EffectsofIronDeficiencyonIronBindingandInternalizationintoAcidicVacuolesinDunaliellasalina

1、相關英文文獻翻譯Effects of Iron Deficiency on Iron Binding and Internalization into Acidic Vacuoles in Dunaliella salina缺鐵的影響因素對鹽藻鐵結合和內化成酸性空泡摘要耐鹽中含鐵的吸收鹽藻導入的一個轉鐵蛋白，轉化為鐵3價離子。最近,我們發(fā)現缺鐵導致大量提高鐵結合,這是相互關聯的與其他三個細胞膜積累的蛋白質, 與轉鐵蛋白聯系在一起。在本研究中,我們描述了動力學性能具有鐵結合性能和確定了鐵內部化。缺鐵引起滴定終點可以4倍增加鐵具約束力,但只有50%的提高速度也會增加對鐵的吸收和鐵和碳酸氫鈉的親和力

2、,鐵約束力。這些結果表明,鐵不足導致積累和改變鐵約束力的地方。在充分的鐵吸收細胞有一個明顯的滯后時間,造成鐵的變形,哪一個可以被卸載結合地方。 鐵是表面暴露緊緊地約束和難以置換中間鐵。隨后所有綁定的鐵記得住的。累積的鐵鐵具有抑制進一步內部化。洛霉素抑制劑的抑制金屬鐵的吸收與內在化。鐵是局部內化電鏡下金屬結構內被鑒定為酸性泡。內部化是伴隨鐵內吞作用:表面蛋白的由這些酸性泡。一種鐵吸收動力學機理,提出了一種包括兩個水池/部分分離約束特征鐵內部化的階段。主要參數這是由缺鐵是調制鐵約束能力。 我們建議鐵缺陷細胞過多的鐵具有約束力作為一個臨時儲層為隨后內化鐵。這一機制是尤為適合生物有機體,暴露在大波動的

3、鐵的可用性。正文鐵是一個重要的元素為生存了所有生命生物，包括可以進行光合作用的生物體有一個特殊的要求,作為一種輔助鐵的多重因素,電子傳遞系統。因為其較低的溶解度在有氧的解決方案,鐵是公認的一個主要限制因素增生的植物和藻類。鐵限制平衡,可以進行光合作用的生物體進化而來的有效率高親和性鐵吸收機制誘發(fā)在鐵的局限性。兩個主要機制的鐵研究了基于采集植物或者在反復繁殖有機鐵鐵螯合物,通過膜聯合,或在釋放與鐵離子并介紹了他們通過一個特殊的細胞受體。利用藻類出現實驗動物研究院工業(yè)管理學院機制收購。鐵在綠藻小球藻和衣藻和在某些硅藻,缺鐵引起大的提高鐵還原酶活動聯系在一起的刺激高吸收率的鐵的吸收,說明我的植物這是

4、一驅動氧化還原反應鐵吸收機制類似于策略后。其他藻類,如市售增厚赫氏圓石藻,利用含鐵細胞調解鐵吸收類似戰(zhàn)略II植物和細菌。然而,糖朊綜合識別和鐵收購相關的基因在兩個物種只藻類,衣藻和鹽藻。 幾個分量銅依賴鐵吸收的機理識別和特征為C。 他們在關閉一個鐵氧化酶和鐵的鐵的透膜酶,暗示高親和力鐵吸收, 在酵母使用C控制相似。 一個不同的高親和力鐵吸收機理在耐鹽藻鑒定鹽藻,這是基于鐵約束力和內部化通過膜相關轉鐵蛋白像蛋白質。 在過去的研究中,我們進行了論證鐵吸收并具有約束力,鹽藻像D動物轉鐵蛋白動力學特征和錐的過程包括兩種不同的階段,具有約束力內化3價鐵離子,可以被解決他們不同的溫度依賴性。剝奪或高鐵鹽藻

5、一個小執(zhí)教鹽度歸納刺激鐵這是與吸收積累紡。然而,還沒有動力學機理和現場的鐵。內化確認。在最近的一項研究中,我們發(fā)現鐵鄰苯二甲酸二乙酯相歸納在鹽藻大量增加,鐵約束能力和提高裝訂相關的血漿。另有三個積累膜蛋白質,這些蛋白質被發(fā)現的聯想與紡:第二次轉鐵蛋白稱為數據傳輸函數。 圖1.變形的鐵使時間滯后于鐵吸收。一、時間上的滯后鐵吸收在鹽藻細胞。樣品5鐵缺陷或鐵充分細胞被孵化與59鐵以3比1檸檬酸鈉在室溫下為指定時間點,來分析內化鐵的含量。箭頭表明滯后時間在鐵充分細胞。 B,時間上的滯后鐵充分細胞。 樣品53個107細胞不是處理(發(fā)布會后)或預培養(yǎng) 1 h在光在介質鐵缺陷,鐵約束地點卸貨占領(PI)或2

