CaMBP—10介导的质膜H^＋—ATP酶磷酸化对该酶活性的调节

ＣａＭＢＰ－１０在活体处理条件下,抑制ＩＡＡ诱导的质膜Ｈ＾＋－ＡＴＰ酶活性及其磷酸化,抑制作用可被ＩＡＡ逆转并在外加ＣａＭ时被消除,与前期ＢＰ－１０对ＩＡＡ生理应答的调节效应相吻合。并且在各项处理中,质膜Ｈ＾＋－ＡＴＰ酶活性与其磷酸化水平呈现极显著的正相关。     

一种钙调素结合蛋白对小麦质膜H~ -ATP酶活性的调节

植物生长素参与植物生长和发育诸多方面的调节。研究表明,生长素的调节机制与Caz”的存在紧密相关。Caz”在植物激素的信号传导中起着信使作用（Hepler和Randy1985）,它与钙调素（Ca．－－－urr－ulin,CaM）结合参与了各种类型植物激素应答反应的调节。现已查明,CaM的诸多功能常受其内源性结合蛋白的调控。本研究组曾分离得到一种新的植物CaM结合蛋白——CaMBP－10o实验证明,CaMBP－10通过与CaM的特异性结合显著抑制了CaM对其靶酶的激活（尚克进等1991）。前期工作还发现CaMBP－10对生长素诱导的小麦芽鞘伸长和质子外排均有…     

豌豆质膜内源CDPK对植物转脂蛋白CaMBP-10的磷酸化及CaMBP-10对激酶自磷酸化的影响

植物转脂蛋白（LTPs）是多基因编码的蛋白家族,广泛分布于高等植物.虽然LTPs的确切功能至今仍不完全清楚,但它参与植物生物、非生物胁迫反应以及它的抗性功能已成为近年来的研究热点.关于LTPs功能的调节机制目前几乎一无所知.最近,从白菜中分离的钙调素结合蛋白-10（CaMBP-10）被鉴定为植物转脂蛋白家族成员,并且,体外实验证明钙调素（CaM）调节其脂质结合活性.为了深入了解转脂蛋白功能的调节机制,本文研究了CaMBP-10的磷酸化作用,发现CaMBP-10可被豌豆质膜内源性蛋白激酶磷酸化,钙离子（Ca2＋）能刺激磷酸化,钙螯合剂EGTA以及CaM拮抗剂W-7和TFP均能显著抑制磷酸化.免疫印迹分析最终确定该激酶为CDPK家族成员.构建突变体进一步研究了CaMBP-10的磷酸化位点,发现其位于蛋白的C-末端区域,并与已确定的CaM结合位点重合.同时,分析结果表明CaM能抑制CaMBP-10的磷酸化.反之,CaMBP-10的磷酸化又能阻断其与CaM的结合,显示出两种调节方式相互竞争的特点.为深入研究磷酸化作用对CaMBP-10脂质结合活性的影响,构建突变体（Ser83Asp,Ser85Asp）以模拟磷酸化状态.实验结果显示,磷酸化作用能显著增强CaMBP-10的脂质结合活性,而且突变体的脂质结合活性不受CaM的影响.采用胶内磷酸化测定法（in-gelkinaseassay）研究了激酶的自磷酸化特点以及CaMBP-10对激酶自磷酸化的影响,发现CaMBP-10能激活激酶的自磷酸化,激酶的自磷酸化又能促进其对底物的磷酸化作用.这样,激酶的自磷酸化与底物的磷酸化形成一种＂正反馈环＂的调节模式.综合研究结果,本文首次证明了LTP受CaM结合和CDPK磷酸化的双重调节.而且,CaM结合位点与磷酸化位点的重合预示可能存在特殊的调节机制,以协同应答胞内的Ca2＋信号.     

