。多重序列比对结果显示,斑马鱼HO1与哺乳类、鸟类及其他鱼类的HO1氨基酸序列的总体相似性为44.1%86.8%,血红素结合标签相似性为87.5%95.8%。对斑马鱼早期胚胎和成鱼各组织进行RT-PCR检测,结果显示HO1转录本母源存在,HO1 mRNA的表达水平在尾芽期前较低,到咽囊期迅速上升并稳定在较高水平。HO1基因在斑马鱼成鱼多个组织中均有表达,在肝脏、脾、鳃、肾中的表达量较高。WISH结果显示,HO1基因在斑马鱼胚胎的卵黄合胞层、眼和血液中的表达量较高。利用超表达和基因敲降技术发现,注射HO1 mRNA使HO1基因过表达对斑马鱼早期胚胎发育无明显影响。注射HO1 MO使HO1基因表达抑制可导致斑马鱼胚胎出现发育迟缓、围心腔水肿、尾部消失等不同程度的畸形。HO1 MO导致的斑马鱼胚胎发育异常可被HO1 mRNA回复。利用Real-Time PCR研究发现,HO1基因表达抑制可导致IGF1表达量显著下降,IGFBP1表达量显著升高。这些结果表明斑马鱼HO1基因可通过调节IGF信号途径调控胚胎的正常发育。       

活性氧在气孔运动中的作用

水分代谢是植物基础代谢的重要组成部分,气孔开关精细地调节着植物水分散失和光合作用。气孔运动受到多种因子的调控,保卫细胞内大量的第二信使分子是响应外界刺激、调节保卫细胞代谢方式、改变保卫细胞水势进而引起气孔开关的重要功能组分。细胞内的活性氧就是其中重要的成员之一。保卫细胞中的活性氧包括过氧化氢、超氧阴离子自由基和羟自由基等,这些活性氧可以通过光合作用、呼吸作用产生或通过专门的酶催化合成,在触发下游生理反应、完成信号转导后由专门的酶将其清除。在植物激素(脱落酸、水杨酸)、一氧化氮、质外体钙调素、细胞外ATP等因子调节气孔运动的过程中,活性氧都发挥了介导作用。该文对于近年来活性氧在气孔运动过程中发挥的作用方面的研究进展进行了综述。     

异戊二烯类植物激素赤霉素和脱落酸的代谢调控

赤霉素和脱落酸在植物生理过程中具有重要的调控作用,其生物合成途径迄今已基本阐明。赤霉素与类胡萝卜素的生物合成途径具有共同前体牻牛儿基牻牛儿基二磷酸,而脱落酸则直接来自于类胡萝卜素。参与这两种植物激素和类胡萝卜素代谢过程的大多数酶基因已经从不同植物中获得克隆;各种调控方式也随着分子生物学的研究工作而得到鉴定。本文就近年来对赤霉素和脱落酸等代谢调控机制及其与植物类胡萝卜素代谢之间关系的研究工作做简要回顾。     

Survivin和RhoA双基因沉默对卵巢癌细胞的增殖与侵袭影响

目的：探讨RNA干扰（RNAi）双向沉默Survivin和RhoA基因表达对人卵巢癌H08910PM细胞增殖、凋亡及侵袭能力的影响。方法：构建Survivin和RhoA基因的串联microRNA干扰载体（Survivin-RhoA-microRNA）,通过脂质体介导转染人卵巢癌H08910PM细胞作为实验组,对照组为空载体转染组。转染48小时后,RT—PCR检测Survivin和RhoA的mRNA表达,Western．Blot检测Survivin和RhoA的蛋白质表达;利用MTT法、Transwell小室体外侵袭实验及流式细胞术检测转染后卵巢癌细胞的增殖、侵袭及凋亡情况。结果：Survivin—RhoA—microRNA明显抑制了H08910PM细胞中Survivin和RhoA基因mRNA和蛋白的表达：转染48小时后,实验组SurvivinmRNA和RhoAmRNA表达抑制率分别为68．82％、90．23％,Survivin和RhoA蛋白表达抑制率分别为63．91％、88．47％;MTT分析显示实验组细胞OD490的值为0．706±0．177,较对照组（1．172±0．241）明显降低,差异有统计学意义（P〈0．05）;流式细胞术检测实验组细胞凋亡率为36．41±3．34％,较对照组（2．92±0．78％）明显升高（P〈0．01）;实验组细胞侵袭百分比为12．56±6．17％,较对照组（32．96±5．14％）明显降低（P〈0．05）。结论：成功构建Survivin和RhoA串联microRNA干扰载体（Survivin．RhoA．microRNA）。Survivin和RhoA双基因沉默显著抑制了卵巢癌H08910PM细胞的增殖和侵袭能力,并增加其凋亡率,两者具有协同作用,为双靶点治疗卵巢癌提供了新的思路和策略。     

