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.     

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．     

川楝素对K+、Ca2+通道活动及细胞内Ca2+浓度的调控

川楝素是我国学者从驱蛔中药中分离、鉴定的一个三萜化合物，已证明具选择地影响神经递质释放，有效地对抗肉毒中毒，促进细胞分化、凋亡，抑制肿瘤增殖，抑制昆虫发育和取食，影响K⁺、Ca²⁺通道活动等多种生物效应. 综述了证明川楝素抑制多种K⁺通道，选择地易化L型Ca²⁺通道和进而升高胞内Ca⁺浓度的研究资料，并对川楝素产生这些生物效应的机制进行了讨论.     

介质Ca2+和La3+对酿酒酵母生长的影响

采用正交实验研究了外加Ｃａ^２＋和Ｌａ^３＋对酿酒酵母生长的影响。结果表明：外加Ｃａ^２＋和Ｌａ^３＋对酿酒酵母的生长均有显著的影响,都呈现出低浓度时正效应和高浓度时负效应,当Ｃａ^２＋浓度为１ｍｍｏｌ／Ｌ及Ｌａ^３＋浓度为１５μｍｏｌ／Ｌ时酿酒酵母生长最好。     

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.     

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。     

胞外Ca2+促进粟酒裂殖酵母细胞增殖作用的研究

研究了胞外Ca²⁺对粟酒裂殖酵母Schizosaccharomyces pombe)细胞增殖的影响。实验结果首次证明胞外Ca²⁺能明显促进粟酒裂殖酵母的增殖,其作用方式主要是缩短了粟酒裂殖酵母的生长延滞期。当起始的接种细胞密度升高至使粟酒裂殖酵母的生长延滞期消失时,外加Ca²⁺的作用也消失。EGTA可抑制粟酒裂殖酵母的细胞增殖,而外加Ca²⁺能够有效消除EGTA的抑制作用,进一步说明胞外Ca²⁺是粟酒裂殖酵母增殖所必需的。此外,外加EGTA除了可延长细胞增殖的延滞期外,还能显著降低指数期细胞分裂的速率以及达到稳定期时培养液中的细胞总数,提示缺Ca²⁺还影响粟酒裂殖酵母细胞的分裂。     

Ca2+和Sr2+诱导大肠埃希菌感受态细胞的形成及转化的影响

为研究金属离子诱导下感受态细胞形成的机理及揭示转化发生的机制,分别用Ca~(2+)和Sr~(2+)(0~140mmol/L)制备大肠埃希菌感受态细胞并转化。研究结果表明,不同浓度的Ca~(2+)和Sr~(2+)诱导的感受态细胞的效价不同,两种金属离子对大肠埃希菌细胞内外膜的通透性均有较大影响,但细胞内外膜的改变程度与转化率无直接关系;电镜结果显示,未处理的细胞呈簇聚集发生粘连现象,感受态细胞整体呈分散状态,局部发生聚集,而转化后的细胞独立存在,边缘异常清晰。     

脱硫废弃物对碱胁迫下油葵幼叶细胞钙分布及Ca2+-ATPase活性的影响

利用脱硫废弃物改良盐碱地对于确保国家粮食安全和生态安全,发展循环经济具有重要意义。为了探索脱硫废弃物提高植物抗盐碱机理,采用盆栽试验法, 研究了施入不同量脱硫废弃物和CaSO₄对碱胁迫下油葵叶片细胞钙分布、总钙含量以及质膜和液泡膜Ca²⁺-ATPase活性的影响。结果表明:在碱胁迫下(CK),Ca²⁺与焦锑酸钾结合成黑色颗粒成团零星分布于叶绿体和液泡中,叶绿体超微结构受到不同程度的破坏。施入脱硫废弃物和CaSO₄,叶绿体结构完整,细胞间隙、细胞壁和液泡中的钙颗粒逐渐增多,同时,质膜和液泡膜Ca²⁺-ATPase活性随脱硫废弃物和纯品硫酸钙施量的增加而增加,其中液泡膜Ca²⁺-ATPase活性无论是对照(CK)还是处理的活性均高于质膜Ca²⁺-ATPase活性。叶片细胞内总钙含量也随脱硫废弃物和CaSO₄施用量的增加呈升高趋势。说明脱硫废弃物和CaSO₄通过增加Ca²⁺-ATPase活性,有利于钙通过质膜和液泡膜进入细胞内,维持膜结构的稳定性,缓解碱对油葵的胁迫。     

钙离子通道蛋白的研究进展

钙离子是最广泛存在的细胞内信使,调控着几乎所有生命过程。最近的结构生物学研究解析了很多不同种类的钙离子通道在不同开放-关闭状态下的近原子分辨率结构。有关进展揭示了这些通道的分子组成、动态活动、生理功能、调控修饰的分子基础,为阐明钙信号转导和相关疾病的微观机制提供了理论基础.     

