K^+高亲和转运系统吸收动力学特征及其受NH_4^+影响的研究

为探讨钾的高亲和转运系统是否受到铵离子的影响,采用溶液培养方法研究了水稻、大豆两种作物苗期(16d)的K+高亲和转运系统吸收动力学特征及其受吸收液中NH4+的影响。结果表明,NH4+对K+吸收的Vmax的影响在作物种类间有较大的差异,水稻受影响显著小于大豆。NH4+对供试作物K+吸收的Km值影响均很小,说明NH4+对K+吸收速率的影响主要在于影响了细胞膜上K+载体的数量而非影响了载体吸收位点与K+之间的亲和性。

铵对不同作物根系钾高亲和转运系统的影响

为探讨植物苗期根系高亲和转运系统的K+吸收动力学特征及其是否受吸NH4+的影响,采用溶液培养和添加K+通道抑制剂的方法,对低K+浓度下5种植物在有铵和无铵时的K+吸收动力学特征进行了研究。结果表明,植物根细胞K+高亲和系统的吸钾特征曲线符合Michaelich-Menten方程。不同植物K+高亲和系统的Km值之间差异较小,均在50%以内,说明不同植物的载体与K+间的亲和性差异较小;不同植物K+高亲和系统的Vmax值间差异很大,说明不同植物根细胞膜上的K+载体数量间差异很大,这是导致不同植物在低钾条件下吸钾能力差异较大的主要原因。铵的存在可以明显降低供试植物在低钾条件下对K+的吸收速率。与无NH4+情况比较,NH4+的存在可使大豆K+吸收的Vmax减少80%;但NH4+对不同载体与K+之间亲和性(Km)的影响较小,由NH4+所导致的Km的降低率均在10%以内。可见,对高亲和系统而言,NH4+对K+吸收的影响主要是由于铵竞争细胞膜上的钾载体所造成的。

高亲和K^+转运载体(HKT)与植物抗盐性

高亲和K+转运载体蛋白(HKT)是一类存在于真核生物和原核生物中的阳离子转运载体蛋白家族。根据其功能可分为两类,即K+-Na+同向转运体和Na+选择性转运体,它们在植物抗盐中均有一定的作用。本文就这方面的研究进展作介绍。

高亲和钾转运体在植物抗盐中的作用

土壤盐渍化是导致作物减产的一项重要原因,Na+对大多数作物是有害的,而钾是植物不可缺少的营养成分,植物根系在外界低钾条件下主要通过高亲和性系统吸收K+。介绍了高亲和钾转运体Trk/HKT和KUP/HAK/KT 2大家族的结构和功能。主要讨论了当植物处于K+饥饿及盐胁迫下,2大家族在改善植物钾营养、提高植物耐盐性方面的作用。

麻醉药物对高亲和力谷氨酸转运体作用的研究进展

高亲和力谷氨酸转运体是中枢神经系统中谷氨酸浓度的重要调节者,近年来的研究发现它与麻醉及麻醉药物的脑缺血保护作用有关。

植物吸收转运无机氮的生理及分子机制

氮是植物生长必需的营养元素。植物从土壤中吸收的氮素主要是NO3-和NH4+等无机氮源。植物吸收NO3-和NH4+的系统均有高亲和转运系统(high-affinity transport system,HATS)和低亲和转运系统(low-affinity transport system,LATS)之分。近10多年的研究已对这些转运系统的分子基础有了较好的理解,本文着重对近年来植物吸收无机氮分子机制的研究进展进行了综述。

黄瓜HAK基因家族的鉴定与生物信息学分析

为了深入研究黄瓜K^(+)转运蛋白基因家族KUP/HAK/KT的相关功能,本研究通过全基因组分析技术等生物信息学手段鉴定CsHAK家族成员,分析其进化关系、基因结构,蛋白质三级结构、顺式作用元件及共线性关系。结果发现,黄瓜基因组共有15个CsHAK基因,不均匀分布在黄瓜染色体chr1、chr3、chr4、chr5、chr7上,亚细胞定位预测发现CsHAK基因位于细胞质膜;CsHAK基因家族可分为3个亚家族,大部分家族成员包含12个保守基序和K_trans保守功能结构域,基因启动子区所含元件与激素调节、光响应、胁迫密切相关;CsHAK家族成员之间发生2个串联重复事件,Ks/Ka值均小于1,表明其进化受纯化选择作用。研究结果为进一步深入挖掘CsHAKs在黄瓜生长发育及逆境胁迫响应中的功能及作用机制提供了理论基础。

