大豆液泡膜H+-ATPase功能与构象关系的初步研究

大豆液泡膜V型H⁺-ATPase是ATPases中的一种,它在植物细胞的生长发育中有重要的作用.利用竹红菌乙素(HB）和KI这两种分别猝灭蛋白质疏水区域内源荧光和亲水区域内源荧光的荧光猝灭剂,在不同pH值、温度条件下对纯化的大豆液泡膜V型ATPase进行荧光猝灭实验,初步探讨了V型H⁺-ATPase的水解活性同其蛋白质折叠状态间的关系.研究表明,通过比较不同pH值、温度条件下蛋白质疏水区域和亲水区域内源荧光的荧光猝灭常数（K_SV）,发现当环境pH值、温度偏离酶的最适pH值和温度时,蛋白质的内源荧光强度降低且疏水区域和亲水区域内源荧光的荧光猝灭常数（K_SV）降低,说明伴随着酶的水解活性降低,蛋白质的折叠状态发生了变化.我们认为蛋白质在膜内的折叠状态变化是酶失活机制的一个重要方面,为植物的抗冻和抗盐研究提供了一定的参考.     

竹红菌乙素作猝灭剂研究Fo构象方法的建立

线粒体F₁F_o复合体F_o部分a亚基的色氨酸荧光可被竹红菌乙素(hypocrellin B, HB)猝灭.不同温度下测定Stern-Volmer图的结果显示,猝灭常数(K_sv)随温度的增加而加大,时间衰变荧光的结果显示,荧光寿命随HB浓度的增加而减小,加入不同浓度的HB, F₁F_o复合体的吸收峰没有位移.这些实验结果支持动态猝灭机理.HB还具有有效猝灭浓度低,不影响酶的活力;在脂相和水相的分布比率可高达16 560∶1;实验操作简便等优点.因此HB可作为理想的疏水相荧光猝灭剂,研究与膜结合的F₁F_o复合体中镶嵌于膜脂内F_o的构象变化.     

GM3与Ca2+-ATP酶的重建及其冷冻断裂电镜观察

应用生物膜的分离与重建技术, 将GM3、大豆磷脂与肌质网Ca²⁺-ATP酶共同重建在脂质体上, 酶活力明显增加. 经负染、冷冻断裂复型后电镜等形态学方法证实形成的脂酶体囊泡封闭性好,脂酶体上Ca²⁺-ATP酶蛋白颗粒均匀、直径增大.     

Mg2＋对阿霉素引起心肌线粒体F1F0变化的保护

抗肿瘤药物阿霉素(ADM)对心肌线粒体F₁F₀-复合体呈现抑制而对F₁-ATPase无抑制,这表明ADM可能是通过膜脂起作用的,适当浓度Mg²⁺能降低ADM对复合体的抑制.经 ³¹P-NMR和标记荧光探针NBD-PE,DPH,MC-540以及内源荧光等的测定,结果表明ADM可能首先通过诱导F₁F₀膜脂形成非双层脂结构,继而影响了膜脂的堆积程度和流动性,进而引起F₁F₀-复合体酶蛋白构象的改变,最终导致酶活力的降低.Mg^2＋则可能由于与ADM竞争与心磷脂的结合,而对ADM引起F₁F₀的变化产生保护作用.     

大豆下胚轴质膜H+-ATPase质子转运的测定

以大豆下胚轴为材料,采用改进的匀浆介质,通过两相法制得具有质子转运活力的高纯度质膜微囊.并且发现冻融处理可以促进质膜微囊的翻转而提高荧光猝灭效率.质子载体和质子转运特性分析表明,由Mg^2＋-ATP引发的荧光猝灭可以被质子载体CCCP恢复,并被质子通道抑制剂DCCD抑制;并且发现质膜H^＋-ATPase专一抑制剂钒酸钠可以完全抑制荧光猝灭,同时发现荧光猝灭依赖于Mg^2＋,并受K^＋刺激,最适pH为6.5.以上证明所测荧光猝灭是由质膜H^＋-ATPase所进行的质子转运引起的.结果同时表明,维持H^＋-ATPase合适构象和提高质膜微囊封闭性是制备具有H^＋转运活力质膜微囊的两个关键因素.     

