Merocyanine 540对溶酶体H~+-ATPase转运H~+过程中膜电位变化的光谱响应

Merocyanine 540是一种带负电的荧光探针,曾用于测定神经轴突的动作电位及支原体和线粒体的膜电位变化,也可用于研究膜脂的堆积程度,Merocyanine 540又是一种光敏剂,常用于光化学和光生物学的研究.以往测定溶酶体的膜电位变化主要是用carbocyanine类阳离子型荧光探针diS-C_3-(5)和oxonols类阴离子型荧光探针Oxonol VI,本文是探讨Merocyanine 540对溶酶体膜电位变化的光谱响应及其“on-off”机制,并讨论了用“null point＂法进行校正的问题.     

呼吸代谢控制在Caspase-3对线粒体凋亡信号正反馈作用中的机制和意义

线粒体通过控制释放促凋亡因子对细胞凋亡的调控起决定作用已经得到广泛认同。Caspase-3是细胞凋亡级联反应下游的一个关键的凋亡蛋白水解酶，但同时也有对线粒体的反馈作用，其机制和意义尚不完全清楚，研究了基因重组Caspase-3对线粒体呼吸、氧自由基和跨膜电位的影响。结果表明，重组Caspase－3使分离的小鼠肝线粒体的态4呼吸速率增加，呼吸控制比下降，线粒体氧自由基生成增加，线粒体跨膜电位下降。Caspase-3对线粒体的上述作用依赖其蛋白水解酶活性并通过线粒体膜透过性转运孔（PTP）起作用。实验结果证明Caspase-3对线粒体凋亡信号有正反馈放大作用，并进一步揭示了Caspase-3对线粒体作用的正反馈放大机制。     

Bd-BH3结构域短肽对线粒体PTP的作用及其机制

在细胞凋亡过程中,线粒体通过释放促凋亡因子对细胞凋亡进行调控.而促凋亡因子的释放主要是由Bcl-2家族成员相互作用来调控的.Bcl-2家族成员在线粒体中的主要作用位点是内外膜接触点上的膜透过性转运孔(PTP).应用体外方法来探讨促凋亡蛋白Bid的BH3结构域短肽对线粒体及其PTP的作用.实验发现促凋亡蛋白Bid的BH3结构域短肽能作用于线粒体PTP,引起线粒体肿胀、跨膜电位下降和细胞色素c释放;而突变的Bid-BH3结构域短肽因为不能与抑凋亡蛋白Bcl-xL结合而没有上述作用.此外,Bcl-xL和环胞菌素A(CsA)能抑制Bid-BH3短肽引起的线粒体膜通透性改变.以上结果说明.Bid-BH3短肽通过作用于线粒体PTP而使得线粒体膜通透性改变,可能通过Bid-BH3与Bcl-xL的结合并抑制Bcl-xL的抑凋亡进而实现促凋亡作用,对合成的Bid-BH3短肽促凋亡作用的研究,为将来研究细胞凋亡调控药物提供了基础.     

植物质膜嵌入脂双层及其跨膜转运功能

研究跨膜转运的三种主要方法是:同位素示踪、荧光猝灭和电生理学测定.平面脂双层系统是用人工脂双层结合电测量来模拟生物膜离子通透的一种电生理学方法,可用于膜片钳技术较难进行的一些膜透性研究领域,如酶动力学、纯化通道蛋白的活力检测、难以进行膜片钳的小囊泡等.近几年来已经把叶绿体的类囊体膜、线粒体膜以及液泡膜等嵌入脂双层,并研究了这些膜的离子通透性,但这方面的工作还很少.本文将高粱及燕麦根质膜嵌入脂     

