氧化胁迫对Alkalibacterium sp. F26防御酶和辅因子的影响

将一株能够高产过氧化氢酶的低度嗜盐嗜碱茵Alkalibacterium sp.F26作为模式微生物,采用高效液相色谱技术测定胞内代谢物浓度,研究氧化胁迫对其防御酶活性和辅因子的影响.研究结果表明:相比低浓度H2O2(＜1 mmol/L)胁迫,此菌株在高浓度H2O2(＞1 mmol/L)胁迫下的应答表现曼为明显:经3 mmol/L H2O2胁迫后胞内CAT酶活为106.54 U/mg protein,是对照产量的1.76倍;ATP浓度则从对照浓度20.55 μmol/L下降到17.80 μmol/L;NAD 浓度自对照样品的69.89 μmol/L减少至31.77 μmol/L.由于ATP和NAD 浓度的减少,相比未经过H2O2胁迫菌体.细胞能荷值EC从0.77降低至0.68,NADH/NAD 则从0.08增加至0.41.然而,这种应答机制在细胞受到低浓度H2O2的胁迫后并不明显:除发现100 μmol/L H2O2能够导致细胞防御机制的激活而使胞内ATP浓度相比对照有所增加的情况外,经50 μmol/L和500 μmol/L H2O2胁迫后胞内ATP水平从对照的22.69 μmol/L只下降到22.38 μmol/L和13.70 μmol/L;并且此种胁迫条件下NADH浓度变化也不显著.     

过氧化氢酶在植物生长发育和胁迫响应中的功能研究进展

过氧化氢酶(catalase, CAT)作为过氧化氢(hydrogen peroxide, H₂O₂)的清除酶在植物生长发育和胁迫响应中扮演着十分重要的角色。CAT的功能受到严格调控,其在正常条件下维持适当浓度的H₂O₂作为信号分子以保证植物的生长发育;在胁迫下保持H₂O₂稳态以增强植物耐逆性。本文对近年来CAT在植物生长发育和胁迫响应中的功能研究进展予以综述,特别是翻译后修饰和亚细胞定位对CAT功能的调控,并对植物CAT的调控机理研究进行了展望。     

双酚A暴露对东亚三角涡虫急性毒性及神经酶的影响

旨在探讨双酚A (BPA)对东亚三角涡虫的急性毒性及神经系统相关酶活性的影响。采用不同浓度的BPA处理涡虫24 h、48 h、72 h,求出半致死浓度,以此为基础,采用不同浓度的BPA处理涡虫24 h、72 h、144 h,测定AchE、ChAT及Na+~K+^-ATP酶活性。BPA对三角涡虫的24 h、48 h、72 h,LC50分别为12.18 mg/L、8.49 mg/L、6.43 mg/L。ChE、ChAT、Na+~K+^-ATP酶活性对BPA反应敏感,具有较好的规律性。24 h处理组,AChE酶活力随BPA浓度的升高而升高,72 h和144 h处理组则呈现先上升后下降的趋势,除0.643 mgBPA/L以外,其它处理组均表现出了时间-效应关系;在BPA胁迫下,ChAT酶活力均呈现降低趋势,在BPA浓度为0.643 mg/L、1.286 mg/L时,表现出了时间-效应关系;24 h、72 h处理组Na+~K+^-ATP酶活力随BPA浓度升高呈现先上升后下降的趋势,144 h处理组则呈现下降趋势,Na+~K+^-ATP酶活力随BPA胁迫时间的延长呈现先升高后下降的趋势。BPA对涡虫具有较强的生态毒性,AchE、ChAT、Na+~K+^-ATP酶活性可与其他敏感指标一起作为水体BPA污染的早期监测指标。     

脱氧核糖核酸(DNA)对过氧化氢酶(CAT)活性的影响研究

机体在新陈代谢过程中,不断产生自由基,自由基对细胞结构损伤较大,机体内存在清除自由基的酶类,正常条件下,自由基的产生和清除是动态平衡的。过氧化氢酶是重要抗自由基酶类之一。试验企图探讨DNA对对氧化氢酶活性影响,从而探索核酸对抗自由基和抗衰老的作用。     

