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     

Mg~(2+)对猪肾外髓质Na~+,K~+-ATP酶在脂质体重建的影响

近年来,重建技术被广泛应用于研究膜蛋白的结构与功能及其与膜脂的相互关系。前曾报道,Mg~(2+)等二价金属离子对猪心线粒体H~+-ATP酶、细胞色素氧化酶等膜蛋白在脂质体的重建具有明显的促进作用。本文对Mg~(2+)影响猪肾外髓质Na~+,K~+-ATP酶在脂质体的重建初步进行了探索。     

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+)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     

猪心线粒体可溶性ATP酶(F_1)与H~+-ATP酶复合体(F_0·F_1)的Arrhenius图比较

线粒体H~+-ATP酶是一个很复杂的复合体,位于线粒体内膜,是偶联磷酸化的关键装置。它具有催化ATP合成和ATP水解的双重功能。H~+-ATP酶复合体由三部分组成:位于膜外的可溶性头部(F_1)、嵌在膜内疏水区的基部(F0)及联系F_1和F_0的柄(OSCP)。其中可溶性F_1是H~+-ATP酶的催化活性部分,当它从膜上分离下来后,虽然不再能催化ATP合成,仍具有水解ATP的功能。但对抑制剂寡霉素不敏感,对冷不稳定。当F_1与F_0和膜脂重新结合形成H~+-ATP酶复合体之后,催化ATP水解的活性又具有对抑制剂寡霉素的敏感性和对冷稳定性的性能。     

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     

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).     

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     

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     

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     

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     

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.     

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。     

莱氏衣原体膜上Mg~(2+)-ATPase的分离及性质的研究

过去已有不少实验证明,支原体膜上Mg~(2 )-ATPase是和膜紧密结合并位于内膜表面。它属于一种内部蛋白。采用强离子去污剂溶解膜蛋白虽然有效,但极易导致酶的迅速失活。目前常用非离子去污剂溶解膜蛋白,可得到一部分具有活性的Mg~(2 )-ATPase,但此活性部分至今还不能分离和提纯。因此,对此酶的分子性质了解很少。     

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     

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     

水氧化释放质子与H~+-ATP酶复合体的CF_0之间的联系

光合电子传递链有两个释放质子的部位,一是位于类囊体膜内侧的光系统Ⅱ(PhotosystemⅡ,PSⅡ)放氧复合体氧化水时释放质子(H_(H_2O)~+),另一是与光系统Ⅰ(PhotosystemⅠ,PSⅠ)相联系的质醌(Plastoquinone,PQ)氧化还原跨膜携带质子在类囊体膜内侧释放(H_(PQH_2)~+).这些质子在经H~+-ATP酶复合体(CF_0-CF_1)的质子通道CF。流出时偶联ATP合成.但是,这些质子如何从它们的释放部位传导到CF_0(是经过类囊体腔内水相还是在膜上有专门的途     

X-射线衍射法研究DPPG/山莨菪体系的交插脂双层结构

山莨菪碱作为中药已广泛应用于国内的临床,关于它的作用机理,我们曾作过多次探讨,已经证明它能特异地与酸性磷脂结合,并能增加脂质体对Ca~(2+)的通透性,山莨菪碱能抑制肌质网Ca~(2+)-ATP酶和兔肾(Na~+-K~+)-ATP酶的活性,并能诱导心磷脂呈非双层结构。上述研究为揭示山莨菪碱的作用机理提供了十分有力的论据。最近,我们采用荧光偏振法和差示扫描量热法(DSC)首次报道山莨菪碱诱导酸性磷脂二棕榈酰磷脂酰甘油(DPPG)呈交插     

参与还原型H~+-ATP酶光活化的质子梯度

水的氧化和还原质醌(reduced plastoquinone, PQH_2)的氧化所释放的质子(proton,H~+)用于膜上腺苷三磷酸(adenosine triphosphate, ATP)酶复合体催化的ATP形成。而质子从产生部位到ATP酶复合体膜内质子通路(proton channel, CF_0)的传导途径还没有定论。Mitchell曾提出化学渗透假说,认为膜内外水相质子浓度差或非区域化质子梯度偶