大豆液泡膜H~+-ATPase泵质子活性的研究

研究了大豆液泡膜Ｈ＋－ＡＴＰａｓｅ泵质子特性。液泡膜Ｈ＋－ＡＴＰａｓｅ泵质子活性受ＮＥＭ、ＮＢＤ－Ｃｌ、ＤＣＣＤ和ＮＯ３－的抑制。泵质子活性由二价阳离子启动,其有效性依次为Ｆｅ２＋＞Ｍｇ２＋＞Ｍｎ２＋,它以ＡＴＰ为最适底物,ＡＤＰ为竞争性抑制剂;最适ｐＨ为７．０,最适温度为５０°Ｃ。     

小麦根液泡膜H~ -ATPase的解离和重组

ＫＩ诱导的小麦根液泡膜Ｈ＋－ＡＴＰａｓｅ解离对温度敏感,在４℃时比在２０℃时解离更迅速;该过程为Ｍｇ２＋和ＡＴＰ所加强。其它阴离子诱导酶活性丧失的有效性依次为：ＳＣＮ－＞Ｉ－＞ＮＯ３－＞Ｂｒ－＞Ａｃ－＞ＳＯ３２－＞ＳＯ４２－＞Ｃｌ－＞ＨＣＯ３－。ＳＤＳ－ＰＡＧＥ的结果显示酶活性的丧失伴随着Ｖｏ与Ｖ１的解离。通过透析去除解离剂,可部分恢复泵质子活性和ＡＴＰ水解活性,这表明Ｖｏ与Ｖ１进行重新组装。这种解离和重组的能力在体内Ｖ型Ｈ＋－ＡＴＰａｓｅ的调控和装配上可能有重要意义。     

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     

小麦根液泡膜H~+-ATPase的解离和重组

ＫＩ诱导小麦根液泡膜Ｈ－ＡＴＰａｓｅ解离地温度敏感,在４℃时比在２０℃时解离更迅速;该过程为Ｍｇ＾２＋和ＡＴＰ的加强。其它阴离子诱导酶活性丧失的有效性依次为“ＳＣＮ〉Ｉ〉ＮＯ３〉Ｂｒ〉Ａｃ〉ＳＯ３＾２－〉ＳＯ４＾２－〉Ｃｌ〉ＨＣＯ３。ＳＤＳ－ＰＡＧＥ的结果显示酶活性的丧失伴随着Ｖ。与Ｖ１的解离。通过透析去除解离剂可部分恢复泵质子活性和ＡＴＰ水解活性,这表明Ｖ０与Ｖ１进行重新组装。这种解离和重组的能     

胁迫反应中的液泡膜H^＋—ATPase

在简要阐述植物细胞液泡膜上V型H＋-ATPase的基本结构和一般特性的基础上,介绍在胁迫应答中,该酶通过改变分子结构,调节其功能及其在植物细胞信号转导中可能存在的调节机制,以及液泡膜V型H＋-ATPase在植物抗逆生理行为中的重要作用。     

盐胁迫对豌豆根液泡膜H^＋—ATPase活性及含量的影响

为了阐明液泡膜H^ -ATPase在盐胁迫下的作用和适应性调节机制,对豌豆（Pisum sativum L.）植株进行不同盐浓度和不同盐胁迫时间（1－3d）的处理后,分别测定液泡膜H^ -ATPase的H^ 转运活性、水解性和蛋白含量（A亚基）的变化。结果表明,100mmol/L和200mmol/L NaCl 处理1dH^ -ATPase的水解活性没有变化,而250mmol/L NaCl处理1d引起水解活性降低约25％。100mmol/L NaCl处理2d内水解活性没有变化,而第3天活性下降约20％。但是上述盐胁迫均能提高液泡膜H^ -ATPase的质子转运活性,说明盐胁迫后H^ -ATPase的水解活性和质子转运活性的变化不成比例,盐胁迫可能导致偶联比率的改变。Western blot研究发现,上述盐胁迫对液泡膜H^ -ATPase（A亚基）的含量基本无影响,仅100mmol/L NaCl处理3d后A亚基的量略有下降,这些结果证明,盐胁迫能刺激提高豌豆根液泡膜H^ -ATPase的H^ 泵效率,且泵效率的提高是源于偶联比率的改变,而不是由于ATP水解活性的提高和蛋白含量的增加。     

