植物跨膜离子转运蛋白与其耐盐性关系研究进展

盐胁迫下植物吸收过多的N a+,使植物体内的离子平衡受到破坏,为了维持其正常生长细胞内的各种离子就必须保持平衡,而这一过程主要是由位于质膜和液泡膜上的离子转运蛋白完成的,并在植物耐盐性方面起关键作用。本文主要对响应盐胁迫的几种跨膜转运蛋白如:K+/N a+离子转运蛋白、N a+/H+逆向转运蛋白以及与其相关的H+-ATPase等,在植物耐盐分子生物学方面的研究进展进行综述。

跨膜离子转运蛋白与植物耐盐的分子生物学

植物抵御盐害的主要方式是增加Na+的外排、减少Na+的吸入和Na+的区隔化,而Na+的跨膜运输主要由质膜和液泡膜上的离子转运蛋白完成。对质膜和液泡膜跨膜离子转运蛋白包括K+/Na+离子转运蛋白,Na+/H+逆向转运蛋白以及液泡膜H+-PPase的分子生物学研究及应用进展进行了综述。

跨膜离子回旋谐振运动的计算及分析

从离子在电磁场作用下的基本运动方程出发，对在不同频率和幅值的外场作用下跨膜离子的运动特性进行了数值分析，揭示了离子发生谐振的外场参数条件．指出离子谐振时动能随时间迅速增长，并且在离散的谐振点上，离子动能的增长速度随交变磁场幅值的增大而增大，离子由谐振运动能够获得很大的动能，通过能量转换，可能导致磁生物效应的发生．

酚噻嗪对豚鼠心室肌细胞动作电位时程和跨膜离子电流作用的研究

通过观察酚噻嗪对豚鼠单心室肌细胞动作电位时程 (APD)及动作电位形成过程中主要离子通道的作用 ,探讨其诱发长QT间期 (LQT)综合征及室性心律失常的可能机制。采用膜片钳技术中的Nystatin 破膜法观察酚噻嗪对豚鼠心室肌细胞APD的作用 ,采用全细胞技术研究酚噻嗪对心室肌细胞动作电位形成过程中主要离子电流的作用。结果 :①在 5Hz剌激频率时 ,10 0 μmol/L酚噻嗪使APD90 延长 2 5 .8%± 3.8% (n =10 ,P <0 .0 1) ,作用呈部分可逆性 ;②在分别持续 2 5 0ms和 10 0 0ms至不同膜电位水平去极化的实验中 ,酚噻嗪对延迟整流钾电流 (IK)尾电流有明显的抑制作用 ,在 +6 0mV持续 2 5 0ms的去极化时 ,5 0 .6 4 %± 6 .4 6 %的IK尾电流受抑制 (n =7,P <0 .0 5 ) ,这一抑制作用呈浓度依赖性 ,半抑制浓度 (IC50 ) =2 5 .98μmol/L ,Hill常数为 0 .75。当采用IK快速激活成分 (IKr)的特异性阻断剂E 4 0 31阻断IKr后 ,酚噻嗪对IK尾电流的阻断作用消失。 30 0 μmol/L酚噻嗪对IKr的抑制作用仍弱于 0 .5mmol/LE 4 0 31。在 10 0 0ms,至 +2 0mV去极化的情况下 ,酚噻嗪对IK尾电流的IC50 为 2 5 .98μmol/L ,这一抑制作用可部分洗脱。受酚噻嗪抑制的电流与IK中IKr具有相似的通道动力学特性 ;③未发现酚噻嗪对IK稳态电流、IK?

苏云金芽孢杆菌Cry1Aa蛋白α4螺旋形成跨膜离子通道的昆虫毒性试验与模型预测

研究野生型苏云金芽孢杆菌Cry1Aa和Cry1C的毒性变化发现,不同的pH不但影响这些蛋白质的毒性,而且影响它们在跨膜过程中形成孔洞的能九将 Cry1 Aa α4螺旋中的15个氨基酸突变后与BBMV结合,进行光散射分析,与野生型Cry1Aa相比较,发现有3个突变体几乎完全失去毒性,7个突变体毒性明显降低,5个突变体保持野生型毒性.采用计算机模拟方法研究了苏云金芽孢杆菌Cry1Aa毒蛋白α4螺旋的三维空间结构,通过观察15个不同残基定点突变对其功能的影响,解释了突变体毒性变化的原因,说明了参与膜孔洞形成氨基酸残基对Cry1Aa昆虫毒杀性的重要作用.

