异三聚体G蛋白在细胞外ATP调控拟南芥离子通道过程中的作用

【摘要】：eATP对于高等植物的生长以及对环境的适应等过程都具有调节作用,已有实验证明eATP可以激活拟南芥根表皮细胞质膜上的超极化激活的钙离子通道,使胞质中游离钙离子的含量增加。 为了检测异三聚体G蛋白在eATP调节细胞质膜上离子通道过程中是否发挥作用,本文使用模式植物拟南芥(Arabidopsis thaliana)的根细胞原生质体做为研究对象,采用异三聚体G蛋白α亚基的突变体作为实验材料,利用外源ATP处理根细胞原生质体,采用膜片钳技术,检测eATP对于拟南芥根细胞质膜上离子通道(钙离子通道,钾离子通道)活性的影响。 本实验采用全细胞电压钳的方式记录了拟南芥根细胞质膜上超极化激活的钙离子通道,外源ATP处理后钙离子通道的开放电压提高,电流强度增大,在异三聚体G蛋白α亚基缺失突变体中,外源ATP处理后钙通道的开放电压以及电流强度变化不大,在Gα超表达株系中外源ATP处理后钙通道的开放电压以及电流强度明显增大,证明异三聚体G蛋白在eATP调节细胞质膜上钙离子通道的信号转导机制中可能发挥作用。 为了检测异三聚体G蛋白在eATP调节细胞质膜上钾离子通道过程中是否发挥作用,采用全细胞电压钳的方式分别记录了拟南芥根细胞质膜上内向与外向钾离子通道,结果显示野生型拟南芥外源ATP处理后外向钾离子通道电流增强,内向电流无变化。在异三聚体G蛋白α亚基缺失突变体中,外源ATP处理后内、外向钾通道电流均无变化。在Gα超表达株系中外源ATP处理后外向钾通道电流增强,内向电流无变化。表明异三聚体G蛋白在eATP调节细胞质膜上外向钾离子通道过程中发挥作用,但对于内向钾离子通道活性无明显影响。 通过本实验的结果可以推测异三聚体G蛋白在eATP激活根表皮细胞质膜上超极化激活的钙离子通道,引起胞质钙离子增加的过程中发挥重要作用,并且还在eATP调节细胞质膜上外向钾离子通道过程中发挥作用。