植物Ca2+-CaM信号系统及其调控研究进展

Ca2 信号通路是植物中信号转导已确认的主要途径.CaM(钙调蛋白)是目前已知胞内Ca2 信号受体中最重要的一种,它参与了多种生理活动的调节.文章对钙在植物细胞中的存在形式、钙作为植物信号转导中第二信使的作用、植物钙调蛋白的结构和生理功能等问题进行了综述和探讨.     

钙调神经磷酸酶

钙调神经磷酸酶是一种依赖Ca^2 －CaM的磷蛋白磷酸酶。主要存在于脑组织神经元中，由催化亚基A和调节亚基B1：1组成。钙调神经磷酸酶是一个侈底物的磷蛋白磷酸酶。它的活性还受到Ni^2 和Mn^2 等金属离子的调节。     

脑提取物中Calcineurin活性测定方法的优化

以32P标记的RII多肽为底物,研究了在脑提取物中钙调神经磷酸酶(CN)活性的测定过程中,CN活性依赖的一些离子或蛋白及测活条件对CN活性的影响,对脑提取物中CN活性的测定方法进行了优化.实验表明,脑提取物中的ca2 足以激活CN活性,在测活反应体系中不需再补加Ca2 ,但补加钙调素(CaM)是必须的,其在反应体系中的最适浓度是0.13 μmol·L-1;抑制反应体系中的CN活性的最适EGTA浓度为0.16 mmol·L-1;对于脑提取物中的CN活性,Mn2 是比Mg2 更有效的激活剂,其最适终浓度为0.5 mml·L-1;脑匀浆过程中蛋白酶抑制剂的加入有助于在90min内保持CN的活性.     

钙调蛋白结构、性质及其细胞生物学功能的研究进展

钙调蛋白(calmodulin,简称CaM)是普遍存在于真核生物中且高度保守的一类钙离子结合蛋白,在不同物种中,其氨基酸的同源性非常高.作为典型的EF-hand家族蛋白成员,CaM可以结合Ca~(2+),形成Ca~(2+)-CaM复合体,从而调节细胞代谢及靶酶的功能.CaM与多种靶蛋白结合,调节靶蛋白的活性,激活下游细胞凋亡、自噬等细胞反应.CaM能够调控微管的解聚.此外,CaM还可以影响细胞增殖,促进DNA的合成,调控细胞周期的进程.就CaM的结构、性质及细胞生物学功能进行综述,以期为从事该领域研究的科研人员提供有益参考.     

钙调蛋白的功能

钙调蛋白（Calmodulin,CaM）是Ca~(2 )的重要受体,大量事实表明CaM—Ca~(2 )参与调控酶的活性、促进细胞增殖、调节微管解聚。研究钙调蛋白的功能具有重要的理论意义和实际意义。     

蚕豆上、下表皮气孔运动光/暗响应机制

比较了光/暗对蚕豆上、下表皮气孔运动的调节作用.结果显示:光/暗调控的蚕豆上、下表皮气孔运动均涉及保卫细胞H2O2、NO、Ca2+、促分裂原活化蛋白激酶激酶(MAPKK)、钙依赖蛋白激酶(CDPK)和酪氨酸蛋白磷酸酶(PTP)的变化,下表皮气孔对光/暗更敏感,而且暗中下表皮保卫细胞H2O2、NO、Ca2+、CDPK和PTP水平高于上表皮保卫细胞.另外,胞内Ca2+库Ca2+释放对暗诱导下表皮保卫细胞Ca2+增加的效应显著大于对暗诱导上表皮保卫细胞Ca2+增加的效应.     

钙离子对钙调神经磷酸酶B亚基结构和功能的影响

应用原紫外CD光谱、内源荧光光谱以及ANS荧光光谱探究了Ca~(2+)对钙调神经磷酸酶(CN)调节亚基(CNB)结构和功能的影响.结果显示:Ca~(2+)能够激活CN磷酸酶活性提高到约1.5倍;CD谱显示结合Ca~(2+)后CNB出现α-螺旋含量上升、无卷曲含量下降、分子有序性升高等现象;!源荧光光谱显示结合Ca~(2+)导致CNB结构更加紧凑;ANS荧光光谱显示Ca~(2+)结合导致其疏水性增强.结合Ca~(2+)后,CNB分子有序性升高,结构更加紧凑,疏水表面暴露.这些结构变化促进了其与CNA的结合并激活了CNA的磷酸酶活性.     

植物细胞钙靶蛋白的研究进展

简述了植物细胞的钙离子调控过程，对钙调蛋白、钙调磷酸酶B类蛋白和钙离子依赖型蛋白质激酶3类钙靶蛋白的最新研究进展进行了综述。     

钙调素与植物抗逆性的研究

钙调素(CaM)是一种热稳定的小分子多功能蛋白,在真核生物中广泛存在,与Ca2+结合后可调节环状核酸、糖原代谢、平滑肌收缩和钙运输等多种反应.文章结合我们的实验研究,介绍了植物体内CaM的结构、调控机理以及它在抗逆性中的研究进展.     