亲和层析纯化肌质网Ca2+－ATP酶

建立了一种亲和层析纯化肌质网Ca²⁺-ATP酶的方法．用非离子型去污剂C₁₂E₈ 溶解肌质网,再通过反应红－120琼脂糖亲和层析柱使肌质网Ca²⁺-ATP酶纯度从粗品中的65％提高到99％,并具有较高ATP水解活性．经SDS－聚丙烯酰胺凝胶电泳检测,为电泳纯．     

亚硒酸钠对巨噬细胞内游离Ca2+和Mg2+的影响

用单细胞阳离子测定系统研究了SeO^2-₃对巨噬细胞内游离Ca²⁺和Mg²⁺的影响.实验结果表明:SeO^2-₃高于10^-4mol/L时,有显著的细胞毒性.SeO^2-₃对细胞的毒性作用使细胞内游离Ca²⁺和Mg²⁺的浓度升高但Ca²⁺浓度的升高速率比Mg²⁺快.还有,高于10^-4mol/L的SeO^2-₃对红细胞膜上的Ca²⁺-ATP酶活性有明显抑制作用.     

色氨酸类似物标记法研究DsbA蛋白的结构环境

用生物标记的方法将色氨酸类似物标记在DsbA蛋白中的色氨酸位置,分析标记蛋白质的谱学性质、色氨酸结构环境和潜在应用前景.5-OH-Trp标记的DsbA蛋白具有315 nm激发的荧光发射光谱;¹⁹F-NMR 能分辨5-F-Trp标记的DsbA蛋白的两个F-Trp残基(Trp76和Trp126),Trp76化学位移变化反映二硫键交换引起的结构转化.进一步将利用标记蛋白的独特荧光和¹⁹F-NMR性质,研究DsbA蛋白的氧化还原及与底物蛋白的结合作用.     

高胆固醇血症病人的红细胞膜ATP酶活性变化

研究表明高胆固醇血症病人的红细胞膜Na⁺-K⁺-ATP酶和Ca²⁺-Mg²⁺-ATP酶活性均降低,并且血浆总胆固醇和低密度脂蛋白-胆固醇浓度与这两种酶活性呈高度负相关,而血浆高密度脂蛋白-胆固醇浓度与Na⁺-K⁺-ATP酶活性呈正相关。这些变化的研究,对于进一步探讨动脉粥样硬化的发生机制及其防治可能具有重要意义。     

钙离子在内毒素引起大鼠脊髓降钙素基因相关肽(CGRP)释放中的作用

实验在离体大鼠脊髓观察钙离子在内毒素引起CGRP释放中的作用,结果显示,内毒素和咖啡因可分别引起大鼠脊髓浓度依赖性地释放CGRP,但两者作用无叠加.应用辣椒素,无Ca ²⁺Krebs液,ω-Conotoxin,W-7,Ryanodine,MgCl₂,Tris-ATP,钌红等药物表明:内毒素引起感觉神经中枢端末梢释放CGRP,这一作用依赖于细胞外Ca ²⁺的存在,Ca ²⁺主要通过N型钙通道进入细胞后,与钙调蛋白结合,激活对咖啡因敏感,对Ryanodine不敏感的细胞内钙诱导的钙池Ca ²⁺释放,从而引起CGRP的释放.     

