Ca 2+对叶绿体膜流动性及光系统II叶绿素蛋白质复合物的影响

通过实验我们证明Ca2+对叶绿体膜的流动性，对PS I和PS II叶绿素蛋白质复合物的相对含量，以及PS I和PS II的多肽均有影响。 Ca2+对叶绿体膜表层的流动性影响不大，但降低了叶绿体膜深层脂质分子的流动性。从另一个角度阐明了Ca2+抑制光能从PS II向PS I传递的机制。 Ca2+可使PS I的21，23，110KD的多肽转移至PS II，LHCP1和LHCP2中的CF1的两个亚基（55，60KD）转至CPa和LHCP3，从而增加了PS II的捕光截面，引起激发能在两个系统之间的分配的改变。 用免疫学方法可以证明CPIa2和LHCP2的Ab为复合抗体，CPIa1的Ab为单抗，我们可以推测向日葵的不同叶绿素蛋白质复合物具有同源性。

光合放氧结构与机理的理论探索

光合放氧研究近十年来已有重要进展，但在该领域仍有很多重要问题待研究。本论文工作主要是对光系统氧化侧与光合放氧密切相关的组分的结构和性能进行理论和模拟研究，工作可概括如下： (一)、放氧中心结构和性能的探索。 1、对放氧中心Mn202单元与配体组氨酸、H2O和Cl等结合方式的理论研究显示：(a)、组氨酸和H20分子均可能与Mn202平面垂直，彼此保持较大的距离，且结合在不同的Mn离子上;(b)、2个H2O分子可能结合在不同Mn202单元上。 2、对Mn簇核心骨架的理论研究显示有必要引入新的Ca、Cl结合方式，以防止因两个Mn202单元线性化而导致2个H2O分子结合位点远离。 (二)、次级电子给体Tyr_z和Tyr_D的结构与功能。 对次级电子给体Tyr_z和Tyr_D进行精确量子化学研究显示：(a)、在中性条件下，Tyr_D和Tyr_z均只与组氨酸通过氢键作用;(b)、当失去电子后，结构发生明显变化，导致正电荷主要集中在组氨酸上，自由基主要集中在Tyr上;(c)、第三组分(H_20分子或羧基等)的引入使中性体系不容易给出电子;(d)、结合最新文献报导，推测Tyr_D~+和Tyr_z~+除与组氨酸作用外还可能分别与水和羧基作用。 (三)、原初电子给体的理论和模拟研究。 1、对紫细菌原初电子给体P_(870)的理论研究显示：(a)、双分子结构比单分子结构稳定;(b)、电荷分离之后，原初电子给体原有的空间结构不再是稳定的构型，它会向能量和化学活性均更低的构型转变。在光合细菌的原初电子给体P870中，这种转变可通过C3位的乙酰基旋转使其氧原子与另一个细菌叶绿素分子的镁原子相互作用使P870+•的总能量和化学活性明显降低。推测这种构型转变对于防止原初反应过程中的电荷重组、维持光能的高效转化有重要意义。提出了原初反应过程中结构动态变化的新观点，利用这一观点可对光合细菌原初反应动力学研究所观测到的慢过程及蛋白质微环境对原初电子给体和原初反应都有重要影响等实验现象给予较好的解释。 2、对光系统II原初电子给体P680的结构进行理论探讨，提出了两个叶绿素a分子平面间夹角为50.0±2.5°时能量最低的夹角模型。 3、采用N-甲基咪唑(C4H6N2)模拟生物体内的组氨酸，通过观测CCL4中的Chla与C4H6N2反应的吸收、CD和MCD光谱得到以下结论：(a)、在纯CCL4中，每个Chla处于5配位状态，Chla形成不对称的双聚体，彼此之间存在较强的偶合作用。提出两个Chla通过不等价的2个Mg-O配位键(O分别来自于C131位的酮基和C17位酯基的C=O)连接为紧密双体结构;(b)、当C4H6N2／Chla = 0.5和1时，其吸收、CD和MCD光谱均发生明显变化，两个Chla之间的偶合作用明显减弱，但此时仍为双聚体。推测C4H6N2首先取代原紧密双体结构中Mg-O酯键，进而取代Mg-O酮键，最后两个Chla分子通过两个Mg…O弱相互作用连接为松弛的双体结构，该模型与理论获得的P_(680)的结构相似。 在上述研究的基础上，提出了包括放氧中心外围配体和TyrZ在内的放氧中心结构新模型。在新结构模型中，2个H2O分子不对称地结合于“C”形结构开口端两个低价的Mn1II和Mn4III上，并保持较大距离;两个组氨酸的咪唑环通过N原子与两个高价的Mn2IV、Mn3IV结合;Cl结合于MB4TM，并与Ca相连;Ca通过O桥和COO-相连使两个Mn202单元保持特定空间构型。TyrZ通过组氨酸(D1-His190)与Mn簇作用。此外，新模型尝试着在O桥上引入质子。放氧中心结构及其邻近环境(包括TyrZ和TyrD)整体处于中性状态。 同时还提出了新的放氧机理，认为电子和质子的释放非同步进行，并首次明确提出两个水分子的不对称氧化和结构动态变化等观点。认为Ca在维持放氧中心的结构方面担负重要作用，C1与Mn离子之间的亲核作用变化是放氧中心结构变化的关键。