大豆异黄酮对异丙肾上腺素诱导大鼠心肌纤维化的保护作用

目的观察大豆异黄酮(Soybean isoflavone,SI)对异丙肾上腺素(Isoproterenol,ISO)诱导的心肌纤维化(Myocardial fibrosis,MF)的保护作用.方法异丙肾上腺素皮下注射诱导心肌纤维化模型,经SI低、中、高(30,60,120 mg/kg)3个剂量组和阳性对照卡托普利组(50 mg/kg)治疗后,观察其对心肌细胞直径(MD)、心室重量指数(HW/BW)、左心室重量指数(LVI)、羟脯氨酸(Hyp)含量及心肌组织中钙调神经磷酸酶(Calcineurin,Ca N)活性的影响.结果 SI不同剂量组均能够降低HW/BW和LVI(P0.05或P0.01),减少羟脯氨酸含量(P0.05或P0.01)),减小心肌细胞直径(P0.05或P0.01),降低心肌组织中Ca N的活性(P0.01),减轻ISO诱导的心肌纤维化.结论 SI对心肌纤维化的保护作用可能与降低心肌组织中钙调神经磷酸酶活性有关.     

荧光光谱法研究钙调神经磷酸酶与其激活剂的相互作用

应用荧光光谱法研究了钙调神经磷酸酶 (CN)激活剂JJYD对CN的激活作用 .实验表明 ,JJYD确实对CN有一定的激活效应 ,其最佳激活质量浓度为 0 .2g·L- 1,激活率为 (14 9.9±0 772 ) % ;JJYD对CN的内源荧光有较强的猝灭作用 ,形成的复合物所产生的静态猝灭是引起CN荧光猝灭的主要原因 ,进一步依据荧光猝灭结果确定了JJYD CN复合物的结合常数K及结合位点数n ,证明二者有较强的结合力 .     

细胞外钙受体调节人脐静脉内皮细胞游离钙离子浓度的研究

为探讨人脐静脉内皮细胞(HUVEC)游离钙离子浓度是否受细胞外钙受体(CaR)的调节。采用Westernblot及RT-PCR技术检测CaR在HUVEC中蛋白及mRNA表达。使用CaR激动剂精胺,负性变构调节剂Calhex231,通过钙荧光探针(Fura-2/AM)负载HUVEC检测细胞内钙离子浓度([Ca2+]i)。结果显示:(1)HUVEC中有CaR的表达。(2)在Fura-2/AM负载HUVEC中加入精胺刺激,[Ca2+]i为△ratio=0.24±0.01,先加入Calhex231作用1min后再加入Calhex231+精胺刺激,[Ca2+]i为△ratio=0,两组比较差异有统计学意义(P0.05)。由此可知,CaR调节HUVEC游离钙离子浓度。     

植物中钙解码机制的研究进展

Ca2＋作为重要的第二信使,在植物生长发育中起着非常重要的作用．目前已经鉴定的植物Ca2＋传感器蛋白有：钙调素（CaM）、类钙调素蛋白（CMLs）、钙依赖型蛋白激酶（CDPKs）和类钙调磷酸酶B亚基蛋白（CBLs）及其互作蛋白激酶（CIPKs）,这些传感器蛋白多以基因家族形式存在,并且在植物中能够形成错综复杂的钙离子信号传递网络系统．主要从植物Ca2＋传感器蛋白的生化特性、生理功能和靶蛋白3个方面,综述了植物解码钙信号机制的最新研究进展．     

Orai1钙通道的可逆光控改造及其在果蝇疾病模型中的应用

钙释放激活的钙(Ca2+release-activated Ca2+,CRAC)通道是一种介导细胞器互作的动态组装型通道.质膜上的Orai六聚体构成其通道部分,而内质网膜上的基质相互作用分子(stromal interaction molecule,STIM)钙感受器则是通道的开关元件.CRAC通道介导的钙内流是细胞内重要的钙信号产生机制,参与调节多种关键的生理过程,如基因表达,细胞因子分泌,细胞迁移、增殖,器官发育以及免疫反应等.CRAC信号功能异常与免疫缺陷、管状聚集性肌病(tubular aggregate myopathy,TAM)以及神经退行性疾病等多种疾病的产生密切相关[1].因此,以CRAC信号通路为靶点,开发其调控工具是治疗相关疾病的重要方向.     

基于CODEHOP的欧李钙调蛋白基因片段的克隆

为克隆欧李钙调蛋白基因序列,本研究采用CODEHOP方法设计了一对简并引物,F1:5'-GGCTGACCAACTGACCga(c/t)ga(c/t)ca(a/g)at-3';F2:5'-CACGTCAGCCTCTCTGatcat(c/t)tc(a/g)tc-3';并采用传统简并引物设计方法设计了简并引物N1:5’-AAATGGC(A/C/G)GATCAGCT(A/C/T)AC-3’;N2:5:’-CACTT(A/G)GCCATCATGAC(C/T)TT-3’.从欧李的幼苗组织中成功克隆出了钙调蛋白基因片段,并第一次完成了对该序列的测序.通过利用NCBI的Blast进行分析等方法证实了该序列与其他植物的钙调蛋白序列具有高度的同源性,该序列与梅花、桃、甜樱桃的钙调蛋白序列同源性都在90%以上.研究证明CODEHOP软件相比传统的设计简并引物的方法具有可信性和高效性,并且钙调蛋白目的基因的成功克隆对钙调蛋白以及欧李高钙特性的研究提供了基础数据.     