基于Ti4+-IMAC富集的分枝菌酸小杆菌深度覆盖磷酸化蛋白质组研究

【目的】本研究以分枝菌酸小杆菌(Mycolicibacterium smegmatis)为研究对象,探索适于原核微生物理想的磷酸化富集方法。【方法】我们比较了二氧化钛(TiO₂)、Fe³⁺-NTA和Ti⁴⁺螯合在磷酸酯修饰的固相微球(Ti⁴⁺-IMAC) 3种不同富集方法磷酸化肽段的富集效率,并用不同分辨率的质谱仪评估富集稳定性。【结果】Ti⁴⁺-IMAC富集效率最高,磷酸化位点数是TiO₂或Fe³⁺-NTA方法的7倍以上;TiO₂和Fe³⁺-NTA方法富集到的磷酸化位点数相差不大,与已报道的用TiO₂方法富集的磷酸化位点数目接近。Ti⁴⁺-IMAC富集结果稳定性很好,高分辨率Lumos质谱仪鉴定到的磷酸化位点数是Velos的2.6倍。【结论】本研究较高效地实现了分枝菌酸小杆菌磷酸化事件的鉴定,共鉴定到2 280个磷酸化蛋白、10 880个磷酸化肽段及4 433个可信磷酸化位点,有望用于其他微生物的磷酸化蛋白质组学研究。     

大鼠前脂细胞质膜Na+/H+交换同时参与细胞的增殖和分化

以原代培养的大鼠前脂细胞为模型 ,以 2′ ,7′ bis ( 2 carboxyethyl) 5 ( 6 ) carboxyfluorescein (BCECF)作为检测胞内pH(pHi)的荧光探针 ,测定不同生长因子刺激下胞内pH的变化 ,证明大鼠肾周前脂细胞质膜存在Na⁺/H⁺交换活性 ,胎牛血清(FCS)能快速激活Na⁺/H⁺交换 ,导致pHi升高 (约 0 .2pH单位 ) ,并引起DNA合成 .Ethyl isopropyl amiloride (EIPA)抑制Na⁺/H⁺交换与DNA合成 .在无血清条件下 ,胰岛素不刺激DNA合成但引起细胞分化 ,表现为胞内脂滴积累和 3 磷酸 甘油脱氢酶(G₃ PDH酶 )活性增强 ,同时激活Na⁺/H⁺交换活性导致pHi升高 ;EIPA既抑制胰岛素对Na⁺/H⁺交换的激活 ,也抑制G₃ PDH酶活性增强 .结果证明 :Na⁺/H⁺交换的激活不仅与大鼠前脂细胞增殖相关 ,同时也是细胞分化的早期事件 .     

脉冲电场对粒细胞内Ca2+浓度影响的动态变化

利用激光共聚焦扫描显微镜和装有CCD系统的荧光显微镜 ,研究在单脉冲电场作用下经fluo 3/AM标记的鸡胚小脑粒细胞内自由Ca²⁺浓度 ( [Ca ²⁺]_i)的动态变化过程 .结果表明 :在单个电脉冲作用下 ,细胞内Ca²⁺浓度立刻升高并达到其最大值 .Ca²⁺浓度升高的幅度以及升高的速率具有电场强度的依赖性 .当细胞外Ca²⁺被过量的EGTA络合或细胞膜上的Ca²⁺通道被La ³⁺堵塞后 ,细胞内的Ca²⁺浓度仍然升高 .细胞内不同区域的Ca²⁺浓度同时升高 ;两极内的Ca²⁺浓度早于胞体的Ca²⁺浓度达到最大值并迅速恢复 .     

Cr3+和Cd2+对普通小球藻生长及抗氧化酶活性的影响

[目的] 为探究重金属对淡水绿藻生长的影响。[方法] 选取对水质检测具有明显指示作用的普通小球藻（Chlorella vulgaris）为实验材料,CdCl₂·2H₂O和CrCl₃·7H₂O提供重金属离子,探究不同浓度Cr³⁺和Cd²⁺在单一和复合胁迫下对藻细胞浓度、叶绿素a及相关抗氧化酶活性的影响。[结果] 随着Cr³⁺和Cd²⁺浓度不断增加,藻细胞浓度呈先增长后下降趋势;叶绿素a含量呈现先下降后升高再下降的现象,浓度为1 mg/L的单一和复合胁迫下有最大值,且毒性作用表现为Cr³⁺ < Cd²⁺ < Cr³⁺+Cd²⁺;与藻细胞膜相关的丙二醛（MDA）和过氧化氢（H₂O₂）含量随着重金属离子浓度的增大而增长;重金属离子浓度低于10 mg/L时对藻细胞内抗氧化酶系统中的超氧化物歧化酶（SOD）、过氧化氢酶（CAT）和过氧化物酶（POD）表现为促进作用,而大于10 mg/L时具有抑制作用。[结论] 结果表明在单一或复合重金属胁迫下,普通小球藻会充分调动与抗逆性相关的酶来维持自身的正常生长。     

