水通道蛋白在调节肠道健康中的作用

水通道蛋白是一类可以高效选择性转运水分子的细胞膜通道蛋白,广泛分布于人和哺乳动物的胃肠道组织中,在机体液体转运和消化生理中发挥重要作用。本文总结了水通道蛋白的结构、分类及其在人、鼠类和仔猪胃肠道系统的表达和分布情况,并阐述了水通道蛋白与腹泻、肠上皮细胞迁移与修复、肠道屏障功能和肠道炎症相关疾病等过程的关系及其作用。     

橡胶树水通道蛋白基因HbPIP1;2和HbPIP2;2的克隆及序列分析

根据GenBank中已经公布的不同植物水通道蛋白(AQPs)的保守氨基酸序列设计简并引物,结合RT-PCR和RACE技术,从橡胶树(Hevea brasiliensis)中克隆了2个AQP基因的全长cDNA序列,并对其进行生物信息学分析。结果获得橡胶树2个AQPs基因的全长,分别命名为HbPIP1;2和HbPIP2;2。HbPIP1;2编码273个氨基酸,理论分子量为29.15kD,等电点为8.55;HbPIP2;2编码278个氨基酸,理论分子量为29.78kD,等电点为8.20。HbPIP1;2和HbPIP2;2均具有6个跨膜区和MIP家族信号序列SGXHXNPAVT,为疏水性蛋白;HbPIP1;2和HbPIP2;2与同科蓖麻水通道蛋白基因RcPIP1-3和RcPIP2-1的同源性分别为91%和89%,并具有相同功能域。因此,推测Hb-PIP1;2和HbPIP2;2都属于水通道蛋白基因家族的新成员。     

小盐芥 TsPIP1;1 与 TsTIP1;1 基因增强转基因水稻耐盐性

【目的】为更好地了解植物水通道蛋白盐胁迫下的调节作用,对小盐芥质膜内在蛋白TsPIP1;1及液泡膜内在蛋白TsTIP1;1在转基因水稻中的盐胁迫生理响应机制进行探究,旨在为水通道蛋白在耐盐作物分子改良育种中的应用提供理论支撑。【方法】以野生型 (WT) 与 T3 代转 TsPIP1;1 及 TsTIP1;1 基因水稻为材料,进行了水培试验,并设置了 0、100、200 mmol/L NaCl 处理。处理一周后,分别测定水稻的光合参数、株高、生物量、相对含水量、失水率及钾、钠含量。【结果】在盐胁迫处理下,与野生型相比,转基因水稻的生物量和含水量明显增加,渗透势和失水率显著降低。转 TsPIP1;1 及 TsTIP1;1 基因水稻根部及地上部的 Na+ 含量都显著降低,K+ 在转基因株系中的累积显著高于野生型,降低了体内 Na+/K+ 比,并且能够保持更强的净光合速率、气孔导度、蒸腾速率及水分利用效率。在 200 mmol/L NaCl 处理下,与野生型相比,TsTIP-5、TsTIP-7 及 TsPIP-19 的株高分别高出 8.2%、11.6%、4.9%;单株干重分别高出 17.9%、23.9%、16.9%;地上部 Na+/K+ 比分别降低 24.3%、24.4%、24.8%;根部 Na+/K+ 比分别降低 29.6%、27.5%、32.4%;渗透势分别显著降低了 18.3%、19.4%、30.3%;相对含水量分别增加了 5.8%、5.5%、5.4%;净光合速率分别增加了50.4%、 78.5%、56.2%。【结论】TsPIP1;1 及 TsTIP1;1 增强了转基因水稻的光合呼吸作用,通过降低植物体内 Na+/K+ 比,参与植物细胞的渗透调节,提高了细胞持水能力,促进转基因水稻的生长发育,增强了水稻的耐盐性。     

陆地棉水通道蛋白GhNIP6.1基因的克隆及表达分析

根据EST拼接的序列设计引物,利用RT-PCR技术,从陆地棉品种苏棉18中克隆获得了一个水通道蛋白基因GhNIP6.1。该基因开放阅读框包含903个核苷酸,编码300个氨基酸,分子量为30.97kD,理论等电点为8.99。GhNIP6.1蛋白的生物信息学分析表明:GhNIP6.1含有6个跨膜区,由5个环相连,其中环A、C和E在细胞膜外,环B、D和蛋白的N、C末端都位于细胞膜内,N末端79个氨基酸,C末端18个氨基酸,具有MIP家族典型的保守氨基酸序列;该蛋白的三级结构同拟南芥的AtNIP6.1非常相似,亚细胞定位也同AtNIP6.1一致,可能位于质膜中。进化分析发现,GhNIP6.1蛋白同拟南芥的AtNIP6.1蛋白相似性最高。进一步扩增棉花核基因组获得了2021bp的DNA序列,它包含5个外显子和4个内含子,所有外显子/内含子交接点都遵从gt/ag剪接规则。半定量分析表明,该基因在根、茎和叶中都有表达,其中真叶含量较高,子叶中没有表达。     

Relationship between water and nitrogen uptake in nitrate‐ and ammonium‐supplied Phaseolus vulgaris L. plants