光系统Ⅱ放氧复合物的光组装研究

光合水氧化是地球上最重要的生化过程之一。这个过程是在位于类囊体囊腔侧的放氧复合物中完成的。光系统II中的锰簇催化中心在四个连续的氧化还原反应作用下将水裂解为四个质子和氧气。水氧化的催化中心含有四个锰、一个钙离子、一至两个氯离子和一个具氧化还原活性的YZ(D1-Y161)。在光系统II的功能性组装过程中，氧合催化中心的形成是在一个被称作光组装的作用下完成的。光组装是无机锰、钙、氯离子与光系统II蛋白结合并在光驱动下氧化形成功能性放氧中心的过程。到目前为止，放氧复合物(OEC)的结构及水氧化的机理仍不清楚，光组装的研究工作对于阐明放氧复合物的结构与功能具有重要的理论和实际意义。 本论文研究了一系列具有不同配位环璄的锰化合物与去锰的PSII的光组装过程， 同时研究了稀土离子LaCl3和TbCl3及重金属离子Co2＋和Ni2＋对PSII 放氧活性及光组装的影响。主要结果如下： 1. 选择了咪唑氮配位的锰化合物和非咪唑氮配位的锰化合物与去锰的PSII 颗粒进行重组, 发现化合物中锰的配位结构与其恢复电子传递能力和放氧活性之间有一定关系。 研究结果表明，锰中心为锰-咪唑氮连接的化合物能够有效地恢复去锰PSII的电子传递能力和放氧活性;而非咪唑氮配位的锰化合物恢复电子传递和放氧活性的能力都相应较低甚至没有，由此推测，咪唑氮为放氧中心锰簇的一个配体。 2. 选择了两个不同价态的二核锰化合物和一个带氧桥的三核锰化合物与去锰的PSII 颗粒进行重组。 研究结果表明，三核锰化合物表现出比另外两个二核锰化合物更强的恢复放氧活性的能力，但其作为电子供体的能力比另外两个化合物要差。由此可推测，影响锰化合物恢复电子传递和放氧活性效率的因素是不同的。另外, 三核锰化合物在重组过程中对CaCl2非常敏感，我们推测锰化合物中的羧基与Ca2+之间存在相互作用，而这种作用有助于锰的配位进而促进光组装。三个化合物重组放氧复合物能力的大小顺序为：Mn3(III)锰化合物>Mn(III)Mn(III)锰化合物> Mn(III)Mn(IV)锰化合物。 3. 研究了LaCl3、 TbCl3 对光系统II放氧复合物光组装的影响。研究表明，在光组装过程中，两种稀土离子La3+和Tb3+对光系统II的光组装有很强的抑制作用，这种作用很大程度上依赖于Ca2+的存在，两种稀土离子在Ca2+结合位点是一个混合型竞争抑制剂。 另外，在10 mmol/L Ca2+存在时，抑制50%的光组装活性所需的稀土离子浓度比抑制50%功能性PSII的放氧活性所需的稀土离子浓度小约10倍，这对理解稀土离子对光合作用的影响具有重要的理论意义。 4．本文研究了Ni2＋和Co2＋两种金属离子对光系统II膜蛋白复合体结构与功能的影响。结果表明，毫摩尔级Ni2＋和Co2＋可以使完整的光系统II和去除17 kDa、23 kDa外周蛋白的光系统II的放氧活性被一定程度地抑制，而且对后者的抑制作用更强，在上述两种情况下，CaCl2可使抑制作用减轻。两种金属离子对给体侧的完整性有一定影响：5 mmol/L金属离子存在的时，可使17 kDa蛋白解离，10 mmol/L的金属离子存在时可使17 kDa、 23 kDa蛋白解离。两种金属离子在光组装过程中对Mn、Ca的组装无明显的影响。

