Nội dung được dịch bởi AI, chỉ mang tính chất tham khảo
PIP1 aquaporin, sterols và độ thấm nước qua thẩm thấu của màng sinh chất từ cây mầm đậu Hà Lan éo khác ánh sáng
Tóm tắt
Màng plasma được phân lập từ màng microsomal của tế bào rễ và chồi cây mầm đậu Hà Lan bằng cách sử dụng hệ polymer hai pha nước đã được tách biệt bằng phương pháp nổi trong gradient OptiPrep không liên tục thành các phân đoạn "nhẹ" (≤1.146 g/cm3) và "nặng" (≥1.146 g/cm3). Độ thấm nước osmosis của màng plasma và hai phân đoạn của nó đã được nghiên cứu bằng cách tạo ra gradient thẩm thấu xuyên màng trên màng bóng và ghi lại động lực thu nhỏ thẩm thấu của bóng bằng phương pháp dừng dòng. Hằng số tốc độ thu nhỏ thẩm thấu và hệ số độ thấm nước osmosis của màng đã được ước lượng dựa trên sự xấp xỉ đường cong động học thông qua các phụ thuộc mũ và sử dụng dữ liệu từ kính hiển vi điện tử về kích thước bóng. Trong màng plasma và hai phân đoạn của nó, hàm lượng sterol và aquaporin PIP1 đã được xác định. Kết quả cho thấy rằng trong các phân đoạn PM "nhẹ" từ cả rễ và chồi, hàm lượng aquaporin PIP1 và sterol cao hơn và hệ số độ thấm nước thẩm thấu thấp hơn so với các phân đoạn "nặng" của màng plasma. Những kết quả này chỉ ra rằng màng plasma của rễ và chồi là không đồng nhất về độ thấm nước thẩm thấu. Sự không đồng nhất này có thể liên quan đến sự hiện diện của các miền vi với hàm lượng aquaporin và sterol khác nhau trong màng.
Từ khóa
#PIP1 aquaporin #sterols #độ thấm nước qua thẩm thấu #màng plasma #cây mầm đậu Hà LanTài liệu tham khảo
Tyerman S.D., Bohnert H.J., Maurel C., Steudle E., Smith J.A.C. 1999. Plant aquaporins: Their molecular biology, biophysics and significance for plant water relations. J. Exp. Bot. 50, 1055–1071.
Verkman A.S., Mitra A.K. 2000. Structure and function of aquaporin water channels. Am. J. Physiol. Renal Physiol. 278, F13–28.
Kaldenhoff R., Fischer M. 2006. Functional aquapotin diversity in plants. Biochim. Biophys. Acta. 1758, 1134–1141.
Maurel C., Verdoucq L., Luu D.T., Santoni V. 2008. Plant aquaporins: Membrane channels with multiple integrated functions. Anu. Rev. Plant Biol. 59, 595–624.
Chaumont F., Tyerman S.D. 2014. Aquaporins: Highly regulated channels controlling plant water relations. Plant Physiol. 164, 1600–1618.
Kaiser H.-J., Lingwood D., Levental L., Sampaio J.L., Kalvodova L., Rajendran L., Simons K. 2009. Order of lipid phases in model and plasma membranes. Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 106, 16645–16650.
Simons K., Gerl M.J. 2010. Revitalizing membrane rafts: New tools and insights. Nat. Rev. Mol. Cell Biol. 11, 688–699.
Rawicz W., Smith B.A., McIntosh T.J., Simon S.A., Evans E. 2008. Elasticity, strength, and water permeability of bilayers that contain raft microdomain-forming lipids. Biophys. J. 94, 4725–4736.
Gensure R.H., Zeidel M.L., Hill W.G. 2006. Lipid raft components cholesterol and sphingomyelin increase H+/OH–permeability of phosphatidylcholine membranes. Biochem. J. 398, 485–495.
Kusumi A., Suzuki K. 2005. Toward understanding the dynamics of membrane-raft-based molecular interactions. Biochem. Biophys. Acta 1746, 234–251.
Lorent J.H., Levental I. 2015. Structural determinants of protein partitioning into ordered membrane domains and lipid rafts. Chem. Phys. Lipids 192, 23–32.
Mongrand S., Morel J., Laroche J., Claverol S., Carde J.P., Hartmann M.A., Bonneu M., Simon-Plas F., Lessire R., Bessoule J.J. 2004. Lipid rafts in higher plant cells: Purification and characterization of Triton X-100-insoluble microdomains from tobacco plasma membranes. J. Biol. Chem. 279, 36277–36286.
