膜脂—膜蛋白的相互作用(上)

生物膜是由蛋白质,脂质以及碳水化合物等组成的超分子体系。一般认为,膜脂是膜的基本骨架,膜蛋白是膜功能的主要体现者。因此,二者的相互作用问题的探讨可以说是生物膜结构与功能研究的一个中心环节。本文先对生物膜的主要组分:膜脂和膜蛋白的概况以及生物膜结构的主要特征——流动性作一扼要介绍,然后就膜脂对膜蛋白,膜蛋白对膜脂的影响分别进行讨论,最后就二者相互作用的研究与医、农方面的联系作些介绍。一、膜脂和膜蛋白的概述 1.膜脂 (1)膜脂的组成据估计生物膜约含100种脂质。膜是一个非常复杂的体系,膜脂组成发生1—2％的变化(例如,胆固醇/磷脂的比值的改变),就足以影响细胞的存活。     

膜融合与脂的多形性

膜融合是生物细胞在完成其功能非常重要的生理现象,它受多种因素如ｐＨ,Ｃａ＾２＾＋,磷脂组成及多肽等的影响,有关膜融合分子机理的研究日益受到生物膜研究工作者的重视,本文较详细地介绍脂多型性,影响脂多型性的因素以及在膜融合中作用的分子机理。     

矿质营养胁迫与膜伤害

众所周知,各种环境胁迫是限制农业产量的最重要因素之一,但有关伤害的机制问题还远没有搞清楚。近十几年来,越来越多的事实证明,生物膜(特别是质膜)在植物抗性方面可能起着非常重要的作用,膜伤害与植物胁迫伤害及其抗逆性有密切的关系。关于干旱、高(低)、温、SO_2以及 O_3等逆境对膜透性的影响已报道甚多,并取得颇为一致的结果。而矿质营养胁迫与膜伤害的关系近年来才受到广泛的关注,目前,它已成为植物营养生理学中的一个新兴的领域。大量元素的影响在大量营养元素中,以钙对生物膜透性的研究最多。膜的完整性与钙有着密切的关     

膜脂—膜蛋白的相互作用(上)

生物膜是由蛋白质,脂质以及碳水化合物等组成的超分子体系。一般认为,膜脂是膜的基本骨架,膜蛋白是膜功能的主要体现者。因此,二者的相互作用问题的探讨可以说是生物膜结构与功能研究的一个中心环节。本文先对生物膜的主要组分:膜脂和膜蛋白的概况以及生物膜结构的主要特征——流动性作一扼要介绍,然后就膜脂对膜蛋白,膜蛋白对膜脂的影响分别进行讨论,最后就二者相互作用的研究与医、农方面的联系作些介绍。     

膜分子生物学的研究进展

一、绪言 生物膜是指生物体中由蛋白、酶和磷脂等组成的一种薄膜结构。其厚度约为70—100埃((?))左右。它包括所有细胞(动物,植物,微生物)的外周膜和细胞内各种特定功能的细胞器膜。 生物膜有多种功能。与生命科学中许多基本问题都有密切关系,如细胞起源和生物进化、遗传信息传递、生物能量转换、物质运转、激素作用、神经传导、细胞免疫、细胞识别和肿瘤发生等。同时,生物膜的许多基本原理,如选择透性、能量转换和信息传递等,又可为工程技术仿生学提供原型,为工业技术革新开辟广阔的前景。近十年来国际上生物瞑的研究已深入到生物学、医学的各个领域,成为当前分子生物学中最活跃的领域之一。     

膜脂——膜蛋白相互作用及其在医学和农业上的应用

生物膜系由蛋白质、脂质及碳水化合物等组成的复杂的超分子体系,它是各种生命现象的基础。生物膜研究是当前分子生物学和细胞生物学研究中的重大课题之一。阐明生物膜的分子结构和功能是膜研究的基础。一般认为,膜脂是膜的基本骨架,膜蛋白是膜功能的主要体现者,脂质的运动对膜蛋白     