光系统II放氧复合物的光组装研究

本论文研究了一系列具有不同配位环璄的锰化合物与去锰的PSII的光组装过程，得到了以下主要结果： 1. 分别对两组二核锰化合物与去锰的PSII 颗粒进行了重组研究。第一组的两个二核锰化合物中，锰原子具有相同的外围配体、氧化还原状态，但是不同的连接方式;而第二组的两个二核锰化合物中，锰原子具有相同的连接方式、氧化还原状态，但是不同的外围配体。实验结果表明，锰化合物中两个锰原子之间的连接方式及外围配体的不同都可以导致锰簇光组装效率的不同，但这两种因素引起的光组装效率的差异比锰原子的氧化还原状态引起的差别要小的多。因此我们推断，锰原子的氧化还原状态是影响光组装效率最重要的因素之一。 2. 选择了三个四核锰化合物与去锰PSII 颗粒进行重组，测定其电子传递与放氧活性。研究结果表明，具有较少配体和较小分子的两个化合物H568和WM01具有较高的重组活性，而另一个化合物Z342的活性较低。这说明化合物配体的数目以及分子的大小影响了光组装效率。另外, 化合物H568和WM01在重组过程中对CaCl2也比Z342更敏感，推测这可能是因为这两个锰化合物中有更多的的羧基可以与Ca2+发生相互作用，而这种作用有助于锰的配位，进而促进光组装。 3. 研究了Mn/Ca的簇合物与去锰的PSII 颗粒的光重组, 研究发现，尽管化合物wwg-27本身就含有Ca的成分，但它在与光系统II的光组装过程中仍然表现为外源Ca需要的趋势，而且这一化合物也表现了比MnCl2更高的光组装效率。 4. 研究了MnCl2与去锰PSII 颗粒的重组过程中，组氨酸和酪氨酸的存在对光组装效率的影响。 研究结果表明，加入一定量的组氨酸和酪氨酸均可以明显的提高样品的放氧活性，并且这两种氨基酸对光组装效率的影响均与pH值有关。

原子吸收光谱测定刺五加中金属元素的含量

用原子吸收光谱法测定了刺五加根、茎、叶中Ca、Cu、Mg、Fe、Zn、K、Mn、Na等8种矿物质元素的含量,并对其结果进行了分析比较,以此研究了这8种金属元素在刺五加体内的分布.结果显示:各元素在实验范围内,线性关系良好,加标回收率在99%-109.6%之间,相对标准偏差为0.2%-1.8%.刺五加中不同部位的这8种元素间存在显著差异,根中Ca>Mg>K>Fe>Na>Mn>Zn>Cu,其叶中的含量以K为高,而且各部位均有较高的Ca、Cu、Mg、Fe、Zn、K、Mn、Na.从微量元素的角度分析,刺五加的根、茎、叶均有一定的应用价值.

Effects of unconditioned and conditioned aversive stimuli in an intense fear conditioning paradigm on synaptic plasticity in the hippocampal CA1 area in vivo

Repeated vivid recalls or flashbacks of traumatic memories and memory deficits are the cardinal features of post-traumatic stress disorder (PTSD). The underlying mechanisms are not fully understood yet. Here, we examined the effects of very strong fear conditioning (20 pairings of a light with a 1.5-mA, 0.5-s foot shock) and subsequent reexposure to the conditioning context (chamber A), a similar context (chamber B), and/or to the fear conditioned stimulus (CS) (a light) on synaptic plasticity in the hippocampal CA1 area in anesthetized Sprague-Dawley rats. The conditioning procedure resulted in very strong conditioned fear, as reflected by high levels of persistent freezing, to both the contexts and to the CS, 24 h after fear conditioning. The induction of long-term potentiation ON was blocked immediately after fear conditioning. It was still markedly impaired 24 h after fear conditioning; reexposure to the conditioning chamber A (CA) or to a similar chamber 13 (CB) did not affect the impairment. However, presentation of the CS in the CA exacerbated the impairment of LTP, whereas the CS presentation in a CB ameliorated the impairment so that LTP induction did not differ from that of control groups. The induction of long-term depression (LTD) was facilitated immediately, but not 24 h, after fear conditioning. Only reexposure to the CS in the CA, but not reexposure to either chamber A or B alone, or the CS in chamber B, 24 h after conditioning, reinstated the facilitation of LTD induction. These data demonstrate that unconditioned and conditioned aversive stimuli in an intense fear conditioning paradigm can have profound effects on hippocampal synaptic plasticity, which may aid to understand the mechanisms underlying impairments of hippocampus-dependent memory by stress or in PTSD. (c) 2005 Wiley-Liss, Inc.