Ca2+预处理对热胁迫下辣椒叶肉细胞中Ca2+-ATP酶活性的影响

在常温下生长的辣椒(Capsicum annum L.)叶肉细胞中Ca2+-ATP酶主要分布于质膜、液泡膜上,叶绿体的基质和基粒片层上也有少量分布;在40℃下热胁迫不同的时间,酶活性逐渐下降,直至叶绿体超微结构解体.同样条件下,经过Ca2+预处理后,分布在上述细胞器膜或片层上的酶活性大大提高,表明Ca2+预处理对该酶活性具有激活作用;Ca2+预处理对热胁迫下的超微结构的完整性具有一定的保护作用,并且能使Ca2+-ATP酶在热胁迫下维持较高活性.结果表明,Ca2+预处理增强辣椒幼苗的抗热性,可能与其稳定细胞膜、从而使Ca2+-ATP酶在热胁迫下保持较高活性有一定关系.     

Cd~(2+)胁迫对小麦幼苗生理生化特性的影响

以小麦品种'西旱2号'和'宁春4号'幼苗为材料,采用室内水培实验研究了不同浓度Cd(NO3)2处理对叶绿素含量、抗氧化酶活性及渗透性调节物含量等的影响.结果表明,两小麦品种幼苗的叶绿素a(Chl a)、叶绿素b(Chl b)及叶绿素总量在镉胁迫下均比对照降低,且高浓度镉对'西旱2号'幼苗叶片Chl b的破坏程度强于Chl a;两品种镉胁迫幼苗的过氧化氢酶(CAT)、过氧化物酶(POD)和抗坏血酸过氧化物酶(APX)活性均比对照不同程度地升高;两品种镉胁迫幼苗的可溶性糖含量均与对照无显著差异,但'宁春4号'幼苗叶片的脯氨酸含量却比对照显著升高,且此效应具有浓度依赖性;镉胁迫下两品种小麦幼苗叶片的MDA含量变化与对照无显著差异.研究显示,两品种小麦幼苗叶片的光合色素在镉胁迫下均受到不同程度的破坏,但它们均能通过增加体内保护酶活性和渗透调节物质含量来缓解膜脂过氧化伤害,从而对镉胁迫均表现出较强的耐受能力.     

NaCl胁迫对螺旋藻生长及抗氧化酶活性的影响

在0.1％～5.0％NaCl浓度范围的培养基中培养极大螺旋藻(Spirulina maxima),发现NaCl浓度高于2.0％时螺旋藻生长受到明显抑制。培养7天后测定超氧化物歧化酶(SOD)、抗坏血酸过氧化物酶(ASA-POD)、过氧化氢酶(CAT)活性和丙二醛(MDA)含量。结果表明：在盐胁迫下,SOD酶活性升高;抗坏血酸过氧化物酶和过氧化氢酶活性在低盐胁迫下活性升高,高盐胁迫下抗坏血酸过氧化物酶活性迅速降低,过氧化物酶则完全失活;MDA含量先随盐胁迫程度增加而降低,后随盐胁迫的进一步增强恢复至对照水平。     

NaCl胁迫对螺旋藻生长及抗氧化酶活性的影响

在０１％～５．０％ＮａＣｌ浓度范围的培养基中培养极大螺旋藻（Ｓｐｉｒｕｌｉｎａｍａｘｉｍａ）,发现ＮａＣｌ浓度高于２．０％时螺旋藻生长受到明显抑制。培养７天后测定超氧化物歧化酶（ＳＯＤ）、抗坏血酸过氧化物酶（ＡＳＡＰＯＤ）、过氧化氢酶（ＣＡＴ）活性和丙二醛（ＭＤＡ）含量。结果表明：在盐胁迫下,ＳＯＤ酶活性升高;抗坏血酸过氧化物酶和过氧化氢酶活性在低盐胁迫下活性升高,高盐胁迫下抗坏血酸过氧化物酶活性迅速降低,过氧化物酶则完全失活;ＭＤＡ含量先随盐胁迫程度增加而降低,后随盐胁迫的进一步增强恢复至对照水平。     