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。     

大规模膜蛋白质组鉴定技术进展

生物膜是一类重要的亚细胞结构,含有大量的跨膜蛋白和非跨膜蛋白,负责细胞与外界的物质和信息交换以及行使细胞内的多种功能。鉴定并分析膜蛋白在生物膜上的表达是研究其功能必不可少的步骤。蛋白质组学技术可以在单次实验中一次性从全细胞裂解物中鉴定多达上万个蛋白质,从而为分析这些蛋白的表达提供了直接的证据。但由于膜蛋白具有较强的疏水性,从而导致对膜蛋白的蛋白质组学鉴定相对困难,这也使得对膜蛋白的结构与功能的研究进展相对比较缓慢。随着鸟枪法蛋白质组学(shot-gun proteomics)及滤膜辅助的样品制备(filter aided sample preparation)等为代表的现代蛋白质组学技术的快速发展,膜蛋白的鉴定水平及覆盖率也随之大幅提高。本文主要综述了过去20余年在膜蛋白质组学技术上的重要进展,并以光合作用模式蓝藻集胞藻(Synechocystis sp.PCC6803)的膜蛋白质组学研究为例,阐述了技术的进步如何提高膜蛋白鉴定的覆盖度,以期为其他物种膜蛋白质组全覆盖度的鉴定提供相应理论借鉴。     

烧伤血浆中分子物质对豚鼠心肌线粒体膜流动性的影响

生物膜流动性的改变,可以影响物质转运、能量代谢等许多功能。为了探讨烧伤血浆中分子物质(burned middle molecular substances,BMMS)对心泵功能抑制作用的机理,本研究观察了不同浓度BMMS及正常血浆中分子物质(normal middle molecular substances,NMMS)对正常豚鼠心肌线粒体膜流动性的影响,并与35％体表Ⅲ度烧伤后8h豚鼠心肌线粒体膜流动性的变化相比较。     

细胞内膜的区域化作用

生物膜在空间区域上不仅把细胞与外环境隔离开,而且在细胞内也起着隔离作用。膜在细胞内形成一个个小区域,使与某种机能有关的酶或酶系集中于一定的区域内,把细胞中不同的功能活动和代谢反应相互分开,这就是细胞内膜的区域化作用。细胞中机能与反应的区域化各种膜系细胞器是细胞内膜区域化的重要方式。线粒体的双层单位膜,内质网、高尔基体、溶酶体等的单层单位膜,以及双层单位膜构成的细胞核,可以把细胞中各种不同的功能活动分开。见下表。     

氯菊酯和氯氰菊酯对突触体膜流动性影响的研究

 <正> 拟除虫菊酯类杀虫剂(简称拟菊酯)是七十年代以来发展最快的一类新型农药。这类化合物的许多生物学效应都涉及到神经膜结构功能的改变,如钠离子通道、受体-离子载体复合物和ATPase等。这些结构均为膜结合蛋白,其功能状态与膜流动性有密切关系。由于拟菊酯的疏水性,易于结合在生物膜酯区,因而有可能干扰膜脂结构,改变其性质,继而影响膜结合蛋白的功能。本文利用DPH(1,6-diphenyl-1,3,5-hexatriene)和ANS(1-anili-     

猪眼视紫红质膜液晶态结构特征

光敏色素视紫红质(Rhodopsin)是一种以生色团为辅基的色素蛋白。近年来的研究表明视紫红质分子是在脊椎动物视网膜光感受器的片层膜内或膜上,它在光-电转换机能中起着重要作用。光感受器膜类似于一般生物膜,也处于有序、多变的液晶态。在自我有序的液晶相-片层结构中,分子的长轴基本平行,形成分子层。这种表面可用于简单的有机反应,如异构化、酶的氧化、还原以及脱氢作用等。这些结构对能量的变化也很容易发生反应。因此研究视紫红质在片层膜上的液晶态结构,对进一步探索光感受器功能是有重要意义。     