Ca~（＋＋）Na~＋离子对湖南产五步蛇蛇毒PLA_2酶活力的影响

Ｃａ~（＋＋）离子能极大地激活五步蛇蛇毒ＰＬＡ_２的酶活力，Ｎａ离子只能在一定程度上激活，作者推测在测定ＰＬＡ_２酶活力的底物溶液中可以不加Ｎａ~＋离子。

Zn~(2+)、Co~(2+)和Mn~(2+)对人工湿地基质生物膜的影响

研究了金属离子Zn2+,Co2+和Mn2+对复合垂直流人工湿地基质生物膜脱氢酶活性和多糖含量的影响.结果表明,在生物膜混合液中添加Zn2+能在短时间内(6h)迅速提高生物膜的酶活性,增加多糖含量,浓度为2mg/L的Zn2+可以在较长时间(72h)内保持生物膜的酶活性并且促进多糖的积累.Co2+和Mn2+对生物膜脱氢酶活性及多糖含量的影响较为相似.当Co2+浓度<1mg/L、Mn2+浓度<2mg/L条件下,6h时,对脱氢酶活性呈现了不同程度的促进作用,但随着Co2+和Mn2+离子浓度的增加,对脱氢酶活性的影

外源Ca~(2+)对模拟微重力环境中鱼腥藻细胞质膜透性和光合特性的影响

以鱼腥藻为材料 ,研究了外源Ca2 +对模拟微重力环境中微藻细胞膜透性的影响。实验结果表明 :提高培养基中的Ca2 +浓度可减轻由模拟微重力造成的膜透性增大 ,有助于稳定细胞膜结构和功能。同时 ,外源Ca2 +降低了藻细胞光系统Ⅱ (PSⅡ )的光化学效率 (以荧光参数Fv/Fm表示 )下降的幅度 ,表明外源Ca2 +对模拟微重力环境下鱼腥藻细胞光合作用的损伤 ,有良好的防护效应。

湖北江汉平原农田生态系统Mn的循环及平衡分析

欧共体科技合作项目 (STD TS3 CT92 0 0 65 )《中国亚热带人口密集区农业集约化对资源永续利用和食品安全性的影响及解决途径 研究》; 联合国粮农组织 (FAO)援华技术合和食品安全性的影响及解决途径研究》和联合国粮农组织 (FAO)援华技术合作项目 (TCP/CPR/6611)

滇池水-植物系统金属元素的分布特征和相关性研究

对滇池优势水生植物凤眼莲、旱生莲子草、红线草、聚草和茭草及其对应水环境中的K、Na、Ca、Mg、Fe、Mn、Zn、Cu、Pb、Cd进行了化学分析，初步揭示了滇池水－植物系统金属元素的分布特征和相关性。结果表明，滇池水域属K、Ca、Mg、Fe高背景生物地球化学区，植物体内金属元素的含量，既与植物种属特性有关，又明显地受环境因素的影响，植物对营养元素的吸收不一定与环境中相应元素的浓度呈简单的线性关系，而对污染元素的吸收其线性关系非常显著。

利用水生植物清除水体中放射性物质的研究 (Ⅲ)水生植物对Sr~(90)、Y~(91)、Cs~(137)、Ce~(144)的积累、释放及Ca对Sr~(90)吸收的影响

5种水生植物对所用4种放射性同位素都有一定的清除能力,其清除能力的大小不仅取决于生物的种类,而且还取决于生物本身代谢率的高低。试验结果:去污率高的可达80%,积累系数最高可达1,500;水体中含Ca量的多少对生物吸收积累放射性物质的多少有一定的影响;生物在积累放射性物质之后,转移到无放射性物质的水体中将释放出原积累的一部分放射性物质。

Influence of Potamogeton crispus growth on nutrients in the sediment and water of Lake Tangxunhu

An incubation experiment was performed on Potamogeton crispus (P. crispus) using sediment collected from Lake Tangxunhu in the center of China, in order to determine the effects of plant growth on Fe, Si, Cu, Zn, Mn, Mg, P, and Ca concentrations in the sediments and overlying waters. After 3 months of incubation, Ca, Mg, and Si concentrations in the water column were significantly lower, and P and Cu concentrations were significantly higher than in unplanted controls. The effect of P. crispus growth on sediment pore waters and water-extractable elements varied. Concentrations of Ca, Mg, Si, Fe, Cu, and Zn were significantly higher, and P was significantly lower, than in pore waters of the control. Water-extracted concentrations of Fe, Mg, and Si in the sediments were lower, and P was higher, than in the control. Presence of P. crispus generally enhanced concentration gradients of elements between pore waters and overlying waters but not for P. The growth of P. crispus was associated with an increase in water pH and formation of root plaques, resulting in complex effects on the sediment nutritional status.

(Ga,Mn)As 和闪锌矿结构CrSb 的分子束外延生长制备和磁性质研究

Submitted by zhangdi (zhangdi@red.semi.ac.cn) on 2009-04-13T11:45:31Z