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。H₂O₂激活质膜的超极化，进而激活非选择性Ca²⁺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Ca²⁺的流速，发现羟自由基（但不是H₂O₂）诱导非选择电流调节的K⁺外流和Ca²⁺内流，以及激活根部成熟区的Ca²⁺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Ca²⁺泵进而影响胞内Ca²⁺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Ca²⁺内流和外流转运系统后改变了胞内的Ca²⁺平衡。

这项研究提出了一种新的机制，即PAs在ROS诱导质膜Ca²⁺非选择电流中作为共同因子和PM Ca²⁺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，Ca²⁺，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 mMH₂O₂单独使用不能诱导豌豆根部K⁺和Ca²⁺流速的变化。0.5 mMFeSO₄ 引起Ca²⁺外流，和H₂O₂共同使用促进了K⁺外流，Ca²⁺内流。