葡萄糖类似物甲基葡萄糖对表皮葡萄球菌生物被膜形成的影响及调节机制的研究

生物被膜(Biofilm)是条件致病菌表皮葡萄球菌(Staphylococcusepidermidis)的主要致病因素,生物被膜的形成依赖多糖PIA的合成,PIA合成与细菌糖代谢相关。通过研究葡萄糖类似物甲基葡萄糖(MethylDglucoside,MG)对生物被膜的形成及相关基因表达的影响,考察生物被膜形成的调控机制并寻找抑制生物被膜形成的方法。甲基葡萄糖能抑制97337株生物被膜的形成,而且不同浓度的甲基葡萄糖对生物膜作用不同。甲基葡萄糖对97337株生物被膜形成的早期的粘附有较强的抑制作用;不同浓度的甲基葡萄糖处理后对ica和AtlE基因的mRNA表达水平影响不大,但能诱导agr基因的表达,这与甲基葡萄糖处理不同时间后的结果一致;而且甲基葡萄糖处理后97337的表面相关蛋白的组成明显改变。甲基葡萄糖对生物膜的抑制并不直接由于它对生长的抑制,它对细菌生长和生物被膜形成的抑制与其在细菌糖代谢中的竞争性相关;甲基葡萄糖能通过调控agr基因的表达改变细菌表面从而抑制97337的早期粘附和生物被膜的形成,但没有通过调控icaADBC、icaR的表达抑制生物膜的形成,可能与其对合成PIA相关糖基转移酶的竞争性抑制相关。     

生物膜的研究贯穿着整个生命研究过程——膜生物学专刊序言

生物膜是细胞的重要组分。真核细胞除了有包裹整个细胞的质膜外,还有包裹细胞核的核膜以及构成各种细胞器的膜。在真核细胞中膜结构约占整个细胞干重的70%～80%,对于细胞内环境的稳定、能量转换、信号转导、细胞识别等都有着重要的意义。而在生命起源上,只有具备了把细胞内容与外环境分隔的生物膜,才能有生命的发生。近年来生物膜的研究飞速发展。本期专刊介绍了生物膜结构与功能研究相关的进展。     

植物质膜的分离

植物的质膜(plasma membrane)具有很重要的功能,它关系到细胞与它周围环境之间的物质交换、细胞壁物质的合成、质膜与其它膜系(membrane system)的分子交换、细胞融合(cell fusion)、细胞识别(cell re-     

外源脂肪酸及胆固醇对莱氏衣原体膜糖脂含量的影响

 <正> 单葡萄糖甘油二酯(MGDG)和双葡萄糖甘油二酯(DGDG)是莱氏衣原体膜上主要的极性脂。糖脂的生理功能过去很少研究,至今仍不清楚。近年来实验结果表明,MGDG在膜上容易形成六角形Ⅱ结构,而DGDG则形成脂双层结构。六角形Ⅱ结构的出现与生物膜的生理功能的关系是当前瞩目的研究内容。本文首次研究了外源脂肪酸和胆固酵对莱氏衣原体AIH089菌株膜上糖脂含量的影响。     

PIII 改性ePTFE 膜对细菌生存状态的影响研究

目的:探讨等离子注入技术(Plasma immersion ion implantation,PⅢ)对膨体聚四氟乙烯(ePTFE)膜改性后表面性能以及对细菌生存状态的影响.方法:采用氧等离子注入技术(PⅢ)对ePTFE膜表面处理,获得改性ePTFE膜,利用扫描电镜(SEM)观察改性ePTFE膜和未处理膜的表面形貌,体外培养变形链球菌,观察改性前后各组膜作体外细菌生存状态变化.结果:与未处理ePTFE膜相比,改性ePTFE膜表面形貌、亲水性发生改变.荧光染色后观察长脉冲组表面的细菌最少;短脉冲组膜表面粘附的细菌密集,形成生物膜;空白组可见少量死菌和活菌粘附于ePTFE膜上.结论:长脉冲PⅢ改性ePTFE膜后有良好的抗细菌粘附能力.     

