内源无机磷酸盐对叶绿体Mg^2＋—ATP酶功能的调节

用ＳＴＮ提取的菠菜叶片叶绿体再用ＳＴＮ洗涤后,它的内源无机磷酸盐含量急剧减少,其Ｍｇ＾２＋－ＡＴＰ酶水解ＡＴＰ的能力明显下降。进一步研究表明：叶绿体的内源无机磷酸盐含量减少会使反映叶绿体类囊体膜内外△ＰＨ变化的９－氨基吖啶的荧光猝灭减少,并加速光激活态ＡＴＰ酶的暗失活。     

二硫苏糖醇对叶绿体H~＋－ATP酶复合体CF_0的修饰

ＤＴＴ（二流苏糖醇）可解除ＴＰＴ（氯化三苯锡）对叶绿体光合磷酸化的抑制、减弱ＴＰＴ对类囊体跨膜△ｐＨ的抑制和对类囊体腔内质子外流的促进。由于ＴＰＴ较专一作用于ＣＦ０,推测ＣＦ０受ＤＴＴ修饰。这从ＤＴＴ可消除ＴＰＴ对去除ＣＦ１的类囊体残缺膜△ｐＨ的重建和对残缺膜光下收缩的促进得到进一步的证明。ＤＴＴ的作用是还原二硫键成为游离的巯基,因而ＣＦ０可能含有二硫键。从光下ＤＴＴ或暗中ＤＴＴ处理残缺膜对ＴＰＴ作用的影响,可以看到ＤＴＴ对ＣＦ０的修饰是需光的,类囊体膜在光下发生的构象变化,使ＣＦ０的二硫键暴露而被ＤＴＴ修饰。ＣＦ０的二硫键较ＣＦ１γ的二硫键更快、更敏感地被ＤＴＴ所修饰。     

Mg~（2＋）对线粒体H~＋－ATP酶的阿霉素敏感性的拮抗效应──H~＋－AT

用生物膜的拆离与重建技术,研究了Ｍｇ２＋对阿霉素（Ａｄｒｉａｍｙｃｉｎ,ＡＤＭ）抑制猪心线粒体Ｈ＋－ＡＴＰ酶及其重建脂酶体（Ｌ·Ｈ＋－ＡＴＰ酶）活性的影响。用胆酸盐透析方法将Ｈ＋－ＡＴＰ酶在大豆磷脂脂质体上重建。实验结果表明,重建Ｈ＋－ＡＴＰ酶的ＡＤＭ的敏感性较仅纯化而未重建者明显增加,这提示ＡＤＭ的抑制作用依赖于磷脂。但是,在有Ｍｇ２＋（１ｍｍｏｌ／Ｌ）条件下重建的Ｈ＋－ＡＴＰ酶对ＡＤＭ的敏感性较无Ｍｇ２＋者却又显著降低,这提示Ｍｇ２＋对ＡＤＭ抑制线粒体Ｈ＋－ＡＴＰ酶的作用具有拮抗效应。Ｍｇ２＋的这种拮抗效应是与其在透析重建Ｈ＋－ＡＴＰ酶过程中诱导脂酶体的磷脂的物理状态的改变相关的。所得实验结果对于阐明ＡＤＭ抑制线粒体Ｈ＋－ＡＴＰ酶的作用机理与磷脂的相关性提供了较直接的实验证据。     