6、0分鐘在冰飽和鐵檸檬酸上傳網站鐵約束繞道跟隨通過洗滌(Fe-Cit。)。這些治療后,細胞被孵化與59鐵以3比1在室溫下檸檬酸為表示時間和分析為內化鐵的含量。C,沒有時間上的滯后鐵缺陷細胞。 在B處理平均3(一個)或2(B和C)分離實驗。在這部作品中,我們研究了鐵約束的規(guī)定和吸收。具體地說,我們描繪了動力學變化具有吸收鐵的回答要熨剝奪或細胞內達到飽和鐵商店。我們的分析表明,鐵剝奪或過于調制導致大的變化,鐵具約束力,建議,這是最關鍵的參數在規(guī)定的在鐵吸收鹽藻,D .我們也定位網站鐵在酸性空泡內部化。物理邏輯意義的動態(tài)變化約束鐵進行了討論。結果鹽藻細胞包含外部約束鐵課程的時間對鐵的吸收在鹽藻揭示一個

7、最初的滯后時間15到20分鐘。這次時滯是根源對照細胞,培養(yǎng)鐵,但沒有在鐵缺陷細胞(圖1)。我們發(fā)現預培養(yǎng)控制四賽利娜細胞在30 - 60分鐘鐵缺陷中差不多這個明顯的滯后時間完全消除(圖1 B)。相反,預培養(yǎng)細胞的介紹了一個類似的滯后時間鐵在發(fā)作的鐵吸收(圖1 C)。這些結果表明,表象滯后時間的鐵吸收導致在鹽藻鐵。測試是否包含d細胞前直接鐵阻止鹽藻,測定鐵結合到細胞之前或之后的1小時預保溫治療方法的鐵缺陷介質。結合測定鐵在C避免鐵內部化約束,這是強烈室溫依賴。如圖2、約束力的鐵控制細胞的預培養(yǎng)大大爭強治療。 鐵缺陷細胞鐵約束滴定終點可以4倍大容量,但與鐵缺陷細胞,具有約束力幾乎沒有受到預保溫治療

8、。 相反,預保溫鐵缺陷細胞的抑制鐵約束力。 這些結果證實,對鐵的吸收效果明顯的抑制作用變形鐵。 在鐵缺陷預保溫微刺藻鐵約束力卸載的內化(鐵卸貨),而預保溫鐵的內化(鐵上傳)。 圖2。鐵具有約束力,鹽藻(細胞被變形的鐵。文化鐵充足(1鐵;白色符號)或鐵缺陷(2鐵;黑色的符號)細胞不是處理(圈)或預培養(yǎng)(PI;廣場)卸下鐵或預培養(yǎng)約束和鐵檸檬酸(Fe-Cit。;三角形)如圖1。樣品進行清洗和近期對鐵結合在4 C59鐵31檸檬酸為指定時間。四個重復代表實驗。在先前的研究中,我們已經表明,結合特征的細胞像鐵。此外,我們發(fā)現溶膠化來自D紡。 鹽藻有非常相似的鐵三約束參數和分離的完整細胞從細胞質膜紡消除鐵

9、約束活動缺陷膜。 這些約束(大多數鐵鹽是聯系到這個轉鐵蛋白。檢查是否有類似的鐵約束和鐵缺陷細胞,我們對比效果的特征參數, 鹽藻結合鐵充足與鐵缺陷之間。初始速度提高了鐵結合在貼缺陷細胞比去年同期相比,控制細胞。這一功能的增強可以解釋為部分是由于滴定終點可以4倍數量的增加鐵約束網站,部分是由于二倍大結合速率常數計算。相反對提高裝訂、鐵提高穩(wěn)態(tài)率提高了50%左右鐵缺陷僅僅通過細胞。鐵約束能力的大幅提高鐵約束不斷表明,鐵的新約束積累不足導致網站,稍微不同的動力學性質。測試是否會影響到鐵剝奪鐵約束動力學性質的網站,我們比較了兩種動力學參與約束和缺陷鐵之間充足鐵細胞濃度依賴性和碳酸氫鈉鐵,鐵陰離子結合轉鐵

