跨膜Ca~(2+)梯度与红细胞骨架的稳定性

正常生理条件下,红细胞内Ca~(2+)浓度为10~(-6)mol/L,而血液中的Ca~(2+)浓度则约10~(-3)mol/L,因此在红细胞膜两侧存在着约1000倍的跨膜Ca~(2+)梯度.我们曾报道过跨膜Ca~(2+)梯度对通过膜脂调节质膜腺苷酸环化酶、肌质网膜Ca~(2+)-ATP酶构象和活力的重要性.红细胞骨架(Cell skeleton)是维持红细胞形态和功能的基础.它由两个结构单元组成——细胞膜和膜骨架(Membraneskeleton).     

跨膜Ca2+梯差对重建β-肾上腺素能受体配基结合功能的影响

在正常生理状态下,真核细胞内Ca~(2+)浓度为10~(-7)～10~(-6)mol/L,细胞外侧为10~(-3)mol/L,即细胞膜的两侧存在1000～10000倍的跨膜Ca~(2+)梯差。当细胞外信息跨膜传递时细胞外Ca~(2+)内流,胞浆中的Ca~(2+)浓度升高,细胞膜两侧的跨膜Ca~(2+)梯差降低约10倍,即膜内外两侧的跨膜Ca~(2+)梯差为100倍;而信息传递完成后胞浆中的Ca~(2+)会通过质膜上的Ca~(2+)-ATP酶或Na~+-Ca~(2+)交换运出细胞外以维持膜两侧合适的跨膜Ca~(2+)梯差。因此,细胞膜两侧的跨膜Ca~(2+)梯差在维持细胞正常功能中具有重要的生理意义。但这种跨膜Ca~(2+)梯差对膜结合蛋白,尤其是对参与构成信息跨膜转导体系的膜蛋白的结构与功能及其相互作用的影响尚未引起足够的重视。     

正向的跨膜Ca^2＋浓度梯差对腺苷酸环化酶构象与活性的重要性

大多数细胞具有明显的内外Ca~(2+)浓度梯差,一般细胞内Ca~(2+)浓度为10~(-7)—10~(-6)mol/L,细胞外则为10~(-3)mol/L.换言之,细胞内、外Ca~(2+)浓度梯差约为1000—10000倍.通过调控机理细胞内Ca~(2+)的浓度经常保持在一个恒定的低水平,否则会引起细胞功能的一系列异常变化.但这种跨膜Ca~(2+)浓度梯差对跨膜蛋白的构象与活性究竟有什     

神经节苷脂GM3对肌质网Ca2+-ATP酶活性与构象的调节

神经节苷脂(Ganglioside,Gls)最初在神经组织中发现,以后又在脊椎动物非神经组织的细胞膜上被检测到。文献[1]报道Gls能影响Ca~(2+)的跨膜流动,并且外源性神经节苷脂GM3(单唾液酸乳糖神经酰胺)对人红细胞膜Ca~(2+)-ATP酶活性有一定的作用。虽     

大豆磷脂脂质体及H~+-ATP酶脂酶体的~(31)P-NMR研究

二价金属离子对猪心线粒体H~+-ATP酶与大豆磷脂脂质体重建体系酶活性影响的研究指出,Mg~(2+)、Ca~(2+)、Mn~(2+)等二价金属离子可以提高重组酶的活性。本文主要是运用~(31)PNMR(核磁共振)技术研究在大豆磷脂脂质体中,以及在H~+-ATP酶复合体与大豆磷脂脂质体重建的脂酶体中膜脂的结构,同时观察金属离子Co~(2+)对膜脂结构的影响。     

稀土离子与红细胞作用的~(133)Cs NMR研究

随着稀土资源的不断开发利用,它们不可避免地通过多种途径进入生物体内,因而从分子和细胞水平上研究稀土的生物效应具有非常重要的理论和实际意义.关于稀土与细胞作用的研究已有诸多报道,本文报道用~(133)Cs NMR方法研究La~(3+)对Cs~+跨膜进入红细胞的影响.对于物质跨膜传输的研究,首先需要合适的手段将被传输物质在膜两侧的分布区分开.在碱金属离子中,仅~(133)Cs~+在不引入顺磁位移试剂情况下,细胞内外NMR信号能确切区分,并且在体系中无K~+时,Cs~+有类似于K~+的功能,故~(133)Cs是研究稀土离子与细胞作用     