5种速生柳无性系对Pb~(2+)胁迫的生理抗性比较

以5种一年生速生柳(竹柳、苏柳172、苏柳795、旱快柳、旱柳)幼苗为材料,通过盆栽铅胁迫实验,测定其生长过程中的生理生化指标,分析其对铅胁迫的生理响应及耐受性。结果表明:(1)随着Pb2+浓度的增加,5种速生柳叶片保护酶SOD、POD和CAT活性均呈先升高后降低的趋势,其中竹柳的3种保护酶活性均为最高。(2)随着Pb2+浓度的增加,各无性系叶片中渗透性调节物质可溶性蛋白、脯氨酸和可溶性糖含量均呈先上升后下降的趋势,竹柳和苏柳172在高Pb2+浓度(1500mg·kg-1)胁迫下表现出对Pb2+的强耐受性。(3)随着Pb2+浓度的增加,各速生柳无性系叶片丙二醛含量均呈逐渐增高的趋势,但增幅有所不同,竹柳增幅最小,旱柳增幅最大。(4)随着Pb2+浓度的增加,5种速生柳叶片中叶绿素含量均呈先上升后下降的趋势,但各无性系的下降幅度存在差异,其中竹柳的下降幅度最小,旱柳下降幅度最大。(5)随着Pb2+浓度的增加,5种速生柳根系活力都呈先上升后下降的趋势,其中竹柳的根系活力最强,苏柳795的最弱。(6)各速生柳根系对铅均有一定的吸附能力,竹柳对铅积累量最大。(7)对各生理指标的Fuzzy数学隶属函数综合评价结果表明,5种速生柳对Pb2+耐受性强弱表现为:竹柳旱快柳旱柳苏柳795苏柳172。     

Cu2+对泥鳅精子运动的影响

以泥鳅精子为受试材料,应用计算机辅助精子分析(CASA),研究不同浓度Cu2+暴露对运动型精子和静止型精子的毒性.结果 显示,运动型精子和静止型精子暴露在10 μM的Cu2+中,两者运动能力均受到明显抑制;在30 μM及以下浓度中运动型精子受影响程度较静止型精子大,而在更高浓度中出现相反结果.表明泥鳅精子对Cu2+毒性较敏感,不同能量代谢状态时其敏感性不同;Cu2+对泥鳅精子运动能力有较大影响,对淡水鱼具有潜在生殖毒性.     

Characteristics of non-specific permeability and H+-ATPase inhibition induced in the plasma membrane of Nitella flexilis by excessive Cu2+

Effects of Cu²⁺ on a non-specific conductance and H⁺-ATPase activity in the plasma membrane of the freshwater alga Nitella flexilis L. Agardh was studied using a conventional microelectrode voltage-clamp technique. We show that a Cu²⁺-induced increase in the non-specific conductance is related to the formation of pores in the plasma membrane. Pore formation is the result of unidentified chemical reactions, since the Q₁₀ for the rate of increase of conductance over time was about 3. Various oxidants and antioxidants (10 mmol/l H₂O₂, 10 mmol/l ascorbate, 100 μg/ml superoxide dismutase, and 100 μg/ml catalase) did not alter Cu²⁺-induced changes in the plasma membrane conductance, suggesting that the effect of Cu²⁺ was unrelated to peroxidation of plasma-membrane lipids. In contrast, organic and inorganic Ca²⁺-channel antagonists (nifedipine, Zn²⁺, Cd²⁺, Fe²⁺, Ni²⁺) inhibited the Cu²⁺-induced non-specific conductance increase. This suggests that changes in Ca²⁺ influx underlie this effect of Cu²⁺. Decreasing the pH or the ionic strength of external solutions also inhibited the Cu²⁺-induced plasma-membrane conductance increase. Copper was also found to inhibit plasma-membrane H⁺-ATPase activity with half-maximal inhibition occurring at about 5–20 μmol/l and full inhibition at about 100–300 μmol/l. The Hill coefficient of Cu²⁺ inhibition of the H⁺-ATPase was close to two. Received: 8 December 1999 / Accepted: 16 August 2000     

Cu^2＋对菱叶片生理指标及超微结构的毒理学效应分析

研究了不同Cu^2＋处理浓度（0、0.002、0.004、0.006、0.008 mmol·L^-1）对菱叶片叶绿素含量和叶绿素荧光参数、膜脂过氧化和抗氧化系统等的影响,并用透射电镜观察了其叶细胞超微结构的变化。试验结果表明：随着Cu^2＋浓度的增加：（1）叶绿素含量、Fv/Fo和Fv/Fm显著下降,Fo显著上升;（2）活性氧（AOS）产生速率、丙二醛（MDA）含量、过氧化物酶（POD）、过氧化氢酶（CAT）和抗坏血酸过氧化物酶（APX）活性逐渐升高;超氧化物歧化酶（SOD）、游离脯氨酸（Pro）和可溶性糖含量显著下降;抗坏血酸（AsA）、还原型谷胱甘肽（GSH）和谷胱甘肽还原酶（GR）含量呈先升后降趋势,且始终高于对照;（3）电镜观察发现,Cu^2＋对叶片细胞器的超微结构特别是叶绿体、线粒体和细胞核造成严重损伤。以上结果表明,本试验过量Cu^2＋的胁迫破坏了菱正常生理生化活动,并造成功能紊乱,最终导致菱的死亡。     