钙——钙调素热激信号转导途径研究进展

植物细胞内存在一条新的热激信号转导途径.热激引起细胞内自由钙离子浓度([Ca2+];)迅速上升,而磷脂酶C/1,3,5-三磷酸肌醇(PLC/IP3)信号系统的参与是热激引起[Ca2+]i升高的因素之一.热激也提高钙调素(CaM)基因表达和CaM蛋白的积累,钙调素基因AtCaM3是Ca2+-CaM热激信号转导途径中的重要成员.钙调素下游信号分子研究表明:AtCaM3通过CaM结合的蛋白激酶AtcBK3或CaM结合的蛋白磷酸酶AtPP7改变热激因子AtHSFAla的磷酸化状态以调节AtHSFAla的活性,进而影响热激蛋白基因的表达,最终影响植株的耐热性.     

血脑屏障对钙调神经磷酸酶B亚基及其降解肽段阻碍作用的研究

应用1,3,4,6－四氯－3α,6α二苯基苷尿（Iodogen)法对钙调神经磷酸酶B亚基进行1125I标记,获得了比活度为740MBq.mg^-1,放化纯度为95．7％的125I标记的钙调神经磷酸酶B亚基,标记率高达85％,利用该标记物研究血脑屏障对其进入脑的阻碍作用,结果显示血脑屏蔽能够阻止完整的钙调神经磷酸酶B亚进入脑,但是它的降解肽段能够透过血脑屏障进入脑组织。     

滑膜细胞[Ca2＋]i变化的理论模型研究

以滑膜细胞内钙离子浓度变化为研究对象,通过分析整合影响滑膜细胞内钙离子浓度变化的模块来建立滑膜细胞[Ca2+]i变化的理论模型.先考虑参与钙调节的质膜上钙泵、内质网上钙泵和渗漏、IP3受体、Na+/K+泵、延迟整流钾通道、TRPV1通道等各个模块在网络中的作用,确定钙调控过程中各模块的数学模型.在此基础上,引入钙缓冲系统的参量,并重点突出[Ca2+]i和膜电位的相互作用,建立起滑膜细胞上胞浆[Ca2+]i变化的动力学模型.最后,调整模型参数,使得模型处于稳定的初始状态,并保证模型参数的取值在合理的范围,给出滑膜细胞响应刺激所对应的[Ca2+]i随时间变化的模拟结果,并简要分析了某些参数对模型的影响.研究结果表明:IP3受体的调控机制在辣椒素刺激滑膜细胞胞浆[Ca2+]i变化的动力学模型中有明显作用;[Ca2+]i和膜电位的相互作用对滑膜细胞钙网络调控至关重要;质膜上钙泵的密度、活性,IP3受体通道密度,TRPV1通道密度等的变化对[Ca2+]i模拟曲线形状有明显影响.     

阿托伐他汀对压力负荷下钙调神经磷酸酶参与心肌肥大的影响

研究在压力负荷下阿托伐他汀对钙调神经磷酸酶介导的心肌肥大的影响.选用SD大鼠随机分为3组:假手术组(n=10)、单纯模型组(n=10)和阿托伐他汀组(n=10).大鼠通过腹主动脉缩窄建立压力超负荷模型,8周后测定左室重量指数,B超检测左室形态结构,Westernblot检测心肌CaN蛋白表达,RT-PCR法检测心肌CaNmRNA水平.结果①单纯模型组和阿托伐他汀组心肌肥厚指数明显高于假手术组,阿托伐他汀组心肌肥厚指数明显低于单纯模型组(P<0.05).②单纯模型组和阿托伐他汀组心肌CaN蛋白及CaNmRNS表达水平高于假手术组(P<0.05),阿托伐他汀组低于单纯模型组 (P<0.05).说明阿托伐他汀可能参与干预钙调神经磷酸酶介导的通路,从而抑制心肌肥厚的形成.     

两种3'''',5''''-环核苷酸磷酸二酯酶的制备及活性测定

3',5'-环核苷酸磷酸二酯酶[EC.1.4.17](简称PDE),在生物体内有重要的生化功能.它可水解环核苷酸为5'-核苷酸,并与核苷酸环化酶共同维持细胞内环核苷酸水平.根据性质的不同PDE分为多种形式,但总的可分为两大类:依赖于Ca2 的PDE,可被钙调蛋白激活;不依赖于Ca2 的PDE,不被钙调蛋白激活.开展对环核苷酸、钙调蛋白及药物杀虫机理的研究都需要分离制备这两类不同形式的PDE.本实验以新鲜的猪心为材料制备分离出这两种PDE,并进行了活性分析.