Mg~（2＋）促进线粒体H~＋－ATP酶的重建机理──H~＋－ATP酶复合体亚基水平的研究

用专一性标记蛋白质巯基（－ＳＨ）的荧光探剂ａｃｒｙｌｏｄａｎ测定含Ｍｇ２＋的Ｆ０－ＡＴＰ酶或Ｆ０－ＯＳＣＰ－Ｆ１－ＡＴＰ酶的脂酶体的构象与无Ｍｇ２＋者明显不同,前者的蛋白质的－ＳＨ基团处于疏水性更强的微环境中;在有Ｍｇ２＋和ＯＳＣＰ同时存在下重建的Ｆ０－Ｆ１－ＡＴＰ酶脂酶体较无ＯＳＣＰ者表现更高的水解活力或膜电位,表明ＯＳＣＰ增强Ｍｇ２＋的促进作用,这进一步提示Ｍｇ２＋通过改变膜脂的物理状态促进线粒体Ｈ＋－ＡＴＰ酶重建的间接作用。这些实验结果,从线粒体Ｈ＋－ＡＴＰ酶复合体的亚基水平的相关性上,对于我们提出的Ｍｇ２＋通过改变膜脂的物理状态使之具有合适的流动性,诱导嵌入脂双层的Ｈ＋－ＡＴＰ酶复合体的Ｆ０的构象发生变化并传递至复合体的催化中心Ｆ１,从而使重建Ｆ１－Ｆ０－ＡＴＰ酶具有较适合的蛋白构象,表现较高的重建酶活性的假设提供了直接的实验证据,精确地阐明了Ｍｇ２＋促进线粒体Ｆ０－Ｆ１－ＡＴＰ酶重建作用的分子机理。     

高等植物叶绿体ATP合酶ε亚基的结构与功能

ε亚基是叶绿体ATP合酶最小的一个亚基,有阻塞ATP合酶的质子通道和抑制其水解ATP活力的两种功能。用定点突变和缺失等分子生物学方法对ε亚基的结构功能进行了研究,结果表明：ε亚基42位上的苏氨酸(Thr42)对维持其结构和功能都很重要。与大肠杆菌ATP合酶相比,叶绿体ATP合酶ε亚基C端和N端的氨基酸残基缺失对其结构功能的影响更为敏感。     

鸭肫平滑肌肌球蛋白经α－糜蛋白酶轻微酶解及其Mg~（2＋）－ATP酶性质的改变

用α－糜蛋白酶对鸭肫平滑肌肌球蛋白进行有限酶解,使肌球蛋白重链的电泳双带变成单带。酶解后肌球蛋白与正常肌球蛋白相比,肌动蛋白激活的磷酸化肌球蛋白的Ｍｇ２＋－ＡＴＰ酶活力在低Ｍｇ２＋离子浓度时反而较高。从酶解后肌球蛋白溶液中只分离到１个４．２ｋｄ的小肽段。氨基酸组成测定及荧光胺末端标记实验提示,该小肽段酶切自平滑肌肌球蛋白重链ＳＭ１的Ｃ末端。     

玉米素对叶绿体耦联因子Mg~（2＋）－ATPase活力的调节

用２μｇ／ｍｌ玉米素溶液预处理叶绿体或在光活化前于活化液中加入２μｇ／ｍｌ玉米素溶液,观察到玉米素能促进叶绿体膜上耦联因子ＤＴＴ光活化Ｍｇ２＋－ＡＴＰａｓｅ及Ｍｇ２＋ＧＴＰａｓｅ的活力．且对ＧＴＰａｓｅ的促进比例常较ＡＴＰａｓｅ的大些。王米素对ＯＧ活化可溶性ＣＦ１Ｍｇ２＋－ＡＴＰａｓｅ活力同样表现出促进作用。用玉米素预处理ＣＦ１－β亚基（含微量ＣＦ１－α亚基）也观察到它能促进ＣＦ１－β亚基催化的Ｍｇ２＋－ＡＴＰａｓｅ活力。这些结果表明,玉米素在ＣＦ１上的作用部位至少有一个在β亚基或α．β亚基交界处调节其催化功能的。     

玉米素对叶绿体耦联因子Mg^2＋—ATPase活力的调节

用２μｇ／ｍｌ玉米素溶液预处理叶绿体或在光活化前于活化液中加入２μｇ／ｍｌ玉米素溶液,观察到玉米素能促进叶绿体膜上耦联因子ＤＴＴ光活化Ｍｇ＾２＋－ＡＴＰａｓｅ及Ｍｇ＾２＋－ＧＴＰａｓｅ的活力,且对ＧＴＰａｓｅ的促进比例常较ＡＴＰａｓｅ的大些。玉米素对ＯＧ活化可溶性ＣＦ１Ｍｇ＾２＋－ＡＴＰａｓｅ活力同样表现出促进作用。用玉米素预处理ＣＦ１－β亚基（含微量ＣＦ１－α亚基）也观察到它促进ＣＦ１－β亚基催     

