Dunaliella离子平衡与营养吸收机制研究进展-论文.pdf

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1、2014年1月第l3卷第1期今日健康Janurary2014Vo1．13No．1JINRIJIANKANG·221·Dunaliella离子平衡与营养吸收机制研究进展王任(铁道警察学院公共基础教研部，郑州，450053)【中图分类号】$968．4【文献标识码】A【文章编号】1671—5160(2014)01—0221～01在高盐的环境中，Na+和CI+会大量进入细胞，一方面，这些离致胞内Na+的积累和并促进胞外FeCN的还原；此外，用钒酸盐和电子子在细胞溶胶中的高浓度会抑制酶的活性、扰乱代谢，产生毒害传递抑制剂共同处理盐藻细胞，可使胞内的

2、Na+升高到更高的水平，这作用。另一方面，当环境中Na+和CI+含量过高时，会引起植物中表明Na+一ATPase和Na+一redoxsystem协调作用，共同参与了盐藻细胞中另一些离子的缺乏，如K+、NO3一等，Na+与K+吸收存在着竞争关系，Na+的外排。但Na+一ATPase和Na+一redoxsystem有待于分离，其作用的因此N丑+的浓度增高，K+的吸收减少；Na+的增多还会引起P的缺分子机制也需要进一步研究。乏。此即盐胁迫中盐离子本身的毒害作用和盐离子所导致的营养Fisher等从盐藻质膜上分离到一种分子量为60kD的受高盐诱导胁

3、迫。表达的蛋白。根据所克隆的p60的cDNA序列分析结果，p60是一种内部为了抵抗盐害，吸盐型植物将体内的盐分通过区隔化分配，积累于有两个重复的d型碳酸酐酶。dCA1的转录水平受C02的调节和高盐胁液泡中，一方面减少了胞质溶胶中Na+的浓度，同时也平衡了细胞内外迫的诱导表达。富集的dCA1的制备物在Imol／L的NaC1里具有最大的的渗透压。拒盐型植物通过对盐分吸收的适度控制及将Na+主动排出细碳酸酐酶活性，且在更高浓度的NaC1中亦保持较高的活性；而衣藻的碳胞，维持了细胞质中低Na+环境，细胞质中主要以小分子有机溶质来维酸酐酶在0．6m

4、ol／L的NaC1中就有90％的活性被抑制。显然，盐藻dCAI持渗透势的平衡。独特之处在于它对盐浓度的适应范围非常宽广。一般情况下，盐藻细胞内的NaC1浓度为30—40mol／L，在经受高从盐藻中又克隆到另外一个编码30kD蛋白的碳酸酐酶基因dCA盐震荡后，Na+会大量涌人细胞，使胞内的Na+迅速升至500mol／LⅡ，在细胞内的表达同样受到高盐环境的诱导，而且也定位在质膜上。以上，但随着外界Na+浓度上升，盐藻细胞Na+的外排也会成比例增dCA1／与dCAI不同的是：在环境NaC10．1M—1．0M范围内，dCAI的碳加，而使胞内Na+

5、浓度维持基本不变。同时，在胞内大量合成甘酸酐酶活性受到NaC1浓度升高的诱导，dCAlI的碳酸酐酶活性并不受到油，维持细胞内外渗透势的平衡。因此，总体而言，盐藻属于拒盐NaC1浓度升高的诱导。对其三维结构进行解析发现，与一般的型碳酸型植物。酐酶相比，dCAⅡ有两个延伸的螺旋及一个额外的Na+结合环。此盐藻中Na+外排的机制还不是很清楚。但目前的研究表明，盐藻细外，dCA11具有不寻常的静电特征：表面普遍富集负静电荷，在催化部位胞质膜上至少存在3种№+转运相关的蛋白：Na+，H+antiporter、的Zn2+结合区有一个特殊的低正电荷区，

6、这可能与dCAⅡ在低盐及高Na+一ATP~e、Na+一red0pump。盐浓度下均能保持构象的稳定、溶解状态及活性状态有关。在高等植物中，Na+的跨膜运输主要依靠质子泵所产生的我们实验室从盐藻中也分离到两个新的碳酸酐酶基因。根据Dv—质子驱动力，通过Na+／H+反向运输体，把胞质Na+排出胞外或泵CA1，DvCA2所推测的蛋白序列来看，它们都属于一型碳酸酐酶，而且人液泡。盐藻Na+外排的一种可能性也是利用H+一ATP~e产生的它们在转录水平上也都受到无机碳饥饿和高盐胁迫的诱导。其中，Dv—H+梯度将Na+排出胞外。Katz等从盐藻细胞质膜

7、中分离到CA1所编码的蛋白与dCAI一样具有两个重复单位，而DvCA2所编码Na+，H+antiporter，但进一步的研究发现，盐藻质膜Na+／H+an—的蛋白却是以往未报道过的，它编码了一个全新的碳酸酐酶，不具有内tiporter的活性主要受细胞质酸化的激活，并介导Na+的内流，因部重复结构，也不同于一般的CA只有一个功能确定的单元，而是在它的此认为其主要功能可能不是Na+的外排，而是保持细胞内PH值c端带有一个长达170个氨基酸残基与正常CA无关的多肽，而且这段的稳定。盐藻中H+一ATPase的主要功能可能为调节胞内的PH多肽在现有

8、的蛋白数据库中也找不到任何与之同源的蛋白。通过将值。这从另一个侧面表明，盐藻中Na+的外排可能不是由质膜两DsCA1基因在衣藻中的异源表达，发现其所编码的蛋白在1．0MNaC1的侧的H+梯度所