ABA在生物胁迫应答中的调控作用
周金鑫;胡新文;张海文;黄荣峰
【期刊名称】《农业生物技术学报》
【年(卷),期】2008(016)001
【摘要】脱落酸(ABA)不仅调控非生物胁迫应答,而且在应对各种生物胁迫中发挥重要的调控作用.ABA负调控植物对生物胁迫的抗性主要是通过与水杨酸、茉莉素和乙烯信号传导途径的互作以及影响这些信号途径中的信号组分来实现的.综述了ABA信号转导途径及其在生物胁迫应答过程中的调控作用.
【总页数】6页(169-174)
【关键词】脱落酸;生物胁迫;乙烯;水杨酸;茉莉酸
【作者】周金鑫;胡新文;张海文;黄荣峰
【作者单位】华南热带农业大学农学院,儋州,571737;中国农科院生物技术研究所,北京,100081;华南热带农业大学农学院,儋州,571737;中国农科院生物技术研究所,北京,100081;国家农作物基因资源与遗传改良重大科学工程,北京,100081;中国农科院生物技术研究所,北京,100081;国家农作物基因资源与遗传改良重大科学工程,北京,100081
【正文语种】中文
【中图分类】S188
【相关文献】
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2.乙烯和水杨酸信号转导在拟南芥对聚乙二醇胁迫应答中的相互作用[J], 李光
生物学中常见化学元素及作用
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一、生物学中常见化学元素及作用: 1、Ca：人体缺之会患骨软化病，血液中Ca2+含量低会引起抽搐,过高则会引起肌无力。血液中的Cａ２+ 具有促进血液凝固的作用,如果用柠檬酸钠或草酸钠除掉血液中的Ｃa２+,血液就不会发生凝固。属于 植物中不能再得用元素，一旦缺乏，幼嫩的组织会受到伤害。 2、Ｆe:血红蛋白的组成成分，缺乏会患缺铁性贫血。血红蛋白中的Fｅ是二价铁，三价铁是不能利用的。 属于植物中不能再得用元素，一旦缺乏，幼嫩的组织会受到伤害。 3、Mg：叶绿体的组成元素。很多酶的激活剂。植物缺镁时老叶易出现叶脉失绿。 4、B：促进花粉的萌发和花粉管的伸长,缺乏植物会出现花而不实。 5、I：甲状腺激素的成分，缺乏幼儿会患呆小症,成人会患地方性甲状腺肿。 6、K：血钾含量过低时，会出现心肌的自动节律异常，并导致心律失常。 7、N：N是构成叶绿素、蛋白质和核酸的必需元素。N在植物体内形成的化合物都是不稳定的或易溶于 水的,故N在植物体内可以自由移动,缺Ｎ时,幼叶可向老叶吸收N而导致老叶先黄。N是一种容易造 成水域生态系统富营养化的一种化学元素，在水域生态系统中,过多的Ｎ与P配合会造成富营养化， 在淡水生态系统中的富营养化称为“水华”，在海洋生态系统中的富营养化称为“赤潮”。动物体 内缺N，实际就是缺少氨基酸，就会影响到动物体的生长发育。 8、Ｐ：P是构成磷脂、核酸和AＴP的必需元素。植物体内缺Ｐ,会影响到DNA的复制和ＲNA的转录， 从而影响到植物的生长发育。P还参与植物光合作用和呼吸作用中的能量传递过程，因为ATP和AＤ P中都含有磷酸。P也是容易造成水域生态系统富营养化的一种元素。植物缺Ｐ时老叶易出现茎叶暗 绿或呈紫红色，生育期延迟。 9、Zｎ:是某些酶的组成成分，也是酶的活化中心。如催化吲哚和丝氨酸合成色氨酸的酶中含有Ｚｎ， 没有Zn就不能合成吲哚乙酸。所以缺Ｚn引起苹果、桃等植物的小叶症和丛叶症，叶子变小，节间 缩短。 二、生物学中常用的试剂： 1、斐林试剂：成分:0．1ｇ/ml NaOH(甲液)和0.05g/ml CuSO4(乙液)。用法:将斐林试剂甲液和乙液等体 积混合,再将混合后的斐林试剂倒入待测液，水浴加热或直接加热,如待测液中存在还原糖，则呈砖红 色。 2、班氏糖定性试剂：为蓝色溶液。和葡萄糖混合后沸水浴会出现砖红色沉淀。用于尿糖的测定。 3、双缩脲试剂:成分：0.1g／ml NaOＨ（甲液)和0．０1g/mｌCuSＯ4(乙液)。用法：向待测液中先加入 2ml甲液，摇匀，再向其中加入3~4滴乙液，摇匀。如待测中存在蛋白质，则呈现紫色。 4、苏丹Ⅲ:用法：取苏丹Ⅲ颗粒溶于9５%的酒精中，摇匀。用于检测脂肪。可将脂肪染成橘黄色(被苏 丹Ⅳ染成红色)。 5、二苯胺:用于鉴定ＤＮA。DＮA遇二苯胺(沸水浴）会被染成蓝色。 6、甲基绿:用于鉴定ＤＮA。DNA遇甲基绿(常温)会被染成蓝绿色。 7、５0%的酒精溶液 8、75%的酒精溶液 9、95%的酒精溶液：冷却的体积分数为9５%的酒精可用于凝集ＤNA 10、1５%的盐酸：和95％的酒精溶液等体积混合可用于解离根尖。 11、龙胆紫溶液：（浓度为0.01g/ml或0.02ｇ/ml)用于染色体着色，可将染色体染成紫色,通常染色３~5 分钟。(也可以用醋酸洋红染色) 12、２0％的肝脏、3%的过氧化氢、3.5%的氯化铁：用于比较过氧化氢酶和Fe3+的催化效率。(新鲜的 肝脏中含有过氧化氢酶） 13、3%的可溶性淀粉溶液、3%的蔗糖溶液、2%的新鲜淀粉酶溶液:用于探索淀粉酶对淀粉和蔗糖的作 用实验。 14、碘液:用于鉴定淀粉的存在。遇淀粉变蓝。 15、丙酮:用于提取叶绿体中的色素