杆状病毒诱导凋亡昆虫细胞中的线粒体反应和Ca2+的变化

以罗丹明123作为线粒体跨膜电位荧光标记探针, 流式细胞术和激光共聚焦显微镜研究显示, SfaMNPV诱导凋亡的斜纹夜蛾SL-1细胞, 线粒体跨膜电位(∆Ψm)产生明显改变, 病毒接种后4 h, 膜电位开始下降, 随着病毒感染进程的延续, 线粒体膜电位∆Ψm持续降低. 利用Western 杂交分析定位于线粒体的Bcl-2蛋白, 结果表明, 线粒体Bcl-2蛋白含量随病毒感染逐渐减小, 表达水平降低, 病毒感染下调了Bcl-2蛋白的表达. Western杂交检测到显示细胞色素c从线粒体向细胞质中释放, 并在细胞质逐渐积累, 呈时间依赖性特征. 病毒感染诱发的线粒体反应, 提示杆状病毒诱导昆虫细胞凋亡, 可能存在线粒体介导的凋亡信号转导途径. 以Ca²⁺荧光探针Fluo-3/AM负载, 激光共聚焦显微镜观察和荧光分光光度计测定凋亡细胞 [Ca²⁺]_i浓度的变化, 检测到病毒诱导凋亡细胞内的[Ca²⁺]_i浓度明显升高, 细胞外Ca²⁺内流; 在EGTA抑制胞外钙离子内流和细胞质Ca²⁺钳制状态下, PI染色后流式细胞仪检测显示细胞凋亡不受影响, 说明胞质内游离Ca²⁺升高和胞外钙离子内流不是细胞凋亡的主要诱因, 提示内质网钙库Ca²⁺排空可能是SfaMNPV诱导SL-1细胞凋亡信号转导通路中的重要媒介.     

代谢综合征药物高通量筛选模型的建立

线粒体对于真核细胞至关重要, 除了为细胞提供能量, 还参与细胞信号转导、分化与生长、凋亡等生命过程. 许多疾病的发生与线粒体功能失常密切相关, 包括神经退行性疾病、糖尿病、肥胖、肿瘤等. 由于线粒体膜电位是反映细胞功能状态的重要指针, 因此选用了代谢性细胞L6大鼠肌管细胞建立了一种快速且高效地分析线粒体膜电位的高通量筛选模型. 通过对线粒体染料JC-1浓度及孵育时间、待筛选化合物孵育时间、阳性化合物CCCP(carbonylcyanide-m-chlorophenylhydrazone) 浓度等实验条件的优化, 确立了筛选条件, 并对鱼藤酮、丙二酸、抗霉素A、寡霉素和黄连素(berberine)等线粒体抑制剂进行验证, 证实该筛选体系的可靠性. 以10 μmol L^-1 CCCP作为阳性对照, 筛选体系的整体CV值(变异系数)为5.92%, Z'因子为0.575, 符合高通量筛选的要求. L6肌管细胞线粒体膜电位高通量筛选模型的建立, 将为发现治疗代谢综合征的新药先导化合物提供更多机会.     

TNF-α 诱导血管内皮细胞的衰老

TNF-α 是 极为重要的促炎性细胞因子, 在调节细胞免疫反应中起着多种生理和病理作用. TNF-α 能激活血管内皮细胞, 继而表达多种细胞因子和黏附分子引发一系列的炎性白细胞浸润和炎症反应. 研究发现TNF-α 炎性刺激除了能引起内皮细胞死亡外, 还能诱导内皮细胞的衰老. TNF-α 处理的血管内皮细胞衰老相关的β-半乳糖苷酶染色反应显示阳性, 细胞周期停滞在G0~G1期; 内皮细胞中线粒体膜电位早期上升, 衰老时则降低, 表征早期细胞线粒体功能亢进, 而后期功能衰退; 活性氧水平早期有上升和下降的振荡, 诱导衰老后有所降低. 结果表明线粒体的功能变化与TNF-α 诱导的内皮细胞衰老有关.     

一氧化氮损伤神经细胞线粒体并诱导细胞凋亡

研究了一氧化氮对原代培养的大鼠小脑颗粒神经元的细胞毒性及其作用机理 .实验结果表明 ,一氧化氮供体S 亚硝基 N 乙酰基青霉胺 (SNAP ;5 0 0 μmol/L)可诱导未成熟小脑颗粒神经元凋亡 .流式细胞分析及HPLC分析表明 ,神经细胞经SNAP处理后线粒体跨膜电位及细胞内ATP含量均明显下降 .一氧化氮清除剂血红蛋白可有效保护线粒体 ,防止细胞凋亡 .实验结果提示 ,一氧化氮通过抑制线粒体呼吸链的活力、降低细胞内ATP含量而启动细胞凋亡程序 .     

