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.     

骨骼肌内质网Ca2+泵转运Ca2+的结构基础

Ca²⁺泵(Ca²⁺-ATPase)是调节细胞内Ca²⁺浓度的重要蛋白质之一. Ca²⁺泵在转运Ca²⁺的过程中经历一系列构象变化. 其中,E1状态为外向的Ca²⁺高亲和状态,E2状态则为内向的Ca²⁺低亲和状态. 目前,骨骼肌内质网Ca²⁺泵转运Ca²⁺过程中的几个中间状态,包括E1-2Ca²⁺,E1-ATP,E1-P-ADP,E2-Pi和E2状态的三维晶体结构已经解析. 介绍这几种状态的晶体结构,并分析Ca²⁺泵在执行功能过程中结构与功能的关系.     

Ca2+与植物抗旱性的关系

干旱是制约植物生长发育的主要逆境因素,并抑制根系对钙的吸收。近年来研究表明,外源钙能提高植株的抗旱性,抑制干旱胁迫下活性氧物质的生成,保护细胞质膜的结构,维持正常的光合作用,以及调节激素和一些重要的生化物质代谢;此外,细胞内Ca2+可作为第二信使传递干旱信号,调节干旱胁迫导致的生理反应。     

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。     

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.     

Ca2+激活Cl-通道功能及分子基础研究进展

自从1983年Barish在爪蟾卵母细胞中发现钙激活的Cl–通道以来,此种类型Cl–通道一直在被广泛的研究,其在不同组织中的重要作用也被不断报道。但是,钙激活氯电流的分子机制一直未被阐明。直到2008年,由三个实验室分别发现了构成钙激活Cl–通道的分子基础为跨膜蛋白16A(transmembrane protein 16A,TMEM16A),这一发现使得人为通过基因手段调控钙激活Cl–通道的功能与表达成为可能。该文综述了钙激活Cl–通道在不同组织中的作用、TMEM16A的电生理和药理学特性以及TMEM16A在心肌肥厚和心衰中的可能作用,以及以Cl–通道作为药物作用靶点的研究进展。     

酿酒酵母细胞增殖对Ca2+需求的新证据*

本文研究了酿酒酵母细胞增殖对Ca²⁺需求的证据。结果表明:SD-Ca培养基中外加1mmol/L的Ca²⁺明显促进酿酒酵母细胞增殖,外源Ca²⁺浓度在0~20mmol/L范围内变动时,随Ca²⁺浓度增加,细胞生长到达稳定期的终浓度也越大;5、10mmol/L的EGTA可明显延缓细胞生长的延滞期,但是最终不能抑制细胞增殖;酿酒酵母在SD-Ca培养基中继代培养4次,随增殖代数增加,细胞总钙含量没有明显变化,说明酵母能够在低钙介质中生长可能是因为具有捕捉和富集钙的功能;以Fluo-3作为胞质Ca²⁺指示剂,通过激光扫描共聚焦显微镜观察,发现随胞外Ca²⁺浓度增加,胞质中游离Ca²⁺浓度也相应增加。这些证据都揭示了Ca²⁺在酿酒酵母细胞增殖过程中是必需的。     

ABA与Ca2+/CaM信使系统关系

介绍了胞间信号ABA在信号传递过程中对胞内钙信号的影响及其两者的关系.     

酸雨作用下的森林冠层盐基离子(Ca2+,Mg2+,K+)淋洗

在韶山针阔叶混交林中设立了10个30 m×30 m的样方,对1年中各个季节的森林截留沉降、降雨后树冠层总滤出量、盐基离子滤出量以及树冠层对H+和NH4+的摄入量进行了分析和估算.韶山森林湿沉降成分中以Ca2+为主,Mg2+,K+含量较低.树冠层盐基离子总滤出量中Ca2+最高,达到155.34 mmo1 m-2a-1,Mg2+最低,为30.74mmol m-2a-1,K+居中,为84.13 mmol m-2a-1.Ca2+的大量滤出表明它是树冠层缓冲降水酸度的主要介质,同时也表明酸雨对韶山森林的潜在危害,其在总滤出量中的比重的季节变化是夏(58.4%)＞春(54.1%)＞冬(51.4%)＞秋(32.5%).盐基离子的滤出量以冬→春→夏→秋依次递减,但是树冠层季节摄入NH4的量在30-100mmo1 m-2而对H+的摄入量则在30-180 mmol m-2.     

