植物原生质体质膜表面电荷性质的研究——Ⅰ.pH及某些酶制剂对元麦叶肉原生质体电泳率的影响

用细胞电泳方法研究了pH 及胰蛋白酶,脂—蛋白脂酶、碱性磷酸酶等酶制剂对元麦叶肉原生质体电泳率的影响。结果表明,新鲜制备的元麦叶肉原生质体表面具负电性,但在低pH(<2.8)条件下其表面具正电荷;当pH>2.8时,其表面电性才由具正电性转变为具负电性。上述三种酶制剂处理原生质体后,均能改变原生质体的电泳率,随酶浓度增高均使原生质体的电泳速度减慢。文章并对所获得的结果在阐明质膜表面电荷的化学特性上的意义进行了讨论。     

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。     

二价阳离子对不饱和脂肪酸抑制叶绿体光系统Ⅱ电子传递的解抑作用

已知 Mn~( )可以解除不饱和脂肪酸对叶绿体光合电子传递的抑制。本文指出,这种解抑作用,只有当Mn~( )先与叶绿体共处,或Mn~( )与不饱和脂肪酸先混和后再加到叶绿体中,才能发生。如果叶绿体先与脂肪酸接触,随后加入Mn~( )就不再能恢复电子传递活性。其它二价阳离子,例如 Ca~( )、Mg~( )、Co~( )和Zn~( ),都在不同程度上具有解除脂肪酸的抑制效应。因此不能认为Mn~( )在光系统Ⅱ氧化侧的电子传递途径上起着旁路作用,而可能是二价阳离子与游离的不饱和脂肪酸结合,保护了类囊体膜不受损害。     

植物单盐毒害和离子拮抗机理研究Ⅰ.单盐和混合盐对植物原生质体膜某些特性、超氧物歧化酶和过氧化氢酶活性的影响

单盐(KCl, CaCl_2或MgCl_2)和混合盐(KC_1+CaCl_2或KCl+MgCl_2)对植物原生质体完整率、存活率和膜透性等均有明显影响。K~+、Ca~(2+)或Mg~(2+)等单种阳离子明显降低原生质体膜完整率和存活率而增加其物质渗漏量,其中以单价阳离子K~+的影响为甚。上述单种阳离子还明显降低小麦幼叶超氧物歧化酶(SOD)和过氧化氢酶活性。只有由单价和二价阳离子组成的平衡混合盐才能使原生质体维持较高的完整率、存活率和较正常的膜透性.并能使细胞维持较高的SOD和过氧化氢酶活性。 认为单盐毒害机理可能是首先引起细胞膜发生不正常的膜相变或细胞累积较多的有害氧自由基,引起膜脂发生过氧化或脱酯化而破坏膜结构。在离子平衡混合盐作用下,膜系才能维持正常液晶相,具有较高活性的SOD和过氧化氢酶等生物保护性酶系是离子拮抗作用之原因。     

二价汞、铅、镉氯化物对脑磷脂平板双分子层膜电特性的影响

本文报道了重金属毒物对脑磷脂双分子层膜电性质的影响.二价汞、铅、镉氯化物的存在,使膜电阻下降,膜的通透性增加.并且随着浓度的增加,膜平均寿命下降,击穿电压减小,说明膜机械脆性增加,膜容易破裂.而其它二价的Mg~(2 )、Ca~(2 )、Cu~(2 )、Mn~(2 )氯化物并无此作用.可以认为重金属毒物对生命的毒害作用中包括了对膜脂双层的直接影响.     

表面活性剂和Ca~(++)对大麦根质膜透性的作用

阳离子型表面活性剂(CTMA)以低于CMC的浓度、非离子型表面活性剂(Triton-X-100)以高于CMC的浓度引起大麦离体根K~+及可溶性糖的外流,并有浓度效应。5℃时表面活性剂引起溶质外流,CTMA预处理10 min后,Ca~(++)无抑制作用。Ca~(++)与 Triton-X-100同时处理大麦根促进溶质外流。Mg~(++)、Mn~(++)对CTMA及Triton-X-100引起溶质外流的效应与Ca~(++)的相类似,但不如Ca~(++)有效。     

Mg~(2 )诱导 Chla 荧光,膜垛迭和膜表面电荷变化之间的关系

利用低盐介质分离的冀北1号大豆叶绿体膜,同时测定不同浓度 Mg~(2 )对 Chla 可变荧光产率,类囊体膜再垛迭和膜电泳速率的影响。现察到 Mg~(2 )抑制膜电泳迁移率与其刺激 Chla可变荧光产率及膜再垛迭之间,存在有良好的相关性,证实金属阳离子对激发能在两个光系统之间传递与分配的调节作用,与金属阳离子中和或屏蔽类囊体膜表面的净负电荷,促使膜再垛迭密切相关。     