植物激素在生长调节中的作用 生长素、赤霉素和细胞分裂素都能促进植物的生长和发育。它们有相同点，也有不同的地方。拿生长素和赤霉素相比，在促进细胞伸长的作用上，生长素是直接作用者，赤霉素是间接作用者，这是因赤霉素能促进生长素的合成和抑制生长素氧化酶的活性，所以在促进细胞伸长方面，赤霉素的作用是依赖于生长素的。但也不是各种作用两者都相关联，如诱导大麦胚乳淀粉酶合成的作用，是赤霉素独立进行的。 生长素和赤霉素主要是促进细胞的伸长，有时也能例外地促进细胞数目的增加；而细胞分裂素是促进细胞分裂和扩大细胞体积的激素，它还可以解除腋芽的被抑制，这是和生长素抑制腋芽活动的作用相对抗的。 脱落酸总以抑制的方式跟其他促进生长的激素相互作用。例如，生长素引起的燕麦胚芽鞘弯曲现象可由脱落酸抑制。赤霉素诱导α-淀粉酶和其他水解酶在大麦糊粉细胞中合成，也可被脱落酸抑制。日照的长短决定赤霉素和脱落酸的形成，被认为是通过光敏素系统完成的。 植物激素的相互作用有时是很复杂的，例如，赤霉素促进莴苣种子萌发的作用，可以用脱落酸抵消，但脱落酸所诱导的抑制，又可以用加入细胞分裂素克服，正由于细胞分裂素拮抗了脱落酸诱导的抑制，因之使赤霉素促进萌发的作用可继续维持。又如过氧化物酶能催化乙烯的产生，生长素能调节某些同功过氧化物酶的合成，因此，生长素可诱导乙烯形成，乙烯对器官生长的影响是抑制伸长生长，生长素浓度比较高时，能产生乙烯比较多，使乙烯对细胞伸长的抑制作用超过了生长素促进伸长的作用，所以会出现抑制伸长的现象。现在人们比较重视植物体内促进生长的激素和抑制生长的激素的比例，因植物的全部生长过程都是由它们之间比例的变化来控制的。
植物凝集素最早发现于1888年，Stillmark在蓖麻(Ricinus communis L．)籽萃取物中发现了一种细胞凝集因子，它具有凝集红细胞的作用。它是一类具有特异糖结合活性的蛋白，具有一个或多个可以与单糖或寡糖特异可逆结合的非催化结构域。 植物凝集素对真菌的抗生效应可能与它特异结合暴露于真菌细胞壁表面的糖复合物并导致真菌细胞壁及菌体结构形态改变有关，凝集素可与真菌表面的葡聚糖、半乳糖、甘露糖等多糖结合，干扰真菌细胞壁的合成，影响其细胞的正常代谢。 凝集素（Lectin）是指一种从各种植物，无脊椎动物和高等动物中提纯的糖蛋白或结合糖的蛋白，因其能凝集红血球（含血型物质），故名凝集素凝集素最大的特点在于它们能识别糖蛋白和糖肽中，特别是细胞膜中复杂的碳水化合物结构，即细胞膜表面的碳脂化合物决定簇。一种凝集素具有对某一种特异性糖基专一性结合的能力，如刀豆素与α—D—吡喃糖基甘露糖（α—D—Mannopyranosy）结合；麦芽素与N—乙酰糖胺（N—acetyl glucosamine）结合；菜豆凝集素与N—乙酰乳糖胺结合（见本章表6—1）。因此，凝集素可以作为一种探针来研究细胞膜上特定的糖基。另一方面，凝集素具有多价结合能力，能与荧光素、生物素、酶、胶体金和铁蛋白等示踪物结合，从而在光镜与/或电镜水平显示其结合部位。 凝集素可为荧光素、酶和生物素等所标记，分别进行下列染色法： 直接法 标记物直接标记在凝集素上，使之直接与切片中的相应糖蛋白或糖脂相结合。 直接法的优点是简便，目前商品用的凝集素药盒已能购得。但灵敏性不够高。 间接法 将凝集素直接与切片中的相应糖基结合，而将标记物结合在抗凝集素 凝集素受体表达 抗体上 间接法较直接法和直接法敏感性高5～10倍或更多一些，但必须购买或自制抗凝集素抗体。
第十六章基因表达的调节控制以及现代生物学技术 一：填空题 1.正调控和负调控是基因表达的两种最基本的调节形式，其中原核细胞常用________________调控，而真核细胞常用________________调控模式。 2.操纵子由________________、________________和________________三种成分组成。 3.与阻遏蛋白结合的DNA序列通常被称为________________。 4.β-半乳糖甘酶基因的表达受到________________和________________两种机制的调节。 5.葡萄糖效应是指________________。 6.ticRNA是指________________；micRNA是指________________。 7.大肠杆菌细胞内参与His合成有关酶的基因表达受到________________和________________两种机制的调节。 8.________________或________________可诱导原核细胞出现严谨反应。 9.________________和________________被称为魔斑分子，它作为________________酶的别构效应物调节此酶的活性。 10.鼠伤寒沙门氏菌两种鞭毛蛋白表达之间的转换是通过________________机制实现的。 11.哺乳动物细胞对氨基蝶呤产生抗性，是因为细胞内的DHFR基因经历了________________。 12.在胚系细胞之中，抗体重链的基因可分为________________、________________、________________和 ________________四个区域。 13.在基因表达的调控之中，________________和________________与________________和________________之间的相互作用十分重要。 14.女性两条X染色体只有一条X染色体具有转录的活性是因为________________和________________。 15.乳糖操纵子的天然诱导物是________________，实验室里常用________________作为乳糖操纵子的安慰诱导物诱导β-半乳糖苷酶的产生。 16.基因扩增或基因放大是指________________，它是通过局部DNA的来实现，________________扩增可导致细胞癌变。 17.SPO1噬菌体通过________________级联调节早、中和晚期基因在不同时间内的表达。 18.存在于反式作用因子上负责激活基因转录的结构花色通常有________________、________________和 ________________三种形式。 