植物营养元素胁迫相关microRNA研究进展

营养元素以多种方式参与植物光合作用、呼吸作用、能量代谢和信号转导等生理和代谢过程，是植物生长发育、产量和品质的重要物质基础。MicroRNAs（miRNAs）是一类存在于真核生物体中的内源性非编码单链RNA，在植物适应营养元素胁迫过程中发挥着重要作用。综述了近年来miRNA参与调控磷、硫、氮、钾等营养元素胁迫的研究进展，并对今后miRNA在植物营养元素胁迫领域的研究作出了展望，以期为利用miRNA进行营养元素高效利用分子育种提供新的思路。     

光信号转导因子HY5调控拟南芥分枝的功能研究

光是影响植物分枝的重要外在环境因素,但光信号因子HY5（ELONGATED HYPOCOTYL5）是否调控植物分枝目前尚不清楚。创制了HY5转基因超表达植株,并获得商业化T-DNA插入突变体纯合植株。通过比较野生型（WT）、超表达植株（HY5-OE）、突变体（hy5-215）的分枝数目发现,与野生型相比,超表达植株分枝数目显著增加,而突变体分枝数目则显著减少。进一步比较这些遗传材料的拟南芥植株分枝的负调控关键因子BRC1（BRANCHED1）转录本水平差异,发现与野生型相比,超表达植株中BRC1转录本显著下调、突变体中显著上调。研究结果表明,HY5通过抑制拟南芥分枝关键负调控因子BRC1的转录水平,进而促进拟南芥的分枝。研究结果为阐明HY5调控分枝的生物学功能提供了一定的理论依据。     

血红素加氧酶介导GA对小麦糊粉层中α-淀粉酶的诱导表达

单独以赤霉素（GA）处理或与HO．1诱导物高铁血红素（Ht）和CO水溶液组合处理均导致小麦糊粉层中血红素加氧酶（H0）活性的提高,同时仪-淀粉酶基因表达和α-淀粉酶活性也明显受诱导;用HO-1专一性抑制剂锌原卟啉（ZnPPIX）预处理6h后,上述效应部分受阻断。这暗示HO可能参与GA诱导的α-淀粉酶基因表达。     

植物免疫应答过程中 Ca2 ＋及 CaM/CML 的功能

钙离子是一个多功能的第二信使,在植物响应各种生理刺激时,Ca2＋参与调节植物的多种生长发育和胁迫适应过程。在这些过程中,Ca2＋信号带有特异性标签,通过Ca2＋结合蛋白及其下游靶蛋白感知不同刺激并翻译成响应的细胞反应。钙调素（CaM）和钙调素类蛋白（CML）是Ca2＋主要感受器,通过调节不同靶蛋白的活性调控多种细胞功能。最近在植物对抗病原菌的防卫反应中有关Ca2＋／CaM信号转导系统的研究取得了一定进展。重点关注植物免疫应答过程中受CaM／CML调控的信号组分的研究,包括参与Ca2＋信号产生和Ca2＋依赖的表达基因组分调控。     

植物蛋白质组学研究若干重要进展

植物蛋白质组学近年来正从定性向精确定量蛋白质组学的方向发展。国际上近两年发表的约160篇研究论文报道了利用不断改进的双向电泳结合生物质谱技术、多维蛋白质鉴定技术,以及包括双向荧光差异凝胶电泳、幅N体内代谢标记、同位素标记的亲和标签、同位素标记相对和绝对定量等在内的第2代蛋白质组学技术,对植物组织（器官）与细胞器、植物发育过程和植物响应环境胁迫的蛋白质组特征,以及植物蛋白质翻译后修饰和蛋白质相互作用等方面的研究成果。该文对上述报道进行总结,综述了2007年以来植物蛋白质组学若干重要问题研究的新进展。     

细胞膜相联钙结合蛋白的结构和功能研究进展

细胞膜相联钙结合蛋白(PCaP)是定位于细胞膜上的一类新的Ca2+结合蛋白。简要综述了PCaP的蛋白结构、调控Ca2+/磷脂酰肌醇3-磷酸信号通路的分子机制、调节微管微丝稳定的能力,以及其在植物顶端生长极性中的功能研究进展。