Borner G.H.H., Sherrier D.J., Weimar T., Michaelson L.V., Hawkins N.D., Macaskill A., Napier J.A., Beale M.H., Lilley K.S., Dupree P. 2005. Analysis of detergent-resistant membranes in Arabidopsis; Evidence for plasma membrane lipid rafts. Plant Physiol. 137, 104–116.
Minami A., Fujiwara M., Furuto A., Fukao Y., Yamashita T., Kamo M., Kawamura Y., Uemura M. 2009. Alterations in detergent-resistant plasma membrane microdomains in Arabidopsis thaliana during cold acclimation. Plant Cell Physiol. 50, 341–359.
Belugin B.V., Zhestkova I.M., Trofimova M.S. 2011. Affinity of PIP-aquaporins to sterol-enriched domains in plasma membranes of the cells of etiolated pea seedlings. Biochemistry (Moscow) Suppl. Series A: Membranes and Cell Biology 5, 56–63.
Tornroth-Horsefield S., Wang Y., Hedfalk K., Johanson U., Karlsson. M., Tajkhorshid E., Neutze R., Kjellbom P. 2006. Structural mechanism of plant aquaporin gating. Nature. 439, 688–694.
Lande M.B., Donovan J.M., Zeidel M.L., 1995. The relationship between membrane fluidity and permeabilities to water, solutes, ammonia, and protons. J. Gen. Physiol. 106, 67–84.
Mathai J.C., Tristram-Nagle S., Nagle J.F., Zeidel M.L. 2008. Structural determinants of water permeability through the lipid membrane. J. Gen. Physiol. 131, 69–76.
Larsson C., Sommarin M., Widell S. 1994. Isolation of highly purified plasma membranes and the separation of inside-out and right-side-out vesicles. Meth. Enzymol. 228, 451–469.
Trofimova M.S., Zhestkova I.M., Kholodova V.P., Andreev I.M., Sorokin E.M., Kruglova A.G., Kuznetsov Vl.V. 2003. Osmotic water permeability of cell membranes from Mesembryanthemum crystallinum: Effects of age and salinity. Physiol. Plant. 118, 232–239.
van Heeswijk M.P., van Os C.H. 1986. Osmotic water permeabilities of brush border and basolateral membrane vesicles from rat renal cortex and small intestine. J. Membr. Biol. 92, 183–193.
Schindler J., Nothwang H.G. 2006. Aqueous polymer two-phase systems: Effective tools for plasma membrane proteomics. Proteomics. 6, 5409–5417.
Dupuy A.D., Engelman D.M. 2008. Protein area occupancy at the center of the red blood cell membrane. Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 105, 2848–5282.
Alleva K., Chara O., Sutka M.R., Amodeo G. 2009. Analysis of the source of heterogeneity in the osmotic response of plant membrane vesicles. Eur. Biophys. J. 38, 175–184.
Li X., Wang X., Yang Y., Li R., He Q., Fang X., Luu D.T., Maurel C., Lin J. 2011. Single-molecule analysis of PIP2;1 dynamics and partitioning reveals multiple modes of Arabidopsis plasma membrane aquaporin regulation. Plant Cell. 23, 3780–3797.
Tong J., Briggs M.M., McIntosh T.J. 2012. Water permeability of aquaporin-4 channel depends on bilayer composition, thickness, and elasticity. Biophys. J. 103, 1899–1908.
Kai L., Kaldenhoff R. 2014. A refined model of water and CO2 membrane diffusion: Effects and contribution of sterols and proteins. Sci. Rep. 4, 6665. doi 10.1038/srep06665
Fetter K., Van Wilder V., Moshelion M., Chaumont F. 2004. Interactions between plasma membrane aquaporins modulate their water channel activity. Plant Cell. 16, 215–228.
Zelazny E., Borst J.W., Muylaert M., Batoko H., Hemminga M.A., Chaumont F. 2007. FRET imaging in living maize cells reveals that plasma membrane aquaporins interact to regulate their subcellular localization. Proc. Natl. Acad. Sc. 104, 12359–12364.
Yaneff A., Vitali V., Amodeo G. 2015. PIP1 aquaporins: Intrinsic water channels or PIP2 aquaporin modulators? FEBS Lett. 589, 3508–3515.