19.真核细胞核基质的主要成分是________________。 20.组蛋白可经历________________、________________和________________修饰而调节基因的表达。 21.原核细胞DNA的甲基化位点主要是在________________序列上，真核细胞核DNA的甲基化位点则主要是在________________序列上。 22.反式作用因子通常通过________________、________________和________________键与相应的顺式作用因子结合。 23.PCR即是________________。 24.人类基因组计划的主要内容是________________。 25.Southern blotting、Northern blotting和Western blotting分别被用来检测________________、________________和________________。 26.________________是应用于蛋白质工程中的最主要的手段。 27.RFLP即是________________。 28.噬菌体展示(Phage display)技术中常用的噬菌体是________________。 29.基因工程需要的最常用的工具酶包括________________、________________和________________等。 30.基因克隆的载体通常是由________________、________________和________________改造而来。 31.可使用________________和________________方法获得原核细胞的启动子序列。 32.体外转录通常需要使用________________、________________或________________RNA聚合酶。 33.脉冲场凝胶电泳(Pulsed field gel electrophoresis)被用来分离________________。 34.第一个使用体细胞克隆出来的哺乳动物是________________。 35.一种基因的启动子序列与启动子的一致序列越相近，该基因的转录效率就越________________。 36.基因敲除(Gene knockout)即是________________，它是研究________________的好方法。 二：是非题 1.[ ]原核细胞与真核细胞的基因表达调节的主要发生在转录水平上。 2.[ ]衰减子这种调控模式不可能出现在真核细胞。 3.[ ]操纵子结构是原核细胞特有的。 4.[ ]某些蛋白质既可以作为阻遏蛋白又可以作为激活蛋白参与基因表达的调控。 5.[ ]转录因子都具有负责与DNA结合的结构花色。 6.[ ]某些反式作用因子通过亮氨酸拉链这种结构花色与DNA结合。 7.[ ]真核细胞的基因转录也具有抗终止作用。 8.[ ]真核细胞核的三类基因的转录都受到增强子的调节。 9.[ ]某一个基因的转录活性越强，则该基因所处的DNA序列对Ⅰ就越敏感。
β-arrestin的生物学作用1 汪庆童1, 2, 3，魏伟1, 2, 3 1安徽医科大学临床药理研究所，合肥（230032） 2抗炎免疫药理学安徽省重点实验室，合肥（230032） 3安徽省中药研究与开发重点实验室，合肥（230032） E-mail: hfwqt727@https://www.doczj.com/doc/4a3799498.html, 摘要：β-arrestin1和2是一类介导受体脱敏的重要可溶性蛋白质，对绝大部分与受体偶联G蛋白介导的信号转导具有重要调节作用，在G蛋白偶联受体（G protein-coupled receptors, GPCRs）脱敏、内化、复敏、细胞增殖反应和基因转录中具有重要地位。对β-arrestin介导的复杂信号通路的研究将揭示其调节功能对人类健康的影响，有助于开发新一代影响GPCRs的药物。 关键词：β-arrestin，G蛋白偶联受体，信号转导，受体脱敏 G蛋白偶联受体（G protein-coupled receptors, GPCRs）是目前所知的最大的细胞表面受体家族，它们将细胞外的各种信号传递到细胞内[1]。GPCRs被激动剂活化后，其连接的G 蛋白α亚基和β、γ亚基解离，活化的G蛋白亚基调节腺苷酸环化酶、磷脂酶和离子通道等，从而放大和传递细胞内信号。β-arrestin是GPCRs信号通路的重要负调节因子，与G蛋白偶联受体激酶（G-protein-coupled receptor kinases, GRK）联合作用，可以使GPCRs对激动剂的敏感性下降，发生受体的脱敏反应，调节受体内吞、信号转导及细胞凋亡等[2]。本综述将概述β-arrestin生物学作用的最新研究进展，探讨GPCRs的调节机制。 1. β-arrestins的发现过程 β-arrestins是在提纯β-肾上腺素能受体激酶(β-adrenergic receptor kinase, βARK)的过程中发现的。随着Benovic等对牛脑中βARK的逐步纯化，其减弱β2肾上腺素能受体(β2-adrenergic receptor, β2AR)介导的Gαs活化的能力也逐步降低，当将视黄醛蛋白质重新加入纯化的βARK 中时，βARK对受体的脱敏能力又大大的恢复了。这种视黄醛蛋白质最初被称为S-抗原或48K 蛋白质，后来正式改名为arrestin[3]。