钙、镁离子在活化HL-60细胞核酸内切酶中的作用不同

EGTA ,EDTA抑制游离HL- 6 0细胞核中核酸内切酶的活化 .EDTA对游离HL -6 0细胞核中核酸内切酶活性的抑制可被外加Ca ²⁺逆转 ,而EDTA对该酶活性的抑制却不能被外加Mg ²⁺逆转 .用CHELEX 1 0 0去除游离核孵育缓冲液中存在的Ca2 ²⁺,Mg ²⁺后 ,外界Ca2 ²⁺( 1～ 1 0mmol/L)单独可诱导游离HL -6 0细胞核中的核酸内切酶活化 ,且强度一致 ;而外加Mg ²⁺则不能诱导该酶活性 .只有在钙存在( 0 1～ 1 0mmol/L)的条件下 ,该酶活性才随Mg ²⁺浓度增高而增高 .这说明HL- 6 0细胞中核酸内切酶的活化必须有Ca ²⁺存在 ,在Ca ²⁺存在的条件下 ,其活性可被镁增强 ,Ca ²⁺和Mg ²⁺在核酸内切酶活化中的作用是不同的 .     

磷酸化和脱磷酸化对牛脑63kD环核苷酸磷酸二酯酶同工酶活性的调节

本文报道了CaM依赖性磷酸化和脱磷酸化对牛脑63kD PDE同工酶活性的调节作用。实验结果如下:(1)在存在Ca²⁺和CaM时,提纯的牛脑Ca²⁺/CaM-PK Ⅱ能催化牛脑63kD PDE同工酶磷酸化。最大磷酸参入量是1mol/mo1亚基;(2)在Ni²⁺和CaM存在时,提纯的牛脑钙调神经磷酸酶能催化磷酸化型63kDPDE同工酶脱磷酸化;(3)CaH²⁺对磷酸化型63kD PDE同工酶的半激活浓度(AC₅₀)高于非磷酸化型。     

三尖杉酯碱诱导的HL-60细胞凋亡的钙调节

三尖杉酯碱 (harringtonine ,HT)是一种对急性粒细胞白血病、急性单核细胞白血病有良好疗效的抗癌药物 ,可在很宽的剂量范围内迅速诱导HL -6 0细胞凋亡 .细胞外钙离子螯合剂EGTA不抑制抗癌药物HT、喜树碱 (campothecin ,CAM )诱导的-细胞凋亡 ;而细胞内Ca ²⁺螯合剂BAPTA AM却可抑制该过程 .与此相一致 ,HT和CAM也不能诱导胞内Ca ²⁺已排空的HL -6 0细胞凋亡 ,说明HT ,CAM诱导的HL- 6 0细胞凋亡依赖于胞内Ca ²⁺但是HT ,CAM诱导HL -6 0细胞凋亡过程中胞内自由Ca ²⁺浓度变化不大 .利用视频反差增强显微术 (videoenhance mentcontrastmicroscopy ,VEC)研究了单个HL- 6 0细胞凋亡过程中胞内Ca ²⁺分布的动态变化 ,结果表明HT诱导HL -6 0细胞凋亡过程存在胞内Ca ²⁺由胞质向核的位移 .     

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。     

钙调素的结构生物学研究进展

介绍了Apo-CaM、Ca²⁺-CaM以及CaM与其靶肽及拮抗剂复合体的空间结构.钙调素(calmodulin, CaM)作为细胞多功能的Ca²⁺受体,在细胞信号转导过程中发挥重要作用.近几年对它的空间结构有了较清楚的了解,使人们能够更明确地认识CaM的Ca²⁺激活及CaM与其靶酶的作用机制.     

Pb2+、Cd2+和Ce3+对猪胰α-淀粉酶活性的影响

分别研究了Pb²⁺、Cd²⁺和Ce³⁺对Ca(Ⅱ) α-淀粉酶活性影响及对其Ca²⁺的竞争作用.结果表明三种金属离子低浓度情况下（0.5～5 mmol/L）对α-淀粉酶具有激活现象,而较高浓度则抑制酶活力.Pb²⁺、Cd²⁺和Ce³⁺竞争置换α-淀粉酶中Ca²⁺能力的大小是：Pb²⁺＞Cd²⁺＞Ce³⁺,其抑制酶活作用大小：Pb²⁺＞Cd²⁺＞Ce³⁺.     