蛋白质可逆磷酸化调节植物细胞离子跨膜运动研究进展

蛋白激酶和蛋白磷酸酶催化的可逆磷酸化是植物细胞中多种信号转导途径中重要的组成因子.本文对蛋白质可逆磷酸化通过调节多种离子跨膜运动而参与植物细胞激发子信号途径、毒性物质诱导的钙离子内流、盐胁迫适应、气孔运动以及蛋白质可逆磷酸化参与胞外与胞内之间Ca2+状况信息传递,调节花粉管顶端Ca2+离子通道活性进行综述,以揭示蛋白质可逆磷酸化在植物细胞离子跨膜运动中的调控作用,为蛋白质可逆磷酸化调节植物生长发育、响应逆境胁迫等机理的研究提供参考.

胰岛素作用的跨膜钙离子流变化与人肝癌细胞增殖的关系

目的 :揭示胰岛素影响人肝癌细胞增殖的机制。方法 :利用人肝癌细胞系 (HepG - 2 )为靶细胞 ,以原子吸收光谱技术检测胰岛素对靶细胞跨膜钙离子流影响 ,同时结合钙离子拮抗剂 (isoptin)的作用来研究靶细胞的增殖变化。结果 :胰岛素能明显促使靶细胞跨膜钙离子内流而改变其恒态 ,并对靶细胞增殖有明显的促进作用 ;而钙离子拮抗剂却明显抑制其细胞的增殖。结论 :胰岛素促使人肝癌细胞增殖的机制与其细胞跨膜钙离子流恒态的变化密切相关。

脉冲波对离子跨膜迁移的影响

基于能斯托公式和玻尔兹曼公式,该文利用矩形脉冲波的傅里叶展开和电磁波理论,给出了脉冲波引起离子跨膜迁移量变化的分析方法。并就脉冲波和定态电磁波对离子跨膜迁移量的影响进行数值分析,结果表明:脉冲波引起的电磁波生物学效应主要由脉冲波的直流分量引起的;相比定态电磁波,相同功率流密度的矩形脉冲波能引起更多的离子跨膜迁移,产生更为显著的生物学效应。

昆明小鼠胃肠道钙离子跨膜吸收途径相关基因表达模式分析

本研究旨在分析钙离子(Ca2+)跨膜吸收途径相关基因在昆明小鼠胃肠道中的表达模式。选取12只8周龄、平均体重(30.71±2.93)g的雌性昆明小鼠,取胃、十二指肠、空肠、回肠、盲肠和结肠组织样品,利用实时定量PCR法检测维生素D依赖性钙结合蛋白(CaBP-D9k)、瞬时性受体电位通道香草酸受体6(TRPV6)和维生素D受体(VDR)mRNA表达量。结果表明:1)CaBP-D9k、TRPV6和VDR mRNA在胃内属低水平表达,而在盲肠内表达量较高;2)随着小肠的延伸,CaBP-D9k、VDR mRNA表达量逐渐降低,而TRPV6 mRNA则在回肠内高水平表达;3)CaBP-D9k(P<0.05)、VDR(P<0.05)、TRPV6 mRNA的表达量(P>0.05)随着大肠肠段的延伸而不同程度地下降。结果提示,CaBP-D9k、TRPV6和VDR mRNA表达量与胃肠道Ca2+跨膜吸收能力存在关联性。

钙离子跨膜吸收相关基因在内蒙古白绒山羊胃肠道中的差异表达

本试验旨在研究钙离子(Ca^2+)跨膜吸收途径中的相关基因在内蒙古白绒山羊胃肠道中的表达差异分析。选用9只4月龄内蒙古白绒山羊断奶羔羊,屠宰后取瘤胃、网胃、瓣胃、皱胃、十二指肠、空肠、回肠、盲肠、结肠、直肠组织样品用于RNA提取,利用实时荧光定量PCR检测维生素D依赖性钙结合蛋白(CaBP-D9k)、瞬时性受体电位通道香草酸受体6(TRPV6)和维生素D受体(VDR)的mRNA表达量。结果表明:CaBP-D9k、TRPV6和VDR mRNA均在十二指肠中表达量最高,CaBP-D9k和TRPV6 mRNA与VDR mRNA分别在大肠内、胃内处于较低的表达水平;CaBP-D9k、TRPV6和VDR mRNA表达量随着小肠的延伸而逐渐降低。综合来看,CaBP-D9k、TRPV6和VDR mRNA表达量与胃肠道Ca^2+跨膜吸收能力存在关联性。