随后，两个非可视性β-arrestin亚型被克隆出来，命名为β-arrestin1(arrestin2)和β-arrestin2 (arrestin3)，它们之间有78%的氨基酸序列是相同的，都广泛的分布于各个组织中，对GPCRs的特异性比视紫红质强[4,5]。接着，第四个成员，锥体arrestin 被克隆出来[6]。 2. β-arrestin对GPCRs的调节作用 2.1 β-arrestin与受体的相互作用 在绝大部分的GPCRs中都发现了受体脱敏的现象。首先被激动剂激活的GPCRs与GRK 结合发生磷酸化，促使β-arrestins从非活化的晶体结构转变为对受体高亲和结构，与磷酸化了的活化GPCRs结合，形成三聚体，阻止受体与G蛋白之间的继续作用。活化的β-arrestins 分子释放出C末端，通过与胞吞蛋白（如：网格蛋白（clathrin）、衔接蛋白2（adapter protein2, AP2）等）结合，导致受体内吞[7]。用绿色荧光蛋白（green fluorescent protein, GFP）-β-arrestin 融合蛋白可以形象的描述原本均匀分布在胞浆内β-arrestin被募集到位于细胞膜活化的受体 1本课题得到家自然科学基金（No：30572356），高等学校博士学科点专项科研基金（No：20060366003），安徽医科大学校科研基金（No：2005KJ01）项目的资助。
第十章作业 1. 简述真核生物基因表达调控的7个层次。 ①染色体和染色质水平上的结构变化与基因活化 ②转录水平上的调控，包括基因的开与关，转录效率的高与低 ③RNA加工水平的调控，包括对出事转录产物的特异性剪接、修饰、编辑等。 ④转录后加工产物在从细胞核向细胞质转运过程中所受到的调控 ⑤在翻译水平上的控制，即对哪一种mRNA结合核糖体进行翻译的选择以及蛋白质成量的控制 ⑥对蛋白质合成后选择性地被激活的控制，蛋白质和酶分子水平上的剪接等的控制 ⑦对mRNA选择性降解的调控 2. 真核基因表达调控与原核生物相比有何异同？ 相同点：①与原核基因的调控一样，真核基因表达调控也有转录水平调控和转录后水平的调控，并且也以转录水平调控为最重要； ②在真核结构基因的上游和下游(甚至内部)也存在着许多特异的调控成分，并依靠特异蛋白因子与这些调控成分的结合与否调控基因的转录。 不同点：①原核细胞的染色质是裸露的DNA，而真核细胞染色质则是由DNA与组蛋白紧密结合形成的核小体。 ②在原核基因转录的调控中，既有激活物参与的正调控，也有阻遏物参与的负调控，二者同等重要。 ③原核基因的转录和翻译通常是相互偶联的，即在转录尚未完成之前翻译便已开始。 ④真核生物大都为多细胞生物，在个体发育过程中发生细胞分化后，不同细胞的功能不同，基因表达的情况也就不一样，某些基因仅特异地在某种细胞中表达，称为细胞特异性或组织特异性表达，因而具有调控这种特异性表达的机制。 3. DNA 甲基化对基因表达的调控机制。 甲基化抑制基因转录的机制：DNA甲基化会导致某些区域DNA构象改变，包括甲基化后染色质对于核酸酶或限制性内切酶的敏感度下降，更容易与组蛋白H1相结合，DNaseⅠ超敏感位点丢失，使染色质高度螺旋化, 凝缩成团, 直接影响了转录因子与启动区DNA的结合效率的结合活性，不能启始基因转录。DNA的甲基化不利于模板与RNA聚合酶的结合，降低了转录活性。 4. 转录因子结合DNA的结构基序（结构域）有哪几类？ ①螺旋-转折-螺旋 ②锌指结构 ③碱性-亮氨酸拉链 ④碱性-螺旋-环-螺旋 5. 真核基因转调控中有几种方式能够置换核小体？ ①占先模式：可以解释转录时染色质结构的变化。该模型认为基因能否转录取决于特定位置上组蛋白和转录因子之间的不可逆竞争性结合。 ②动态模式该模型认为转录因子与组蛋白处于动态竞争之中，基因转录前染色质必须经历结构上的改变，即转换核小体中的全部或部分成分并重新组装，这个耗能的基因活化过程称为染色质重构 6. 简述真核生物转录水平调控过程。 真核生物在转录水平的调控主要是通过反式作用因子、顺式作用元件和RNA聚合酶的相互作用来完成的，主要是反式作用因子结合顺式作用元件后影响转录起始复合物的形成过程：①转录起始复合物的形成：真核生物RNA聚合酶识别的是由通用转录因子与DNA形成的
1. 项目名称 生物分子界面作用过程的机制、调控及生物分析应用研究 2. 推荐单位意见 该项目针对生物分析化学中的重大科学问题和应用前景，利用界面调控来发展新型生物分析技术，为生物分析提供了新的思路。项目研究团队在国家杰出青年基金、科技部“重大科学研究计划”等资助下开展了系统的研究工作，提出了"生物识别－生物分子折叠－电子/能量传递"的耦联传感策略，并被国际国内同行广泛采用；通过研究界面上生物分子吸附、组装和识别等基本物理化学过程的机理及其与生物传感检测性能之间的关系，构建了有利于发生高效生物分子识别的多元、协同功能生物界面；构建了一系列基于功能生物界面的高性能生物传感器，并用于多种疾病相关基因和功能性小分子的高灵敏检测。 项目团队已在Nature Protocols、JACS/Angew. Chem./Adv.Mater.等领域顶尖学术刊物发表了系列研究论文，其中8篇代表性论文被SCI 他引2000余次，20篇核心论文被SCI 他引4000余次。团队成员还多次应Acc. Chem. Res., Chem. Soc. Rev.等著名杂志邀请撰写相关综述。 我单位认真审阅了该推荐材料及完成人资格，确认推荐材料真实有效，相关栏目符合填写要求，公示期间无异议。经评审，推荐该项目为国家自然科学奖二等奖。 3. 项目简介 本项目属于“生物分析化学”与“界面物理化学”交叉的基础研究。发展针对特定生物分子的灵敏、特异的分析方法不仅是生物分析化学学科的内在需求，而且也是健康、环境和生物安全等领域所面临的重要挑战，对于肿瘤等重要疾病的早期检测、环境和传染性疾病的监控等方面均具有重要意义。两相交界的表界面是物质、能量交换和信号转化的场所。本项目以生物传感“界面”为核心，针对生物分子在传感界面上的吸附、组装和识别过程这一关键科学问题开展了系统研究。在国际上率先提出并发展了一种基于生物分子构象变化的“动态”生物传感检测 新策略，通过构建一系列基于界面调控的生物传感器，实现了若干与重大疾病相关的生物分子的高灵敏、高选择性生物分析检测。该研究在国际上获得了广泛关注和高度评价。主要代表性成果如下： 1）设计并构建了多元、协同的功能界面，显著提高了生物传感过程中高效的生物分子识别。系统研究了生物分子在宏观及纳米尺度上与无机材料界面的相互作用，深化了对传感界面上生物分子吸附、组装和识别等过程中物理化学机理
