花卉的化学促控具体怎样操作?
1.花卉化学促控的意义
花卉的化学促控,就是利用化学药品来促进或者抑制花卉的生长,控制开花的时间,延长鲜切花的寿命,以及控制花木的高度、形状等,从而提高花木的观赏价值,并可让花卉按照人们的意愿反季节准时开放。化学促控的药品称为化学促控剂,包括植物生长促进剂、植物生长延缓剂、植物生长抑制剂等。
2.化学促控剂的种类
(1)植物生长促进剂:
①生长素:具有低浓度促进生长,高浓度抑制生长的特性。包括吲哚乙酸(IAA)、吲哚丁酸(IBA)、萘乙酸(NAA)、2,4—二氯苯氧乙酸(2,4-D)、对氯苯氧乙酸(防落素、PCPA)、2,4,5—三氯苯氧乙酸(2,4,5—T)等。主要作用:a.促进植株变得高大。b.促进生根,提高扦插的成功率。c.抑制脱落,防止果树落花落果,提高结果率。d.维持植物的顶端优势。e.延长植物休眠。f.促进雌花形成。
②赤霉素(GAI):又名赤霉酸(GA3)。主要作用:a.促进植株变得高大。b.克服矮生性状。c.诱导花卉提前抽薹开花。d.诱导雄花形成。
③细胞分裂素:包括玉米素、激动素、6—苄基腺嘌呤(BA、BAP、6-BA)、四氢化吡喃基苄基腺嘌呤(PAB)。主要作用:a.促进细胞分裂和扩大。b.促进器官分化。c.延缓衰老与脱落。d.解除或维持顶端优势,控制花木株形。
④乙烯:它是一种生理活性很强的植物天然激素,常用的乙烯发生剂有乙烯利(CEPA)、1—氨基环丙烷—1—羧酸(ACC)、氨基氧乙酸(AOA)、硝酸银。主要作用:a.影响花卉发育。b.延长切花存放寿命、防止衰老。
(2)植物生长延缓剂:主要有矮壮素(CCC)、丁酰肼、多效唑(PP333)、缩节胺、比久(B9)等。这类药物的主要作用是使植物节间缩短、茎秆粗壮、叶色加深、叶皮加厚、侧枝增多、根系发达等。
(3)植物生长抑制剂:主要有青鲜素(MH)、整形素、三碘苯甲酸(TIBA)。主要作用:a.破坏花木的顶端优势,抑制植株的高度,使之形成多头。b.使植株茎秆粗短叶色深绿,叶片小而厚,侧枝增多,根系发达。
3.化学促控剂的配制
由于一些化学促控剂不溶于水,所以在配制时就应采用不同的溶解方法来进行配制。吲哚乙酸、吲哚丁酸、萘乙酸、赤霉素等可先溶于少量95%酒精中,然后再加入一定量的水,达到所需要的浓度。6—BA等细胞分裂素可先用少量浓度为1摩尔,升的盐酸加热溶解后,再加入一定量的水,使之达到所需要的浓度。这里介绍几种常用的化学促控剂的配制方法。
生长素类钠盐:若使用的2,4—D、萘乙酸或防落素(PCPA)等植物生长调节剂是钠盐形式,称取所使用的钠盐1g,放入烧杯中,先加少量水溶解,用玻棒搅至完全溶解,然后加水至500ml,即成2×10-3的水溶液。
生长素类原酸:若使用的是2,4—D、萘乙酸、防落素、吲哚乙酸或吲哚丁酸等原酸,称取所使用的原粉1g,放入烧杯中,加水少量,滴入1%的酚酞1~2滴,然后再用5%氢氧化钠溶液,缓缓加入、搅拌至粉红色不消失,即表示调节剂完全溶解。加水至1000ml,成为浓度为1×10-3的溶液,再按使用浓度对水即成。
赤霉素:称取赤霉素粉剂0.2g,放入烧杯中,加少量95%酒精,搅拌至溶解,后加水至200ml,即成1×10-3的赤霉素溶液。
萘乙酸:称取萘乙酸0.2g,放入烧杯中,加少量95%酒精,搅拌至溶解,后加水至200ml,即成1×10-3的萘乙酸溶液。
激动素类:称取细胞激动素0.2g,放入烧杯中,加入1%的稀盐酸,搅拌至溶解,后加水至1000ml,即成2×10-4的细胞激动素原液。
青鲜素:称取青鲜素2g放在烧杯中,加少量三乙醇胺,用小火加热,搅拌至完全溶解,再加水至1000ml,即成2×10-3的青鲜素溶液。
比久:用少量热水在烧杯中,倒入B 92g,边加热边搅拌至溶解,然后加水至500ml,即成4×10-3的B9原液。
4.正确使用化学促控剂
最常用的方法是叶面喷洒和土壤浇灌,也有滴注、注射、浸根、浸球根、蘸果等局部处理。根据需要掌握使用浓度,同时要注意对症下药,才能达到理想效果。