M(EGTA)配合物的NMR研究

乙二醇-双-(α-氨基乙基醚)四乙酸(EGTA)是一种Ca~(2+)高选择性螯合剂,结合Ca~(2+)能力比Mg~(2+)强10~6倍,被认为是钙结合蛋白钙结合位的理想配位模型。Ca(EGTA)的晶体结构虽已确定,但其溶液结构仍不清楚。考虑Ca~(2+)离子半径(0.99     

粉防己碱——红细胞膜依赖钙调蛋白Ca~(2+)-Mg~(2+)-ATPase的一种新的天然抑制剂

红细胞膜Ca~(2 )-Mg~(2 )-ATPase具有Ca~(2 )跨膜主动运转的功能,以维持胞内低Ca~(2 )浓度。目前已知该酶受钙调蛋白(CaM)的调节。CaM是广泛分布的一种钙结合蛋白,是非肌细胞主要的Ca~(2 )受体,它在调节各种依赖Ca~(2 )的细胞功能和酶体系中起重要作用。 CaM活化的环核苷酸磷酸二脂酶、红细胞膜Ca~(2 )-Mg~(2 )-ATPase活性可被多种CaM拮     

Mg~(2+)降低脂酶体中H~+-ATP酶的慢运动——饱和转移电子顺磁共振(ST-EPR)研究

我们实验室曾报道,在用胆酸盐透析法将猪心线粒体H~+-ATP酶重组于脂质体的过程中,1m mol/l Mg~(2+)能显著地提高酶活性,改变重组体系膜脂分子空间取向的平均分布状态。由此推测,1m mol/l Mg~(3+)可以通过与膜脂的相互作用影响H~+-ATP酶在膜中的构象与运动状态。饱和转移电子顺磁共振的主要应用之一是研究脂-蛋白的相互作用,提供脂对蛋白运动影响的信息。本文运用ST-EPR谱研究猪心线粒体H~+-ATP酶在大豆磷脂脂酶体中的转动运动。研究结果表明1m mol/l Mg~(2+)的影响是增加H~+-ATP酶在大豆磷脂膜     

Ca2+对人红细胞膜葡萄糖载体活性的抑制

人红细胞通过其膜上的葡萄糖载体蛋白来转运葡萄糖,此载体只转运D型葡萄糖,是一被动转运过程.由于人红细胞膜上葡萄糖载体含量较多,活性也较高,因此一般都将它作为糖转运模型来研究.但迄今为止,对其结构、作用机制及活性调节等都不甚明了.尤其对细胞内二价阳离子,如钙离子等,对它的调节更少见报道.对正常的红细胞,其质膜内外存在着一个大约1000倍的钙离子梯差,如果细胞内钙离子浓度升高,使此梯差变小甚至消失,就会影响膜蛋白的活性,导致一些异常的生理反应.我们曾报道,胞内钙离子浓度升高会明显地抑制完整红细胞葡萄糖载体活性,其半抑制浓度约为250μmol/L,但完整红细胞内有许多胞质     

菌紫质光循环中间体M的双相衰减:蜂毒素及其定点突变体的影响

菌紫质(bacteriorhodopsin,BR)是嗜盐菌(H.halobium)紫膜(purple membrane)中唯一的蛋白成分,能将光能转换成电化学能.明适应的BR受光激发,约500fs(10~(-15)s)后生成过渡态J,约3ps(10~(-12)s)之后转变成含13-顺生色团的中间态K,然后历经L,M,N,O等中间态在10～20ms内回到BR.随着循环的进行,质子从细胞质侧转运到细胞外侧,产生跨膜质子梯度.BR的光循环中间体M的生成和衰减与质子转运密切相关.快速动力学分析表明M的衰减过程至少可以分出快(M_(412f))、慢(M_(412s))两种成分.关于两种M衰减成分产生于BR光循环的哪个步骤,已经提出了多种看法.但目前仍没有一个广为认同的解释.     