生物学图表在教学中的作用 攀枝花市攀钢一中（617005）周述琦 教学的理论与实践告诉我们：教学的组织形式虽然各不相同，但都必须遵 循一定的原则：那就是既有利于教师教学，又有利于学生学习。高中生物虽然 内容不多，但有些知识属于细胞水平、分子水平的层次，如光合作用、DNA的 结构与复制、动物的新陈代谢等，这些知识既看不见，也摸不着，很抽象，学 生不易理解；而有些知识跨度大，如细胞的分裂，分布于一、三、五章，教和 学都比较难，这就要求教师根据知识的不同，采取适当的教学形式来组织教学。 生物学图表就是两种很好的教学形式。下面就生物图解、表解在教学中的作用 进行探讨。 一、生物学图解在教学中的作用。 生物学图解就是运用文字、符号和图形等表示生物学现象、过程、原理、 规律、形态结构、知识结构及其相互关系等的图示。 生物学图解，按照表现形式的不同可以分为文字图解、图形图解及文图图 解；按照所表现的生物学内容的不同，可以分为形态结构图解、生态图解、生 理过程图解、基本原理图解、实验过程图解和统计图解等；按照图解自身性质 的不同可以分为实体图解和示意图解。生物学图解在教学中的作用包括以下几 方面： （一）直观化 生物学图解最显著的特点是能使复杂的生理过程、细微的亚显微结构和抽象 的知识内容等变得直观、具体、形象且简洁，增加学生的感性认识，便于学生 的理解和记忆。 例如：光合作用的过程是看不见摸不着、无法演示的；但若将其光反应和 暗反应的过程以图解形式展现给学生，便能使抽象的内容变得具体、直观。如 图1。 从图1可以看出： 1、光合作用的过程包括光反应 和暗反应两个阶段。 2、光反应：场所是叶绿体基粒 片层；条件是光、色素和酶；过 程是 包括物质和能量两方面变化。3、暗 包括物质和能量两方面的变化。包括物质和能量两方面的 3、暗反应：场所是叶绿体基质；
第八章 生物化学过程的调控 1、生物化学过程的调控有哪几种形式？ 答：主要有信号分子为基础的调控、基因水平的调控、蛋白质水平的调控和酶水平的调控这四种形式。 2、生物调控中的化学信号包括哪些类型？ 答：细胞间通讯的信号分子包括激素、神经递质、细胞生长因子（如神经生长因子、趋化因子）以及气体信号分子。此外，还有抗体及淋巴因子。 细胞内通讯的信号分子主要包括环腺苷酸（cAMP）、环鸟苷酸（cGMP）、Ca2+、肌醇三磷酸（IP3）、甘油二脂（DAG）、花生四烯酸、质子（H+）等。 3、激素调控有哪些特点？ 答：激素调控主要有以下特点： （1）低浓度：激素在血流中的浓度会被稀释到10-8-10-10 mol/L。 （2）高特异性：激素只有被特定的受体细胞接受才能发挥作用。 （3）长效性：激素产生后需要漫长的运输过程才能达到受体细胞而起作用。因此，血流中的激素一般能维持存在较长时间。 4、说明甲状腺素、胰岛素、肾上腺皮质激素、前列腺素的结构和功能。 答：（1）甲状腺素属于氨基酸衍生物激素，具体结构见课本370页。其生理功能：①主要是促进糖、脂及蛋白质的代谢；②促进机体的生长发育和组织分化；③对中枢神经系统、循环系统、造血过程、肌肉活动及智力和体质的发育等均有显著作用。 （2）胰岛素属于蛋白质及多肽激素，具体结构见课本81页。其生理功能：主要是促进细胞摄取葡萄糖；促进肝糖原和肌糖原的合成；抑制肝糖原的分解。胰岛素具有抑制细胞内腺苷酸环化酶活性作用，使cAMP产生显著减少，导致糖原分解速度减慢。胰岛素的生理功能与肾上腺素的作用相反。 （3）肾上腺皮质激素属于类固醇激素，具体结构见课本377页。主要分为糖皮质激素和盐皮质激素两类，其中糖皮质激素的作用是抑制糖的氧化代谢，使血糖升高，并能促进蛋白质转化为糖；盐皮质激素的作用是使体内保留钠离子及排出多余的钾离子，调节水盐代谢。 （4）前列腺素属于脂肪酸衍生物激素，具体结构见课本381页。其对生殖、心
植物凝集素概述 摘要：植物凝集素是来源于植物的一类能凝集细胞和沉淀单糖或多糖复合物的非免疫来源的非酶蛋白质。植物凝集素具有细胞凝集、抗病毒、抗真菌及诱导细胞凋亡或自噬等多种能力，因此在生命科学、医学及农业方面均有较好的研究价值和应用前景。本文综述了植物凝集素近年来的研究概况，介绍了凝集素的定义，植物凝集素的结构特性、分类、分离纯化、功能及其应用。 1凝集素的发现及定义 目前已经发现了近 1 000 种植物凝集素，并在生理生化及分子生物学方面对它们进行了许多研究，其中豆科植物凝集素有600多种。植物中，不仅种子中存在凝集素，根、茎、叶、皮、果汁中也发现有凝集素。1888年Herman和Sti11mark首次在蓖麻萃取物中发现了凝集素，它具有凝集红细胞的作用。Renkonnen 发现它们对血细胞凝集时具有选择性。随着对红细胞凝集反应中血型特异性认识程度的逐渐深入， Watkin 和Morgan 建立了人类ABO 血型系统凝集反应中严格的糖特异性结合理论。