Sole ammonium supply provokes negative effects on dry‐mass formation, leaf growth, and water uptake of ammonium‐sensitive plants. To study the effects of N form on nutrient and water uptake and aquaporin expression, French bean plants were grown in a split‐root system. Five treatments were compared: homogeneous nitrate (NN) and ammonium (AA) supply; spatially separated supply of nitrate and ammonium (NA); and half of the root system supplied with N‐free nutrient solution, the other half with either nitrate (N0) or ammonium (A0). Ten days after onset of treatments, root dry mass (DM) and water‐uptake rate (WUR) were significantly reduced under ammonium compared to nitrate supply. WUR from nitrate‐supplied vessels was 80% higher than that from N‐free nutrient solution, while WUR from N‐free nutrient solution was 130% higher than that from ammonium‐supplied vessels. Potassium uptake was lower under ammonium supply and the ratio of N : K uptake of treatment AA was significantly higher compared to others. High K uptake from N‐free nutrient solution of A0 plants resulted in a ratio of N : K uptake comparable to nitrate‐supplied plants, but shoot growth resembled that to plants under sole ammonium supply. Within 24 h after onset of treatments, expression of aquaporin was lower under ammonium compared to nitrate supply. From these data, it can be concluded that reduced root water transport under ammonium supply is directly related to aquaporin activity.     

金水六君煎及其拆方含药血清对A549细胞中黏蛋白MUC5AC及水通道蛋白AQP5表达的影响

目的 观察金水六君煎及其拆方含药血清对肺腺癌细胞A549黏液高分泌模型黏蛋白5AC（MUC5AC）及水通道蛋白5（AQP5）表达的影响,探讨金水六君煎治疗气道黏液高分泌的作用机制。方法 将A549细胞分为空白组、模型组、金水六君煎组、养阴组、化痰组。采用人中性粒弹性蛋白酶（HNE）25 nmmol/L诱导A549细胞黏液高分泌,20%金水六君煎及其拆方含药血清干预24 h。RT-PCR、Western blot法检测细胞MUC5AC、AQP5基因与蛋白表达。ELISA法检测细胞上清液MUC5AC、AQP5蛋白表达。结果 与空白组比较,模型组细胞MUC5AC mRNA与蛋白表达明显增多（P<0.05）,AQP5 mRNA与蛋白表达明显降低（P<0.05）。与模型组比较,金水六君煎组及养阴组细胞MUC5AC mRNA表达明显降低（P<0.05）,AQP5 mRNA表达明显增多（P<0.05）;化痰组A549细胞MUC5AC蛋白表达显著降低（P<0.01）,AQP5蛋白表达明显升高（P<0.05）。模型组细胞上清液MUC5AC、AQP5蛋白表达较空白组差异无统计学意义（P>0.05）。结论 金水六君煎可明显抑制A549细胞MUC5AC产生,促进AQP5表达,纠正黏蛋白/水盐比例失衡可能是其治疗气道黏液高分泌的可能机制。     

虾肝肠胞虫水通道蛋白基因 EHP00_492 的克隆与表达特征分析

【目的】克隆虾肝肠胞虫（Enterocytozoon hepatopenaei,EHP）水通道蛋白编码基因 EHP00_492,分析其在 EHP 成熟孢子中的表达特征,为研究 EHP 水通道蛋白的功能提供理论基础。【方法】以虾肝肠胞虫为材料,克隆获得完整的 EHP00_492 基因,对其进行序列特征分析,构建 pCold-TF-EHP00_492 重组表达载体,转化至大肠杆菌中异源表达重组蛋白,制备兔多克隆抗体。利用蛋白免疫印迹实验和间接免疫荧光实验分析 EHP00_492 在 EHP 成熟孢子中的表达定位特征。 【结果】 EHP00_492 的编码基因全长 729 bp,由 242 个氨基酸组成,富含亮氨酸,预测分子量为 25 kD,无信号肽,含有 6 个跨膜结构域,具有 MIP 蛋白家族结构域和 2 个水通道蛋白保守的 NPA/G 基序。此外,EHP00_492 与其他微孢子虫水通道蛋白序列同源性较高,系统进化树分析结果显示,EHP00_492 与毕氏肠胞虫 EBI_27080 蛋白亲缘关系最近。AlphaFold 分析发现,EHP00_492与已鉴定的家蚕微孢子虫水通道蛋白 NbAQP 和兔脑炎微孢子虫水通道蛋白 EcAQP 的蛋白质三维结构高度相似,推测 EHP00_492 是一个潜在的水通道蛋白。蛋白免疫印迹结果显示,EHP00_492 蛋白在 EHP 成熟孢子中有表达,分子量为 21 kD。亚细胞定位分析结果显示,EHP00_492 蛋白定位于 EHP 成熟孢子的孢壁上。【结论】初步明确了 EHP00_492 蛋白的序列特征、结构特征及其与其他微孢子虫水通道蛋白的亲缘关系,以及其在 EHP 成熟孢子中的表达定位特征,可为进一步研究 EHP 水通道蛋白的功能提供基础。