酵母、植物的锰营养及转运体

锰是生命有机体所必需的微量元素之一,它参与了植物体内的许多生物过程.因此,对植物体内锰营养代谢的研究就显得十分重要.目前已获得了一些锰的转运体及相关调节蛋白,如SMF家族、Nramp家族、SitABCD、CAX2、ATX2、MNR和BSD2等.

金黄色葡萄球菌锰转运蛋白C的原核表达及小鼠免疫评价

目的在原核系统中表达金黄色葡萄球菌(金葡菌)锰转运蛋白C(manganese transporter C,MntC),对其免疫原性进行分析,为筛选金葡菌疫苗候选抗原提供参考.方法合成MntC基因,克隆至pET-22b(+)载体,构建重组表达质粒pET-22b-mntc,转化至E.coli BL21(DE3),异丙基硫代-β-D-半乳糖苷诱导表达,镍柱纯化.将纯化产物进行免疫印迹法鉴定,再采用分子排阻高效液相色谱法进行纯度分析.将铝佐剂吸附重组MntC免疫BALB/c小鼠作为实验组,将铝佐剂免疫BALB/c小鼠作为对照组.经ELISA检测小鼠血清中特异性IgG抗体水平、中性粒细胞呼吸爆发试验检测小鼠血清特异性抗体功能,再用细胞因子试剂盒检测小鼠脾淋巴细胞培养上清液中抗原特异性细胞因子水平.免疫后小鼠用致死剂量金葡菌49521菌株攻毒,观察小鼠存活情况.结果经双酶切及测序鉴定,重组表达质粒pET-22b-mntc构建正确.重组MntC相对分子质量约为34000,以可溶性形式表达,可与抗His单克隆抗体特异性结合,纯度大于95%.将铝佐剂吸附MntC免疫小鼠可诱导产生高滴度特异性IgG抗体;经MntC免疫的小鼠血清能明显增强中性粒细胞对49521菌株的呼吸爆发,实验组在60 min内发光值均值比对照组提高78%;实验组脾淋巴细胞培养上清液中抗原诱导的IFN-γ、IL-5和IL-17A浓度分别为对照组的5.8、9.9和62.8倍,均高于对照组且差异有统计学意义(t值分别为3.75、3.95和3.93,P值分别为0.004、0.003和0.003);MntC免疫小鼠后以致死剂量49521菌株攻毒,小鼠生存率从1/6提升至2/3.结论正确表达的重组MntC具有较好的免疫原性,可作为金葡菌疫苗的候选抗原组分.

水稻OsNramp4介导锰离子吸收和转运的功能分析

锰(Mn)是植物生长发育必需的矿质营养元素。水稻天然抗性相关巨噬细胞蛋白(natural resistance-associated macrophage protein, OsNramp)家族有7个成员,其中4个具有Mn^(2+)转运活性。OsNramp4已被鉴定为一个铝离子转运蛋白,但尚未报道其是否具有Mn^(2+)转运活性。本文利用Mn^(2+)吸收突变株Δsmf1进行OsNramp4功能互补实验,分析OsNramp4对Mn^(2+)的响应,研究环境Mn^(2+)胁迫对敲除突变体nramp4的生长势以及Mn^(2+)吸收和转运的影响。结果显示:OsNramp4能互补Δsmf1的Mn^(2+)吸收缺陷表型;水稻根部OsNramp4的表达受Mn^(2+)的诱导;高Mn^(2+)胁迫下, nramp4的长势明显优于野生型对照,突变体地上部Mn^(2+)含量显著低于野生型,且根-茎Mn^(2+)转运率明显低于野生型,暗示OsNramp4可能作为一个低亲和性Mn^(2+)转运蛋白,具有在高Mn^(2+)环境下吸收Mn^(2+),并由根部向地上组织运输Mn^(2+)的功能。本研究结果对深入探讨植物Mn^(2+)吸收、转运和分配的分子机制具有重要意义。

植物响应高锰胁迫的研究进展

随着锰矿区的开采,越来越多的土壤受到了锰污染,关于锰毒和植物抗锰机制的研究对治理锰污染土壤具有重要的意义。本文综述了高浓度锰对植物不同组织生长发育和生理生化过程的毒害作用,并重点阐述了植物响应高浓度锰的策略:通过植物根系的限制吸收、锰离子的外排、金属螯合作用、细胞内区域化等被动逃避策略和启动抗氧化系统,合成锰的吸收、转运有关的关键蛋白质和基因表达等主动耐受适应策略。最后,本文综合以上研究进展,并提出了一些具有参考价值的展望,通过对植物抗锰机理进行不断深入的研究,以实现利用植物修复技术治理重金属土壤污染,为提高农作物对重金属胁迫的抗性提供了理论基础。