Go1dstein 给出了凝集素的第一个较确切的定义：凝集素是自然界广泛存在的一类能凝集细胞、多糖或糖复合物的非源于免疫反应的糖蛋白。现在研究表明，它还能够特异性识别并可逆结合复杂糖复合物中的糖链，而不改变所结合糖基的共价键结构。 另外，1980 年，Nature 杂志发表了5 位凝集素研究方面著名科学家的联名信，提出了当时较有权威性的凝集素定义：凝集素是指非免疫来源的糖结合蛋白或糖蛋白，并应有使细胞凝集或糖复合物沉淀的能力。此定义包含三个要点：（1）凝集素是蛋白质或糖蛋白；（2）凝集素必须有专一的与糖基结合的特性，但是排除了免疫来源的针对糖基的抗体；（3）因为规定了能使细胞凝集或是糖复合物沉淀的特性，所以凝集素分子必须具有两个或更多糖结合位点，这样把一些虽有糖结合能力但是糖结合位点仅有一个的酶、转运蛋白、激素、毒素等排除在外。 2植物凝集素的结构特性 目前已经获得纯化的凝集素中，阐明氨基酸序列的并不多，多数是对甘露糖（或葡萄糖）专一的凝集素。从已分离的凝集素看，分子量变化范围约为10 kDa～100 kDa ，亚基数目为2～4 个。关于亚基产生的分子机制，有三种解释：（1）不同亚基是不同基因编码的产物；（2）不同亚基由统一基因编码，但经翻译过程形成分子量相同或不同的肽链；（3）翻译后不同程度的修饰导致。 现己知道，凝集素与糖的结合是通过其分子中肽链的活性部位，即专一结合糖的区域实现的，与凝集素分子中共价结合的糖无关。凝集素至少应该具有2 个与糖结合的位点，而且结合是可逆的。它有以共价键相连接的蛋白质和糖2 个部分。其中前者占较大的比例，一般是几个单糖构成寡糖链，再以2种方式与蛋白质肽链相连，分别构成N-连接糖蛋白和O-连接糖蛋白。现已知的糖肽连接键主要有三种：（1）血清型糖蛋白，亦称天冬酰胺2连接或N-连接的糖蛋白；（2）粘蛋白型糖蛋白，糖链与肽链由Ga1NAcα1-Ser/ Thr 连接；（3）真菌中的Man-Thr 连接。凝集素不仅可以识别不同的单糖而且也可以特异结合不同的寡糖。此外，凝集素2糖互作也较好地解释了细胞识别系统的机制。基于细胞表面含有大量的凝集素和糖复合物，使细胞以凝集素为桥梁进行相互作用成为可能。凝集素除了有与糖结合的位点外，还可以与其它生物大分子几丁质、糖脂和多糖等结合。 凝集素一般为二聚体或四聚体结构，其分子由一个或多个亚基组成，每一个亚基有一个与糖分子特异结合的专一点。豆科植物凝集素至少有一个非催化结构域，并可逆地结合到特异单糖或寡糖上。结构域的数量由凝集素的复合体数目来决定。二体或多体凝集素可以形成多种结构的蛋白糖复合体。单体凝集素不能形成这种复合结构（Ron 等，1992）。通过豆科植物凝集素晶
3、铁 3.1 铁的生物学作用和生理功能 3.1.1 铁与酶：铁参与血红蛋白、肌红蛋白、细胞色素，细胞色素氧化酶及触媒的合成并激活琥珀脱氢酸、黄嘌呤氧化酶等活性。红血球功能是输送氧的，每个红血球含2.8亿个血红蛋白，每个血红蛋白分子又含4个铁原子，这是这些亚铁血红素中的铁原子才是真是携带和输送氧的重要成分。肌红蛋白是肌肉贮存氧的地方，每个肌红蛋白含有一个亚铁血红素，当肌肉运动时，它可以提供或补充血液输氧的不足。细胞色素酶类，是体内体内复杂的氧化还原过程所不可缺少的，有了它才能完成电子传递，并在三羧酸循环过程中使脱下氢原子与由血红蛋白从肺运来的氧生成水，以保证代谢，同时在这一过程中，释放出能量，供给肌体需要，在氧化过程中所产生的过氧化氢等有害物质，又可被含铁的触媒和过氧化物所破坏而解毒。 3.1.2 铁参与造血功能：铁影响蛋白质及去氧核糖核酸的合成及造血维生素代谢，缺铁时肝脏内合成去氧核糖核酸将收到抑制，肝脏发育减慢，肝细胞及其它细胞内的线粒体和微粒体发生异常，细胞色素C，含量减少，导致蛋白质的合成及能量运用减少，进而发生贫血及身高、体重发育不良。 3.1.3 铁与免疫：由于铁与酶的关系及铁参与造血机能就决定了缺铁可引起机体感染性增加，微生物繁殖受阻，白细胞的杀菌能力降低，淋巴细胞功能受损，因此免疫力降低。 3.1.4 铁与其它元素的关系：铅中毒时，铁利用障碍，同时肠道铁的吸收收到抑制。缺铁性贫血患者细胞内Cu、Zn浓度降低。镉可抑制肠道对铁的吸收，血清铁蛋白降低，诱发小细胞低色素性贫血。机体缺铜时，不仅铁的吸收量减少，而且铁的利用也发生困难。缺铁又影响锌的吸收。 3.2 缺铁引起的疾病： 3.2.1 缺铁性贫血：铁缺乏影响正常铁血红素合成而引起贫血，由于体内总铁量的65％存在于细胞内，因此反复多量失血引起体内总铁量显著下降，钩虫病引起肠道长期少量出血，多年肛痔出血或妇女月经过多等长期损失铁最终可使体内贮铁量枯竭，以致发生缺铁性贫血，临床表现与贫血程度有关，严重者除一般贫血症状外，可发生肝、脾、淋巴结肿大和四肢水肿。 3.2.2 溶血性贫血红细胞破坏增速，超过造些补偿能力范围发生的一种贫血，这种病人虽对铁的吸收量增多，但铁的利用率低，贮存的铁反而增多，若此时补铁，易发生继发性血色病，临床表现多为急性中毒、肢体酸痛、头痛、呕吐、寒战、高热、面色苍白、黄疸、肝、脾肿大、血尿、急性肾功能衰竭、尿毒症。 3.2.3 再生障碍性贫血由于红骨髓显著减少、造血功能衰竭而引起的一种综合症，以全血细胞减少为主要临床表现，该病有造血功能障碍、出血和感染三大特点。