生物膜膜蛋白三维结构研究的现状与展望

1　生物膜膜蛋白三维结构研究的重要性与迫切性　　细胞是生命的基本结构与功能单位 .细胞的外周膜与细胞内的膜系统称为生物膜 .细胞的能量转换、信息识别与传递、物质运送和分配等基本生命现象都与生物膜密切相关 .生物膜是由蛋白质、脂类以及碳水化合物等组成的超分子体系 ,膜蛋白是膜功能的主要体现者 .生物膜膜蛋白可分为外周膜蛋白和内在膜蛋白 ,后者约占整个膜蛋白的 70 %～ 80 % ,它们部分或全部嵌入膜内 ,有的则是跨膜分布 ,如受体、离子通道、离子泵、膜孔、运载体(ｔｒａｎｓｐｏｒｔｅｒ)以及各种膜酶等等 .象水溶性蛋白质一样 …     

自然微生物挂膜处理水产养殖废水的效果及微生物群落分析

以弹性填料和流化床填料为硝化反应的生物挂膜材料, 聚羟基丁酸/戊酸共聚酯(PHBV)为反硝化反应的碳源和生物膜载体, 通过微生物自然挂膜处理低C/N比水产养殖废水, 去除水体中的氨氮、亚硝酸盐氮及总氮。应用Miseq高通量测序技术对生物膜的微生物群落组成和结构进行分析。结果表明: 温度25—30℃, 该处理系统首次挂膜成功需要4周, 启动后运行稳定, 对2种不同来源和氮污染程度的养殖废水均有较好的脱氮效果, 氨氮、亚硝酸盐氮及总氮的去除率均在90%以上。硝化生物膜(a)的优势菌分别归属变形菌门(Proteobacteria)、拟杆菌门(Bacteroidetes)和厚壁菌门(Firmicutes)。反硝化生物膜(b)微生物群落的多样性指数和丰度指数均远大于前者, 主要为变形菌门、厚壁菌门、拟杆菌门、螺旋体门(Spirochaetae)及绿菌门(Chlorobi)。其中, 归属于变形菌门β-变形菌纲(Betaproteobacteria)的丛毛单胞菌科(Comamonadaceae)和红环菌科(Rhodocyclaceae)在2种生物膜中占比均较高。由于所处环境(载体, 碳源、溶氧等)不同, 在属分类水平上, 2种生物膜的细菌群落结构表现出明显差异。生物膜a中属的种类仅为b的三分之二, 相对丰度>0.5%的优势菌属, a为8个, b为18个。其中, 隶属丛毛单胞菌科和红环菌科未知属的优势种群分别占到a、b总序列数的56.67%和45.51%。磁螺菌属(Magnetospirillum)和硝化螺菌属(Nitrospira)是a中特有的优势功能菌群, 梭菌属(Clostridium)、动胶菌属(Zoogloea)、管道杆菌属(Cloacibacterium)、脱硫弧菌属(Desulfovibrio)等具有反硝化功能的菌群为b的优势菌属。     

NMR在膜研究中的应用(上)

一、膜的结构和动力学生物膜主要是由膜蛋白和类脂组成的,大多数生物膜的类脂成分主要是磷脂。磷脂水悬浮液表现出天然膜的许多性质,所以在NMR实验中它被广泛作为生物膜的模型予以研究。磷脂悬浮液是以多相形式存在的,这取决于温度和水的含量。在生物膜模型中起重要作用的是凝胶相和液晶相。在凝胶相,分子的局部运动很慢,在NMR时标上,分子间和分子内的偶极矩相互作用没被有效地平均,所以NMR的谱线很宽、缺乏明显的特征。而在液晶相,分子局部运动受到的限