以锰为代表的过渡金属离子体内吸收及转运机制

近年来,金属离子在生命体内的代谢、稳态平衡及其相关疾病是当前国际热点研究领域之一。微量元素是指生物体内含量不足万分之一的元素。在动物体内,微量元素虽然含量微小,但具有极其重要的生理功能,涉及生长发育、新陈代谢、内稳态调节、神经活动、免疫功能、氧化应激、信号转导、基因调控、酶及内分泌等几乎所有的生命活动过程。

锰离子转运、代谢与稳态平衡调控

金属离子在生命体细胞内的转运、代谢、稳态平衡调控及其相关疾病的研究是生物无机化学、化学生物学和生物医学等研究领域的一个前沿热点。锰被称作"细胞护卫"或"生命体保镖",在生物体中发挥重要的作用,体内锰离子的含量必须维持在一个恰当的水平,锰缺少或过量都会导致疾病或生物毒性。因此,生物体内锰离子的稳态平衡调控对维持体内锰离子的正常生理功能至关重要。对细菌、出芽酵母、动物的锰离子运输、代谢及其稳态平衡调控的分子机制研究分别进行综述。

酵母Mn-transporter基因研究进展

在酵母中有两个锰离子的转运系统 :即高亲和力系统和低亲和力系统 .本文简要介绍了酵母中与锰离子转运有关的基因 :SMF1、BSD2、ATX2、CCC1、PMR1和MNR1及它们所编码蛋白的大小、细胞定位、跨膜域及他们在锰转运中的功能 .文中还比较了几种蛋白之间的关系 .

植物锰元素的吸收转运及调控

锰(Mn)是植物生长发育的必需微量元素,在光合作用、蛋白质和脂质的合成、酶活性调节、氧化胁迫反应等方面具有不可替代的作用.碱性土壤引起的锰缺乏和酸性土壤导致的锰毒害问题是作物产量和品质的限制性因素之一.植物锰营养效率或对高锰环境的适应性取决于锰的吸收、转运和分配,依赖定位于各类膜系统上的锰转运体,它们负责细胞内锰离子的稳态平衡.本文主要以拟南芥和水稻为例,综述了不同亚细胞定位的锰转运体在植物吸收、转运和分配锰方面的功能及其分子调控机制,希望为解决我国北方碱性土壤锰缺乏和南方酸性土壤锰毒害引起的农业安全生产问题提供理论依据.

锰离子转运蛋白基因DR1709在耐辐射球菌辐射抗性中的作用分析

耐辐射球菌是目前已知的辐射抗性最强的生物之一。耐辐射球菌能够耐受强辐射的原因是辐射后细胞内Mn(II)离子能够保护其蛋白质,蛋白质受氧化程度降低。

苹果属山荆子MbNramp1基因克隆、序列与表达分析

以苹果属山荆子为试材,根据Nramp1同源序列保守区设计两对简并引物进行PCR,结合RACE技术获得了3'末端和5'末端片段,将3段片段序列拼接,根据拼接序列获取了MbNramp1基因全长cDNA序列。MbNramp1cDNA长2090bp,包含一个长度为1656bp的开放阅读框,编码551个氨基酸的多肽,分子量约为59.7kD。该基因编码的蛋白是一个膜蛋白,76%以上的氨基酸为非极性。MbNRAMP1与二价铁、锰转运蛋白NRAMP基因家族保守性很高,具有NRAMP1金属转运蛋白家族基因典型特征,即含有推断的N–端相连的糖基化位点、10个预测的跨膜结构域(TMs),在第6和第7跨膜结构域间有一个相同的转运基序(CTM)。低铁胁迫时MbNramp1在根中表达量增加。

耐辐射球菌基因DR1709与DR2523的突变分析(英文)

【目的】检测在耐辐射球菌抵抗外来辐射和氧自由基的过程中,锰离子转运蛋白基因(DR1709和DR2523)是否发挥了作用。探讨锰离子、锰离子转运蛋白基因与耐辐射球菌辐射抗性之间的关系。【方法】分别构建这两个基因的突变体。对突变体和野生型进行紫外线照射和过氧化氢处理。对处理后的菌株存活率进行分析。【结果】DR2523被突变以后,耐辐射球菌在tryptone-glucose-yeast extract(TGY)培养液中的生长受影响很小。而DR1709突变体M1709在对数生长阶段的生长速度远低于野生型。用紫外线和过氧化氢处理以后,尽管野生型的存活率高于DR2523突变体M2523,不过二者的差别并不大。但是M1709在紫外线和过氧化氢处理后的存活率远低于野生型。【结论】在耐辐射球菌抵御辐射和氧自由基损伤的过程中,DR2523和DR1709都在不同程度上发挥了作用。耐辐射球菌从培养基吸收锰离子分多步骤进行。在DR2523被突变以后,其部分功能可能被DR2283和/或DR2284所取代。