酸性磷脂(PA、DPG)与H~+-ATP酶复合体片段作用对Mg~(2+)激活复合体水解ATP的影响

前曾报道在猪心线粒体内膜H~+-ATP酶复合体(简称复合体)中膜脂对于膜蛋白的构象和功能起很大的作用。Mg~(2+)对于复合体ATP水解活力的激活作用明显不同于其对可溶性F_1-ATP酶的抑制作用,且酸性磷脂PA从膜上丢失会引起Mg~(2+)对复合体水解活力激活作用的丧失。这说明膜脂的作用不仅可使一些受损的膜蛋白恢复活力和行使功能,而且     

细胞色素c对心磷脂非双层相变的影响

哺乳动物的心磷脂(CL),75—90％存在于线粒体内膜脂双层的基质面,占内膜脂总量的25—50％。CL的这种特异性分布,引起了人们对其功能意义的关注。 据文献报道,CL是线粒体内膜中主要的荷负电磷脂,它富含不饱和脂肪酸链和具备H_(11)相变能力的特点与其维持细胞色素c氧化酶等呼吸链组分的活性、参与Ca~(2+)的摄取和蛋白质的跨膜转运等功能有关。     

Aβ1～40对神经细胞膜通透性及胞内游离Ca2+的影响

利用激光共聚焦显微镜技术研究了可溶和纤维化的Aβ1～40对神经细胞膜通透性及胞内游离Ca2+的影响. 结果表明: ①可溶和纤维化的Aβ1~40对细胞膜通透性的影响均是浓度依赖的. 可溶的Aβ1~40只有当其浓度达到3 μmol/L时才能使膜的通透性增加, 而纤维化的Aβ1~40的毒性作用远远强于可溶性的Aβ1～40, 当浓度为1μmol/L时, 即有明显作用. 当其浓度达到3μmol/L时, 不但细胞膜的通透性大大增加, 而且核膜也有严重破损. ②高浓度可溶的和纤维化的Aβ1～40均能使胞内Ca2+升高, 升高的幅度呈浓度依赖的. 纤维化的Aβ1～40诱导的胞内Ca2+的上升比较同步, 且反应很快. 这提示高浓度可溶的和纤维化的Aβ1～40神经毒性与细胞膜物理化学性质的改变及胞内Ca2+平衡失调有一定的相关性.     

Luffin A 免疫毒素的构建及对人黑色素瘤细胞的体外抑制作用

近年来,免疫毒素在白血病治疗、骨髓移植等方面显示出令人鼓舞的成果,到1990年美国食品与药品管理局(FDA)已批准数种免疫毒素进行临床试验.我们已从丝瓜(Luffa cylindrica)的种籽中分离纯化了两种单链致核糖体失活蛋白(Ribosome inactivating proteins,RIPs):Luffin A,B,并测得它们对兔网织红细胞裂解液的蛋白质生物合成有强烈的抑制作用,IC_(50)分别为1.4×10~(-11)mol/L和2.0×10~(-11)mol/L,比天花粉蛋白(Trichosanthin,TCS)的2.9×10~(-10)mol/L要低一个数量级.文献[1]报道Luffins是迄今已分离到的毒性最高的单链RIPs,但未见有关Luffin的免疫毒素的报道.我们在对其理化性质进行研究的基础上,将Luffin A制成免疫毒素,并研究了它对体外培养的肿瘤细胞的杀伤作用.     