Cu2+和Zn2+对西藏拟溞存活、生长和生殖的影响

在温度(150.5)C,盐度15.50.5的条件下,研究了Cu2+和Zn2+对西藏拟溞(DaphniopsistibetanaSars)存活、生长和生殖的影响。结果表明,西藏拟溞在各Cu2+活度组中的存活率差异不显著,而在10-8.60mol/L组中的体长增长率显著高于其他各组。当水环境中Cu2+活度为10-8.30和10-8.13mol/L时,西藏拟溞的内禀增长率(rm)为0.2211和0.2171/d,显著高于对照组,而西藏拟溞在不同Cu2+活度组中的产卵率均高于对照组,为0.9705-1.1742。西藏拟溞在各Cu2+活度组中的存活率和生长率差异均不显著。当Zn2+活度为10-7.04-10-6.82mol/L时,西藏拟溞的rm为0.2249-0.2296/d,显著高于对照组。西藏拟溞在Zn2+活度为10-7.04mol/L组中的产卵率最大,为1.0178,10-6.82mol/L组次之,为0.867。当Zn2+活度为10-7.04-10-6.82mol/L时,西藏拟溞一生生殖次数显著高于对照组(1.58),为1.92-2.17次。因此,综合来看,当水环境中的Cu2+活度为10-8.60-10-8.13mol/L、Zn2+活度为10-7.04-10-6.82mol/L时能明显的促进西藏拟溞的种群增长、发育和生殖。论文讨论了Cu2+和Zn2+对西藏拟溞的促长机理。       

铜金属螯合载体固定糖化酶

[目的]制备出含Cu2+的琼脂糖-IDA螯合载体及对其固定糖化酶工艺条件进行优化.[方法]利用金属螯合配体(IDA-Cu2+)与蛋白质表面供电子氨基酸相互作用的原理制备载体,采用紫外分光光度法测定不同影响因素下固定化糖化酶的酶活.[结果]Cu2+的加入量和固定化过程的酸度比给酶量对固定化糖化酶的活性影响还要大,在给酶量80 mg/g载体、1.0× 10-2 mol Cu2+/g载体、pH 4.6和固定化4h的固定化条件下,固定化酶活为252.1 U/g,重复使用5次后酶活为首次固定化酶活的65.1％.[结论]该Cu2+-IDA-金属螯合琼脂糖可用于淀粉水解糖化酶的优良固定化载体材料.     

苯并（a）芘对大弹涂鱼肝脏过氧化氢酶活性的影响

过氧化氢酶 (ＣＡＴ)是生物体内一种含巯基 ( -ＳＨ)的抗氧化酶 ,可与谷胱甘肽过氧化物酶一起 ,清除超氧化物歧化酶歧化超氧阴离子自由基(Ｏ2 - )产生的过氧化氢 (Ｈ2 Ｏ2 ) ,进而阻断可产生活性极高的羟自由基 (ＯＨ)的Ｈａｂｅｒ Ｗｅｉｓｓ反应 :Ｍ Ｏ2 - Ｈ2 Ｏ2 →Ｍ2 ＯＨ ＯＨ Ｏ2 (Ｍ 为金属离子 ) ,因而在生物体的抗氧化防御系统中占有重要地位[1 2 ] 。研究表明 ,包括ＣＡＴ在内的抗氧化防御系统的成分可由于氧化污染的胁迫而发生改变 ,尝试以这些抗氧化防御系统成分的变化作为氧化胁迫的生物指标的研究正在成为毒理学研究的…     