离子通道在高等植物光合能量转换中的功能

将类囊体膜重组于脂双层上,用电生理-电压钳位技术测定离子通道,发现一种Cl^-通道,其单位电导为88pS,加入Cl^-通道抑制剂DIDS可以抑制Cl^-通道电流。进一步用几种离子通道抑制剂,即DIDS(Cl^-通道),TEA⁺(K⁺通道),La³⁺,Co²⁺和Verapamil(Ca²⁺通道)分别处理菠菜叶片和类囊体,研究对光合能量转换的影响:(1)叶片光合放氧降低,K_i(DIDS)=0.23μmol/L,K_i(TEA⁺)=0.455mmol/L;叶片荧光参数F_y/F_m和q_p略有变化,q_N和q _E-f增加,(2)类囊体△pH的建立(9-AA荧光猝灭)受到抑制;类囊体q_N明显降低。这些结果表明:离子通道对光合能量转换是必需的,类囊体膜离子通道直接参与了质子梯度的建立,而质膜离子通道较为间接地参与了光合作用能量转换。     

超氧阴离子诱导的叶绿素荧光猝灭

分别通过黄嘌呤(X)与黄嘌呤氧化酶(XO)反应和甲基紫金(MV)的作用,观察了O·-2诱导莴苣叶绿体的叶绿素荧光猝灭过程.结果表明,O-·2的产生明显使光化学猝灭(qP)和非光化学猝灭(qN)增加.叶绿体内SOD被DDC抑制后,X+XO诱导的叶绿素荧光猝灭过程中,qP下降,qN上升;MV诱导的叶绿素荧光猝灭过程中,qP上升幅度不大,qN增加不明显.当碳代谢被碘乙酰胺(JAA)抑制后, qP下降,qN上升.解偶联剂NH4Cl增加质子跨类囊体膜的通透性,导致qP增加和qN降低,加入MV后qP和qN增加不明显.分析认为,-·2的产生和及时被清除对保持光合电子传递和增加跨膜ΔpH有很重要的作用,有利于叶绿体吸收的光能得到转化和耗散,在一定程度上减轻过量光能引起的光抑制损伤.     

Ca2+参与水霉菌丝细胞壁修饰的证据

以细胞壁崩溃酶-Driselflse短时间处理水霉(Saprozegma ferax)菌丝,pH5．0时可使原生质从菌丝亚顶端喷出,pH6．0～8．0时则不导致该现象发生;适当浓度EGTA的存在,可提高pH5．0时酶解引起的原生质喷出频率、使pH6．0～8．0时生长菌丝的顶端原生质也喷出、并且喷出多发生在菌丝最顶端;外加CaCl₂．不抑制菌丝顶端原生质的喷出,排除了Ca²⁺抑制酶活性的可能。随后的跟踪观察显示,长时间以缺Ca²⁺培养介质培养菌丝,同样能够导致菌丝顶端原生质喷出。上述研究结果表明,培养介质中Ca²⁺和H⁺对菌丝完整性的维持起调节作用,细胞壁上的Ca²⁺可能参与了水霉菌丝细胞壁物理特性的修饰。     

共聚焦显微术测定大鼠和黄鼠心肌细胞游离Ca2+浓度与温度的关系

运用共聚焦激光扫描显微成像术对比研究非冬眠动物大鼠和冬眠动物黄鼠心肌细胞胞内Ca²⁺浓度 ( [Ca²⁺]_i)随温度的变化 .首先标定了不同温度下Ca²⁺探针indo 1的解离常数 ,提出并证明按α定态设定标定溶液pH值的必要性 .细胞荧光分析显示 ,大鼠心肌细胞 [Ca²⁺ ]_i 随温度降低显著上升 ,低温下频繁出现自发钙波 ,胞内发生钙超载 ;相比较冬眠动物黄鼠心肌细胞[Ca²⁺ ]_i  在相同条件下保持稳定 ,避免发生钙超载 .认识其中的钙稳态机制可能对有关医学问题有潜在的指导意义 .     

