多胺与羟自由基相互作用激活根表皮质膜的Ca2+和K+转运

 

        活性氧（ROS）的增加是植物对环境胁适应性反应的普遍特征。长期以来认为离子通道是潜在的ROS靶标。H ₂ O ₂ 激活质膜的超极化，进而激活非选择性Ca ²⁺ 通道的开放，抑制外向和内向的K ⁺ 通道。多胺（PAs）在胁迫反应中也作为常见的应答物质。在胁迫环境下，多胺作为DNA和其他大分子的伴侣和胁迫反应的正调控因子。但是ROS和PAs相互作用如何影响植物对胁迫的响应依然未知。

        2011年，墨西哥的科学家使用 非损伤微测技术 和膜片钳在《Plant Physiology》发表文章，研究了羟自由基 (OH•) 和多胺诱导的豌豆根部的离子电流、K ⁺ 和Ca ²⁺ 的流速，发现羟自由基（但不是H ₂ O ₂ ）诱导非选择电流调节的K ⁺ 外流和Ca ²⁺ 内流，以及激活根部成熟区的Ca ²⁺ 泵。铜和铁能够催化羟自由基的产生，诱导K ⁺ 大量外流，多胺和羟自由基激活Ca ²⁺ 泵进而影响胞内Ca ²⁺ 的平衡。通过药理学实验发现多胺不能抑制羟自由基诱导的阳离子流速。通过膜片钳实验证实PAs与ROS相互作用调节根细胞质膜的Ca ²⁺ 内流和外流转运系统后改变了胞内的Ca ²⁺ 平衡。

        这项研究提出了一种新的机制，即PAs在ROS诱导质膜Ca ²⁺ 非选择电流中作为共同因子和PM Ca ²⁺ 外流的指示者起到重要作用。为研究多种调节物质的相互作用提供了依据 。

 

 

关键词：多胺，羟自由基，ROS，Ca ²⁺ ，K ⁺ ，流速，非损伤微测技术

参考文献：Zepeda-Jazo I, et al. Plant Physiology Preview. Published on October 6, 2011

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图注：5 mMH ₂ O ₂ 单独使用不能诱导豌豆根部K ⁺ 和Ca ²⁺ 流速的变化。0.5 mMFeSO ₄ 引起Ca ²⁺ 外流，和H ₂ O ₂ 共同使用促进了K ⁺ 外流，Ca ²⁺ 内流。