支原体膜的结构与功能 Ⅰ.支原体膜上ATPase基本性质的研究

以鸡败血症支原体为材料,研究阳离子、pH、温度、底物、抑制剂等对膜上ATPase活性的影响。结果表明鸡败血症支原体膜上ATPase是被Mg~(2 )激活,而不被K~ Na~ 激活,乌巴碱不能抑制。除Mg~(2 )外,Mn~(2 )、Co~(2 )、Zn~(2 )对该酶都有不同程度的激活作用,Ca~(2 )则略有抑制作用。鸡败血症支原体膜的ATPase pH适应范围较广,对温度有较高的耐受力。几种线粒体内膜上ATPase复合体的抑制剂如寡霉素、DCCD等对鸡败血症支原体膜上ATPase都无抑制作用。与线粒体、细菌的ATPase的性质进行了比较和讨论。     

大麦根细胞质膜Ca~(2+)-ATP酶和Ca~(2+)转运系统的特性

用大麦质膜微囊研究细胞质膜 Ca~(2+)转运过程,发现质膜 Ca~(2+)—ATP酶在反应系统中不存在Mg~(2+)时可正常表现活性。跨膜Ca~(2+)转运按其对Mg~(2+)的需求可分为两个过程,一个是不需Mg~(2+)的、具高Ca~(2+)亲和力和较低的转运能力;另一个则是需Mg~(2+)的、具低Ca~(2+)亲和力和较高的转运能力。前者的动力学特征与Ca~(2+)—ATP酶相近,而后者则相差很大。据此推测,大麦根细胞质膜上除Ca~(2+)—ATP酶外,还存在另一个不同的Ca~(2+)转运系统。由两者分别承担的Ca~(2+)转运过程在细胞钙信使系统中可能起着不同的作用。     

猪心细胞色素C的反胶团萃取研究

本文研究了AOT/异辛烷对猪心CytC的萃取,分析了不同AOT浓度、pH值条件、体积比、阳离子种类以及离子浓度对反胶团萃取猪心CytC的影响,结果表明;AOT浓度增加,对CytC的萃取率提高;在pH6～9之间对CytC有较好的萃取效果;Mg~(2 )、Na~ 、K~ 、Ca~(2 )”、Mn~(2 )、Li~ 离子中以Li~ 和Mg~(2 )的效果最好,其顺序为:Li~ >Mg~(2 )>Na~ >Ca~(2 )>K~ ,而 Mg~(2 )在0.025mol/L时萃取率最好,可达96.5％;当油:水体积比增大时,萃取率也增大。     

关于阳离子诱导光合激发能分配改变的机理研究:23—25KD多肽在Mg~(2+)诱导Chla荧光及类囊体膜表面电荷变化中的作用

暗中培养的黄化大麦苗在25℃用连续光照射48小时,其转绿质体明显地呈现出Mg~(2+)诱导Chla低温荧光F_(685)/F_(736)比值增高和类囊体膜电泳迁移率下降,而且这两种效应具有良好的相关性.此外,利用在照光开始时,加入蛋白质合成抑制剂CAP处理所得到的转绿质体,进行了同样的实验观察,发现这种转绿质体无Mg~(2+)诱导Chla荧光及膜表面电荷改变的效应.用常规的SDS—PAGE进行类囊体膜的多肽分析表明,这种转绿质体亦缺少LHC—PSⅡ23—25KD多肽成分.这些实验结果证明,LHC—PSⅡ23—25KD多肽成分是阳离子结合的特异性部位.文中讨论了Mg~2+)对LHC—PSⅡ的静电中和作用所引起的膜空间或构型的改变,可能是阳离子诱导激发能在两个光系统之间分配变化的重要原因.     

Mg~(2 )离子对紫膜表面电位效应的自旋探针—ESR研究

本文根据带正电荷自旋探针CAT_(12)在紫膜结合相和水相的分布,利用自旋探针顺磁共振(ESR)技术测定了Mg~(2 )对紫膜表面电位的影响,我们的结果表明紫膜具有σ为3.02×10~(-4)Ch-arges/(?)~2的表面电荷密度.据此σ用Gouy-Chapman理论计算得到Mg~(2 )离子浓度与表面电位((?)_i)的关系与实验结果极为一致,这表明离子通过表面电位的变化引起紫膜的表面pH值的改变从而影响紫膜的结构与功能,Mg~(2 )对紫膜表面电位的影响明显地比K~ 要大,说明镁离子可能在紫膜的结构与功能中有更为重要的作用.     