10、蛋白和所需的約束力的鐵離子。見附表二,鐵缺陷細胞顯示一個更高的親和力兩鐵和碳酸氫根離子,性能的變化鐵約束地點。慢慢的鐵交流牢牢捆著的觀測中鐵31日(含鐵鹽藻細胞并不能消除廣泛洗滌是一致的(高親和力的賽利娜紡3比1對鐵離子,我們報道在過去的研究中。要搞清楚,鐵是不可逆轉的約束或交流中鐵離子以3比1,我們又增添了過多的天然同位素的混合物(非放測性)鐵以3比1,檸檬酸鐵后,鐵結合59 31控制或鐵缺陷鹽藻細胞。如圖3,有少于10%內換貨1 h在4 c捆綁鐵會有效地剝EDTA上,其次在酸性。這些結果解釋了為什么細胞鐵并不與鐵31甚至在59洗衣服,因為所有鐵約束廣泛站點是忙于牢牢捆著鐵。 圖3。分離和交

11、換約束鐵。鐵缺陷鹽藻細胞培養(yǎng)是孵化與59鐵以3比1檸檬酸如圖2。20分鐘后在4 C,他們補充或用200毫米鐵以3比1檸檬酸(天然同位素的混合物)或有5個男乙二胺四乙酸。樣本撤回,表明時代,洗兩次鐵約束停止兩個國家的解決方案,近期為界59鐵。代表的實驗三個重復。內部化約束鐵鐵是滿內部化約束在以前的研究中，我們記錄鹽藻細胞已經內化在隨后的具有約束力，隨溫度變化而變化的過程。因為在鐵鐵缺陷我們發(fā)現了大量的增加細胞的數目和動力學參數的變化約束網站,它似乎興趣測試有多少綁在一起的鐵內化于這些細胞。為了證明這點,細胞與59鐵在4 C 31 約束網站飽和,其次是洗滌和內化的面在天然同位素檸檬酸鐵過量混合物,

12、除去的內化鐵。如圖4,幾乎所有的束縛鐵內化于包括控制和鐵缺陷細胞。內化的數量很大程度上提高鐵鐵缺陷細胞,對應于更高的約束力,但這個過程比較慢,一個t約30分鐘的1/2比對照細胞大約10分鐘。這些結果表明,大量的約束鐵缺陷細胞鐵為世界組織承諾。 大約30%的約束鐵缺陷細胞鐵不是內化1 h的孵化后沒有鐵,但可以通過延長內化孵化(數據未顯示)。因為過多的鐵可能有毒的細胞中,我們希望測試是否d細胞鐵約束鹽藻調節(jié)他們的能力,避免過多鐵。為了證明這點,細胞被允許積累鐵,為1.5或4 h并測試鐵約束和吸收的活動。從外部結合位點趕變形鐵、細胞暴露于兩種不同的治療:EDTA洗,剝界鐵、或1小時卸載治療變形允許內

13、部化鐵。表四如圖所示,這些治療方法給予了不同的結果:4 h的鐵積聚,EDTA脫回收大約90%的原始的活動,而卸貨治療恢復o型。在哺乳動物細胞里鐵是在約束內化酸性泡鐵是通過內化轉鐵蛋白受體系統在酸性/轉鐵蛋白液泡。測試是否在鹽藻也內置酸性鐵進液泡,我們所產生的影響進行測試金屬抑制劑對鐵吸收。在以前的系統,我們確定了酸性與表征在鹽藻的熒光染色的指標奎納克林(韋斯摘,1991)和定位多的,作為一個pH-減震系統(選擇等問題,1991分;挑選懷斯1991)。 我們發(fā)現胺能引起堿性壓力,這是概念被大量佳潔士皓爽白牙膏嗎在空泡水解結合胺積累。因此,在堿性胺會干擾金屬活動賽利娜,d .見表V,金屬的H1-

14、ATP酶抑制劑,堿性氨,憋了鐵的吸收,但只有部分抑制鐵約束力。在這些條件沒有減少細胞ATP也不是抑制量的磷酸鹽(數據未顯示),表明抑制金屬特殊的活動。鐵設想的內化,我們弄臟了賽利娜細胞(酸亞鐵氰化物(普魯士藍),一個利用亞細胞定位染色界鐵以3比1離子在不同的生物(包括植物和模擬細胞染色,電子顯微鏡。界鐵顆粒在清晰直觀細胞表面(圖5,插圖)。顯著差異之前和之后的內部化是密集的鐵在液泡染色(比較圖結構。5 A和B)。在高倍鏡下,鐵在一些的在小泡似乎是伴隨著精致薄膜蜂巢胃(圖5、維生素E和F),以及其他人,斑塊聚集在茂密的(圖5、C和D)。這就像鐵顆粒染色的大小和外形的超微定位早期一般巨噬細胞源性細