牛磺酸对心血管系统作用及机理的研究进展

牛磺酸对心血管系统作用广泛,机制复杂,主要有抑制心肌细胞凋亡,保护因缺血等所致心肌损伤;恢复因高糖、胆固醇、吸烟和同型半胱氨酸所致血管内皮功能异常;抑制血管平滑肌细胞增殖,减少血管平滑肌钙化;促进高脂血症动物模型的胆固醇代谢和排泄而降脂;经对髓过氧化酶、牛磺酸氯胺和核因子κB等抗氧化而抑制动脉硬化;牛磺酸的作用需依赖其跨细胞膜转运功能,但病态心肌和血管细胞牛磺酸转运异常;此外,对果糖所致高血压和铁超载所致心血管系统损害的动物模型均有改善作用等。

盐胁迫下囊果碱蓬和陆地棉硝态氮低亲和吸收速率的差异及其生理分析

采用常规离子耗竭方法,以陆地棉(Gossypium hirsutum L.)为对照,在不同Cl-和NO3--N营养状况下,研究了盐生植物囊果碱蓬(Suaeda physophora Pall.)NO3-低亲和吸收动力学特征,探讨了盐胁迫下囊果碱蓬NO3-高效吸收的调控机制。结果表明:两种植物NO3-的低亲和吸收动力学呈线性吸收,且囊果碱蓬NO3-的净吸收速率和硝酸还原酶的活性显著高于陆地棉,说明囊果碱蓬具有较高的氮需求;10 mmol L-1KNO3预处理2 h后,囊果碱蓬和陆地棉地上部全氮的含量分别增加30.6%和36.8%;NO3-的净吸收速率分别降低了46.6%和45.5%,说明两种植物氮的吸收受到体内氮营养的负反馈调节;NaCl长期胁迫30 d显著抑制NO3-的吸收,陆地棉NO3-的净吸收速率下降幅度显著高于囊果碱蓬,而根系Cl-的含量显著高于囊果碱蓬;NO3-的净吸收速率与植物根系Cl-的含量呈显著性负相关,说明囊果碱蓬根系拒Cl-的能力显著高于陆地棉;NaCl或KCl短期胁迫2 h对囊果碱蓬NO3-的净吸收速率没有显著影响,但陆地棉NO3-的净吸收速率分别降低了43.8%和37.5%。研究结果证明了盐胁迫下囊果碱蓬NO3-的高效吸收与植物内部的高氮需求和Cl-的累积有关,而培养介质中Cl-的浓度对NO 3-的低亲和转运系统影响较小。

植物高亲和性K^(+)转运蛋白(HAK)研究进展

K^(+)是植物体中含量最多的无机阳离子,也是植物生长和发育所必需的营养元素。高亲和性K^(+)转运蛋白(high-affinity K^(+)transporter, HAK)家族是植物中最大的K^(+)转运蛋白家族之一,在植物K^(+)吸收和转运过程中起重要作用。本文对HAK家族的发现、命名、结构特征、系统发育和功能调控等方面研究成果加以综述,并对该家族蛋白的未来研究方向进行了展望。

神经元谷氨酸转运体的研究进展

谷氨酸是中枢神经系统重要的兴奋性神经递质，但在脑缺血时其兴奋性毒性作用会对脑组织造成严重的病理性损害。由于细胞外无降解谷氨酸的酶，突触间隙谷氨酸的清除依靠神经元和胶质细胞的高亲和力谷氨酸转运体，其是神经冲动高效传递的支持和保障。

高亲和力谷氨酸转运体与神经系统变性疾病关系的研究进展

谷氨酸是中枢神经系统主要的兴奋性神经递质，释放到突触间隙的谷氨酸若不被及时清除，会过度兴奋谷氨酸受体．介导“兴奋性毒性效应”对神经系统产生损伤。细胞外没有分解谷氨酸的酶，因此谷氨酸主要由高亲和力谷氨酸转运体（excitatoryaminoacidtransporters，EAATs）所摄取。

HKT在植物离子稳态和响应非生物逆境胁迫中的作用

K^(+)在植物生长发育及抵御非生物胁迫中扮演着重要角色。高亲和性K^(+)转运蛋白(high-affinity K^(+)transporter,HKT)是最重要的阳离子转运蛋白家族之一,广泛参与植物K^(+)和Na^(+)吸收与转运。大量研究表明,HKT家族基因表达受Ca^(2+)、腐植酸和胞嘧啶甲基化等调控;其介导植物体内Na^(+)长距离运输以及维持K^(+)和Mg^(2+)稳态平衡,在植物抗逆性中发挥着关键作用。本研究对HKT家族的发现、结构与分类、生物学功能、表达与调控机制及其响应非生物胁迫等方面的研究成果加以综述,并对其未来研究方向进行展望,以期为农作物抗逆性遗传改良提供理论依据和基因资源。