发状念珠蓝细菌细胞对Cu2+、Cr2+和Pb2+胁迫的响应

[目的] 对发状念珠蓝细菌细胞进行重金属离子Cu2+(CuSO4)、Cr2+(CrCl2)和Pb2+(PbCl2)胁迫,探讨发状念珠蓝细菌细胞对重金属离子胁迫的响应.[方法] 25℃,80 μmol/(m·s)光照下,BG11培养液培养发状念珠蓝细菌,利用不同浓度(0、0.1、1.0、10、100 mg/L) Cu2+、Cr2+和pb2+胁迫发状念珠蓝细菌细胞,测定其质膜透性、超氧化物歧化酶活性、丙二醛含量、脯氨酸含量、可溶性蛋白含量以及海藻糖含量,分析发状念珠蓝细菌细胞对重金属离子胁迫的响应.[结果] 在Cu2、Cr2和pb2胁迫下,发状念珠蓝细菌细胞的外渗率和丙二醛(malondialdehyde)含量随着重金属离子浓度的升高而升高,相对渗透率和膜脂过氧化水平的变化趋势一致.超氧化物歧化酶(superoxide dismutase)活性随重金属离子浓度的升高先升后降,脯氨酸含量随着重金属离子处理浓度的升高,呈先降后升的趋势,可溶性糖含量随浓度的增大而减少.[结论] 低浓度的重金属离子可以诱导发状念珠蓝细菌细胞产生结构和生理的应激响应,高浓度会导致发状念珠蓝细菌细胞膜结构和功能的严重损害.     

红球菌HX-2所产胞外多糖的特性和对Cu2+的吸附

【背景】目前,微生物所产胞外多糖(exopolysaccharide,EPS)的理化性质及其在重金属吸附中的应用受到了广泛关注。【目的】研究红球菌HX-2所产胞外多糖的理化性质,并探究其对重金属的吸附情况。【方法】使用离子交换和凝胶色谱分离法对胞外多糖粗品进行纯化;利用苯酚硫酸法测胞外多糖中糖含量;用Bradford试剂盒检测胞外多糖中蛋白含量;使用甲醇萃取法检测胞外多糖中脂质含量;用高效液相色谱(high performance liquid chromatography,HPLC)法分析胞外多糖中单糖组成;用扫描电镜(scanningelectronmicroscopy,SEM)法观察多糖表面形态;通过等温吸附模型和动力学模型探究胞外多糖对重金属的吸附效果。【结果】测得胞外多糖主要成分EPS-G-1中总糖含量为78.43%,蛋白含量为8.31%,脂质含量为8.22%;纯化后胞外多糖中单糖组成为葡萄糖、甘露糖、半乳糖、葡萄糖醛酸和岩藻糖,质量比为27.31:26.67:24.83:15.85:4.80;通过等温吸附模型拟合得到HX-2所产胞外多糖对Cu~(2+)的最大吸附量为144.93 mg/g。【结论】红球菌HX-2所产胞外多糖对水体中Cu~(2+)具有良好的吸附作用,可用于工业废水中重金属离子的处理。     

New perspectives on S100 proteins: a multi-functional Ca 2+ -, Zn 2+ - and Cu 2+ -binding protein family

S100 proteins (16 members) show a very divergent pattern of cell- and tissue-specific expression, of subcel-lular localizations and relocations, of post-translational modifications, and of affinities for Ca 2+ , Zn 2+ , and Cu 2+ , consistent with their pleiotropic intra- and extracellular functions. Up to 40 target proteins are reported to interact with S100 proteins and for S100A1 alone 15 target proteins are presently known. Therefore it is not surprising that many functional roles have been proposed and that several human disorders such as cancer, neurodegenerative diseases, cardiomyopathies, inflammations, diabetes, and allergies are associated with an altered expression of S100 proteins. It is not unlikely that their biological activity in some cases is regulated by Zn 2+ and Cu 2+ , rather than by Ca 2+ Despite the numerous putative functions of S100 proteins, their three-dimensional structures of, e.g., S100B, S100A6, and S100A7 are surprisingly similar. They contain a compact dimerization domain whose conformation is rather insensitive to Ca 2+ binding and two lateral a-helices III and III, which project outward of each subunit when Ca 2+ is bound. Target docking depends on the two hydrophobic patches in front of the paired EF-hand generated by the binding of Ca 2+. The selec-tivity in target binding is assured by the central linker between the two EF-hands and the C-terminal tail. It appears that the S100-binding domain in some target proteins contains a basic amphiphilic a-helix and that the mode of interaction and activation bears structural similarity to that of calmodulin.© Kluwer Academic Publishers