15、胞內的鐵。不同模式的意義金屬鐵染色還不清楚。他們可能代表不同階段的金屬成熟后,也許,網狀結構可能指的是什么殘膜結構的不成熟液泡,平展處后不久,后來屈服聚集鐵的形態(tài)。為了進一步這些鐵積累結構表征,鹽藻細胞熒光指標溶酶菌傳感器綠色,它特別污點酸性空泡。按照圖6所示,染色積攢在金屬結構相似的大小和定位鐵積累的液泡。 為了進一步描述這些液泡,我們標記鹽藻細胞多克隆抗體對金屬標記標簽以前報道的酸性空泡綠色的萊茵衣藻c,那個H1運輸高溫磷酸酶(魯伊斯等問題,2001)。 抗體反應,單一成分對西方相似聯用對其預測磁共振(數據未顯示)。作為顯示圖像6B,抗體H1焦磷酸酶標記結構相似的大小和本地化的酸性空泡。不

16、幸的是,這是不可能進行共區(qū)域化鐵染色的任一免疫定位或傳感器綠色染色因為不同的要求準備程序(酸處理、固定、洗滌劑透化作用或至關重要染色,分別)。測試是否鐵內部化事實上結果的蛋白質鐵約束內吞作用,我們鐵缺陷標簽膜表面蛋白在細胞,膜不能滲透維生素特征導數和監(jiān)測蛋白質標記用熒光抗生物素蛋白和共聚焦顯微鏡。我們發(fā)現,在鐵缺陷細胞,生物素標記幾乎三個蛋白質的頻帶,完全確定主要的鐵奪去誘導細胞膜。 圖4。鐵是滿內部化約束。鐵充分(1鐵)或鐵缺陷(2鐵)細胞培養(yǎng)中孵化為30分鐘與59鐵以3比1檸檬酸在冰上。細胞被洗兩次EDTA-無停止解決方案和200米米鐵檸檬酸(天然同位素混合物)增加了。那么細胞就被轉移到室

17、溫和照明;采樣被顯示的時間點?？倲?EDTA內抗性+ EDTA敏感),綁定(EDTA敏感),和內化(EDTA抗性)。代表性的實驗重復五次。蛋白質(拉等問題,2007):兩個轉鐵蛋白像蛋白質,紡(費舍爾等問題,1997、1998、)和轉鐵蛋白(許瓦茲等問題,2003 a),和一個130 隨機指數聯合,被發(fā)現含有兩個蛋白質,一個多銅鐵氧化酶,稱為DFox,和一個第二個未知蛋白。在染色細胞保持在4 C,生物素標記標簽被局限于外層細胞表面(圖6 C)。然而,在一定的內化鐵1 h在24 C標簽,液泡結構出現在頂端一側的細胞(圖6 D)。與金屬霉素預保溫抑制劑避免出現生物素標記液泡,但那向外觀看如誘導構造

18、變形增厚膜的表面頂點側的細胞(圖6 E)。綜合而言,結果靠下型狀鐵已經內化成酸性空泡的細胞攝入鐵約束蛋白質,處理成洛霉素A。討論按照我們的以前的工作(費舍爾等問題,1998)而在這里,鹽藻將大量的鐵以3比1離子。鐵缺陷細胞可以強迫大約4 nmol鐵/ 109細胞或2.53十6鐵31離子/細胞,產生一個異常高密度的計算約105鐵/男2(平均細胞直徑5毫米)。鐵能接受來自不同鐵的以3比1配體,包括檸檬酸、乙二胺四乙酸,或去鐵胺碳酸氫鈉的存在(選擇)(2004),是如此牢牢捆著,它不能被沖走或改變過多的鐵和需要酸化介質和EDTA為有效釋放。事實上,大增加鐵結合使四賽利娜捆綁在一個短時間足夠的鐵來滿足

19、其全鐵增值然后慢慢內化綁在一起的鐵。這鐵緊束縛,隨后能量依賴性內部化(費舍爾等問題,1998)的努力這個過程幾乎不可逆的。這些特性特點是鐵結合轉鐵蛋白,貼近和我們以前的示威活動,鹽藻通過表面暴露獲得鐵轉鐵蛋白紡。最簡單的動力學模型來描述鐵吸收在.根據我們的結果,鹽藻以下(見補充模型S1)在鐵31代表自由鐵離子、鐵約束組織因子蛋白質(鐵因子界鐵和釩鐵內化鐵。凱西b與k智力代表速率常數為鐵結合內化,分別。凱西b是很大比起鉀智力;因此,總體率鐵的吸收主導下率的內化,除了在嗎限制鐵濃度。積累過多鐵的,根據此模型,抑制智力,導致占有的鐵約束地點(積累鐵積累)和抑制鐵的吸收。 鐵剝奪,如圖所示,增加主要是

