钾离子是一种对于植物生长和发育必需的元素

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1、钾离子是一种对于植物生长和发育必需的元素,但目前对钾离子跨膜运输机制是如何被调控的还不为所知。中国农业大学武维华教授等人在2006年6月30日的《细胞》上说,蛋白激酶CIPK23在钾离子低浓度情况下可以调控钾离子运输。这一研究对于某些作物疾病的治疗具有指导意义。钾离子跨膜运输的调节机制<正>钾离子是一种对于植物生长和发育必需的元素.植物细胞离子跨膜运输机制1.被动运输(passivetransport):不需要代谢提供能量的顺着电化学势梯度的转运离子的过程.简单扩散(simplediffusion)通过

2、膜或通道的扩散易化扩散(Facilitateddiffusion）通过载体的扩散）Theexchangeofionsandsolutesacrossmembranesmayinvolvesimplediffusion,facilitateddiffusion,oractivetransport.）2主动运输(activetransport)：利用代谢能量逆电化学势梯度转运离子的过程称为主动运输。2.2.1原初主动运输（primaryactivetransport):直接偶联着ATP水解将溶质进行跨膜运输

3、过程。Hypotheticalstepsinthetransportofacationagainstitschemicalgradientbyaelectrogenicpump.质膜+-ATPase(P-ATPase):它是质膜上的一种插入蛋白，其水解ATP部分在质膜细胞质一侧质膜H+-ATPase建立的跨膜的+部分在质膜细胞质一侧,质膜建立的跨膜的H部分在质膜细胞质一侧建立的跨膜的浓度梯度和电势梯度，为其它离子或分子的跨膜运输提供动力。浓度梯度和电势梯度，为其它离子或分子的跨膜运输提供动力。此外，它也

4、具有除去胞质中过多的维持其一定的pH的作用的作用。此外，它也具有除去胞质中过多的H+,维持其一定的的作用。质膜H质膜+-ATPase(P-ATPase)是植物生命活动的主宰酶是植物生命活动的主宰酶（masterenzyme).由单条肽链构成，其分子量约100,000D,10个跨膜区域；4由单条肽链构成，跨膜区域之间的亲水区有ATP结合位点天冬氨酸残基，此区域高度保守。H+结合的位点可能在6-10跨膜区。1-3跨膜域可能与天冬酰鞍-磷酸键水解有关.碳端区域是一自抑制域,通过酶切除去或点突变都会使其活性大大

5、提高.过酶切除去或点突变都会使其活性大大提高.MembranedispositionofplasmamembraneH+-ATPaes.D:aspartyl专—抑制剂：VO4-3，已烯雌酚（DES）抑制剂底物是ATPMg，磷酸共价结合到天冬酰胺残基上。γ-磷酸共价结合到天冬酰胺残基上。活性受pH调节，最适pH6.5当胞质pH降低时，被激活，受K+激活。受各种信号如光、激素、病原菌激活。通过解除C-端抑制域抑制作用或影响其表达起作用。抑制作用或影响其表达起作用。由多基因家族基因编码，表达具有组织特异性。M

6、odelfortheactivationofP-ATPasebyphosphorylationandfusicoccin.Tissue-specificexpressionofgenesfortheplasmamembraneH+-ATPaseinArabidopsis.(A)Stemcross-sectionofArabidopsisexpressingAHA3-c-Mycfusionprotein.(B)AHA10genepromoterisexpressedindevelopingseedassh

7、ownbyGusstaining.液泡膜H+-ATPase(V型-ATPase)：催化部分在细胞质一侧，在水解ATP过程中，将H+泵入液泡，建立跨液泡膜的H+浓度梯度和电势梯度。它是由至少10个亚基构成的复合物,分子量750kD;对钒酸不敏感，而受NO3抑制；不受K+激活，可被Cl-刺激；V-ATPasemodelCa+-ATPase；利用ATP水解释放能量，将Ca+从细胞质转运到细胞壁中或液泡中。Ca2+是胞内第二信使，其浓度微小波动会显著影响细胞生命活动，植物细胞通过Ca2+—ATPase活性调节保

8、持胞质游离Ca2+的一定水平。在质膜、叶绿体膜、内质网膜、线粒体膜上均有Ca2+ATPase存在.均属P型ATPase.H+-PPase：为80KD的多肽，催化PiPi水解，利用释放的能量将H+从胞质泵进液泡。ABCtransporters：它可利用ATP水解产生的能量直接将有机物分子跨膜运输，完全不依赖H+梯度。3.高等植物K+的跨膜运输机制进展3.1：K+的跨膜运输机制植物根组织对K+吸收的动力学：植物根组织对K+的吸收表现出两个动力学