Ca2+-ATPase Pump Forms and an Endogenous Inhibitor in Bovine Brain Synaptosomes

Two forms of Ca²⁺-pump were identified in bovine brain synaptic membranes as aspartylphosphate intermediates and were characterized. The 140 kDa and 97 kDa phosphoproteins were digested by calpain, producing two phosphorylated fragments, of M.W. 124 and 80 kDa respectively, not inhibited by thapsigargin, and displayed a trypsin digestion pattern with the formation of one phosphorylatable fragment of about 80 kDa. These results suggest that both pumps belong to the Plasma Membrane-type of Ca²⁺ ATPases, differing from the Sarco- or Endoplasmic Reticulum kind. A plasma membrane Ca²⁺-ATPase proteinaceous inhibitor with molecular weight between 6,000 and 10,000 Da was resolved from synaptic terminal cytosol, where it is enriched by fourfold with respect to frontal cortex brain cytosol. Such enrichment is already evident in the correspondent crude fractions. The presence of calcium pump and its proteinaceous inhibitor inside the synaptic terminals from bovine brain is discussed in terms of free calcium level regulation in neuron synaptoplasm.     

Purification of the microsomal Ca2+-ATPase from rat liver

Summary The Ca²⁺-ATPase from rat liver microsomes has been solubilized in Triton X-100 and purified to homogeneity by ficollsucrose treatment, column chromatography with agarose-hexane adenosine 5-triphosphate Type 2, and high pressure liquid chromatography (HPLC). The purified enzyme obtained by this sequential procedure exhibited a 183-fold increase in specific activity. After ficoll-sucrose treatment, the activity of the Ca²⁺-ATPase was stable for at least two weeks when stored at –70°C. In SDS-polyacrylamide gels, several fractions from HPLC chromatography showed a single band at a position corresponding to a molecular weight of about 107 kDa. This value is consistent with the molecular weight of the phosphoenzyme intermediate of endoplasmic reticulum (ER) Ca²⁺-ATPase. Further characterization of the ER Ca²⁺-ATPase was performed by western immunoblots. Antiserum raised against the 100-kDa sarcoplasmic reticulum (SR) Ca²⁺-ATPase cross-reacted with the purified Ca²⁺-ATPase from rat liver ER membranes.     

钙的光释放技术及其在细胞研究中的应用

Ca²⁺的光释放技术通过光解作用使预先引入细胞内的光敏感性螯合剂对Ca²⁺的亲和性改变,从而实现对细胞内游离钙离子浓度的调控,有助于阐明Ca²⁺作为第二信使对电兴奋性、肌肉收缩、神经分泌等细胞功能的调制作用.     

GM3掺入肌质网膜及其对Ca2+-ATP酶的正向调节

用微量提取和高效薄板层析方法研究了外源性神经节苷脂GM3掺入兔肌质网膜的动力学过程.将掺入量分别相对于掺入浓度、时间和温度作图,显示掺入曲线均呈抛物线形式.当掺入体系中GM3浓度为8 μmol／L、掺入时间为90 min、掺入温度为35℃时,其掺入量达到最大值,约为掺入体系中GM3量的50%.上述结果表明外源性GM3对肌质网膜的作用不仅仅是一种简单的水相反应,而是一个依赖于掺入浓度、时间和温度,并具有一定的饱和度的掺入到肌质网膜脂双层中的动力学过程.进一步的实验表明外源性GM3的掺入能明显增加肌质网Ca^2＋-ATP酶的活力.这为从分子水平上研究糖脂对细胞内膜系统的结构与功能的调节作用提供了重要的基础.     

心肌细胞钙波随机性研究

钙波作为一种胞内的钙释放通道相互触发而产生的连锁反应广泛存在于多种细胞.在心肌中,由于与心律失常的发生有关,心肌细胞中的钙波近年来引起广泛关注.为了在微观上研究钙波的产生和传播过程,利用激光共聚焦钙成像技术对心肌细胞中的钙波进行了成像.实验和分析发现,钙波的起始是钙火花连续随机募集的过程,因此正常细胞中钙波发生概率很低.钙波传播过程中相邻位点开放的时间间隔接近正态分布,显示传播过程具有较大的随机性.且钙波速度越慢,位点间时间间隔的离散度越高.为了进一步研究这种随机性产生的内在机制,构建了一个数值模型对心肌细胞中的钙波进行模拟.研究证明,钙释放位点开放的随机性能够完整地解释实验中观察到的钙波传播的随机行为.实验分析和数值模拟相互印证,首次明确证明,钙波起始和传播过程的随机性,并揭示了该随机性与钙释放位点开放概率的关系.