拟南芥保卫细胞微丝骨架的解聚可能参与了细胞外钙调素诱导的气孔关闭

细胞外钙调素(CaM)在植物的许多生理活动中都执行着重要功能, 但它对气孔运动的作用及其调控机制, 人们了解的很少. 以模式植物拟南芥为材料, 研究了细胞外CaM在保卫细胞壁上的存在及其对气孔运动的调控机制. 结果表明, 拟南芥保卫细胞壁中存在有分子量为17 kD的CaM, 并应用W7-琼脂糖和CaM抗血清初步证明了保卫细胞壁中存在的CaM可能具有促进气孔关闭和抑制气孔开放的作用. 在应用外源CaM诱导气孔关闭的实验中, 保卫细胞微丝骨架由长而呈辐射状分布的聚合态逐步解聚, 气孔开度也随着降低. 药理学实验结果表明, 保卫细胞微丝骨架的解聚能明显地促进外源CaM诱导的气孔关闭, 而微丝骨架的聚合则抑制这一过程. 研究结果还表明, 外源CaM能诱导保卫细胞[Ca²⁺]_cyt升高; 当使用Ca²⁺螯合剂EGTA时, 外源CaM诱导的[Ca²⁺]_cyt升高和气孔关闭运动均受到抑制. 为此推测细胞外CaM可能是通过诱导保卫细胞[Ca²⁺]_cyt升高, 导致微丝骨架的解聚, 进而促进气孔的关闭运动.     

巨大芽孢杆菌BP931胞外青霉素G酰化酶的产生条件

研究了巨大芽孢杆菌(Bacillus megaterium)BP 931胞外青霉素G酰化酶的产生条件。菌在由葡萄糖0.7％,氮源1号0.5％,酵母膏1.0％和苯乙酸0.8％组成的液体培养基(灭菌前pH9.0,灭菌后pH8.0)中,28℃振荡培养44h。以6-硝基-3-苯乙酰胺基苯甲酸为底物,培养滤液酶活力为9.0IU/ml。诱导物苯乙酸于培养6h后加入,酶活力可以提高到11.0IU/ml。Ca²⁺、Al³⁺、Sn³⁺、Mn²⁺和Fe²⁺离子降低酶的形成;Cu⁺和C0²⁺离子显著抑制菌生长,降低酶的形成;Zn²⁺,Cd²⁺和Hg²⁺离子完全抑制菌生长和酶形成。     

神经节苷脂GM3对J6－2细胞蛋白质磷酸化的影响

通过研究神经节苷脂GM₃对国人单核样白血病细胞系J6-2细胞蛋白质磷酸化的影响,在[γ- ³²P]ATP,GM₃,ATP,Mg²⁺与J6-2细胞液及颗粒两部分共同反应,10min(30℃)体系中,观察到GM₃对两部分蛋白质磷酸化的调节作用.GM₃(100μmol/L)促进颗粒部分分子量为180 000,87 000,78 000,67 000,43 000及31 000的蛋白质磷酸化,促进胞液部分分子量为87 000及56 000的蛋白质磷酸化,而且能抑制70 000及43 000蛋白质磷酸化.由于GM₃已被前人证实能对J6-2细胞起分化作用,其作用时间长达4-6d,很可能GM₃对蛋白质磷酸化作用的调节是GM₃促分化作用的早期信号.     

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.     

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。     

豚鼠精子质膜Ca2+ -ATPase活性与精子顶体反应关系的研究

用生化测定法首次证实豚鼠精子质膜Ca²⁺-ATPase活性在精子获能和顶体反应过程中显著下降.Ca²⁺-ATPase抑制剂利尿酸(ethacrynic acid)抑制质膜Ca²⁺-ATPase活性,但钙调素(50μg/mL)的拮抗剂三氟拉嗪(TFP,200～500μmol/L)对该酶活性没有影响,说明钙调素不直接参与精子依赖于ATP的Ca²⁺的主动泵出.但钙调素与精子的Ca²⁺内流有关,钙调素拮抗剂TFP显著促进精子顶体反应和精子对Ca²⁺的摄入.Ca²⁺-ATPase抑制剂栎皮酮(quercetin)、原钒酸钠(sodiumorthovandate)、利尿磺胺(furosemide)和利尿酸均显著促进豚鼠精子的顶体反应,但却抑制精子对Ca²⁺的摄入,这无法用它们对质膜Ca²⁺-ATPase活性的抑制作用解释.推测这可能是由于Ca²⁺-ATPase抑制剂在抑制质膜Ca²⁺-ATPase活性的同时也抑制了顶体外膜或线粒体外膜上的该酶的活性,导致Ca²⁺在细胞质内的积累,进而通过负反馈机制抑制Ca²⁺进一步内流所致.另外,Ca²⁺-ATPase抑制剂对糖酵解的抑制作用也可能是Ca²⁺在细胞质中积累和抑制精子Ca²⁺摄入的原因.     