大豆液泡膜H~+-ATPase的纯化和重组

通过不连续蔗糖密度梯度离心得到的液泡膜微囊 ,先由胆酸钠和 OG分步破膜抽提、经阴离子交换柱 ( Q- Sepharose)层析分离 .纯化后的酶含 V型 H+ - ATPase的主要亚基 ,与大豆磷脂重组 ,获得了有较高泵活性的脂酶体 .脂酶体的质子泵活性受 Valinomycin激活 ,说明它是致电性的 ,受NO-3 ,DCCD以及特异性的 V型 ATPase抑制剂 Bafilomycin的抑制 .脂酶体的泵活性不受 F型和P型 ATPase抑制剂抑制 ,表明质子转运是由 V型 H+ - ATPase引起的 .     

跨膜Ca~(2+)梯差对大豆下胚轴质膜H~+-ATPase活力的影响

采用两相法得到高纯度封闭的大豆下胚轴质膜微囊,研究了跨膜Ｃａ２＋梯差对质膜Ｈ＋－ＡＴＰａｓｅ质子转运和ＡＴＰ水解活力的影响。结果表明,在１０００：０．１,１０００：０．５,１０００：１及１０００：１０（μｍｏｌ／Ｌ：μｍｏｌ／Ｌ）几种梯差下,随着跨膜钙梯差的减小,质膜Ｈ＋－ＡＴＰａｓｅ质子转运活力逐步降低。然而,上述几种梯差对Ｈ＋－ＡＴＰａｓｅ水解活力的影响却很小。进一步研究发现,１０００：０．１及１０００：１（μｍｏｌ／Ｌ：μｍｏｌ／Ｌ）两种梯差对Ｋｍ值没有影响,但Ｋ＋对Ｈ＋－ＡＴＰａｓｅ的激活作用在两种梯差下存在显著差别。ＭＣ５４０荧光、ＤＰＨ荧光偏振结果表明,跨膜钙梯差影响着膜脂的聚集状态和流动性。本文对跨膜Ｃａ２＋梯差对于大豆下胚轴质膜Ｈ＋－ＡＴＰａｓｅ水解与质子转运活力影响的可能机制进行了讨论。     

K^＋营养对NaCl胁迫下盐地碱蓬生长及叶片液泡膜V—H^＋—ATP和V—H^＋—PPase活性的影响

对溶液培养的盐地碱蓬（Suaeda salsa L.)幼苗进行不同浓度NaCl胁迫并改变培养液中K^ 浓度,以了解K^ 营养对NaCl胁迫下盐地碱蓬幼苗生长及叶片液泡膜V－H^ -ATPase、V－H^ -PPase活性的影响。提高培养液K^ 浓度可明显增加盐胁迫下碱蓬植株的鲜重、干重,促进盐地碱蓬叶片及根部组织K^ 积累。盐地碱蓬叶片液泡膜V－H^ -ATPase至少由A、B、C、D、E及c亚基组成,其表达量在缺K^ 处理（12μmol/L K^ )下随盐胁迫浓度的增加而减小,而在正常K^ （6mmol/L)培养下则随盐胁迫浓度的增加而增加;盐地碱蓬叶片液泡膜V－H^ -PPase分子量为72kD,在缺K^ 和正常K^ 供应情况下,V－H^ -PPase均有较高表达。V－H^ -ATPase及V－H^ -PPase活性变化与其亚基表达量变化基本成正相关。结果表明：K^ 对盐生植物碱蓬的耐盐性有重要作用,盐胁迫下,K^ 可能参与了V－H^ -ATPase和V－H^ -PPase活性调控。     

液泡膜H^＋—PPase及其对逆境胁迫的反应

概述了液泡膜Ｈ~＋-ＰＰａｓｅ的分子组成、生化性质、生理功能及该酶对逆境的响应。     

水稻幼苗寒害产生的生化机制研究

诱导性冷失活是Ｖ型ＡＴＰａｓｅ的一种共同特性。用荧光光谱技术以水稻液泡膜Ｈ＾＋－ＡＴＰａｓｅ为研究对象,深入探讨了水稻幼苗冷失活现象的机制。研究表明,能引起较大程度冷失活现象的物质,在往往先对膜脂有序性产生影响,通过对多种阳离子、阴离子、离子螯合剂导致冷失活能力和导致膜脂有序性变化能力间的比较,都能说明这一点,可以认为膜脂状态变化是冷失少机制发生的一个重要方面,也是植物早期寒害产生的原因之一。     