流溪河水库颗粒有机物及浮游动物碳、氮稳定同位素特征

为了解影响流溪河水库颗粒有机物(POM)碳和氮稳定同位素(δ¹³C和δ¹⁵N)变化的主要因素,及其与浮游动物δ¹³C和δ¹⁵N之间的关系,于2008年5月至12月份对POM及浮游动物的δ¹³C和δ¹⁵N进行了研究。颗粒有机物碳稳定同位素(δ¹³C_POM)和氮稳定同位素(δ¹⁵N_POM)的季节性变化幅度分别为5.1‰和2.2‰,5月和7月份δ¹³C_POM较高,而在10月和12月份降低,这主要与降雨将大量外源有机物带入水库而引起的外源及内源有机物在POM组成上发生变化有关。δ¹⁵N_POM总体呈上升趋势,可能是由降雨引起的外源负荷、初级生产力、生物固氮等因素共同作用的结果。浮游动物的δ¹³C及δ¹⁵N总的变化趋势与POM的相似,也具有明显的季节性变化,食物来源的季节变化可能是造成其变化的主要原因。在5月份,浮游动物的食物来源为POM中δ¹³C较高的部分,也就是外源有机物,而在10月及12月份,其食物则可能主要为浮游植物。     

不同浓度Fe2+与Zn2+对羊草幼苗生长和生理特性的影响

以羊草幼苗为研究对象,通过调整全营养培养基(CK,0.05 mmol/L Fe²⁺、0.015 mmol/L Zn²⁺)中铁或者锌含量设置0、10倍、20倍Fe²⁺(Zn²⁺)浓度处理Fe₀(Zn₀)、Fe₁₀(Zn₁₀)、Fe₂₀(Zn₂₀),以及在高铁培养基中单独添加0.15 mmol/L Zn²⁺或同时添加10 mmol/L Ca²⁺、5 mmol/L Mg²⁺、20 mmol/L K⁺处理,测定培养6 d后幼苗生长指标和矿质元素含量、以及高铁(Fe₂₀)处理下幼苗根中抗氧化指标和相关基因表达量,探究不同浓度Fe²⁺、Zn²⁺对羊草幼苗生长、矿质元素吸收积累及抗氧化指标、基因表达的影响。结果表明：(1)缺锌(Zn₀)显著抑制羊草幼苗鲜重的增加和Zn元素的积累,但促进Fe、Mg元素的积累;高浓度锌(Zn₁₀、Zn₂₀)显著促进幼苗叶片生长和Zn元素的积累;缺铁(Fe₀)显著抑制幼苗的根长、鲜重和Fe元素的积累,促进Mg、Zn元素的积累;高浓度铁(Fe₁₀、Fe₂₀)显著抑制羊草幼苗根叶生长、根毛发育和Ca、Zn、Mg、K元素的积累。(2)增加Zn²⁺和Ca²⁺、Mg²⁺、K⁺浓度无法恢复高铁胁迫对幼苗生长的抑制作用。(3)高浓度铁(Fe₂₀)处理羊草幼苗48 h后,根部过氧化物酶、超氧化物歧化酶、过氧化氢酶、抗坏血酸过氧化物酶、谷胱甘肽还原酶活性和丙二醛、抗坏血酸、还原型谷胱甘肽含量显著升高;烟酰胺合成酶基因、过氧化物酶基因表达量显著下调,植物类萌发素蛋白基因表达量显著上调。研究发现,羊草幼苗生长发育和矿质元素积累对环境中Zn²⁺浓度变化不敏感,却受到环境中高浓度Fe²⁺的显著抑制,并造成严重的氧化胁迫伤害,这种伤害无法在添加Zn²⁺或同时添加Ca²⁺、Mg²⁺、K⁺的条件下恢复。