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     

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     

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     

慢性缺氧对大鼠肺动脉Ca~(2+)跨膜内流和肺组织钙调蛋白含量的影响

缺氧性肺动脉高压的形成机理目前尚不清楚。基于钙离子(Cd~(2+))在平滑肌兴奋-收缩耦联中的重要作用,有人推测缺氧性肺血管收缩很可能是缺氧促进细胞外钙的跨膜内流,影响细胞膜的去极化,使细胞内[Ca~(2+)]增加,从而使血管平滑肌的收缩加强。作为Ca~(2+)受体的钙调蛋白(Calmodulin,CaM)可能介导了这一效应。但至今尚未看到直接测定缺氧动物     

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     

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.     

CaF_2:Ce~(3+)晶体的光谱性质及γ线辐照效应

Ce~(3+)只有一个4f电子,基态能级为~2F_(5/2)和~2F(7/2),两能级差约为2200cm~(-1),Ce~(3+)不同于其它三价稀土离子,一般是d→f跃迁,特征发射为d→~2F_(5/2)和d→~2F_(7/2)跃迁引起的两宽带。CaF_2∶Ce~(3+)晶体中,当Ce~(3+)取代Ca~(2+)时,存在电荷补偿问题。Manthey讨论了CaF_2∶Ce~(3+)中间隙F~-充当电荷剂问题,Feofilov探讨了CaF_2∶Ce~(3+)的氧补偿问题,指出当有氧存在时,它     

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     

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.     

Poly(I:C)与Cu~(2+)作用的研究

金属离子在核酸的生物学功能方面起了关键性的作用,研究金属离子与核酸的作用具有重要的意义。本文对均聚双链核糖核酸Poly(I:C)(多聚肌苷酸:多聚胞苷酸)与Cu~(2+)的作用进行了探讨,结果表明,Cu~(2+)可使Poly(I:C)发生不可复原的解旋,其平均结合常数K_(?)为1.23×10~4(mol/L)~(-1)。     

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.     

蚕豆叶细胞膜膜蛋白的研究

目前,人们对动物细胞膜,特别是对人红细胞膜的研究相当深入。现在已经证明,在人红细胞膜的内侧覆盖着一层浓密的网状结构——膜骨架(membrane skeleton)。它主要是由收缩蛋白(spectrin)、连接蛋白(ankyrin)和肌动蛋白(actin)等组成的。类似的膜骨架蛋白在其它动物细胞膜的存在也已经得到证明。     

小鼠卵母细胞成熟和老化的不同阶段受精诱导的胞质Ca~(2+)波动

大部分哺乳类卵母细胞成熟后休止于第二次成熟分裂的中期(MⅡ).在受精过程中胞质游离Ca~2浓度[Ca~(2 )]_i从nmol/L水平上升至μmol/L并且有规律地波动,即Ca~(2 )波动或振荡(Oscillation).研究表明,胞质游离Ca~(2 )波动是诱导MⅡ卵恢复第二次成熟分裂的重要信号.以往的研究主要集中于成熟MⅡ期卵受精诱导的[Ca~(2 )]_i波动.对于未成熟卵和卵老化过程中受精诱导的[Ca~(2 )]_i波动研究较少.有报道仓鼠生发泡(Germinal vesicle,GV)期卵受精诱导的[Ca~(2 )]_i波动振幅仅为成熟卵的1/2.对于小鼠GV期卵受精诱导的[Ca~(2 )]_i波动则报道不一.本文研究小鼠生发泡期、生发泡破裂(GVBD)、第一次成熟分裂中期(MⅠ)、第二次成熟分裂中期(MⅡ)及老化过程中卵母细胞受精诱导的胞质[Ca~(2 )]_i波动的特点,在卵母细胞成熟和老化的过程中认识受精[Ca~(2 )]_i波动机制的形成和变化.     