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。     

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。     

质膜H~＋－ATP酶在玉米叶片渗透调节中的作用

干早胁迫下,玉米幼叶生长部位质膜Ｈ＋－ＡＴＰ酶活性显著上升,游离脯氨酸、可溶性糖和无机离子亦同时在玉米叶片生长部位大量积累,二者之间呈明显的正相关．质膜Ｈ＋－ＡＴＰ酶的专一性抑制剂Ｎａ３ＶＯ４在干旱胁迫下强烈抑制游离脯氨酸的积累,说明ＰＭＨ＋－ＡＴＰａｓｅ参与了玉米叶片的渗透调节过程．     

磷饥饿时番茄幼苗根系质膜H+-ATP酶活性

磷饥饿提高了番茄幼苗质膜H+-ATP酶活性并促进了番茄幼苗根部的H+分泌。动力学分析表明,磷饥饿使番茄幼苗根部质膜H+-ATP酶的Km值明显降低,亦即提高了该酶对其底物的亲和力,但对该酶的Vmax影响不大。另外,磷饥饿并不改变ATP酶的最适pH值(最适pH值为6.5)。钒酸盐显著抑制番茄幼苗根部质膜ATP酶的活性以及H+分泌,也显著抑制番茄幼苗的Pi吸收。与对照相比,上述抑制作用在饥饿处理的植物中表现得更强。以上结果表明,磷饥饿时高亲和性Pi传递系统的诱导很可能包含质膜H+-ATP酶的参与。     

茉莉酸甲酯处理对绿豆下胚轴质膜H+-ATPase水解活力及磷酸化水平的影响

运用γ-32P示踪、蛋白激酶和磷酸酶抑制剂药理实验探讨茉莉酸甲酯(MeJA)对质膜H -ATP酶水解活力及磷酸化水平的影响.结果如下:MeJA可促进H -ATP酶水解活力30%;斑蝥素和岗田酸促进了MeJA对质膜H -ATP酶的刺激作用;星形孢菌素和白屈菜红碱削弱了MeJA对质膜H -ATP酶的刺激作用.H -ATP酶活力变化同时,其上的γ-32P标记量发生变化.Ca2 对H -ATP酶水解活力有很大的刺激作用,但对MeJA促进H -ATP酶活力的作用没有进一步的影响.根据这些结果可以得出结论:MeJA刺激质膜H -ATP酶水解活力的变化与H -ATP酶磷酸化水平呈正相关,并且催化这一作用的蛋白激酶可能不依赖于Ca2 ,而蛋白磷酸酶依赖于Ca2 .     

Mg~(2 )对巯基修饰类囊体膜H~ -ATP酶的质子传导途径的调节效应

镁离子为巯基修饰类囊体还原型H~ -ATP酶光活化所必需。介质中MgCl_2浓度由2mmol/L增加到10mmol/L时,解联剂NH_4Cl对H~ -ATP酶光活化的抑制作用明显减弱,而对跨膜⊿pH的消除效应并未减轻。介质中Mg~(2 )浓度的增加不影响DCMU对H~ -ATP酶光活化的抑制作用。 介质中含40μmol/LADP时,低浓度NH_4Cl对H~ -ATP酶催化的刺激效应被消除,仅呈现抑制作用。这种NH_4Cl对H~ -ATP酶催化活性的抑制作用随着反应介质中Mg~(2 )浓度的增加而降低,因此认为Mg~(2 )参与质子传导途径的调节。     

胡杨愈伤组织质膜的两相分离法及其H~+-ATPase的特性

以胡杨愈伤组织为材料,用PEG3350/DextranT500构成的两相系统提取质膜微囊,研究质膜H+-AT-Pase的特性。结果显示:由6.3%PEG3350、6.3%DextranT500、KCl、磷酸缓冲液(pH7.8)和蔗糖构成的两相系统提取膜微囊的H+-ATPase活性分别被Na3VO4、KNO3、NaN3抑制了约75%、2.6%和1.3%。方向性检测显示原位膜微囊占提取质膜微囊的90%,翻转膜微囊仅占10%。去垢剂对质膜H+-ATPase活性的影响说明0.015%的TritonX-100和0.01%～0.1%的Brij58适用于测定质膜H+-ATPase活性。Lineweaver-Burk动力学分析该酶的Km值为0.65mmol·L-1,Vmax为37.59μmolPi·mg-1protein·h-1。研究结果表明:两相法提取的质膜微囊主要是正向密闭的膜微囊;胡杨愈伤组织质膜H+-ATPase的最适pH为6.5,最适温度为37℃左右。     