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.     

钙离子通道A23187对血小板聚集和蛋白质磷酸化的影响

以 ³²P-Na₂HPO₄标记猪血小板,在阿斯匹林阻断花生四烯酸代谢,Apyrase去除分泌的ADP情况下,以A23187和PMA为血小板激动剂,staurosporine为PKC抑制剂,研究Ca²⁺和蛋白激酶C在血小板聚集中的作用.结果表明,a.A23187在1～20 μmol/L引起血小板聚集,相应地,明显地引起40 ku、20 ku蛋白质磷酸化,且存在剂量和时间效应关系.b.A23187和PMA在血小板聚集和蛋白质磷酸化上都存在着协同效应.c.1 μmol/L staurosporine可大部分抑制20 μmol/L A23187诱导的血小板聚集和20 ku、40 ku蛋白质磷酸化.结果提示,Ca²⁺激活血小板是建立在激活PKC的基础上,Ca²⁺通过激活PKC诱导血小板聚集,这是Ca²⁺激活血小板的主要途径.     

钙调蛋白拮抗剂对人胃癌细胞效应机理的研究——钙调蛋白与磷酸二酯酶活性测定分析

我们曾经证明钙调蛋白(Calmodulin,CaM)拮抗剂三氟拉嗪(Trifluoperazine,TFP)有抑制人胃癌细胞增殖和诱导细胞形态向正常分化的效应。本文用CaM活性测定箱方法测定了TFP处理的人胃癌MGC-803细胞胞质内的CaM活性。同时也测定了磷酸二酯酶(Phosphodiesterase.PDE)活性的变化。结果表明TFP选择性抑制胞质内依赖Ca²⁺/CaM的PDE活性。氨茶碱有抑制CaM活化PDE的作用。本文对TFP作用机理及在调控癌细胞增殖及分化中的意义进行讨论。     

钙调蛋白研究的新进展

最近对钙调蛋白(CaM)的研究,揭示了它的三维结构及其两个结构域的功能。肯定了CaM的Ⅲ、Ⅳ位是Ca²⁺结合的高亲和位,并据此提出了CaM活化靶酶的新模型。发现神经钙蛋白(CaN)为一种依赖CaM的磷酸酶和两种最强的CaM桔抗剂多肽Mastoparan和药物EBB。证明一些疾病同Ca²⁺、CaM有关。     

胞外ATP对AlCl3诱导的细胞死亡过程中胞内H2O2和Ca2+水平的影响及其生理机制分析

该实验以烟草悬浮细胞 BY 2 为材料,在烟草悬浮细胞中分别加入0.05、0.10、0.15、0.20 mmol·L^-1AlCl₃,以等体积去离子水处理的悬浮细胞液为对照,并依据前述实验结果选择0.15 mmol·L^-1 AlCl₃,分别添加5 mmol·L^-1 DMTU(H₂O₂ 抑制剂)、20 μmol·L^-1CaCl₂、15 μmol·L^-1 LaCl₃(Ca²⁺通道抑制剂)和50 μmol·L^-1 ATP设计多项处理,分析胞外ATP(eATP)对铝离子(Al³⁺)胁迫引起的植物细胞死亡及其胞内H₂O₂、Ca²⁺的影响,以揭示Al³⁺胁迫下植物调节细胞死亡的可能机制,进一步扩展对eATP功能的认知。结果显示：(1)随着 AlCl₃ 胁迫浓度的提高,细胞死亡水平和胞内H₂O₂水平上升,而胞内Ca²⁺和eATP水平则逐渐降低。(2)外援施加H₂O₂抑制剂 DMTU(二甲基硫脲)和Ca²⁺能够有效缓解AlCl₃诱导的细胞死亡水平的上升;而Ca²⁺通道抑制剂LaCl₃(三氯化镧)则加剧了AlCl₃胁迫下的细胞死亡。(3)在AlCl₃胁迫下对细胞添加外源ATP,能够缓解AlCl₃胁迫下胞内H₂O₂水平上升和Ca²⁺水平下降的同时,并显著降低AlCl₃胁迫导致的细胞死亡。研究表明, Al³⁺以剂量依赖的模式提升细胞死亡和细胞内H₂O₂的水平并降低胞内Ca²⁺和eATP水平,AlCl₃诱导的细胞死亡受到H₂O₂和Ca²⁺水平变化的调节,eATP可以通过调节H₂O₂与Ca²⁺水平缓解AlCl₃诱导的细胞死亡。推测Al³⁺胁迫可能通过抑制钙离子通道而破坏了细胞内H₂O₂和Ca²⁺之间的协同关系,外源ATP对Al³⁺诱导H₂O₂上升的缓解作用可能是由于其提升了细胞的抗氧化能力。     

