山莨菪碱促进心磷脂脂质体形成六角形Ⅱ结构

采用31p-NMR及冰冻断裂电镜技术我们曾报道了山莨菪碱能促使卵黄磷脂酰乙醇胺(PE)脂质体形成六角形Ⅱ结构及类脂颗粒。本文将山莨菪碱加至心磷脂脂质体后观察对其多形性的影响。冰冻断裂电镜技术结果表明,山莨菪碱可促使心磷脂脂质体在室温时形成类脂颗粒,在pH 8.8时,山莨菪碱还可使心磷脂脂质体形成管型,即六角形Ⅱ结构,这种现象与心磷脂脂质体加入Ca~(2+)后的作用有些相似,文中对此现象进行了初步讨论。     

山茛菪碱对磷脂脂质体膜Ca~(2+)通透性的影响

山莨菪碱是莨菪类植物中提取分离的新药,过去结果表明,药物能降低磷脂膜的有序度,诱发磷脂酰乙醇胺及一些带电荷磷脂形成非脂双层的H_(11)结构。此外,还对大鼠突触膜上多种ATP酶产生抑制作用。生理实验业已表明,山莨菪碱作用于神经系统主要抑制神经递质乙酰胆碱的释放及与其受体的结合,而乙酰胆碱的释放主要是由神经元内Ca~(2+)来调节的,为此,本文以注射法制备的单层脂质体为模型,研究山莨菪碱对中性磷脂二棕榈酰磷     

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     

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).     

竹红菌乙素对肌质网Ca~(2+)-ATP酶蛋白色氨酸荧光猝灭研究

肌质网Ca~(2+)-ATP酶是一种重要的膜蛋白酶,它在肌细胞的收缩舒张功能中起重要作用,因而其动力学行为被广泛地研究,但是有关结构与功能之间关系的直接实验数据仍然不足.为了从分子水平上阐明Ca~(2+)-ATP酶催化原理,1993年Ferrira用荧光猝灭方法首先观察了肌质网Ca~(2+)-ATP酶在加入Ca~(2+)前后分子构象的变化.由于作者使用的猝灭剂是分子氧,除了在测定工作中使用不方便之外,灵敏度也不够高.为此本文用竹红菌乙素作为肌质网Ca~(2+)-ATP酶荧光猝灭剂,分别测定了该酶在有钙或无钙的条件下荧光猝灭的情况,结果证明竹红菌乙素可以在稳态和瞬态的条件下观察到体系中有钙或无钙时的荧光猝灭常数变化的情况(即不同的K_q值);进而说明了竹红菌乙素作为肌质网蛋白荧光猝灭剂可以得到比氧更多的信息和许多其他优点.     

跨膜Ca2+梯度的消失影响红细胞膜脂的不对称性分布

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,因此红细胞膜两侧存在着1000倍的跨膜Ca~(2+)梯度.有报道在贫血病人的红细胞或老化的红细胞中,红细胞内的Ca~(2+)浓度大幅度上升,导致了跨膜Ca~(2+)梯度的下降.我们曾报道过一个合适的跨膜Ca~(2+)梯度可通过膜脂调节质膜腺苷酸环化酶、肌质网Ca~(2+)-ATP酶的构象和活力.最近,我们又初步报道了一个合适的跨膜Ca~(2+)梯度是红细胞带3蛋白(Band-3)表现较高阴离子转运活力所必须的.那么这种调节作用是否也是通过膜脂进行的呢?众所周     

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。     

Mg~(2+)影响磷脂流动性的激光拉曼光谱研究

前曾报道Mg~(2 )对猪心线粒体H~ -ATP酶及细胞色素氧化酶在脂质体重组中的影响,提出Mg~(2 )很可能是通过影响膜脂流动性来影响酶的构象,从而呈现较高的酶活性。本文利用拉曼光谱进一步研究了Mg~(2 )对磷脂流动性的影响,比较了它对两种磷脂:双棕榈酰磷脂酰胆碱(DPPC),和双棕榈酰磷脂酸(DPPA)分散体的物理状态的影响,两者所含的脂肪     

钙调素拮抗剂及钙离子螯合剂对叶绿体CF_1-ATP酶的影响

作为胞内信使的钙离子,在与Calmodulin(钙调素,简称CaM)结合后将其活化,从而调节着生物细胞内多种酶的活性和生理过程。在植物方面,已证实Ca~(2+)·CaM系统至少调节着NAD激酶、Ca~(2+)·Mg~(2+)-ATP酶和NAD奎宁氧化还原酶,以及可能参与光合作用、细胞运动、植物激素反应等生理过程的调节。植物上已初步证实与Ca~(2+)·CaM调节有关的ATP     

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     

金属离子对嵌有H~+-ATP酶脂酶体的流动性及酶活性的影响

前曾报道,猪心线粒体H~+-ATP酶用胆酸盐透析法嵌入大豆磷脂脂质体形成脂酶体——L·(H~+-ATP酶)时,透析介质中含有lmMMg~(2+)能降低L·(H~+-ATP酶)的流动性,提高重建H~+-ATP酶的活性。圆二色性光谱测定也表明,L·(H~+-ATP酶)_(+Mg~(2+))较L·(H~+-ATP酶)_(-Mg~(2+))的α-螺旋含量约高26％,因而推测Mg~(2+)的作用很可能是通过影响L·(H~-ATP     