不同糖类对水稻硝酸盐吸收的影响

使用非侵害性根吸收硝酸盐检测系统,在较低NO_3^-浓度下,测定10 m mol/L的蔗糖、葡萄糖、果精、半乳精、棉子糖、D-甘露醇、甘露糖、阿拉伯糖、乳糖对水稻品种"汕优63"硝酸盐吸收的影响,以10 min为间隔连续测定4 h,结果表明:加入蔗糖后对水稻硝酸盐的吸收有显著的、立即的、持续的促进作用,与加入蔗糖前相比,硝酸盐净吸收率上升了298%,葡萄糖、半乳糖、果糖、棉子糖对水稻硝酸盐的吸收亦有明显的促进作用,上升幅度140%～223%;乳糖、D-甘露醇、阿拉伯糖无明显影响;甘露糖则有抑制作用.蔗糖可能是作为主要的信号分子参与植物硝酸盐吸收的正反馈调控.

八种氨基酸对水稻硝酸盐吸收的影响

目的:在较低NO3-浓度下,研究不同氨基酸对水稻硝酸盐吸收的调控作用。方法:使用非侵害性硝酸盐检测系统测定了谷氨酸、天门冬氨酸、精氨酸、赖氨酸、脯氨酸、苯丙氨酸、缬氨酸和丝氨酸8种氨基酸对水稻硝酸盐吸收的动力学影响。结果:加入谷氨酸、天门冬氨酸后对水稻硝酸盐的吸收有短暂的促进作用,硝酸盐净吸收率分别上升258±123%和217±34%;另外,加入赖氨酸和精氨酸以后发现水稻硝酸盐的吸收率降低-63±34%和-64±27%,反应延迟时间为30min以上,而其他4种氨基酸并没有产生明显的影响。结论:氨基酸不是直接调控水稻高亲和力NO3-转运系统,而可能是对NO3-同化过程进行调控。

水稻苗期根系铵钾离子吸收的交互作用研究

【目的】为探讨水稻幼苗根系NH_4^+、K^+吸收的交互作用,深化水稻养分吸收理论,【方法】采用溶液培养的方法,对低钾及高钾浓度下水稻在有铵和无铵时的K^+吸收动力学特征进行了研究,对不同钾浓度下水稻根系NH_4^+的吸收速率进行了比较。【结果】1)当K^+<0.2 mmol/L时,水稻根系通过高亲和转运系统吸收K^+服从Michaelich-Menten动力学方程;NH_4^+的存在显著降低K^+的最大吸收速率(Vmax),且降幅随着NH_4^+浓度的增加而增大;NH_4^+对水稻根表载体与K^+的亲和力(Km)影响较小,在1.62 mmol/L NH_4^+浓度下,水稻品种齐粒丝苗和沪科3号的Km分别下降了12.33%和16.46%,远低于Vmax 47.30%和39.21%的降幅。2)当K^+>0.5 mmol/L时,水稻根系K^+低亲和转运系统发挥作用,K^+吸收速率随浓度的增加而不断增加,呈不饱和特征;但在相同K^+浓度下,水稻根系的K^+吸收速率随NH_4^+浓度的增加而下降。3)水稻根系对NH_4^+的吸收速率随着NH_4^+浓度的增加而增加;在相同NH_4^+浓度下,水稻根系对NH_4^+的吸收速率受K^+浓度的影响很小。【结论】NH_4^+抑制水稻苗期根系K^+的高亲和转运和低亲和转运,NH_4^+对K^+高亲和吸收的影响主要是由于铵竞争细胞膜上的钾载体所致;外界K^+浓度的变化对水稻幼苗的NH_4^+吸收速率影响很小。水稻铵钾的交互作用主要表现在NH_4^+对K^+吸收的抑制作用。

可溶性白细胞分化抗原-14的研究进展

可溶性白细胞分化抗原-14（sCD14）作为细胞糖蛋白家族成员,是革兰阴性（G-）菌内毒素脂多糖（LPS）高亲和受体,在人体免疫系统激活引起的一系列级联反应中,它能介导特殊类型的细胞识别LPS,并引起相应的细胞分子生物学效应.由于sCD14在机体细胞因子网络应答中占据节点位置的重要性,所以对其基础及临床研究日益受到大家的重视.