细菌胞壁多糖对水体中低浓度Pb2+和Cd2+的吸附研究*

室内模拟研究了长春市伊通河天然水环境中优势细菌胞壁多糖对Pb²⁺ 和Cd²⁺ 吸附 ,结果发现 :胞壁多糖对Pb²⁺ 和Cd²⁺ 的吸附量分别在pH为 4 5、 5 0时最大 ;且均分为两个阶段 ,即当pH <4 5 ,对Pb²⁺ 的吸附量与pH呈正相关 ,当pH >4 5时 ,对Pb²⁺ 的吸附量与pH呈负相关 ;对Cd²⁺ 的吸附量在pH <5 0时     

重金属Cd2+和Cu2+胁迫下泥蚶消化酶活性的变化

为了探讨重金属Cd²⁺和Cu²⁺胁迫对泥蚶消化酶活性的影响,运用酶学分析的方法,按《渔业水质标准》（GB 11607）规定的Cd²⁺、Cu²⁺最高限量值的1、2、5、10倍设置重金属离子Cd²⁺、Cu²⁺浓度及其组合,研究了在重金属Cd²⁺、Cu²⁺胁迫下,30d内泥蚶3种消化酶活性的变化规律。结果表明：与空白对照组相比,在重金属Cd²⁺、Cu²⁺或其组合的胁迫下,较低浓度组泥蚶的淀粉酶活性实验前期增强（即被诱导）,实验后期减弱（即被抑制）,较高浓度组泥蚶的淀粉酶活性从实验一开始就减弱,并保持在较低水平,毒性比较,同一重金属高浓度 > 低浓度,不同重金属及其组合Cu²⁺ > （Cd²⁺+Cu²⁺）组合 > Cd²⁺;泥蚶脂肪酶的活性实验前期增强,实验后期转为微减弱或减弱,毒性比较,同一重金属高浓度 > 低浓度,不同重金属及其组合（Cd²⁺+Cu²⁺）组合 > Cu²⁺ > Cd²⁺;泥蚶胃蛋白酶的活性实验前期增强,且活性呈现升高-降低-再升高-再降低的变化,实验后期分别表现微增强、微减弱和减弱,毒性比较,同一重金属高浓度 > 低浓度,不同重金属及其组合（Cd²⁺+Cu²⁺）组合 > Cu²⁺ > Cd²⁺。可见：环境中的Cd²⁺和Cu²⁺对泥蚶的消化酶活性起着明显的影响作用。     

Ca2+在粟酒裂殖酵母细胞周期时相中的作用*

以粟酒裂殖酵母(Schizosaccharomyces pombe)为研究材料,研究了Ca²⁺在细胞周期时相中的作用。当外源Ca²⁺浓度在0.5-20 mmol/L范围内,随Ca²⁺浓度增加,细胞增殖速度加快,延滞期逐渐缩短。但SD-Ca（CaCl₂省略）并不能终止Sch. Pombe的细胞周期。采用缺氮对群体细胞进行同步化,并以EGTA 螯合培养介质中低浓度的Ca²⁺,Sch. Pombe 细胞增殖被完全抑制,细胞流式法测定结果表明：细胞周期被终止在G1期。分析认为Ca²⁺ 对Sch. Pombe 细胞增殖是必不可少的,外源Ca²⁺在G1期向S期转化过程中起着关键性的作用。     

亚硒酸钠对巨噬细胞内游离Ca2+和Mg2+的影响

用单细胞阳离子测定系统研究了SeO^2-₃对巨噬细胞内游离Ca²⁺和Mg²⁺的影响.实验结果表明:SeO^2-₃高于10^-4mol/L时,有显著的细胞毒性.SeO^2-₃对细胞的毒性作用使细胞内游离Ca²⁺和Mg²⁺的浓度升高但Ca²⁺浓度的升高速率比Mg²⁺快.还有,高于10^-4mol/L的SeO^2-₃对红细胞膜上的Ca²⁺-ATP酶活性有明显抑制作用.     

骨骼肌内质网Ca2+泵转运Ca2+的结构基础

Ca²⁺泵(Ca²⁺-ATPase)是调节细胞内Ca²⁺浓度的重要蛋白质之一. Ca²⁺泵在转运Ca²⁺的过程中经历一系列构象变化. 其中,E1状态为外向的Ca²⁺高亲和状态,E2状态则为内向的Ca²⁺低亲和状态. 目前,骨骼肌内质网Ca²⁺泵转运Ca²⁺过程中的几个中间状态,包括E1-2Ca²⁺,E1-ATP,E1-P-ADP,E2-Pi和E2状态的三维晶体结构已经解析. 介绍这几种状态的晶体结构,并分析Ca²⁺泵在执行功能过程中结构与功能的关系.     

Cd2+和Pb2+对花翅摇蚊(Chironomus kiiensis)幼虫生长发育的影响及富集效应

河流、湖泊等水生环境中普遍存在的重金属污染破坏水生生态系统并间接威胁人类健康。为探究重金属胁迫下水生昆虫花翅摇蚊（Chironomus kiiensis）生态毒理,测定了重金属Cd²⁺和Pb²⁺胁迫对花翅摇蚊化蛹率和羽化率的影响,检测了摇蚊的口器致畸与富集效应。研究结果表明,Cd²⁺和Pb²⁺影响摇蚊幼虫化蛹和羽化过程,单一重金属离子处理14 d Pb²⁺处理组的化蛹率和羽化率分别为22.22%和8.89%,低于Cd²⁺的化蛹率（25.56%）和羽化率（11.11%）,表现出更强的抑制效应。混合离子1：2和2：1配比处理组化蛹率和羽化率均为11.11%和4.44%,显著低于单一重金属离子胁迫下的化蛹率和羽化率。单一重金属离子及混合离子处理均能导致花翅摇蚊幼虫口器致畸,表现为上颚前齿断裂,中齿和基齿磨损、缺失,下唇板齿部不规则,下唇板边缘齿与中央齿磨损、断裂、增生、缺失。不同重金属离子处理下幼虫口器致畸率不同,并与暴露时间呈正相关,其中1：2配比处理14 d致畸率达到40.61%。重金属离子在摇蚊幼虫体内产生生物富集效应,单一重金属离子处理下的Pb²⁺富集含量7 d至14 d由11.46 mg/kg上升至31.32 mg/kg,不同配比混合离子处理下Pb²⁺富集含量均呈增加趋势,其中1：2配比处理组由15.48 mg/kg上升至42.50 mg/kg,而Cd²⁺在单一重金属与1：1混合离子处理组7 d至14 d的富集含量无显著性变化,2：1配比处理组由14.20 mg/kg下降至9.52 mg/kg,1：2配比由5.85 mg/kg上升至20.99 mg/kg。这些研究结果表明Cd²⁺和Pb²⁺胁迫影响花翅摇蚊幼虫生长发育且口器出现畸型,与重金属在幼虫体内的富集密切相关,为研究重金属对水生生态系统多重效应提供了理论依据。     

河豚毒素和Cd2+对Zn2+诱发爆发波放电的影响

本文用微电极细胞内电位记录、通道阻断剂和放射性同位素等技术发现,锌离子可诱发爆发波放电(BD),钠通道阻断剂——河豚毒素对BD无效应,而钙通道阻断剂——Ca²⁺则可使BD消失,Cd²⁺可使[⁶⁵Zn²⁺]_i量减少。以上结果说明,Zn²⁺诱发BD的产生机理很可能是Zn²⁺代替Ca²⁺通过钙通道进入胞内引起的。     

豚鼠精子质膜Ca2+ -ATPase活性与精子顶体反应关系的研究

用生化测定法首次证实豚鼠精子质膜Ca²⁺-ATPase活性在精子获能和顶体反应过程中显著下降.Ca²⁺-ATPase抑制剂利尿酸(ethacrynic acid)抑制质膜Ca²⁺-ATPase活性,但钙调素(50μg/mL)的拮抗剂三氟拉嗪(TFP,200～500μmol/L)对该酶活性没有影响,说明钙调素不直接参与精子依赖于ATP的Ca²⁺的主动泵出.但钙调素与精子的Ca²⁺内流有关,钙调素拮抗剂TFP显著促进精子顶体反应和精子对Ca²⁺的摄入.Ca²⁺-ATPase抑制剂栎皮酮(quercetin)、原钒酸钠(sodiumorthovandate)、利尿磺胺(furosemide)和利尿酸均显著促进豚鼠精子的顶体反应,但却抑制精子对Ca²⁺的摄入,这无法用它们对质膜Ca²⁺-ATPase活性的抑制作用解释.推测这可能是由于Ca²⁺-ATPase抑制剂在抑制质膜Ca²⁺-ATPase活性的同时也抑制了顶体外膜或线粒体外膜上的该酶的活性,导致Ca²⁺在细胞质内的积累,进而通过负反馈机制抑制Ca²⁺进一步内流所致.另外,Ca²⁺-ATPase抑制剂对糖酵解的抑制作用也可能是Ca²⁺在细胞质中积累和抑制精子Ca²⁺摄入的原因.     

Pb2+、Cd2+和Ce3+对猪胰α-淀粉酶活性的影响

分别研究了Pb2+、Cd2+和Ce3+对Ca(Ⅱ) α-淀粉酶活性影响及对其Ca2+的竞争作用.结果表明三种金属离子低浓度情况下(0.5～5 mmol/L)对α-淀粉酶具有激活现象,而较高浓度则抑制酶活力.Pb2+、Cd2+和Ce3+竞争置换α-淀粉酶中Ca2+能力的大小是:Pb2+＞Cd2+＞Ce3+,其抑制酶活作用大小:Pb2+＞Cd2+＞Ce3+.     

川楝素对K+、Ca2+通道活动及细胞内Ca2+浓度的调控

川楝素是我国学者从驱蛔中药中分离、鉴定的一个三萜化合物，已证明具选择地影响神经递质释放，有效地对抗肉毒中毒，促进细胞分化、凋亡，抑制肿瘤增殖，抑制昆虫发育和取食，影响K⁺、Ca²⁺通道活动等多种生物效应. 综述了证明川楝素抑制多种K⁺通道，选择地易化L型Ca²⁺通道和进而升高胞内Ca⁺浓度的研究资料，并对川楝素产生这些生物效应的机制进行了讨论.     

Cr3+和Cd2+对普通小球藻生长及抗氧化酶活性的影响

[目的] 为探究重金属对淡水绿藻生长的影响。[方法] 选取对水质检测具有明显指示作用的普通小球藻（Chlorella vulgaris）为实验材料,CdCl₂·2H₂O和CrCl₃·7H₂O提供重金属离子,探究不同浓度Cr³⁺和Cd²⁺在单一和复合胁迫下对藻细胞浓度、叶绿素a及相关抗氧化酶活性的影响。[结果] 随着Cr³⁺和Cd²⁺浓度不断增加,藻细胞浓度呈先增长后下降趋势;叶绿素a含量呈现先下降后升高再下降的现象,浓度为1 mg/L的单一和复合胁迫下有最大值,且毒性作用表现为Cr³⁺ < Cd²⁺ < Cr³⁺+Cd²⁺;与藻细胞膜相关的丙二醛（MDA）和过氧化氢（H₂O₂）含量随着重金属离子浓度的增大而增长;重金属离子浓度低于10 mg/L时对藻细胞内抗氧化酶系统中的超氧化物歧化酶（SOD）、过氧化氢酶（CAT）和过氧化物酶（POD）表现为促进作用,而大于10 mg/L时具有抑制作用。[结论] 结果表明在单一或复合重金属胁迫下,普通小球藻会充分调动与抗逆性相关的酶来维持自身的正常生长。     

脉冲电场对粒细胞内Ca2+浓度影响的动态变化

利用激光共聚焦扫描显微镜和装有CCD系统的荧光显微镜 ,研究在单脉冲电场作用下经fluo 3/AM标记的鸡胚小脑粒细胞内自由Ca²⁺浓度 ( [Ca ²⁺]_i)的动态变化过程 .结果表明 :在单个电脉冲作用下 ,细胞内Ca²⁺浓度立刻升高并达到其最大值 .Ca²⁺浓度升高的幅度以及升高的速率具有电场强度的依赖性 .当细胞外Ca²⁺被过量的EGTA络合或细胞膜上的Ca²⁺通道被La ³⁺堵塞后 ,细胞内的Ca²⁺浓度仍然升高 .细胞内不同区域的Ca²⁺浓度同时升高 ;两极内的Ca²⁺浓度早于胞体的Ca²⁺浓度达到最大值并迅速恢复 .     

Nd3+对GA3诱导小麦α－淀粉酶活性的促进作用

1 ppm Nd³⁺能够明显促进GA₃对α-淀粉酶的诱导,使该酶活性提高 70％,并降低半粒小麦电解质外渗.Nd³⁺的主要效应之一在于缩短GA_3作用的滞后期。其增效现象在GA₃诱导α-淀粉酶的线性浓度范围内,均较显著.Nd³⁺本身不能诱导α-淀粉酶,未发现其对离体酶活性与还原糖显色有影响.     

青霉菌Penicillium janthinellum菌株GXCR的高抗重金属盐及其对Cu2+和Zn2+离子吸收的特性

从广西某矿区污泥中分离了一株高抗Cu²⁺的真菌,编号为GXCR,根据形态和5.8SrRNA基因的内转录间隔子区的DNA序列同源性将其鉴定为Penicilliumjanthinellum。GXCR能够耐200mmolL^-1的Cu²⁺,在5mmolL^-1Mn²⁺存在下,可在含800mmolL^-1Cu²⁺的PDA上生长。在PDA培养基上,限制GXCR生长的其它金属盐的最小浓度(mmolL^-1)依次为:Zn²⁺,>1200;Al³⁺,>500;Na⁺,>250;Mn²⁺,>200;Cd²⁺,50;Cr³⁺,>60;Cr⁶⁺,>3;Ni²⁺,20;Pb²⁺,50。对Cu²⁺、Cr⁶⁺、Pb²⁺和Zn²⁺,的抗性是pH依赖性的,在pH37,随着pH的升高,其抗性急剧下降。在含3种金属盐混合物的PDL(未添加琼脂的PDA)中的GXCR生长的正交实验结果表明:金属盐之间存在显著的毒性协同效应;毒性协同效应强度不仅与盐的种类也与组成盐之间的浓度相关;GXCR有较高的抗3种金属盐混合物的能力。原子吸收测定结果表明:在含20mmolL^-1Cu²⁺去离子水溶液中,未经NaOH预处理的自然菌体的Cu2+吸收量为38.1mgg^-1干菌体     

不同浓度Fe2+与Zn2+对羊草幼苗生长和生理特性的影响

以羊草幼苗为研究对象,通过调整全营养培养基(CK,0.05 mmol/L Fe²⁺、0.015 mmol/L Zn²⁺)中铁或者锌含量设置0、10倍、20倍Fe²⁺(Zn²⁺)浓度处理Fe₀(Zn₀)、Fe₁₀(Zn₁₀)、Fe₂₀(Zn₂₀),以及在高铁培养基中单独添加0.15 mmol/L Zn²⁺或同时添加10 mmol/L Ca²⁺、5 mmol/L Mg²⁺、20 mmol/L K⁺处理,测定培养6 d后幼苗生长指标和矿质元素含量、以及高铁(Fe₂₀)处理下幼苗根中抗氧化指标和相关基因表达量,探究不同浓度Fe²⁺、Zn²⁺对羊草幼苗生长、矿质元素吸收积累及抗氧化指标、基因表达的影响。结果表明：(1)缺锌(Zn₀)显著抑制羊草幼苗鲜重的增加和Zn元素的积累,但促进Fe、Mg元素的积累;高浓度锌(Zn₁₀、Zn₂₀)显著促进幼苗叶片生长和Zn元素的积累;缺铁(Fe₀)显著抑制幼苗的根长、鲜重和Fe元素的积累,促进Mg、Zn元素的积累;高浓度铁(Fe₁₀、Fe₂₀)显著抑制羊草幼苗根叶生长、根毛发育和Ca、Zn、Mg、K元素的积累。(2)增加Zn²⁺和Ca²⁺、Mg²⁺、K⁺浓度无法恢复高铁胁迫对幼苗生长的抑制作用。(3)高浓度铁(Fe₂₀)处理羊草幼苗48 h后,根部过氧化物酶、超氧化物歧化酶、过氧化氢酶、抗坏血酸过氧化物酶、谷胱甘肽还原酶活性和丙二醛、抗坏血酸、还原型谷胱甘肽含量显著升高;烟酰胺合成酶基因、过氧化物酶基因表达量显著下调,植物类萌发素蛋白基因表达量显著上调。研究发现,羊草幼苗生长发育和矿质元素积累对环境中Zn²⁺浓度变化不敏感,却受到环境中高浓度Fe²⁺的显著抑制,并造成严重的氧化胁迫伤害,这种伤害无法在添加Zn²⁺或同时添加Ca²⁺、Mg²⁺、K⁺的条件下恢复。     

小分子有机酸对恒电荷土壤胶体Pb2＋吸附-解吸的影响

供试土壤胶体对Pb²⁺吸附及吸附态Pb²⁺的解吸等温线均符合Freundlich和Langmuir等温式,吸附常数Ka值大小为塿土>黄绵土>黑垆土>黄褐土,其大小次序与表面总电荷密度σ0大小一致,表明了各土壤胶体对Pb²⁺吸附强度的大小,在小分子有机酸作用下,吸附量降低,吸附亲和力增加,柠檬酸的影响大于草酸的影响;解吸后残留Pb^2+吸附常数杨值的大小基本为塿土>黄褐土>黑垆土>黄绵土,反映了解吸残留Pb²⁺吸附强度的大小,与各土壤胶体有机质和游离氧化铁含量有关,在NaNO₃和草酸溶液中,吸附-解吸等温线相距较远,吸附-解吸之间存在着滞后性;在柠檬酸作用下,吸附-解吸等温线基本接近,二者之间具有一定的可逆性。     

猪脑突触体质膜(Ca2+-Mg2+)-ATPase的分离纯化与性质

以猪脑为材料,经匀浆、差速离心、蔗糖密度梯度离心分离突触体. 低渗破膜得到突触体膜. Triton X-100增溶后,经钙调蛋白亲和层析可得去脂的质膜Ca²⁺-ATPase. 用大体积亲和柱和大体积低Ca²⁺淋洗液淋洗,可得产率、纯度和活性均较高的质膜Ca²⁺-ATPase. 与大豆磷脂保温后,去脂的Ca²⁺-ATPase的水解活力可恢复达3.32 μmol/(mg·min).SDS-聚丙烯酰胺凝胶电泳银染显示单一蛋白质带,分子质量约为140 ku,纯度在90%以上. 不同Ca²⁺浓度明显影响酶的活力.     

酿酒酵母细胞增殖对Ca2+需求的新证据*

本文研究了酿酒酵母细胞增殖对Ca²⁺需求的证据。结果表明:SD-Ca培养基中外加1mmol/L的Ca²⁺明显促进酿酒酵母细胞增殖,外源Ca²⁺浓度在0~20mmol/L范围内变动时,随Ca²⁺浓度增加,细胞生长到达稳定期的终浓度也越大;5、10mmol/L的EGTA可明显延缓细胞生长的延滞期,但是最终不能抑制细胞增殖;酿酒酵母在SD-Ca培养基中继代培养4次,随增殖代数增加,细胞总钙含量没有明显变化,说明酵母能够在低钙介质中生长可能是因为具有捕捉和富集钙的功能;以Fluo-3作为胞质Ca²⁺指示剂,通过激光扫描共聚焦显微镜观察,发现随胞外Ca²⁺浓度增加,胞质中游离Ca²⁺浓度也相应增加。这些证据都揭示了Ca²⁺在酿酒酵母细胞增殖过程中是必需的。     

胞外ATP对AlCl3诱导的细胞死亡过程中胞内H2O2和Ca2+水平的影响及其生理机制分析

该实验以烟草悬浮细胞 BY 2 为材料,在烟草悬浮细胞中分别加入0.05、0.10、0.15、0.20 mmol·L^-1AlCl₃,以等体积去离子水处理的悬浮细胞液为对照,并依据前述实验结果选择0.15 mmol·L^-1 AlCl₃,分别添加5 mmol·L^-1 DMTU(H₂O₂ 抑制剂)、20 μmol·L^-1CaCl₂、15 μmol·L^-1 LaCl₃(Ca²⁺通道抑制剂)和50 μmol·L^-1 ATP设计多项处理,分析胞外ATP(eATP)对铝离子(Al³⁺)胁迫引起的植物细胞死亡及其胞内H₂O₂、Ca²⁺的影响,以揭示Al³⁺胁迫下植物调节细胞死亡的可能机制,进一步扩展对eATP功能的认知。结果显示：(1)随着 AlCl₃ 胁迫浓度的提高,细胞死亡水平和胞内H₂O₂水平上升,而胞内Ca²⁺和eATP水平则逐渐降低。(2)外援施加H₂O₂抑制剂 DMTU(二甲基硫脲)和Ca²⁺能够有效缓解AlCl₃诱导的细胞死亡水平的上升;而Ca²⁺通道抑制剂LaCl₃(三氯化镧)则加剧了AlCl₃胁迫下的细胞死亡。(3)在AlCl₃胁迫下对细胞添加外源ATP,能够缓解AlCl₃胁迫下胞内H₂O₂水平上升和Ca²⁺水平下降的同时,并显著降低AlCl₃胁迫导致的细胞死亡。研究表明, Al³⁺以剂量依赖的模式提升细胞死亡和细胞内H₂O₂的水平并降低胞内Ca²⁺和eATP水平,AlCl₃诱导的细胞死亡受到H₂O₂和Ca²⁺水平变化的调节,eATP可以通过调节H₂O₂与Ca²⁺水平缓解AlCl₃诱导的细胞死亡。推测Al³⁺胁迫可能通过抑制钙离子通道而破坏了细胞内H₂O₂和Ca²⁺之间的协同关系,外源ATP对Al³⁺诱导H₂O₂上升的缓解作用可能是由于其提升了细胞的抗氧化能力。     

Ca2+循环的变化是心肌线粒体受损伤的敏感指标

在氧自由基的作用下,心肌线粒体Ca²⁺循环、膜脂的物理状态、氧化磷酸化效率(ADP/O)、呼吸控制率(RCR)值及跨膜电位差都发生了明显的变化.如果将体系中氧自由基的强度减弱到一定程度,心肌线粒体膜脂物理状态与能量转换功能的改变已不显著,但其Ca²⁺循环的变化仍很明显.此外,在解偶联或呼吸抑制条件下,心肌线粒体Ca²⁺转运功能仍未完全消失;此时,Ca²⁺循环的幅值约为对照的60％～70％,表明线粒体 Ca²⁺转运并非完全依赖于其呼吸链的功能,而可能与非H~+梯度所形成的膜电位差有关.氧自由基对这部分Ca²⁺转运仍有明显影响的结果提示,后者可能是线粒体结构与功能损伤更为敏感的指标.