Mg~(2+)离子对紫膜表面电位效应的自旋探针—ESR研究

本文根据带正电荷自旋探针CAT_(12)在紫膜结合相和水相的分布,利用自旋探针顺磁共振(ESR)技术测定了Mg~(2+)对紫膜表面电位的影响,我们的结果表明紫膜具有σ为3.02×10~(-4)Ch-arges/(?)~2的表面电荷密度.据此σ用Gouy-Chapman理论计算得到Mg~(2+)离子浓度与表面电位((?)_i)的关系与实验结果极为一致,这表明离子通过表面电位的变化引起紫膜的表面pH值的改变从而影响紫膜的结构与功能,Mg~(2+)对紫膜表面电位的影响明显地比K~+要大,说明镁离子可能在紫膜的结构与功能中有更为重要的作用.     

植物细胞表面蛋白的研究——Ⅱ.烟草细胞表面蛋白束缚二价金属离子的能力

烟草细胞表面蛋白(TCSP)能溶于稀碱(0.1NNaOH)溶液,微溶于中性盐溶液,但难溶于二价金属盐溶液中。在中性盐溶液中,pH(2—9)对其溶解度无多大影响。用乙醇和丙酮分级沉淀时,90%乙醇的得率只有58%左右,而同样浓度丙酮的得率可达70%以上。在有Mg~( )离子存在的条件下TCSP 特征光谱由270毫微米向长波方向漂移20毫微米,并在波长230毫微米处出现一个新的吸收峰。用ANS 探测结果表明,在添加Ca~( )或Mg~( )离子后,TCSP暴露的疏水链区减少。以SDS 增溶的TCSP对Mg~( )离子进行透析时,解聚的TCSP 发生重新聚合,电泳淌度也有改变。用Mg~( )离子滴定SDS 增溶的TCSP 溶液时,pH变化曲线不同于SDS 的滴定曲线。在不同离子环境中透析以降低SDS 浓度,即可形成TCSP 的聚合体,并具有不同形状。这些结果表明:TCSP 有束缚二价金属离子的能力。     

两相法分离纯化橡胶树树皮质膜

橡胶树树皮质膜H~+-ATPase在橡胶树产排胶过程中扮演着重要角色,制备高纯度及高活性的质膜是研究质膜H~+-ATPase特性和功能的必要条件。该研究以一年生巴西橡胶树(Hevea brasiliensis)树皮为材料,利用差速离心法获得粗膜微粒体,通过两相分配法分离纯化质膜,并研究两相体系中不同浓度聚合物(5.9%、6.1%、6.3%、6.5%、6.7%,W/W)和KCl(2、5、8、11、14 mmol·L~(-1))对质膜蛋白得率和纯化效率的影响。通过Bradford法对质膜蛋白得率进行检测,同时采用酶活性检测法对质膜纯度进行检测,分析结果表明选用6.4%(W/W)聚合物浓度和5mmol·L~(-1)KCl组成的两相体系可获得较高纯度和得率的橡胶树树皮质膜。通过电镜观察法在形态学上对质膜纯度进一步评价,利用铅铀能侵染全部膜组分使其染色,而磷钨酸只能专一性地侵染质膜并使其染色这一特性,分别使用铅铀和磷钨酸对切片进行染色,并通过透射电镜对切片染色程度进行直接观察,结果表明提取的粗膜微粒体中质膜组分较少,存在大量的细胞器膜污染,而纯化后的质膜膜组分较单一,其他膜组分污染较少,而且质膜大小较均一,可以用于进行后续橡胶树树皮质膜H~+-ATPase特性和功能的研究。     

膜表面电荷学说及唾液酸对Na+、K+通道门控特性的影响

Ca2 等二价及三价阳离子可使Na 、K 通道的电压依赖性激活及失活特性移向去极化方向。Frankenhaeuser及Hodgkin认为阳离子是通过结合或覆盖了通道表面或膜磷脂上的固定负电荷而发挥作用的 ,即膜表面电荷学说。后来的研究排除了膜磷脂的作用 ,将其定位在通道蛋白上靠近电压感受器的带负电的唾液酸上。以唾液酸酶或分子生物学的方法减少某些Na 、K 通道表面的唾液酸水平 ,通道门控特性参数同样移向去极化方向 ,同时通道对Ca2 的敏感性降低。通道唾液酸含量的改变可能与可兴奋组织兴奋性变化有关的疾病如心律失常、心衰的发生有一定关系     