20、Tf(滴定終點可以4倍)與kb(升高),但早該知道自己沒有智力或鐵帆,體現鐵約束的大幅提高能力,鐵約束速率常數,適度增加鐵的吸收,分別。鐵約束滴定終點可以4倍的增長能力表明更多的鐵約束誘導蛋白質在原生質膜。鐵約束率的增加常數和低千米對于鑄鐵和碳酸氫鈉表明內在變化鐵約束網站。相反,小增加率的內化表明鐵約束單位的數量,鐵因子,不會增加很多。我們的動力學結果可以滿足上述動力學模型推論,在鐵缺陷細胞質膜、小鐵約束單位由鐵因子轉化為更大的鐵約束配合物,更高的鐵約束能力,沒有重大改變的數量鐵約束單位(或鐵護士因子x /鐵米因子y,在m $ n和×5 y(大約)。如上所述,我們發(fā)現最近的提高鐵具有

21、約束力鐵約束細胞與感應的三個等離子體膜蛋白,因子(許瓦茲等問題,2003 a),變酸,p130B,聯想紡(拉等問題,2007)。這些結果是一致的,建議動力學模型。鹽藻選擇的原因轉鐵蛋白鐵結合不清楚。 一個原因可能是鐵結合轉鐵蛋白相當反抗高鹽。 另一個原因可能是高親和力和選擇性的轉鐵蛋白為鐵離子,這將排除競爭共同的二價嗎和三價金屬離子,通常是豐富的高鹽度、微咸水的解決方案。對鐵缺乏的動力響應相差甚許多植物、其他藻類、酵母和細菌,在鐵剝奪常伴嗎顯著增加率對鐵的吸收。 圖5。鐵酸氰亞鐵酸鹽定位染色。一、細胞在內化。插圖,放大外表面部分。 黑色箭頭表明鐵粒子。 B,細胞內化后。CF、放大后Fe-載入空

22、泡內部化。箭,鐵載入空泡。 規(guī)模小。當然,0.5米在一個(插圖)和C到F。然而,這樣一種機制是適合的生物體,暴露在大周期變化鐵可用性。自然生活環(huán)境鹽藻是鹽水湖泊和大海,這通常都是貧窮并取得他們可利用鐵鐵的供應從冬季洪水或粉塵所攜帶的風暴。鐵的想像機制收購執(zhí)教賽利娜提供競爭優(yōu)勢載體聚合酶鏈反應吸收機制相比,在這樣的條件下因為它能有效捕捉在很短的時間內大量的鐵鐵約束不同配體?？赡艽嬖诘娜毕荽罅糠e累蛋白質在細胞膜表面的重型能量成本的蛋白質合成,它可能干擾其他膜功能,因為它占有相當大的面積原生質膜。圖6。定位酸性泡內吞作用:表面的生物素標記,蛋白質在細胞(賽利娜。一、染色酸性與溶菌酶感應器泡綠色。細胞

23、是10分鐘預培養(yǎng)與熒光探針。酸性空泡是染色綠色(箭頭)和葉綠素,這標志著杯狀的葉綠體,穿紅衣服弄臟了。B,免疫定位的酸性胞并有抗體攻擊-1-PPase。 細胞是固定的,通透的,及孵化為12 h和c -萊茵衣藻抗體攻擊1-PPase和一反抗兔子腱山羊抗體。熒光指示-1-PPase沾在綠色(箭頭)和葉綠素沾在紅色的。 C,E,生物素標簽的表面蛋白。細胞生物素標記,洗,要么立即修復(C)的診斷和治療捆綁和內化鐵缺乏(D)或(E)的存在洛霉素A 5毫米。 固定細胞通透的及孵化抗生素蛋白和角膜熒光素。螢光眼底,代表表面標記蛋白質,是染色綠色(箭頭)和葉綠素穿紅衣服弄臟了。鐵結合在鹽藻內化植物雜志。第一期。 圖6。定位酸性泡內吞作用:表面的生物素，蛋白質在細胞(賽利娜。一、染色酸性與溶菌酶傳感器泡綠色。細胞是10分鐘預培養(yǎng)與熒光探針。酸性空泡是染色綠色(箭頭)和葉綠素,這標志著杯狀的葉綠體,穿紅衣服弄臟了。B,免疫定位的酸