盐胁迫下无花果细胞质膜和液泡膜H+-ATPase活性对脯氨酸积累的影响

盐胁迫降低无花果振荡培养细胞培养液pH ,添加质膜H ATPase活性抑制剂Na3VO4 则抑制盐诱导的培养液pH下降 ,表明盐诱导培养液pH下降主要是细胞质膜H ATPase活性增加的结果。NaCl处理提高活体细胞质膜H ATPase活性 ,而降低膜微囊H ATPase活性。培养液中添加Na3VO4 5 0 μmol/L完全抑制盐胁迫下无花果细胞游离脯氨酸积累 ,但添加更高浓度Na3VO4 ,则提高细胞液泡膜H ATPase活性 ,同时Na3VO4 抑制脯氨酸积累的效应下降 ,暗示盐胁迫下无花果细胞质膜和液泡膜H ATPase共同参与细胞质pH调节 ,影响游离脯氨酸积累。     

CaM BP－10对NAD激酶的抑制效应

ＮＡＤ激酶在光合作用等植物生理过程中起重要作用。ＮＡＤ激酶的激活依赖于钙离子和钙调素（ＣａｌｍＯｄｕｌｉｎ,ＣａＭ）．从植物中分离得到的一种新的ＣａＭ结合蛋白ＣａＭＢＰ－１０（ＢＰ－１０）明显抑制ＮＡＤ激酶的激活活性,抑制作用可被ＣａＭ所克服．动力学研究表明,抑制效应是ＢＰ－１０与ＣａＭ之间特异性相互作用的结果。实验证实ＢＰ－１０对ＮＡＤ激酶活性起着重要调节作用．     

胡杨质膜的纯化及其H~ -ATPase活性的研究

用DextranT 5 0 0 ,PEG 335 0两相分配法分离并纯化了悬浮培养的胡杨细胞质膜 .不同聚合物浓度(5 5 %、 5 7%、 5 9%、 6 1%、 6 3%、 6 5 % )和KCl浓度 (0、 5、 10、 15mmol/L)对分离效果影响的研究结果表明 ,采用聚合物浓度为 5 9%和无盐存在的两相分配体系可获得纯度较高的胡杨细胞质膜 .纯化的质膜H ATPase的活力提高 8倍 ,且酶定向程度较高 ,这为进一步研究胡杨细胞质膜特性及获得高纯度H ATPase提供了良好基础     

CaMBP-10的cDNA克隆和表达及钙调素结合活性分析

采用RT PCR法 ,从中国大白菜中分离了编码CaMBP 1 0的cDNA克隆 .该cDNA全长 4 96bp ,编码 92个氨基酸 ,3′端含有 2 1 6bp的非编码区和poly A尾 .将此BP 1 0cDNA的成熟蛋白序列导入表达质粒pET1 5b并转化至大肠杆菌E .coliBL2 1 (DE3)condonplus RIL进行表达 .以免疫印迹和钙调素结合分析法对重组BP 1 0进行鉴定 ,证明其保持了与天然BP 1 0相同的钙调素结合活性 .氨基酸和核苷酸序列分析结果显示 ,它与植物转脂蛋白高度同源 ,特别是含有 8个保守半胱氨酸 .BP 1 0与转脂蛋白之间具极为相似的理化性质如分子量、等电点、热稳定性等 .据此认为 ,CaMBP 1 0是转脂蛋白家族的新成员 ,Ca2 + CaM信号系统可能参与植物转脂蛋白功能的调节     

一氧化氮调节盐胁迫下小麦幼苗根部质膜H^＋-ATPase和焦磷酸酶活性提高耐盐性

采用外源一氧化氮(NO)供体硝普钠(SNP)研究了NO对盐胁迫下小麦(Triticum aestivum L.)幼苗耐盐性的影响。结果表明,0.1 mmol/L SNP处理显著缓解了150 mmol/L NaCl 胁迫对小麦幼苗生长的抑制效应,包括水分丧失以及叶绿素降解,从而提高了小麦幼苗的耐盐性。进一步结合1 mg/mL血红蛋白处理则显著逆转了SNP诱导的上述效应;利用亚硝酸钠和铁氰化钾作为对照也证实了NO对小麦幼苗耐盐性的专一性调节作用,并可能与NO对小麦幼苗根部质膜 H -ATPase和焦磷酸酶活性诱导有关。此外,尽管NO显著提高了盐胁迫下小麦幼苗根部细胞质膜H -ATPase和焦磷酸酶的ATP水解活性,但是对跨膜H 转运则没有明显影响。应用外源CaSO4 和 EGTA 处理也证实,Ca2 可能在NO诱导的质膜 H -ATPase和焦磷酸酶活性的提高过程中起信号作用。另外,分析盐胁迫下小麦幼苗根部 Na 和K 含量的变化也发现,NO对Na 含量没有明显影响,但是却显著提高了K 水平和K /Na 比,这可能也是NO提高小麦幼苗耐盐性的原因之一。     