安徽农业大学学报,2001,28(4):445～447 Journal of A nhui A gricultural U niversity 凝集素生物学功能及应用(综述)α 赵寅生 (安徽大学生命科学学院,合肥230039) 摘 要:凝集素(lectin)是一类具有糖结合专一性,是可促使细胞凝集的蛋白质。凝集素对糖的特异结合性决定了它在动植物体内具有一些重要而特殊的生物学功能。利用这些功能,凝集素在生物养殖、生物工程、生 理活动调控、疾病防治等方面展示出广阔的应用前景。 关键词:凝集素;生物学功能;应用 中图分类号:Q51文献标识码:A文章编号:100022197(2001)0420445203 凝集素具有糖结合专一性,因此可与生物体内大量功能各异的糖复合物结合,形成一系列生物学功能。在动物和植物体内,凝集素又有一些不同的功能。凝集素的独特的生物学功能为其应用开辟了广阔的前景。以下就其部分功能和应用做一个简要评述。 1 植物凝集素的生物学功能 111 防卫作用 凝集素在植物保护上起着重要作用。植物凝集素可识别并结合入侵者的糖结构域,从而干扰该入侵者对植物产生的可能影响。许多植物凝集素可结合到诸如Glc、M an或Gal的单糖上,尤其对植物中不常见外来的寡糖具有更高的亲和性。例如:结合几丁质植物凝集素识别真菌细胞壁及无脊椎动物的外骨骼成分中的碳水化合物。另外,许多凝集素在较大pH值范围内稳定、抗热、抗动物及昆虫蛋白酶等等。有些凝集素甚至是完全稳定的蛋白质,如从刺荨麻茎中分离出的凝集素在三氯乙酸中保持稳定,沸煮也不会失活。因此,植物凝集素是植物防御系统重要的组成部分[1,2]。 11111 对真菌的作用 凝集素可与真菌表面的葡聚糖、半乳糖、甘露糖等多糖结合,干扰真菌细胞壁的合成,影响其细胞的正常代谢。体外研究表明W GA抑制孢子发芽及T richod er m av irid e菌丝生长,具有抗真菌性。棉花抗病品种种仁凝集素粗提物对棉枯萎病菌(F usarlum ox y sp orum f1sp1vasinf eclum)孢子萌发的抑制效果为86141%～93175%,根部提取液抑制效果为86157%～89106%[1]。 11112 对植物病源细菌和植物病毒的作用 由于细菌细胞壁的作用,凝集素不能进入细菌细胞质,因此不能改变细胞膜结构或渗透细胞膜扰乱侵入微生物的正常细胞间进程。但凝集素可通过选择性识别对细菌产生作用。如马铃薯凝集素(一种胞壁蛋白)能使P seud o m onas solanacea rum的无毒株系固定在胞壁上。毒性株系不能被凝集素识别,避免被吸附到胞壁上,因而能够在植物体上繁殖、扩展。在土壤中,种子迅速释放凝集素,阻止细菌向萌发种子的趋化性运动,由此可以避免潜在有害细菌对种子根的侵染。植物病毒不含聚糖,没有凝集素的作用位点,因此植物凝集素对植物病毒无抑制作用。但有杀虫活性的凝集素可能会阻止或减少虫传播病毒病害的传播。现在,有研究表明,许多单子叶植物中结合甘露糖的凝集素对人类及动物反转录病毒(包括H I V)具有明显的抑制作用[2～4]。 11113 对昆虫的作用 植食性昆虫消化道表皮膜的主要成分是糖蛋白,因而在肠的内表皮上有凝集素潜在的结合位点。当凝集素随食物进入昆虫肠道后,就可结合到这些糖蛋白的受体上,阻碍昆虫的生长发育,甚至杀死昆虫。花生凝集素的剂量每增加011%,豇豆象鼻虫的发育延缓0149d(花生凝集素与桑橙凝集素都对N2乙酰半乳糖胺 半乳糖有专化性)。W GA的剂量每增加011%,豇豆象鼻虫的发育延缓147d,同时死亡率增加2179%(W GA与马铃薯凝集素、曼陀罗种子凝集素都对N2乙酰葡糖胺有专化性)[1]。 11114 对高等动物捕食者的作用 同昆虫一样,高等动物消化道上布满了细胞膜糖蛋白及高度糖基化的粘蛋白,这就成了植物凝集素的无数作用位点,保护植物免受食草动物侵食。如,动物食用植物血细胞凝集素(PHA)或生豆后会引起急性恶心伴有呕吐和腹泻,以至于动物宁肯挨饿也不食用含PHA饲料[1,2]。 α收稿日期:2001207226 作者简介:赵寅生(1980-),女。
１期印遇龙等：猪肠道健康的生物学机制及词控技术研究与应用仔ｔｏｉｎ，２００８，１８６：１０５１０２．３（） ２．３１５溶后２４ｈ悬浮率大于９％。该产品的消化吸收率５达９％，５而普通豆油的消化吸收率仅为４．％，３４棕榈油（肪粉）消化吸收率更低，脂的只有２％。在与３［ＷａｇＷ ９］ｎＣ，ＧｅｇＭ，Ｌ，ｔａ．ＴｅｐｏｎＭｉＪｅ１ｈｒ—Ｔｔｏｍｅｎａｙｉｅａｙｒｎｉｅｓｐｌｍｅａｉｅｓａｌｓｓｏｆｄｉｔｒａｇｉｎｕｐｅｎｔｔｏｎ饲料配合时可以提高油脂含量（高达３％～可Ｏ５％，液态油脂的添加量不超过８，配制高０而％）为ｉｒｖｎａｌｗｅｎｄｓｅｓｙｄｏ ｎｔｅｊｊ—ｍｐｏｉｇｅｒａｅｔｓｓｎｒｍｅｉｕｙｒ ｈｅｈｍｆｅｒ—ｅｎｄｐｇｅｓＣ］ｒｃｅｉｇｆｕｏａｌｗａｅｉｌｔｙ［．Ｐｏｅｄｎｓｏ４ＩｅｎａｔｏｎａＳｎｔｒｉｌｙｍｐｏｉｍｏＡｎｍａＮｕｔｉｉｓｕｎｉｌｒｔｏｎ，Ｈｅａｔａｄｅｄｄｉｉｅ，２９：６５—０．ｌｈｎＦｅｄＡｔ
ｖ００４６６能饲料提供了技术储备，别适应于寒冷和热应激特状态。［ＯＨｅＱ１］Ｈ，ＫｎＦ，ｅ１Ｍｅａｏｏｃ—ｏｇＸ．ＷｕＧ，ｔ．ｔｂｌｍｉａａｎｌｓｓｏｈｅｐｎｅｏｒｗｉｇｐｇｏｄｅａｙＬ—ａｙｉｆｔｅｒｓｏｓｆｇｏｎｉｓｔｉｔｒ５小结综上所述，过研究仔猪在断奶前后肠道变化通的规律，阐明其变化的机理，指导配方设计和研发对新型的功能性饲料具有十分重要的意义，其研究成果也必将具有广阔的应用前景。参考文献：［１］ＬｌｓＪＰｏｉＰｍｉｔＨ，ｅ１ａｌ，Ｂｓ，Ｓｄｅｔａ．Ｗｅｎｎ－Ａａｉｇｃａｌｇｏｇｔｐｙｉｌｇｓ［］Ｌｖｓｃｃ—ｈｌｎｅｔｕｈｓｏｉｓＪ．ｉｅｔｋＳｉｅｏｔｏｅｃ，２０ｎｅ０７，１８（／）：８—３．０１３２９ａｇｎｎｕｐｅｎａｉｎＪ．ＡｍｉｏＡｃｄ，２０，ｒｉｉｅｓｐｌｍｅｔｔ［］ｏｎｉｓ０９３（）：１９２８．７１９－０［１１］ＨｅＱＨ，Ｋｎ，ＴｎｏｇＸＦａｇＺＲ，ｅ１ｅｕｔａ．Ｓｒｍｍｅａｂｏｍｅｉａｔｒｄｉａｇｎｎｅｓｐｌｍｅｅｔｏｌｓｌｅｅｎｒｉｉ—ｕｐｅｎｔｄｇｏｎｉ［．ＰｏｅｄｎｓｏＩｔｒａｉｎｌｒｗｉｇｐｇｃ］ｒｃｅｉｇｆ４ｎｅｎｔａｓｏＳｙｍｐｉｍｎｉａ ｕｔｉｉｏｓｕｏｎＡｍｌＮｒｔｏｎ，ＨｅｔａａｌｈｎｄＦｅｅｄＡｄｄｉｉｅ，２９：４２４３ｔｖ００６—０．［２李铁军．哺乳仔猪发育血液成分及肠道功能性基因１］表达变化趋势研究［．博士学位论文．北京：中国Ｄ］科学院，０９２０．［３ ＷａｇＷ１］ｎＣ，ＧｕＷＴ，ＴｎＦｔａ．ＭｏｅｕａａｇＸ，ｅ１ｌｌｒｃｃｌｎｇ，ｔｓｕｄｓｒｂｕｉｎｎｄｎｔｅｔｃｘｅ?ｏｎｉｉｓｅｉｔｉｔｏａｏｏｇｎｅｉｅｐｒｓ［２］ＧｕＸ，ｉＳｅＲ．ｆｅｔｆａｉｇｏｌｉ．ＬＤ，ｈＥｆｃｏｎｎｎｓｌｎｗｅｍａｔｓｎｌｔｃｕｅａｄｆｎｔｎｉｈｉｌ［］ＡｒｅｔａｒｔｒｎｕｃｉｔｅｐｇｅＪ．—