白藜芦醇双向调节核转录因子-kB活化和HEK293细胞增殖

白藜芦醇(resveratrol, Res)是一种广泛存在于植物中的多酚化合物, 临床前研究显示其具有抗氧化、抗炎以及潜在的抗肿瘤作用. 为进一步了解白藜芦醇临床应用的可能性和安全性, 研究了其对于人胚肾HEK293细胞增殖的影响及其可能的作用机制. 利用台盼蓝拒染方法测定细胞增殖活性, PI染色-流式细胞分析法测定细胞周期和细胞凋亡, 利用稳定转染的HEK293/luc-kB细胞株和荧光素酶报告基因法测定细胞内核转录因子-kB(NF-kB)活化水平, 酶联免疫法测定细胞培养液中人白介素-8(IL-8)含量. 结果表明, 经10-7 mol/L白藜芦醇处理48 h, HEK293细胞增殖明显增加. 在联合10 ng/mL 的肿瘤坏死因子-a(TNFa)处理时, 10-8～10-7 mol/L白藜芦醇(24 h)和10-6 mol/L白藜芦醇(48 h)也可明显促进细胞增殖. 10-4 mol/L白藜芦醇单独或联合处理均明显抑制细胞生长. 处理24 h时, 10-7 mol/L白藜芦醇显著下调内源性和TNFa诱导的NF-kB活化, 但在10-4 mol/L浓度下明显上调NF-kB活化. 10-4 mol/L 白藜芦醇还明显增加培养液中IL-8含量, 引发明显的S期细胞周期阻滞并伴随轻微细胞凋亡; TNFa对10-4 mol/L白藜芦醇的上述活性具有协同作用. 由于白藜芦醇可以双向调节体外细胞增殖, 对其可能的临床应用应予全面评价.     

拟南芥微管结合蛋白WDL3参与ABA诱导的气孔关闭过程

以拟南芥WDL3RNA干扰株系(WDL3RNAi)和Tubulin5A-YFP植株等为材料,从叶片的失水率、气孔开度、保卫细胞微管骨架动态排布以及Ca~(2+)流动等不同角度探究在脱落酸(abscisic acid, ABA)诱导的气孔关闭信号通路中,微管结合蛋白WDL3与微管骨架以及Ca~(2+)之间的功能关系,深入了解气孔运动机理.结果表明:(1)相同条件下,WDL3RNAi的叶片蒸腾速率明显慢于野生型.(2)气孔开度实验中,WDL3RNAi对ABA信号比野生型更敏感,气孔关闭更快;微管稳定剂紫杉醇(Paclitaxel)可部分阻碍ABA的作用,微管解聚剂黄草消(Oryzalin)则进一步促进ABA诱导的气孔关闭,但WDL3 RNAi与野生型之间仍存在显著差异;激光共聚焦扫描显微镜观察发现, ABA条件下WDL3 RNAi保卫细胞内微管解聚明显加快,微管成束程度(bundling)显著降低.(3)胞内Ca~(2+)螯合剂BAPTA与ABA共同处理,野生型和WDL3RNAi的气孔关闭均受到不同程度的抑制,关闭减缓,处理前后差异显著.亚细胞结构观察发现, BAPTA阻碍了ABA引起的保卫细胞微管解聚,但WDL3 RNAi与野生型相比,依然维持相对较高的微管解聚比例.此外,非损伤微测技术检测发现,ABA引起的保卫细胞Ca~(2+)内流在WDL3RNAi中较野生型的流速更快,流量加大,显示Ca~(2+)在该信号通路中具有重要作用.综上实验结果表明,微管结合蛋白WDL3通过与微管骨架及Ca~(2+)相互作用参与ABA诱导的气孔关闭过程.     

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。     

基于可逆加成-断裂链转移聚合的孕酮分子印迹膜制备与检测

基于可逆加成-断裂链转移(reversible addition fragmentation chain transfer,RAFT)聚合原理,通过紫外光引发方式,以2-(十二烷基硫代碳酸酯基)-2-甲基丙烯酸(DDMAT)作为唯一的控制试剂,在DDMAT修饰的金膜表面合成了针对孕酮分子的分子印迹物聚合物(molecularly imprinted polymers,MIPs)薄膜,并作为表面等离子体共振(SPR)传感器的识别单元.通过现场原位监控MIPs薄膜生长动力学,使其厚度得到有效控制.聚合动力学研究表明,DDMAT在紫外光引发聚合过程中起到引发剂和链转移试剂双重作用.对MIPs薄膜表面进行接触角、红外光谱、扫面电子显微镜表征,结果表明通过紫外光引发的方式能够有效地将MIPs薄膜接枝到DDMAT修饰的金膜表面,且MIPs薄膜厚度均一,其表面布满的纳米尺寸孔径的孔穴,为识别孕酮分子提供了通道.在pH 7.4的PBS缓冲液中对浓度范围10~(-12)~10~(-7) mol/L的孕酮样品进行检测,结果表明该MIPs薄膜修饰的传感器对孕酮分子具有较高的灵敏度,检测限为3.24×10~(-13) mol/L(信噪比,S/N=3),且具有良好的选择识别性能和重复使用性能;稳定性实验结果显示,MIPs薄膜修饰的SPR传感器芯片在N_2气保护下,室温存储30 d对低浓度的孕酮分子样品仍具有良好的信号响应.实际水体及人工尿液中测得孕酮回收率为92.9%~96.5%,说明此传感器可用于实际样品测定.