Ca2+循环的变化是心肌线粒体受损伤的敏感指标

在氧自由基的作用下,心肌线粒体Ca²⁺循环、膜脂的物理状态、氧化磷酸化效率(ADP/O)、呼吸控制率(RCR)值及跨膜电位差都发生了明显的变化.如果将体系中氧自由基的强度减弱到一定程度,心肌线粒体膜脂物理状态与能量转换功能的改变已不显著,但其Ca²⁺循环的变化仍很明显.此外,在解偶联或呼吸抑制条件下,心肌线粒体Ca²⁺转运功能仍未完全消失;此时,Ca²⁺循环的幅值约为对照的60％～70％,表明线粒体 Ca²⁺转运并非完全依赖于其呼吸链的功能,而可能与非H~+梯度所形成的膜电位差有关.氧自由基对这部分Ca²⁺转运仍有明显影响的结果提示,后者可能是线粒体结构与功能损伤更为敏感的指标.     

压力超负荷性心肌肥厚大鼠心肌细胞核钙转运的改变

通过腹主动脉缩窄(abdominalaorticcoarctation ,AAC)心肌肥厚大鼠模型制备、差速离心提纯心肌细胞核、酶学方法测定Ca2 +-ATPase活性、45Ca2 +同位素法测定核钙摄取和荧光分光光度计测定细胞核内自由钙浓度 ,初步揭示压力超负荷心肌肥厚大鼠心肌细胞核钙转导异常的环节。结果发现 :心肌细胞核上存在具有[Ca2 +]和ATP依赖性的高亲和力Ca2 +-ATPase ,以[Ca2 +]依赖的方式摄取45Ca2 +,并呈先升高后降低趋势。AAC术后4周大鼠心肌显著肥厚 ,伴有明显的血流动力学异常 ,与对照组比较 ,AAC大鼠心肌细胞核Ca2 +-ATPase活性减少51.93 %(p<0.001) ,但核45Ca2 +摄入量(核外[Ca2 +]浓度为800 -1600nmol/L时)和核内[Ca2 +](核外[Ca2 +]浓度为0 -1000nmol/L时)均明显增加(p<0.05) ;正常组离体心肌细胞核Ca2 +摄取受PKA刺激(p<0.05) ,而被PKC抑制剂和CaM抑制剂显著抑制(p<0.05) ,AAC大鼠心肌细胞核Ca2 +摄取仅受CaM抑制剂抑制(p<0.01) ,而PKA和PKC抑制剂对其无明显影响(p>0.05)。结论为心肌肥厚时 ,心肌细胞核Ca2 +转运系统及其磷酸化调节可能发生改变。     

拟南芥根皮层细胞质膜内向K+通道电生理特性分析

利用膜片钳技术对模式植物拟南芥根皮层细胞原生质体的内向跨膜钾电流进行了全细胞记录 ,并对内向K⁺通道的特性进行了分析 .结果表明 ,拟南芥根细胞质膜上的内向K⁺通道由超极化膜电位所激活 ;该通道具有较高的K^+/Na⁺选择性 ,可被TEA⁺和Ba^{2 +}等K+通道阻断剂所抑制 ,而且对胞内自由Ca^{2 +}浓度变化不敏感 .这为进一步利用模式植物拟南芥进行植物K⁺吸收机制以及植物抗盐机制的研究奠定了基础 .