Bid-BH3结构域短肽对线粒体PTP的作用及其机制

在细胞凋亡过程中，线粒体中通过释放促凋亡因子对细胞凋亡进行调控。而促凋亡因子的释放主要是由Bcl-2家族成员相互作用来调控的。Bcl-2家族成员在线粒体中的主要作用位点是内外膜接触点上的膜透过性转运孔（PTP）。应用体外方法来探讨促凋亡蛋白Bid的BH3结构域短肽对线粒体及其PTP的作用。实验发现促凋亡蛋白Bid的BH3结构域短肽能作用于线粒体PTP，引起线粒体肿胀、跨膜电位下降和细胞色素c释放；而突变的Bid-BH3结构域短肽因为不能与抑凋亡蛋白Bcl-xL结合而没有上述作用。此外，Bcl-xL和环胞菌素A（CsA)能抑制Bid-BH3短肽引起的线粒体膜通透性改变。以上结果说明，Bid-BH3短肽通过作用于线粒体PTP而使得线粒体膜通透性改变，可能通过Bid-BH3与Bcl-xL的结合并抑制Bcl-xL的抑凋亡进而实现促凋亡作用。对合成的Bid-BH3短肽促凋亡作用的研究，为将来研究细胞凋亡调控药物提供了基础。     

低能氮离子注入对花粉细胞钙浓度及膜电位的影响

以百合花粉为材料研究顾低能N^ 注入对花粉营养细胞Ca^2 浓度和膜电位的影响，花粉细胞经100keV和10^13离子／cm^2剂量注入N^ 后，胞内明显增加，加下钙通道抑制剂后，Ca^2 浓度的增加受到部分抑制，并且这种抑制作用随着抑制剂浓度的增加而加强，利用细胞内微电极技术测定细胞膜电位的结果表明，注入N^ 后花粉细胞膜出现去极化反应，即膜值升高，加入钙通道抑制剂后，膜电位的上升幅度虽有所降低，但仍明显高于对照细胞，说明至少部分膜电位的升高是由N^ 注入首先引起的，因此推测，细胞膜电位的去极化引起细胞膜钙通道打开从而使细胞内钙浓度升高可能是低能离子注入促进花粉萌发的初始效应。     

质子动力势各组成部分与光合作用的关系

类囊体中伴随光合电子传递产生的膜两侧质子动力势可用于ATP形成供光合碳同化之需.但目前对其机理尚有不少模糊之处.例如非循环光合磷酸化中ATP/NADPH形成的比例究竟是多少?是否符合碳同化之需要?质子区域化是否存在?它与偶联效率的关系如何?质子动力势的各组分都可用于ATP形成,它们在活体内进行反应时究竟各有多少贡献?     

沸石分子筛膜的合成

分子筛膜具有优良的反应和分离性能, 可用于高温、高压等苛刻环境, 在膜分离和膜反应等过程中的应用潜力巨大. 迄今为止, 已有多种分子筛膜的制备方法, 包括聚合物嵌入法、原位水热晶化法和二次生长法等. 与原位方法相比, 二次生长法更容易操作, 对晶体取向、微孔结构和膜厚等方面的控制优势明显, 而且重复性也有大幅度提高. 本文总结了分子筛膜的合成方法, 特别着重于最具使用潜力的二次生长法, 对目前存在的晶体取向、缺陷以及晶粒层数等热点问题进行了分析和论述, 提出了分子筛膜制备过程中需要进一步解决的关键问题, 有助于提高分子筛膜制备技术的水平.     

TNF—α诱导血管内皮细胞的衰老

TNF－α是极为重要的促炎性细胞因子，在调节细胞免疫反应中起着多种生理和病理作用。TNF－α能激活血管内皮细胞，继而表达多种细胞因子和黏附分子引发一系列的炎性白细胞浸润和炎症反应。研究发现TNF－α炎性刺激除了能引起内皮细胞死亡外，还能诱导内皮细胞的衰老。TNF－α处理的血管内皮细胞衰老相关的β－半乳糖苷酶染色反应显示阳性，细胞周期停滞在G0－G1期；内皮细胞中线粒体膜电位早期上升，衰老时则降低，表征早期细胞线粒体功能亢进，而后期功能衰退；活性氧水平早期有上升和下降的振荡，诱导衰老后有所降低。结果表明线粒体的功能变化与TNF－α诱导的内皮细胞衰老有关。     

Mg~(2+)对H~+-ATP酶在脂质体重组的影响

近年来,研究生物膜蛋白(包括酶)的结构与功能经常采用拆离与重组的手段,但这种方法往往活性较低,重复率也不高.因此摸索一个合适的重组条件是很重要的.Razin等曾报道Mg~(2+)冲有助于生物膜的重组,Kagawa则提到Mg~(2+)对细菌光合膜重组后表现光化磷酸化是重要的,但对线粒体膜的重组则并不需要.我们发现,Mg~(2+)对猪心线粒体的H~+-ATPase在脂质体上的重组确有明显的作用.     