高血压大鼠红细胞膜Ca~（2＋），Mg~（2＋）─ATP酶对Ca~（2＋）反应的变化及Mg~（2＋）的作用

本实验观察了正常及高血压大鼠红细胞膜Ｃａ２＋,Ｍｇ２＋－ＡＴＰ酶对不同浓度Ｃａ２＋及Ｍｇ２＋的反应。结果表明：（１）在自发性高血压大鼠（ＳＨＲ）,此酶最适反应的Ｃａ２＋浓度为１０－６ｍｏｌ／Ｌ;ＷＫＹ大鼠为１０－４ｍｏｌ／Ｌ;两肾一环型肾性高血压大鼠（ＲＨＲ）为１０－７ｍｏｌ／Ｌ,Ｗｉｓｔａｒ大鼠为１０－４ｍｏｌ／Ｌ,Ｃａ２＋高于以上各相应浓度时该酶活性受到抑制;（２）作为该酶激动剂的Ｍｇ２＋有其最适激活浓度,在ＷＫＹ大鼠、ＲＨＲ及Ｗｉｓｔａｒ大鼠均为４．５ｍｏｌ／Ｌ;（３）高浓度Ｍｇ２＋（３６．０ｍｏｌ／Ｌ）可以逆转高浓度Ｃａ２＋对该酶的抑制作用。以上结果表明,底物Ｃａ２＋浓度的变化对Ｃａ２＋,Ｍｇ２＋－ＡＴＰ酶的催化活性影响极大,该酶活性的促发及维持必须有适宜浓度的Ｍｇ２＋。高血压时此酶对Ｃａ２＋的敏感性增高,且Ｍｇ２＋对酶保护作用更为明显。本结果提示,胞内高浓度Ｃａ２＋不仅是高血压发生的原因之一,并可能与其发展及恶化有关。     

慢性缺氧对大鼠左右心室功能、心肌肌原纤维Ca~（2＋），Mg~（2＋）－ATP

模拟５０００ｍ中度缺氧时,大鼠右室功能显著加强,而左室功能加强不显著;左右心室肌原纤维Ｃａ２＋,Ｍｇ２＋－ＡＴＰ酶活性下降,肌球蛋白同功酶Ｖ２和Ｖ３百分含量增加,Ｖ１百分含量减少。８０００ｍ重度缺氧时,右室功能减弱,但无统计学意义,左室功能减弱有显著性;ＡＴＰ酶活性和同功酶的变化超过５０００ｍ组。此外,右室ＡＴＰ酶活性与ＰＡＰ呈反比且有显著性,左室ＡＴＰ酶活性与ＣＡＳＰ虽也呈反比但无显著性;右室同功酶Ｖ３百分含量与ＰＡＰ呈正比,左室同功酶Ｖ３百分含量与ＣＡＳＰ不呈比例。上述结果表明,因短期突发严重缺氧引起的心肌供氧不足对左心室心肌的直接损伤作用大于右心室心肌。     

缺氧心肌收缩蛋白Ca~（2＋），Mg~（2＋）－ATP酶活性研究

将大鼠置于模拟海拔８ｋｍ高度的低压舱内缺氧１周及缺氧后空气中常氧恢复１周和２周,观察了左右心室功能、心肌肥厚、心肌收缩蛋白含量及其Ｃａ￣（２＋）,Ｍｇ￣（２＋）－ＡＴＰ酶活性的动态变化。结果表明,８ｋｍ缺氧１周后肺动脉压及右心室收缩压明显升高,左右心室±ｄｐ／ｄｔｍａｘ及收缩指数明显降低。左右心室肌明显肥厚,心肌收缩蛋白Ｃａ￣（２＋）,Ｍｇ￣（２＋）－ＡＴＰ酶活性明显减低。缺氧后常氧恢复１和２周后,左右心室功能逐渐恢复达到或接近正常水平,心肌肥厚逐渐减轻或恢复正常,心肌收缩蛋白Ｃａ￣（２＋）,Ｍｇ￣（２＋）－ＡＴＰ酶活性也逐渐升高。因此说明：心肌收缩蛋白Ｃａ￣（２＋）,Ｍｇ￣（２＋）－ＡＴＰ酶活性的改变是心功能变化的重要生化基础之一,它的减低是缺氧心肌对环境的代偿适应。     