豌豆子叶线粒体发育过程中H~+-ATP酶的变化

关于线粒体的发育的研究,较多地以动物和酵母为对象,植物较少。而线粒体发育过程中 H~+-ATP 酶的 F_1-ATP 酶变化的研究,目前尚未见报道。本文以豌豆子叶为材料,就线粒体的发育,H~+-ATP 酶活性变化以及这种变化与 F_1-ATP 酶亚基组成的相关性进行了初步研究,其最终目的是探讨线粒体发育过程中内膜的发生及膜蛋白的组装问题。     

盐度对日本囊对虾仔虾生长发育和Na+-K+-ATPase活力的影响

研究了盐度对日本囊对虾仔虾(Marsupenaeus Japonicus)的生长发育和Na -K -ATPase活力的影响。结果表明,盐度对日本囊对虾仔虾存活率、增重率和Na -K -ATPase活力的影响显著(P<0.05)。随着向低盐度变化的增加,仔虾的存活率和增重率明显下降,而向高盐度变化无显著差异;在盐度变化48h内,随着盐度变化的增加仔虾Na -K -ATPase活力变化增大,各处理组仔虾Na -K -ATPase活力随着取样时间的增加呈峰值变化,至24h时低盐度处理组酶活力达到最大值,而高盐度处理组达到最小值:至48h~72h时,不同盐度下仔虾Na -K -ATPase活力趋于稳定,而且盐度越低酶活力越大。由此表明日本囊对虾仔虾在低盐度地下卤水中的适宜盐度为20‰—24‰。     

High-Pressure Effects on Vacuolar H+-ATPase from Etiolated Mung Bean Seedlings

A high-hydrostatic-pressure technique was employed to study the structure-function relationship of plant vacuolar H⁺-ATPase from etiolated mung bean seedlings (Vigna radiata L.). When isolated vacuolar H⁺-ATPase was subjected to hydrostatic pressure, the activity of ATP hydrolysis was markedly inhibited in a time-, protein concentration- and pressure-dependent manner. The pressure treatment decreased both V _max and K _m of solubilized vacuolar H⁺-ATPase, implying an increase in ATP binding affinity, but a decrease in the ATP hydrolysis activity. Physiological substrate, Mg²⁺-ATP, augmented the loss of enzymatic activity upon pressure treatment. However, ADP, AMP, and Pi exerted substantial protective effects against pressurization. Steady-state ATP hydrolysis was more sensitive to pressurization than single-site ATPase activity. The inactivation of solubilized vacuolar H⁺-ATPase by pressure may result from changes in protein–protein interaction. The conformational change of solubilized vacuolar H⁺-ATPase induced by hydrostatic pressure was further determined by spectroscopic techniques. The inhibition of vacuolar H⁺-ATPase under pressurization involved at least two steps. Taken together, our work indicates that subunit–subunit interaction is crucial for the integrity and the function of plant vacuolar H⁺-ATPase. It is also suggested that the assembly of the vacuolar H⁺-ATPase complex is probably not random, but follows a sequestered pathway.     

pH和温度对固氮酶还原基质的影响

确定了在pH 5.2到8.7和温度22°到45℃时钼铁蛋白和铁蛋白的稳定性。按logKm和logV分别对pH作图,得到下列参数。于30℃在酸性侧,乙炔络合常数PK_b(C_2H_2)=6.43—6.50,乙炔催化常数pK_b′(C_2H_2)=4.78,在碱性侧乙炔络合常数pK_a(C_2H_2)=7.42—7.55,乙炔催化常数pK_a′(C_2H_2)=7.88—8.29,氮络合常数pK_a(N_2)=7.75—7.9及氮催化常数pK_a′(N_2)=8.08—8.68。既然pK_a与pK_b或pK_a′与pK_b′二者间隔小于3.5个单位,又按V/Km及V′对pH作图,其结果为pKb(C_2H_2)=6.28pK_a(C_2H_2)=7.68和pK_b′(C_2H_2)=5.53和pK_a′(C_2H_2)=8.93。将不同温度下的pK_b或pK_a分别对各自温度的倒数作图,其热力学数据为由pH 5.7到7.3范围内,质子移变基团的解离热⊿H(ioh)=7742卡/克分子,相应的pK_b(C_2H_2)=6.16—6.36;由pH 7.3到8.4范围内⊿H_(ion)=6983卡/克分子,相应的pK_a=8.24—8.44。这些数据指出固氮酶钼铁蛋白络合乙炔的功能基团可能具有咪唑基·巯基和氨基相类似的结构,这种推测正在用化学修饰的方法加以验证。     