单唾液酸神经节苷脂GM1对老龄大鼠学习记忆的增强作用

中枢神经系统内含有较高浓度的神经节苷脂,它主要结合在神经细胞膜上,神经节苷脂的化学结构已被确定,它们是一类含唾液酸的膜糖脂,由伸入到膜内的脂成分和在膜表面的含1个或数个唾液酸的糖成分组成,其含唾液酸的亲水部分暴露在膜的外面,与Ca~(2+)通道的调节有关。外源性施加神经节苷脂可以促进中枢神经系统的再生,特别是突触的形成。近年来又有工作报道,外源性神经节苷脂对不同年龄(从幼年到老年)大鼠的学习能力有明显的增强作用。本工作则试图探讨单一成分的单唾液酸神经节苷脂GM1对老龄大鼠学习能力和记忆保存的作用。     

利用基于分子印迹聚合物膜的表面等离子体共振传感器检测TNT

利用以分子印迹聚合物(MIP)膜作为识别单元的表面等离子体共振(SPR)传感器,对2,4,6-三硝基甲苯(TNT)进行了检测.通过热引发聚合反应,在SPR传感芯片的裸金表面合成了TNT印迹聚合物膜.采用乙腈/乙酸(9:1,V/V)混合有机溶剂可以快速将TNT模板分子洗脱下来,表现为SPR共振角偏移了0.7°.吸附实验结果表明,TNT分子的最低检测限可达1×108mol/L,并且在1×108～1×105mol/L浓度范围内SPR共振角度的变化(θ)与TNT浓度的负对数(lg[TNT])成线性关系.选择性研究表明,该SPR传感器对于浓度为1×104mol/L的TNT结构类似物2,4,5-三硝基甲苯和1,3,5-三硝基-1,3,5-六氢化三嗪(RDX)没有响应.研究结果说明,结合了MIP的SPR传感器对TNT的检测具有高灵敏度、强选择性和长久稳定性的优点.     

甲状旁腺素对钙通道激动剂BayK8644诱发大鼠输精管收缩的抑制作用

甲状旁腺素(PTH)能抑制电刺激离体大鼠输精管收缩并可能通过影响Ca~(2+)内流而产生作用。作者还曾观察到PTH对Ca~(2+)载体Calimycin(A23187)诱发离体大鼠输精管自发收缩的抑制。推测PTH可能通过干扰Ca~(2+)的跨膜运动产生其收缩抑制效应。本文选用一种新的特异的钙通道激动剂Bay K8644(简称K8644)诱发大鼠输精管收缩并观察bPTH-(1—34)的作用,旨在进一步阐明PTH抑制作用的分子机制。     

硅肺发生机制的研究

本文先以离子选择电极发现大鼠在硅肺发病过程中,肺游离钙离子浓度([Ca~(2+)])显著升高;后用荧光光谱、~(45)Ca~(2+)示踪、等离子光谱、拉曼光谱和NMR谱等实验手段,探讨了[Ca~(2+)]升高的过程及其对硅肺发生的作用,并分析了α-石英和无定形二氧化硅在     

Dy~(3+)对小鼠骨髓基质细胞成骨和成脂分化及成骨细胞横向分化为脂肪细胞的影响

通过MTT,碱性磷酸酶活性测定,矿化功能表达以及油红O的定量测定等多种方法研究了Dy3+对原代培养的小鼠骨髓基质细胞成骨分化和成脂分化以及原代培养的小鼠成骨细胞横向分化为脂肪细胞的影响.研究结果表明,浓度为1×10-8,1×10-5mol/L的Dy3+对骨髓基质细胞增殖没有影响,但在其他浓度下则抑制骨髓基质细胞的增殖;1×10-10,1×10-9mol/L的Dy3+对成骨细胞增殖没有影响,在其他浓度下则抑制成骨细胞的增殖;当Dy3+与骨髓基质细胞作用7d,除1×10-9和1×10-7mol/L的Dy3+对骨髓基质细胞成骨分化没有影响外,其他浓度下的Dy3+则促进骨髓基质细胞成骨分化;当作用14d,1×10-5mol/L的Dy3+抑制骨髓基质细胞成骨分化,1×10-9,1×10-8,1×10-7和1×10-6mol/L的Dy3+促进骨髓基质细胞成骨分化,并且1×10-6mol/L的Dy3+的促进作用最大;测试浓度下的Dy3+都促进骨髓基质细胞的矿化功能;除1×10-7mol/L的Dy3+对骨髓基质细胞的成脂分化没有影响外,其他浓度的Dy3+则抑制骨髓基质细胞的成脂分化;测试浓度下的Dy3+都明显抑制成骨细胞的横...