镁和过氧化氢对萝卜液泡膜SV通道作用的膜片钳法研究
慢液泡(SV)通道是液泡膜上首先被确定的离子通道,它普遍存在于高等植物的液泡膜上,是植物细胞的一个重要组成部分.SV通道具外钙激活性和外钙依赖性,其通道电流随外液中Ca<'2+>浓度的增大而增大.镁与钙不仅化学性质相似,而且同属于生物体内的宏量元素,Mg<'2+>能否代替Ca<'2+>来激活SV通道?一种观点认为Mg<'2+>可以激活SV通道;另一种观点与此相反,认为Mg<'2+>不能激活SV通道.围绕这一问题,该文研究了Mg<'2+>对心里美萝卜液泡膜SV通道的影响,提出了对这个问题的看法.在外液中加入4 mmol/L EGTA后,观察到SV通道失活,通道电流几乎完全抑制;依次加入不同浓度的Mg<'2+>,通道电流无变化,而当加入不同浓度的Ca<'2+>后,电流又逐渐增大,这说明外液中的Ca<'2+>可以可逆地激活SV通道,Mg<'2+>不能代替Ca<'2+>来激活SV通道.进一步研究表明,在外液Ca<'2+>激活SV通道的情况下,外液中加入的Mg<'2+>对SV通道电流有抑制作用,并且这种抑制作用具有浓度依赖性,其浓度依赖性曲线可用Hill方程进行拟合,从而得到Mg<'2+>对SV通道的抑制常数Ki为1.94±0.11 mmol/L,Hill系数为1.92±0.18.这意味着在SV通道膜蛋白的胞质一侧存在两个Mg2+的结合位点,它对Ca<'2+>的结合起竞争作用.这一结果支持镁离子对钙离子的拮抗效应这一结论.作为氧化代谢产物的活性氧(ROS),在生物体内发挥着各种各样的生物学效应.ROS能够和细胞靶分子相互作用,破坏DNA和蛋白质,使质膜过氧化,导致细胞功能的紊乱.ROS的作用机制在细胞水平还不清楚,弄清这些机制对于开发细胞功能紊乱的治疗策略十分重要.有关ROS对SV通道的作用还未见报道,该文用膜片钳全液泡记录法研究了H<,2>O<,2>对高等植物萝卜液泡膜上SV的影响,研究表明:①胞质中的H<,2>O<,2>对SV通道电流有抑制作用,且随H<,2>O<,2>剂量的增加,抑制效应逐渐增强,呈现一定的剂量依赖性;②H<,2>O<,2>对SV通道电流的抑制作用具电压依赖性,刺激电压越大,抑制效应越强;③H<,2>O<,2>对SV通道电流的抑制作用具时间依赖性,20 min后达到最大值;④加入活性氧清除剂维生素C酸不能够消除H<,2>O<,2>的影响;⑤液泡膜内微量的H<,2>O<,2>却能够显著增大SV通道电流.以上结果表明H<,2>O<,2>在液泡膜两侧都参与了对SV通道的调控作用,这为进一步研究H<,2>O<,2>对植物生理活动的影响从通道水平提供一些有用的依据.
慢液泡;液泡膜;离子通道;植物细胞;镁;膜片钳
山西大学
硕士
无机化学
杨频
2004
中文
Q503
53
2004-10-21（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）