阿托品诱导DPPG脂质体形成交插结构

交插结构可能是生物膜系统中普遍存在的一种结构,它可能在膜中构成几个结构域(domain)来调节膜脂的流动性、通透性等物理性质,也可能通过改变结合于交插脂双层的膜蛋白的结构来行使生理功能。许多药物可以诱导非交插脂双层形成交插结构,例如可卡因和pindolol诱导磷脂酰胆碱、山莨菪诱导磷脂酰甘油形成交插脂双层结构。阿托品是与山莨菪碱同族的生物碱,是一种抗胆碱药物,它具有抑制腺体分泌、扩大瞳孔、解除胃肠和支气管平滑肌痉挛、解救有机磷中毒等功能。本文利用差式扫描量热(DSC)和荧光标记法研究了阿托品对二棕榈酰磷脂酰甘油(DPPG)的作用,证明阿托品可诱导DPPG脂质体形成交插结构。     

稀土离子和钙调蛋白重组的紫外差光谱及电泳研究

对稀土的生物学效应研究表明,稀土元素能促进农作物的生长,增加产量;稀土在一定的浓度下对动物组织具有一定的毒性.目前对稀土在生物体中的作用机理还不很清楚,许多学者认为,稀土离子(Ln~(3+)在生物体内与拮抗Ca~(2+)有关.钙调蛋白(CaM)是一种动植物中普遍存在的非常重要的钙离子受体,它能调节多种酶的活性(如,环核苷酸磷酸二酯酶(PDE)、Ca~(2+)-Mg~(2+)-ATPase、等).这预示着 Ln~(3+)与CaM之间存在着一定的关系.CaM不含色氨酸,它有5条精细的特征峰结构(253,259,265,269,277nm).紫外光谱滴定实验表明,猪脑CaM的两个Tyr残基位于不同的环境:Tyr-99位于分子表面,Tyr-138埋藏于分子内部.Yazawa等发现Ca~(2+)由于影响了CaM中Tyr-138的环境而诱导了286nm负的差谱.本文利用了紫外差光谱法(测定蛋白质在两种环境下的吸收度差)来研究Ln~(3+)对CaM的构象影响.此外,还采用PAGE活性电泳以及SDS-PAGE方法来研究Ln~(3+)和CaM的重组.结果表明.Ln~(3+)与CaM的结合所引起的构象变化与Ca~(2+)的相类似.Ln~(3+)结合CaM后导致CaM的C末端的两个Tyr残基(Try-99,Tyr-138)环境变得更加亲水,明显显示出286nm和279nm负的差谱.由其离子滴定引起这2个差谱的变化大小推测Ln~(3+)能与脱钙CaM(Apo-CaM)的钙结合位点结合.其第1个Ln~(     

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。     

Mg~(2+)对重建H~+-ATP酶的构象的影响——圆二色性光谱研究

我们前曾报道,当用胆酸盐透析法将猪心线粒体H~ -ATP酶在脂质体重建时,如果透析液中加入一定量的Mg~(2 ),能明显地提高重建酶的活力,且实验的重复率较好。并且提出,Mg~(2 )的作用可能是通过影响磷脂的流动性使重建酶具有合适的构象,从而呈现较高的酶活性。最近的研究表明,透析介质中一定量的Mg~(2 )的存在,对于嵌有H~ -ATP酶的脂质体     

电子自旋共振波谱及荧光偏振技术研究山莨菪碱对磷脂脂质体流动性的影响

前文报道了用差示扫描量热法(DSC)技术研究山莨菪碱、东莨菪碱、樟柳碱以及阿托品对二棕榈酰磷脂酰胆碱(DPPC)脂质体流动性的影响,结果表明,山莨菪碱与阿托品较明显地增加脂质体的流动性。本文进一步采用电子自旋共振波谱(ESR),荧光偏振以及冰冻断裂电子显微镜技术,同样证明山莨菪碱能增加DPPC脂质体的流动性。     

山莨菪碱对磷脂酰乙醇胺脂质体形成类脂颗粒的影响

1979年荷兰学者Verkleij等首次报道类脂脂质体膜上能出现类脂颗粒。这种类脂颗粒可能与生物膜上非双层类脂结构有关。近几年来不少实验表明,无论人工合成或从天然膜上抽提的磷脂酰乙醇胺(PE)形成脂质体后,在其相变温度以上用冰冻断裂电子显微镜技术可观察到类脂颗粒。这种类脂颗粒是膜上类脂从双分子层结构向六角形(H_Ⅱ)结构转变的中间形态,麻醉药及某些多肽抗菌素可影响类脂分子形成类脂颗粒。我们曾报道山莨菪碱能增加磷脂脂质体的流动性。本文用冰冻断裂电子显微镜技术研究山莨菪碱对卵黄磷脂酰乙醇胺脂质体形成类脂颗粒的影响,结果表明山莨菪碱在室温就可促进磷脂酰乙醇胺脂质体形成类脂颗粒。     

Mg~(2+)对形成嵌有线粒体H~+-ATP酶脂质体的流动性的影响

前曾报道将猪心线粒体H~ -ATP酶组装于大豆磷脂脂质体的过程中,Mg~(2 )的存在能大大地提高重组系统的酶活性(~(32)Pi-ATP交换活力、酶的水解活力和对抑制剂寡霉素、DCCD~(**)的敏感性以及依赖ATP的ANs荧光强度),其中Mg~(2 )对重组酶的~(32)Pi-ATP交换活力可提高7倍左右,这说明Mg~(2 )的存在可能有利于形成重组ATP酶的较合适构象,从而使它呈现出较高活性,但这是由于Mg~(2 )能促进酶蛋白与磷脂分子的相互作用呢?还是它影响了磷脂的     

缺血与正常小鼠脑内钙调素结合蛋白的研究

脑缺血是当今严重威胁人类健康的疾病。为了寻找对其有效的防治手段,目前对缺血机理的研究非常活跃。特别是Ca~(2+)在缺血细胞损伤中的作用最引入关注。用离子敏感的微电极测得缺血过程中胞外Ca~(2+)迅速降低,同时伴有大量神经递质释放。用~(45)Ca~(2+)放射自显影测得     

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