亲和层析纯化肌质网Ca~（2＋）－ATP酶

建立了一种亲和层析纯化肌质网Ｃａ￣（２＋）－ＡＴＰ酶的方法．用非离子型去污剂Ｃ＿（１２）Ｅ＿８溶解肌质网,再通过反应红－１２０琼脂糖亲和层析柱使肌质网Ｃａ￣（２＋）－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．     

叶绿体ATP合成酶的结构,功能及调节的研究进展

综述植物叶绿体H －ATPase的结构、功能和调节方面的研究进展，并提出了存在的一些主要问题。     

NaN_3对叶绿体Mg~（2＋）－ATPase的抑制作用再探

ＮａＮ３能抑制新鲜菠菜叶片叶绿体经ＤＴＴ和光激活的Ｍｇ２＋－ＡＴＰａｓｅ活力。这种抑制属非竞争性抑制。ＮａＮ３还能降低新鲜菠菜叶片叶绿体的反映光合磷酸化高能态的毫秒延迟发光和减少反映类爱体膜质子吸收变化的叶绿体的９－氨基吖啶的荧光猝灭。菠菜叶片经低温贮存几天后其叶绿体的超微结构发生变化,ＮａＮ３对叶绿体的上述影响就消失或基本消失。本实验指出ＮａＮ３是新鲜叶片叶绿体Ｈ＋－ＡＴＰａｓｅ的一个强有力的抑制剂。其影响受叶绿体制剂的内源无机磷酸盐含量调节。     

神经节苷脂GM_3对肌质网Ca~（2＋）－ATP酶活力的调节

研究了神经节苷脂ＧＭ_３参入肌质网膜后Ｃａ~（２＋）－ＡＴＰ酶活力的变化,结果表明：ＧＭ_３参入肌质网膜后,对肌质网Ｃａ~（２＋）ＡＴＰ酶活性（ＡＴＰ水解活力与转运活力）有明显的激活作用．当参入的ＧＭ_３浓度为８μｍｏｌ／Ｌ、参入时间为１２０ｍｉｎ、温度为３０℃时,对Ｃａ~（２＋）－ＡＴＰ酶的激活作用最大．     

稀土对肌质网Ca~（2＋）－ATP酶活性的影响

研究了镧、轧、镱及四种配合物对Ｃａ~（２＋）－ＡＴＰ酶活性的影响．结果表明,低浓度的Ｌａ~（３＋）,Ｇｄ~（３＋）和Ｙｂ~（３＋）对肌质网Ｃａ~（２＋）－ＡＴＰ酶有激活作用;随着其浓度的增加,它们对酶活性的抑制程度增大;而Ｌａ~（３＋）,Ｇｄ~（３＋）和Ｙｂ~（３＋）对纯化的Ｃａ２~（＋）－ＡＴＰ酶则只有抑制作用;Ｇｄ─Ｎ─乙酰─缬氨酸和Ｙｂ─丙氨酰代丙氨酸配合物对肌质网膜和纯化的Ｃａ~（２＋）－ＡＴＰ酶活性的影响与Ｇｄ~（３＋）及Ｙｂ~（３＋）类似,但其激活程度和抑制程度比Ｇｄ~（３＋）及Ｙｂ~（３＋）小;Ｇｄ─ＤＴＰＡ和Ｙｂ－ＤＴＰＡ对Ｃａ２~（＋）－ＡＴＰ酶活性基本无影响。     

高等植物叶绿体ATP合酶ε亚基的结构与功能

ε亚基是叶绿体ATP合酶最小的一个亚基,有阻塞ATP合酶的质子通道和抑制其水解ATP活力的两种功能.用定点突变和缺失等分子生物学方法对ε亚基的结构功能进行了研究,结果表明:ε亚基42位上的苏氨酸(Thr42)对维持其结构和功能都很重要.与大肠杆菌ATP合酶相比,叶绿体ATP合酶ε亚基C端和N端的氨基酸残基缺失对其结构功能的影响更为敏感.