鸡心脱血红素细胞色素c的构象与跨膜运送能力的相关性

线粒体的自主性很小,它的大多数蛋白质都是由核基因编码,在细胞质核糖体上以前体形式合成的,之后再通过跨膜运送到达线粒体各个部位。这些前体都有一段导肽,在跨膜后被水解形成‘成熟’型的分子.但线粒体呼吸链组分之一——细胞色素c却不同,它的前体——脱血红素细胞色素c(apo-     

贵金属/陶瓷催化膜制备:溶胶粒子表面修饰技术

80年代初,非对称中孔γ-Al_2O_3陶瓷膜成功地商用.由于无机膜具有高温热稳定性和表面可修饰性,从而引起了人们对无机膜反应器的广泛兴趣与重视.近年来无机膜反应器的研究工作主要集中在脱氢反应、加氢反应和选择氧化等催化反应上.无机膜在膜反应器中可以起分离作用,除去反应区的产物之一,从而提高反应的转化率;也可以用来调控反应区中反应物之一的加入计量和反应物的接触,改善反应的选择性.     

电离輻射对肝线粒体膨胀和收縮的影响

近年来,生物膜在生命活动中的重要性引起了人們很大的注意。电离輻射对細胞的損伤,进而引起其死亡,主要原因之一可能是由于細胞表面和細胞內膜結构受到破坏。线粒体是一种重要的有膜細胞器。在前文中我們曾以綫粒体膨胀类型的变化作为指标,对小鼠經700仑X射线照射后肝綫粒体膜結构的損伤进行过測定。本文观察X射綫离体照射后的大鼠肝线粒体膨胀和收縮特性的变化。实驗动物、线粒体的制备以及照射条件等都与另一文相同。綫粒体的膨胀和收縮实驗主要系按照Lehninger等方法进行。测定时加入相当于     

线粒体H~+—ATP酶复合体中脂对F_1结构和功能的作用

线粒体内膜上脂质对于膜结合蛋白在结构和功能上的影响已引起人们的高度重视。已有许多在人工膜系统中研究脂对H~ -ATP酶蛋白作用的报道,但对天然H~ -ATP酶复合体(简称复合体)的膜脂与膜蛋白的关系研究极少。提纯的复合体包括可溶性蛋白F_1-ATP酶(简称F_1)与膜相嵌的疏水蛋白F_o以及膜脂组成.F_1是复合体中执行水解和合成ATP的催     

两亲性的蝎毒毒素扰动脂双层促进脱血红素细胞色素c跨膜运送

细胞质中合成的线粒体蛋白质大部分在N-端有一段导肽,导肽的两亲性对引导该蛋白质进入线粒体是很重要的。导肽的作用可能是对膜脂进行扰动以便使牵引的蛋白质通过脂双层。细胞色素c的前体——脱血红素细胞色素c(Apocytochrome c简称apocy.c)是在细胞质中合成的,它本身没有导肽,但它能自发地插入或通过人工膜,不同来源的apocyt.c可能由于N-端序列形成的二级结构的两亲性的差异导致其转运能力不同。     

玉米小斑病菌C 小种毒素的致病作用位点

现已现的玉米小斑病Ｃ小种５２３菌株对玉米Ｃ雄性不育细胞质材料的致病性比正常胞质材料严重，为了研究这种差异产生的可能机制，利用０．３％小斑病毒素处理正常质（Ｎ）和Ｃ细胞质材料线粒体，然后令线粒体进行体外翻译，发现离体线粒体蛋白质合成都未受到影响，表明毒素没有改变Ｎ，Ｃ胞质线粒体膜的通透性，使氧化－磷酸化解遇联，也未直接抑制线粒体蛋白质的合成。交主叶片浸泡于０．３％的毒性溶液中处理，在不同处理时间测定