剪切力对悬浮培养东北红豆杉细胞影响机理的初步研究

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1、天津大学硕士学位论文剪切力对悬浮培养东北红豆杉细胞影响机理的初步研究姓名：韩荣斌申请学位级别：硕士专业：生物化工(含制药工程)指导教师：元英进20040101中文摘要为明确剪切力对植物细胞作用的机理以及植物细胞剪切敏感性的潜在机制，作者通过自制改进型Coucttc式剪切反应器来悬浮培养东北红豆杉细胞，为细胞提供精确的层流剪切场，进而围绕特定剪切力作用下细胞防御应答反应以及剪切信号转导展开一系列的研究，以期能初步阐述剪切力对东北红豆杉细胞的作用机理。并在此研究结果基础上，对东北红豆杉细胞的剪切敏感性以及东北红豆杉细胞的剪切敏感性的潜在机制进行了分析。1．O．1P

2、a剪切力诱导了东北红豆杉细胞的防御应答反应。活性氧分子(02"及H202)分别在0．5．10)、2．5-3(h)以及5-5．50)出现了三次积累，具有三时相的特征。其产生方式主要是质膜氧化还原系统中的NADPH氧化酶，细胞壁过氧化物酶在其中所起的作用较小。伴随着氧迸发的现象，细胞SOD、POD和CAT酶活也均发生改变，从而保持细胞自身氧化还原态势的平衡。剪切作用下产生的各种活性氧分子中，超氧阴离子自由基(02‘)与细胞膜作用导致了细胞膜透性的增大，而剪切力作用下氧迸发所产生的H202则可能作为第二信使诱导了PAL酶活的改变和酚的积累等次级代谢反应。2．剪切信号

3、转导过程中，剪切力的响应可能是通过植物细胞的骨架连续体及其表面存在的机械感应器与受体而完成的，作用时间为5．15min。G-蛋白、ca2+通道和PLC参与了剪切信号的跨膜或胞内的转导过程，作用时间分别为G蛋白：10．15min、Ca2+通道：15．25rain、PLC：20—25rain。G蛋白的激活为Ca2+通道激活和PLC的活化的上游时间，Ca2+通道激活的和PLC的活化则为剪切信号转导的不同通路。3．建立了一个剪切力作用下东北红豆杉细胞信号转导以及防御应答的生物学模型，对剪切力对东北红豆杉细胞作用的机理有进行初步阐述，为研究植物细胞剪切敏感性提供新的思路

4、。4．处于指数期的东北红豆杉细胞对剪切力比较敏感，而处于延滞期的东北红豆杉细胞则相对不太敏感。这种剪切敏感性的差异在细胞的防御应答反应上表现明显。在信号转导角度上，这种差异的原因在于不同生长期东北红豆杉细胞剪切信号的感受以及转导速度方面的差异。关键词：剪切力，东北红豆杉细胞，防御应答反应，信号转导ABSTRACTTowell-understandthemechanismoftheeffectofshearStreSStoplanteellandthemechanismofshearsensitivityofplantcell，somedefinedlamina

5、rshearfieldswerecreatedforsuspensionsofTaxuscuspidatainaCouene·typeshearreactor,whichwemadeourselves．ThedefenseresponsesandsignaltransdactionpathwayofshearsignalWer'estudiedandapotentialmodelforthoseresultsWaSproposed．Basedonthoseresults，themechanismofshearsensitivitiesoftaxuscellsu

6、spensionsindifferentgrowthphasesWaSalsoinvestigated．FromtheworkabovewegainedsomeValuableresults．1．TaxuscuspidateCananswerO．1Pashearstress、vithdefenseresponses．Therehavetriphasiccharacteristicsin6hforbothintracellularH202productionandextra-ceUular02‘productionandthekeyenzymeresponsib

7、leforoxidativeburstsundertheshearstressisprimarilyNADPHoxidaseandthecontributionofperoxidnseforoxidativeburstsWaSless．The02‘burstmayaccountforthechangeofmembranepermeability,andH202burstplaysanimportantroleininducingsecondarymetabolitessuchastheactivationofphenylalanineammonialyasee

8、nzymeandphenolicacc