多巴胺引起大鼠结肠黏膜离子转运的节段异质性

目的探究多巴胺(DA)引起的大鼠远端结肠黏膜离子转运在不同节段的异质性及其可能的原因。方法用短路电流技术(ISC)探测DA引起的大鼠远端结肠黏膜离子转运在不同节段的差异及其介导受体;用realtime-PCR方法检测介导DA反应的受体在大鼠结肠黏膜不同节段的表达是否具有差异性。结果DA在结肠近肛门端(结直肠交界处,DC1)引起的短路电流(ΔISC)为(-14.32±3.14)μA/cm2,明显高于远端结肠的其他部位(-3.19±1.44)μA/cm2(P<0.01)。多巴胺D1样、D2样受体拮抗剂及α受体拮抗剂phentolamine均不能抑制该反应。但β1和β2肾上腺素能受体拮抗剂atenolol和ICI118、551却明显抑制多巴胺产生的反应,抑制程度分别为63.79%(P<0.05),87.27%(P<0.01)。realtime-PCR结果显示,在远端结肠黏膜上,介导该反应的β1和β2受体的mRNA在远离肛门处的远端结肠(DC4)的表达为DC1表达量的48.6%(P<0.001)和56.5%(P<0.05)。结论DA在大鼠远端结肠引起的黏膜离子转运具有异质性,即在DC1的反应明显高于远端结肠的其他部位,这可能与为介导该反应的β1和β2肾上腺素能受体在DC1的高表达有关。

静电场对碗豆幼苗膜透性影响与跨膜电导率

根据静电场作用下碗豆幼苗膜透性的试验结果 ,应用分子力学方法研究了离子跨膜输运能量 .将植物细胞膜内部模拟为两个介电常数不同的空间电荷区 ,建立离子跨膜模型 ,导出了界面势垒的静电荷密度与界面电导率 .并从电子水平研究植物细胞畸变机理 .

太赫兹单极性皮秒脉冲串作用下细胞膜亲水孔输运生命离子流的研究

近年来研究发现太赫兹单极性皮秒脉冲串作用能够在细胞膜上生成亲水孔,然而,细胞膜亲水孔对生命离子跨膜输运的作用尚不清楚。本文在前期提出的细胞层面生理离子与太赫兹电磁辐照相互作用理论的基础上,利用Neu与Krass-owska电穿孔模型和广义修正的Poisson-Nernst-Planck模型,在整个细胞层面对太赫兹单极性皮秒脉冲串持续作用下细胞膜亲水孔跨膜输运的总离子流和跨膜输运钠、钾、氯三种细胞生理电信号变化相关的生命离子形成的离子流进行数值仿真研究,在离子流的数值研究中考虑了每种生命离子在溶液中的有效尺寸大小。数值结果揭示出,在太赫兹单极性皮秒脉冲串持续作用期间,细胞膜上生成的亲水孔输运的离子流主要由钠、钾和氯三种生命离子的离子流组成,同时,在亲水孔输运的每一种离子流中,细胞膜两侧电场引起的离子流分量远大于浓度差引起的离子流分量,但是对细胞内离子浓度变化的影响,膜两侧浓度差引起的离子流分量作用则大于电场引起的离子流分量作用。数值结果还显示,太赫兹单极性皮秒脉冲串持续作用10ns期间,细胞膜亲水孔输运的离子流没有引起细胞内这三种生命离子的浓度大幅度改变,说明细胞膜亲水孔没有引起钠、钾和氯三种生命离子生理浓度的失衡。整个作用期间细胞保持有良好的电生理状态和生理浓度的稳定性,亲水孔也没有产生细胞生理电信号变化。研究结果为太赫兹作用下细胞膜生物效应的应用奠定了基础。