膜脂状态在Mg~2+对线粒体H~+-ATP酶影响中的作用

对猪心线粒体H-ATP酶体系中膜脂在Mg~(2 )的激活功能中起极重要的作用。通过DPH外源荧光探针和5-NSESR探针测膜脂表层Mg~(2 )作用影响的研究表明Mg~(2 )首先对膜脂作用,增加膜脂的有序性。TU颗粒和复合体的酶、色氨酸残基内源荧光偏振度测定的结果表明Mg~(2 )可进而影响内嵌蛋Fo,最终导致F_1上功能位点的构象和功能的变化。但膜脂的原始状态对Mg~(2 )起作用是重要的。     

稀土离子对CaM及Ca2+-Mg2+-ATPase活力及CD研究

研究了稀土离子（Ｌｎ３＋）对钙调蛋白（ＣａＭ）调控的Ｃａ２＋－Ｍｇ２＋－ＡＴＰａｓｅ的活力影响。结果表明,在ＣａＭ和Ｃａ２＋－Ｍｇ２＋－ＡＴＰａｓｅ的体系中,一些Ｌｎ３＋（Ｌａ３＋、Ｇｄ３＋）对由ＣａＭ调节的Ｃａ２＋－Ｍｇ２＋－ＡＴＰａｓｅ的活力影响呈现双相效应,即Ｌｎ３＋在低浓度时,能提高激活Ｃａ２＋－Ｍｇ２＋－ＡＴＰａｓｅ的水解活力;在高浓度时,则抑制ＣａＭ调节Ｃａ２＋－Ｍｇ２＋－ＡＴＰａｓｅ活力的能力;少数Ｌｎ３＋（Ｓｍ３＋）仅表现出抑制效应。在无ＣａＭ的Ｃａ２＋－Ｍｇ２＋－ＡＴＰａｓｅ体系中,高浓度的Ｌｎ３＋抑制Ｃａ２＋－Ｍｇ２＋－ＡＴＰａｓｅ的基础活力。结合圆二色（ＣＤ）谱信息对Ｌｎ３＋和ＣａＭ相互作用的分子机制进行了初步的探讨。     

乙醇能消除二环己基碳二亚胺对H~ -ATPase复合体的抑制效应

本文发现线粒体H~ -ATPase复合体先用0.5μg/ml的DCCD(二环己基碳二亚胺预保温处理,再经12.5%(V/V)乙醇进一步保温处理,则乙醇可完全消除DCCD引起的H~ -ATPase的抑制效应。若H~ -ATPase用DCCD和乙醇同时预保温处理,则DCCD同样消失其抑制作用。用相同浓度的甲醇代替乙醇,则仅可部分的消除DCCD的抑制作用。用相同浓度的DMSO(二甲基亚砜)代替乙醇,则不能消除DCCD的抑制作用。同样浓度的乙醇保温处理经预先用2μg/ml的寡霉素(Oligomycin)处理的H~ -ATPase,并不对寡霉素的抑制作用发生任何影响。表明此浓度的乙醇并未对H~ -ATPase产生解偶联效应。动力学研究表明乙醇对H~ -ATPase水解活力呈现非竞争抑制行为,推测乙醇可能导致H~ -ATPase中的F_1构象的改变,因而影响酶的活性。DPH标记的荧光偏振度,N-[1-P]M标记的荧光强度和内源荧光强度的测定结果显示,乙醇消除DCCD抑制作用的机理,是由于乙醇和DCCD所引起的构象间的相互作用的结果。     

乙醇对F_1-ATP酶和H~+-ATP酶的抑制与其核苷酸结合位点状态的关系

 本文利用动力学方法研究了乙醇对F_1-ATP酶和H~(+)-ATP酶复合体的抑制与其结合核苷酸位点状态的关系,结果表明天然情况下乙醇对F_1呈现反竞争性抑制类型,对H~(+)-ATP酶呈现非竞争性抑制类型,且乙醇对F_1和H~(+)-ATP酶的抑制与核苷酸结合位点的构象密切相关。游离状态下和膜结合状态下的F_1在部分结合的核苷酸被洗脱前后动力学行为的不同,反映了二种状态下的F_1具有不同的构象,且F_0和膜脂对F_1起着一定的调控作用。