NaHCO3胁迫下3种灌木Na+、K+、Ca2+的吸收及转运

通过盆栽试验,采用原子吸收分光光度法和非损伤微测技术,研究了NaHCO₃胁迫(300 mmol·L^-1)对大洋洲滨藜、四翅滨藜和宁夏枸杞3种灌木离子吸收及运转的影响.结果表明: 随着NaHCO₃浓度升高,两种滨藜和宁夏枸杞叶片中Na⁺含量升高,300 mmol·L^-1NaHCO₃胁迫下,宁夏枸杞叶肉细胞Na⁺的外排增加,两种滨藜净Na⁺外排降低;随着胁迫时间的延长,大洋洲滨藜和宁夏枸杞叶片的K⁺含量下降,Na⁺/K⁺升高,四翅滨藜叶片K⁺含量升高,Na⁺/K⁺降低;随着浓度的升高,宁夏枸杞叶片积累Ca²⁺减少,Na⁺/Ca²⁺高于对照,叶肉细胞Ca²⁺外排;两种滨藜叶Ca²⁺含量总体呈升高趋势,叶肉细胞Ca²⁺表现为内流.在NaHCO₃胁迫下,3种灌木通过不同的策略来消除Na⁺毒害.宁夏枸杞叶片Na⁺的积累抑制了对Ca²⁺的吸收;两种滨藜Ca²⁺的内流促使细胞质中游离Ca²⁺增加,增加的细胞质\[Ca²⁺\]cyt防治质膜H⁺ ATPase去极化,限制K⁺的外排,从而维持细胞内Na⁺/K⁺的平衡,其中四翅滨藜调控Na⁺/K⁺平衡的能力较强.     

Na+、K+、Mg2+、Ca2+和葡萄糖溶液作为授精-激活介质对中华鲟精子受精率的影响

以不同浓度的NaCl、KCl、MgCl2、CaCl2溶液和葡萄糖溶液作为授精介质,研究了中华鲟(Acipenser sinensis)的受精效果.结果显示,适量的阳离子和葡萄糖作为激活授精介质时中华鲟卵受精率都有所提高.在实验设置浓度范围内25 mmol/L NaCI溶液、0.1 mmol/L KCl溶液、1 mmol/L MgCl2溶液、1 mmol/LCaCh溶液和50 mmol/L葡萄糖溶液浓度下,受精率分别可达到最高值,依次为87.72%、86.82%、82.24%、89.76%、80.92%.随着实验浓度继续增加,受精率反而呈下降趋势.结果显示,作为人工配制的中华鲟精子授精一激活介质,最适NaCI溶液浓度在25 mmol/L附近,最适葡萄糖溶液浓度在25 mmol/L附近,最适KCI溶液浓度≤0.1 mmol/L,最适MgCl2溶液浓度≤1 mol/L,最适CaCh溶液浓度≤1 mmol/L.     

Ca2+在粟酒裂殖酵母细胞周期时相中的作用*

以粟酒裂殖酵母(Schizosaccharomyces pombe)为研究材料,研究了Ca²⁺在细胞周期时相中的作用。当外源Ca²⁺浓度在0.5-20 mmol/L范围内,随Ca²⁺浓度增加,细胞增殖速度加快,延滞期逐渐缩短。但SD-Ca（CaCl₂省略）并不能终止Sch. Pombe的细胞周期。采用缺氮对群体细胞进行同步化,并以EGTA 螯合培养介质中低浓度的Ca²⁺,Sch. Pombe 细胞增殖被完全抑制,细胞流式法测定结果表明：细胞周期被终止在G1期。分析认为Ca²⁺ 对Sch. Pombe 细胞增殖是必不可少的,外源Ca²⁺在G1期向S期转化过程中起着关键性的作用。     

黄瓜种子萌发过程中Ca2+分布的变化

采用细胞化学方法,研究了黄瓜种子中贮藏Ca2+的分布特点及其在萌发过程中的变化动态.干种子的子叶细胞中贮藏有大量的蛋白体、油脂体,Ca2+沉淀颗粒大量分布于胞质、胞间隙以及细胞质膜上.大多数蛋白体中有1至数个圆球形或椭圆体形含Ca2+的球状晶体.相比之下,胚芽和胚根细胞中Ca2+较少.种子萌发早期,子叶中的贮藏钙及晶体溶解释放出的Ca2+部分转运到生长发育中的胚芽和胚根中.随着萌发的继续,胚根和胚芽细胞中的Ca2+不会持续增多,反而下降.     

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。     

动态IP3－Ca2+振荡模型的数值分析

通过改进J.W.Shuai和P.Jung钙振荡模型,得到与IP3浓度相关的动态IP3-Ca^2＋振荡模型.利用改进模型,数值分析依赖性参数λ和钙通道数目N对Ca^2＋振荡的影响,得到Ca^2＋振荡关于参数λ的分叉图、Ca^2＋振荡与IP3振荡的一致性、钙通道数目N对Ca^2＋振荡的影响等.这些模型结果显示了Ca^2＋振荡的特性.