简便的窦房结细胞分离和穿孔膜片箝

用含胶原酶、弹性蛋白酶的无钙溶液和改良的回复式液体运动来酶解和机械分离兔心窦房结自律细胞。为防止“衰减”现象的出现（ｒｕｎｄｏｗｎ），运用含ＡｍｐｈｏｔｅｒｉｃｉｎＢ的电极液作穿孔膜片箝。通过穿孔膜片箝的形成过程，记录分离细胞的自律性动作电位、慢内向离子流、外向钾流和起搏离子流Ｉｆ。

膜片钳技术与应用

跨膜离子运动是一切生物可兴奋膜的基本属性,是生命运动的基本条件。膜片钳技术就是从细胞分子水平研究跨膜离子运动及其调控机制的一个重要手段,是生物工程和细胞生物学的尖端技术之一。心脏所有的电生理活动及药物对心脏活动的干预都是以离子通道活性的改变为基础的。

非损伤性扫描离子选择电极技术及其在高等植物研究中的应用

各种分子和离子进出细胞的过程对于维持植物体自身的活性至关重要．非损伤性扫描离子选择电极技术(scanning ion-selective electrode technique,SIET)在不接触被测生物样品,即在保持被测生物样品完整和近乎实际生理环境的状态下,获得进出样品的各种分子和离子的信息．该技术不仅能够测量离子及分子静止状态下的绝对浓度,而且还可以测量它们进出生物样品的运动速率及运动方向．SIET可以围绕被测的单个或多个细胞、组织甚至器官进行灵活、方便而准确的立体测量并获得被测物体周围的离子或分子的三维立体数据．目前,SIET不但可以分别测量 H+,ca2+,K+,Al3+,Cd2+,Cl-和O2,CO2,NO及温度等参数,而且可以同时采集多种离子及参数,为获得生物样品内外分子或离子运动的有关信息提供了良好的实验平台．

离子跨膜的分子力学研究进展

综述了应用分子力学方法研究离子跨膜的近期进展 ,着重介绍了结合点非对称静电模型的计算方法 .这个模型利用一种典型膜 蛋白体系的简单几何构型、一个连续介质近似和一种数值方法来计算结合能 ,并将其作为结合点位置的一个函数 ,从而考察对结合亲合势的贡献 .当结合位点处于非对称状态、即离膜吸进侧的距离比离膜释放侧的距离远些时 ,在吸进侧和释放侧之间存在明显的结合自由能差 ,并引起亲合势的不同 .

简单易行的离子跨膜运输实验

中学生物学教学中采用构建模型法完成离子主动运输方式的教学,对学生来说比较抽象,缺乏直观认知感受,特别是缺少对此动态过程的理解,进而影响对细胞稳态这一核心概念的深入理解。本实验设计在质壁分离实验的基础上拓展延伸,实验条件要求较低,具备极强的推广性。利用钼酸钠可跨膜运输的特点,通过洋葱外表皮细胞中花青素的变色规律,反应钠离子跨膜运输程度,直观呈现钠离子跨膜运输的事实,为主动运输实验教学提供了很好的案例。

壁细胞酸分泌的调节

胃壁细胞经H+/K+-ATP酶分泌HCl.组胺、乙酰胆碱、胃泌素等促分泌因子通过神经、旁分泌、内分泌等途径,调节HCl的分泌.壁细胞中存在胆碱能、胃泌素、组胺H2、前列腺素E亚型、生长抑素亚型、白介素-1亚型等受体.壁细胞的分泌功能可被乙酰胆碱、胃泌素、组胺H2等受体拮抗剂所阻滞.ECL细胞、G细胞、D细胞等胃内分泌细胞参与胃酸分泌调节.Ca2+是壁细胞内介导酸分泌的重要信使.Carbachol、CCK-8、胃泌素、组胺等促分泌因子,可使壁细胞从细胞内钙库释放Ca2+,致胞质游离Ca2+增加.钙通道拮抗剂对胃酸分泌具有抑制作用.胃壁细胞膜上存在K+通道和Cl-通道,酸分泌伴随着K+、Cl-通道活动和跨膜离子交换.在壁细胞的刺激-分泌耦联中,细胞内Cl-浓度对壁细胞Cl-/HCO3-交换起着关键的调节作用.胃壁细胞中表达AQP4,AQP4集中位于壁细胞的侧基膜,他在胃酸分泌中起作用,转运跨过壁细胞膜的水.