气体递质:古老气体在植物响应温度胁迫中的新角色

9种气体分子硫化氢(hydrogen sulfide)、一氧化氮(nitric oxide)、一氧化碳(carbon monoxide)、乙烯(ethylene)、氢气(hydrogen gas)、氨(ammonia)、甲烷(methane)、氰化氢(hydrogen cyanide)和二氧化硫(sulfur dioxide),是40亿年前地球原始大气的主要成分。如今,这些气体被认为是有机体内的气体递质(gasotransmitter),即内源气体分子。气体递质不仅参与动物呼吸、血压、学习、记忆、炎症反应等许多生理和病理过程的调控,而且在气孔运动、种子的萌发、植物生长发育及响应逆境胁迫中也起着举足轻重的作用。本文基于这9种气体递质在植物中的代谢及响应温度胁迫中的最新研究进展,归纳了它们的一般特性、合成和分解代谢及其相互联系。讨论了抗氧化系统、渗透调节系统、离子平衡系统、水平衡系统、热激蛋白(heat shock protein)、翻译后修饰(post-translational modification)和生物膜的修复与重建,在缓解温度胁迫引发的氧化胁迫、渗透胁迫、离子胁迫、水分胁迫、蛋白质变性和生物膜损伤中的关键作用。这些伤害的缓解,能提高植物对高温和低温胁迫的抵抗能力。此外,本文也总结了气体递质间通过启动化学反应、竞争靶分子、调节彼此代谢酶、引发新信号等交互作用,调控植物温度胁迫耐性,并提出未来的研究方向。旨在进一步推动气体递质在植物生物学研究领域的迅速发展。

气体信号分子NO、CO和H_2S的生物学研究进展

一氧化氮(nitric oxide,NO)、一氧化碳(carbon monoxide,CO)和硫化氢(hydrogen sulfide,H2S)这三种大气组分相继被发现具有重要的生物活性,参与多种病理生理过程。近年来,关于NO、CO的研究日趋成熟,而H2S作为新发现的气体信号分子在各个系统中的作用也日益受到重视。这三种信号分子的生物学特性具有很多异同点,且相互调控。本文将在合成代谢、生物学功能、分子靶标和信号机制等方面系统地介绍这三种分子在生命和医学领域的研究进展。

硫化氢的治疗性应用研究进展

硫化氢是继一氧化氮和一氧化碳后的第3个气体信号分子,具有广泛的生物学效应,在多种疾病状态中显示了极大的治疗性应用前景。该文结合H2S研究的最新进展围绕其治疗性应用作一综述。

硫化氢与细胞的增殖和凋亡

硫化氢是内源性气体分子家族中的一员,是一种气体递质(gasotransmitter)。近年来,内源性硫化氢的产生及生理意义已经被认识,其代谢异常与许多疾病有关。本文综述了最近发现的硫化氢对细胞增殖和凋亡的调节作用,并重点概述硫化氢细胞效应的分子机制,包括丝裂原活化蛋白激酶、细胞周期相关激酶、细胞死亡相关基因以及离子通道等的改变。对硫化氢调节细胞生长或死亡的深入了解将为新药设计及许多疾病的治疗提供新的思路。

检测硫化氢分子的荧光探针

硫化氢(H2S)是继一氧化碳和一氧化氮之后,第三种可在生命体内发挥生理作用的内源性气体信号分子。该气体分子在心血管和神经系统中担负着重要的生理病理调节作用。因此,选择性识别和高灵敏检测生物体内的H2S具有十分重要的生物医学意义。在生物检测技术手段中,荧光探针法具有选择性好、灵敏度高、对生物样品损伤小以及可实现实时原位检测等独特的优势,故应用荧光探针法检测细胞内H2S浓度的变化是近年来研究热点之一。本文依据荧光探针与H2S之间的化学反应类型,将近三年来所研发的H2S荧光探针按照其母体荧光团进行分类和总结,综述了H2S荧光探针的研究进展,概述了相关荧光探针的设计理念、检测机理及生物应用,探讨了探针的结构和性能之间的关系,最后展望了H2S荧光探针的发展趋势和应用前景。

检测一氧化碳分子荧光探针的研究进展

一氧化碳(CO)是一种重要的内源性气体递质分子,参与调节生命体的多种生理和病理过程.因此,选择性识别和高灵敏检测生物体内源CO具有十分重要的生物学和医学意义.荧光探针法具有选择性好、灵敏度高、适于高通量筛选,尤其是对生物样品无侵入性损伤,以及可实现实时原位检测等优势,因此,利用荧光探针技术检测细胞、组织和活体内CO浓度的变化是近年来研究热点之一.综述了近十年来CO荧光探针的研究进展,概述了相关荧光探针的设计理念、检测机理及生物应用,探讨了探针的结构和性能之间的关系,展望了CO荧光探针的发展趋势和应用前景.