生物学作用?IL-101、??简介 在1989年，Mosmannand及他们的同事描述了一种新的免疫介质，由Th2细胞克隆分泌，能够抑制Th1细胞克隆IL-2和IFNr的合成。早期被命名为细胞因子合成抑制因子（CSIF），这种因子后来被命名为IL-10，在这被发现的21年期间，很多研究深入剖析了这个细胞因子的生物学特性 2、??IL-10基因和蛋白 人类IL-10基因位于1号染色体上，包括总共5.1kb的序列包含5个外显子，IL-10基因的启动子中有很多的SNP位点，一些证据表明这些基因多态性在体外会影响IL-10的表达，IL-10基因由178个氨基酸组成蛋白质，分泌时会被切去18个氨基酸的信号肽，人类和鼠类的IL-10约有75%的氨基酸序列是一致的，Wlodawer和Walter小组用X射线解决了IL-10的晶体结构，有趣的是IL-10的结构与IFNr的结构类似，人IL-10是一个35kD的二聚体由两个单体通过非共价键形式结合，二聚体有两个V型的结构域，每个结构域包含六个螺旋结构，其中A-D属于一个单体，另外两个（E0和F0）属于另外一个单体。在单体内有两个二硫键（分别是C30-C126和C80-C132）来维持因子结构和生物学活性。除了各种不同的哺乳动物IL-10相关分子外，还有四种病毒IL-10类似物，由EB病毒，马疱疹病毒2型，口疮病毒和巨细胞病毒产生，除了CMV病毒的IL-10，其它病毒与细胞分泌的的IL-10氨基酸序列结构相似，比如，EB病毒的IL-10氨基酸序列与人IL-10序列有83%相同，除了一些微小的变异外主要的不一致集中在N末端，因此导致两者结构非常类似。病毒IL-10的表达似乎是在病毒感染的细胞裂解期，病毒因子似乎也通过相同的IL-10受体来作用，和人类IL-10相比，多数病毒IL-10的作用只有其效力的1/1000，但不幸的是，多数的抗人IL-10 抗体和ELISA试剂不能区别两者，最近，认识到新的一些类似于IL-10人分子结构，这些细胞因子被统称为IL-10家族，包括IL-10,IL-19,IL-20,IL-22,IL-24,和IL-26。有趣的是，他们的序列并不与其生物学功能相关，具体请参见相关文献。 3、??IL-10的细胞来源 目前已知并非只有特定的T细胞亚群才能合成IL-10，几乎所有淋巴细胞均能合成IL-10。体内最重要的来源主要是单核巨噬细胞和T辅助细胞，此外，树突状细胞，B细胞，细胞毒性T细胞，γδT细胞，NK细胞，肥大细胞以及中性粒细胞和嗜酸性细胞也能合成IL-10，这些细胞分泌IL-10主要决定于特定的刺激，受损组织类型和某种免疫反应时间点。 单核巨噬细胞在各种内源性和外源性介质的作用下激活后分泌IL-10，如LPS（通过激活TLR4,TRAF3,NF-κBp65/p50,和ERK激酶）、儿茶酚胺（通过激活蛋白激酶A和CREB-1/ATF-1）引起IL-10基因转录。单核巨噬细胞在清除凋亡细胞过程中也会分泌IL-10，这一过程依赖于CD36和p38丝裂原激活蛋白（MAP）激酶，除了转录水平，等最近认为IL-10也被microRNA在转录后期所调节。 T细胞分泌IL-10主要在T细胞受体接受刺激并激活ERK1和ERK2MAP激酶，此外，IL-10分泌与c-maf 转录因子表达相关，体内抗原致敏的T细胞比纯真T细胞高表达IL-10，尽管这种细胞仍然是单等位基因的表达。在抗原致敏的T细胞中，Th2细胞最初被认为是最重要的IL-10来源细胞，在这些细胞中，干扰素调节因子(IRF)4可以促进IL-10的表达，然而，目前了解到Th1细胞至少和Th2细胞分泌IL-10的水平相似，在Th1细胞中，IL-12促进IL-10的产生，这是通过增高磷脂酰肌醇3激酶活性，导致两个事件发生，一为抑制持续激活的丝氨酸/苏氨酸激酶糖原合酶激酶-3β，另一是增加c-jun水平。用IL-27刺激Th1细胞会增加IL-10分泌和轻度增加IFN-γ的表达，1997年，鉴别出1型调节T细胞(Tr1)作为一类CD4+细胞的亚群产生高水平的IL-10，低水平的IL-2，不产生IL-4。Tr1细胞Foxp3阴性，有以下特点：1、增殖能力弱，2、几乎是选择性合成IL-10，3、能够通过细胞因子相关机制抑制抗原递呈细胞和抗原特异性效应T 细胞。其由纯真T细胞受到IL-27作用，诱导芳香烃受体(AHR)，AHR与c-maf结合后，协同激活IL-10和IL-21的启动子，导致细胞向Tr1细胞转化，新细胞因子IL-21上调c-maf表达增强IL-10分泌，(TGF)-β/IL-6也能够引起c-maf表达，Tr1样细胞也能从Th1细胞分化，但如何区分Tr1样细胞还不是很清楚。IL-10还能够被Treg细胞分泌，Treg细胞多数为CD25+由胸腺产生，但也能在外周血经过耐受刺激的作用产生，Treg生成依赖于TGF-β、全反式维甲酸，T细胞受体信号，以及共同γ链细胞因子受体，详细请参见主要