Phosphorylation of ribosomal protein S19 at Ser59 by CaM Kinase Iα

In order to examine the possible involvements of Ca²⁺/calmodulin-dependent protein kinases (CaM kinases) in the regulation of ribosomal functions, we tested the phosphorylation of rat ribosomal protein S19 (RPS19) by various CaM kinases in vitro . We found that CaM kinase Iα, but not CaM kinase Iβ1, Iβ2, II, or IV, robustly phosphorylated RPS19. From the consensus phosphorylation site sequence, Ser59, Ser90, and Thr124 were likely to be phosphorylated; therefore, we mutated each amino acid to alanine and found that the mutation of Ser59 to alanine strongly attenuated phosphorylation by CaM kinase Iα, suggesting that Ser59 was a major phosphorylation site. Furthermore, we produced a specific antibody against RPS19 phosphorylated at Ser59, and found that Ser59 was phosphorylated both in GT1-7 cells and rat brain. Phosphorylation of RPS19 in GT1-7 cells was inhibited by KN93, an inhibitor of CaM kinases. Immunoblot analysis after subcellular fractionation of rat brain demonstrated that phosphorylated RPS19 was present in 80S ribosomes. Phosphorylation of RPS19 by CaM kinase Iα augmented the interaction of RPS19 with the previously identified S19 binding protein. These results suggest that CaM kinase Iα regulates the functions of RPS19 through phosphorylation of Ser59.     

线粒体H~ -ATPase超分子结构及其催化机制的研究现状

质子泵H~ -ATPase广泛存在于线粒体,叶绿体,异养菌和光合细菌中,是生物体能量转换的核心酶,有极为重要的生理作用。近几年来,对H~ -ATPase的结构、功能和调控机制的研究进展很快,对复合体的组装有了进一步的认识。对H~ -ATPase的主要亚基已经完成序列测定及分析,对各亚基生理功能也进行了较为深入的研究。生物化学及分子生物学工作揭示:生物体内以多种方式对编码H~ -ATPase主要亚基的基因表达和该酶的活力进行调控。其中,对于线粒体H~ -ATPasc的研究显得尤为突出。本文综述了线粒体H~ -ATPase的结构、功能、和调节方面的研究现状,并进一步提出了一些值得深入探讨的问题。     

Effects of calmodulin and calmodulin binding protein BP-10 on phosphorylation of thylakoid membrane protein

ＳｉｎｃｅｔｈｅｆｉｒｓｔｒｅｐｏｒｔｂｙＢｅｎｎｅｔｔ[1]ｔｈａｔｍｕｌｔｉｐｌｅｃｈｌｏｒｏｐｌａｓｔｐｒｏｔｅｉｎｓｃｏｕｌｄｂｅｐｈｏｓｐｈｏｒｙｌａｔｅｄｂｙａｎｅｎｄｏｇｅｎｏｕｓｋｉｎａｓｅｗｈｉｃｈｗａｓｓｔｉｍｕｌａｔｅｄｂｙｌｉｇｈｔａｎｄｒｅｄｕｃｉｎｇａｇｅｎｔｓ,ｍｏｓｔｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｉｏｎｓｒｅｇａｒｄｉｎｇｆｕｎｃｔｉｏｎａｎｄｒｅｇｕｌａｔｉｏｎｏｆｔｈｙｌａｋｏｉｄｐｒｏｔｅｉｎｐｈｏｓｐｈｏｒｙｌａｔｉｏｎｈａｖｅｂｅｅｎｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｅｄｏｎｔｈｅ…