抗氰呼吸与植物细胞凋亡及褪黑激素抑制细胞凋亡的机理

【摘要】：我们利用抗氰呼吸途径末端氧化酶AOX(alternative oxidase)的单克隆抗体研究了抗氰呼吸与植物细胞凋亡之间的关系,发现在乙烯诱导的番茄原生质体的凋亡过程中,AOX的表达明显提高;通过抗氰呼吸途径的电子传递也大大增加。另外,当用抗氰呼吸途径的抑制剂SHAM(salicydroxamic acid)预处理番茄悬浮细胞1小时后,再用乙烯诱导凋亡,发现TUNEL阳性反应和DNA laderring明显加速,说明抗氰呼吸途径不但参与了乙烯诱导的细胞凋亡,而且还起着抑制凋亡的作用。在进一步的实验中发现,位于细胞内膜上的磷脂酰丝氨酸(phosphatidylserine,PS)在乙烯诱导过程中向膜外翻转、线粒体膜膜电位(ΔΨ m )降低、类caspase-3酶活性升高以及PARP的剪切激活等典型的细胞凋亡特征出现。然而,同样是凋亡细胞主要特征的位于线粒体细胞色素电子传递链末端的Cyt c的释放却没有发生。实验结果表明,抗氰呼吸可能在其中起着重要作用,它的启动可以在一定程度上减少ROS的产生。 在动物细胞中,褪黑激素能够通过清除体内ROS来抑制细胞凋亡。我们采用TUNEL检测、DNA laddering分析以及电子显微镜观察等方法发现,用10-20ng/mL褪黑激素预处理胡萝卜悬浮细胞可以显著地减轻低温(2-3℃)诱导的细胞凋亡。在动物细胞中,褪黑激素的抗凋亡作用往往都归功于其快速而高效的清除自由基功能。然而,在胡萝卜细胞中,褪黑激素的抗凋亡作用却不是依靠这一功能,因为我们并没有发现细胞内自由基发生明显的变化。利用高压液相色谱法发现多胺含量明显增加,特别是腐胺和亚精胺。另外,我们用外源多胺代替褪黑激素预处理胡萝卜悬浮细胞,发现两者对低温诱导的细胞凋亡有着相同抑制效果。说明多胺很有可能参与了褪黑激素对低温诱导的胡萝卜悬浮细胞的抑制过程。

【关键词】：植物细胞 细胞凋亡 抗氰呼吸 褪黑激素 多胺
【学位授予单位】：清华大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2003
【分类号】：Q942.5
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