钙在IAA诱导绿豆下胚轴原生质体膨大过程中的作用

含钙培养液(对照)和仅用IAA处理的原生质体的体积和~(45)Ca~(2 )放射性强度均无变化。IAA处理含钙培养液中的原生质体,5min后~(45)Ca~(2 )积累明显增多,体积开始膨大。处理30min时~(45)Ca~(2 )积累最多,此时原生质体的膨大效应最好;随后~(45)Ca~(2 )积累和膨大效应逐渐下降。K~ 、Zn~(2 )、Ba~(2 )、Mg~(2 )等也可在一定程度上代替Ca~(2 )使原生质体体积膨大。原生质体的吸水在膨大中起着一定作用。EGTA、LaCl_3和verapamil均抑制IAA诱导的原生质体~(45)Ca~(2 )积累和体积膨大。说明Ca~(2 )可能在6-BA诱导原生质体膨大的过程中起着重要作用。     

在两个品种大豆叶绿体膜中,Mg~(2+)诱导荧光改变与类囊体膜表面电荷的关系

用“冀北1号”和“丰收黄”两个品种大豆的叶绿体膜,测定了不同 Mg~(2+)浓度对它们的光诱导 chla 可变荧光及电泳速度的影响。虽然将这两种叶绿体膜悬于相同的低盐介质中,其光诱导可变荧光产率彼此不同,但它们的可变荧光产率与电泳迁移率则是彼此相关的,在这两种大豆的叶绿体膜中,Mg~(2+)诱导荧光产率增加和电泳迁移率下降的浓度曲线均呈现出类似的动力学变化。Mg~(2+)诱导上述两种现象所需要的最适浓度亦大抵相同。这些实验结果说明:Mg~(2+)诱导激发能在两个光系统之间分配的改变与其诱导类囊体膜表面静电性质的变化是密切相关的。文中讨论了膜表面蛋白质的羧基在 Mg~(2+)诱导效应中的可能作用。     

植物单盐毒害和离子拮抗机理研究Ⅰ.单盐和混合盐对植物原生质体膜某些特性、超氧物歧化酶和过氧化氢酶活性的影响

单盐（KCl, CaCl2或MgCl2）和混合盐（KC1+CaCl2或KCl+MgCl2）对植物原生质体完整率、存活率和膜透性等均有明显影响。K+、Ca2+或Mg2+等单种阳离子明显降低原生质体膜完整率和存活率而增加其物质渗漏量,其中以单价阳离子K+的影响为甚。上述单种阳离子还明显降低小麦幼叶超氧物歧化酶（SOD）和过氧化氢酶活性。只有由单价和二价阳离子组成的平衡混合盐才能使原生质体维持较高的完整率、存活率和较正常的膜透性.并能使细胞维持较高的SOD和过氧化氢酶活性。 认为单盐毒害机理可能是首先引起细胞膜发生不正常的膜相变或细胞累积较多的有害氧自由基,引起膜脂发生过氧化或脱酯化而破坏膜结构。在离子平衡混合盐作用下,膜系才能维持正常液晶相,具有较高活性的SOD和过氧化氢酶等生物保护性酶系是离子拮抗作用之原因。     

金属离子对天冬氨酸酶基因工程菌催化合成L-天冬氨酸影响的研究

为研究金属离子对天冬氨酸酶基因工程菌催化合成L-天冬氨酸的影响,以富马酸为底物,分别添加K~+、Mg~(2+)、Mn~(2+)、Ca~(2+)四种金属离子,利用天冬氨酸酶基因工程菌催化合成L-天冬氨酸。结果表明,K+浓度0~2.5 mmol/L时,对L-天冬氨酸的合成没有影响,K+浓度超过2.5 mmol/L时会抑制L-天冬氨酸的合成;Mg~(2+)、Mn~(2+)、Ca~(2+)对L-天冬氨酸合成量影响均呈现先促进后抑制,L-天冬氨酸合成量达到高峰时,Mg~(2+)、Mn~(2+)、Ca~(2+)浓度分别是10 mmol/L、8 mmol/L和11 mmol/L;与对照相比Mn~(2+)促进作用最强,L-天冬氨酸合成量增幅为192.0%。本研究结果可为L-天冬氨酸的工业化生产提供参考。