蘸条法:此法操作简单、易学。将20ml酒精缓缓倒入盛有50ml 3000×10-6的萘乙酸溶剂中,充分搅和均匀,选月季或香石竹或菊花插条,将插条下部约2.5cm浸于溶液中泡5秒钟,取出晾干药液,马上插入基质中。
蘸粉法:将生长调节剂配成粉剂,扦插用的枝条重新剪切一下,将下部2.5cm左右部分在水中浸湿,迅即往粉剂中蘸一下,抖掉过多的粉末,将扦插基质用粗于插条的木棍打好洞,将带有粉剂的插条轻轻插入洞内,并用手将周围基质按紧。
浸泡法:将插条下部约2.5cm部分,浸泡在含有植物生长调节剂的溶液中1~24小时,浸泡时间的长短与药剂的浓度成反比,浸泡时空气湿度宜大,以保证插条缓慢而稳定地吸收药剂,浸泡后取出插条直接插入基质中去。
植物生长调节剂(plant growth regulator)是指人工合成(或从微生物中提取)的,由外部施用于植物,可以调节植物生长发育的非营养的化学物质。植物生长调节剂的种类很多,但根据其来源、作用方式、应用效果等大体分为以下几类: 1.生长素类 生长素类是农业上应用最早的生长调节剂。最早应用的是吲哚丙酸(indole propionic acid,IPA)和吲哚丁酸(indole butyric acid,IBA),它们和吲哚乙酸(indole-3-acetic acid,IAA)一样都具有吲哚环,只是侧链的长度不同。以后又发现没有吲哚环而具有萘环的化合物,如α-萘乙酸(α-naphthalene acetic acid,NAA)以及具有苯环的化合物,如2,4-二氯苯氧乙酸(2,4-dichlorophenoxyacetic acid,2,4-D)也都有与吲哚乙酸相似的生理活性。另外,萘氧乙酸(naphthoxyacetic acid,NOA)、2,4,5一三氯苯氧乙酸(2,4,5-trichlorophenoxyacetic acid,2,4,5-T)、4-碘苯氧乙酸(4-iodophenoxyacetie acid,商品名增产灵)等及其衍生物(包括盐、酯、酰胺,如萘乙酸钠、2,4-D丁酯、萘乙酰胺等)都有生理效应。目前生产上应用最多的是IBA、NAA、2,4-D,它们不溶于水,易溶解于醇类、酮类、醚类等有机溶剂。生长素类的主要生理作用为促进植物器官生长、防止器官脱落、促进坐果、诱导花芽分化。在园艺植物上主要用于插枝生根、防止落花落果、促进结实、控制性别分化、改变枝条角度、促进菠萝开花等。 2.赤霉素类 赤霉素种类很多,已发现有121种,都是以赤霉烷(gibberellane)为骨架的衍生物。商品赤霉素主要是通过大规模培养遗传上不同的赤霉菌的无性世代而获得的,其产品有赤霉酸(GA3)及GA4和GA7的混合物。还有些化合物不具有赤霉素的基本结构,但也具有赤霉素的生理活性,如长孺孢醇、贝壳杉酸等。目前市场供应的多为GA3,又称920,难溶于水,易溶于醇类、丙酮、冰醋酸等有机溶剂,在低温和酸性条件下较稳定,遇碱中和而失效,所以配制使用时应加以注意。赤霉素类主要的生理作用是促进细胞伸长、防止离层形成、解除休眠、打破块茎和鳞茎等器官的休眠,也可以诱导开花、增加某些植物坐果和单性结实、增加雄花分化比例等。 3.细胞分裂素类细胞分裂素类是以促进细胞分裂为主的一类植物生长调节剂,都为腺嘌呤的衍生物。常见的人工合成的细胞分裂素有:激动素(KT)、6-苄基腺嘌呤(6-benzyl adenine,BA.6-BA)和四氢吡喃苄基腺嘌呤(tetrahydropyranyl benzyladenine,又称多氯苯甲酸,简称PBA)等。有的化学物质虽然不具有腺嘌呤结构,但也具有细胞分裂素的生理作用,如二苯基脲(diphenyluea)。在园艺生产上应用最广的是激动素和6-苄基腺嘌呤,使用时先用少量酒精溶解,再用清水稀释。激动素在酸液中易受破坏,配制时应加入少量的碱。细胞分类素类主要的生理作用是促进细胞分裂、诱导芽分化、促进侧芽发育、消除顶端优势、抑制器官衰老、增加坐果和改善果实品质等。 4.乙烯类乙烯因在常温下呈气态而不便使用,常用的为各种乙烯发生剂,它们被植物吸收后,能在植物体内释放出乙烯。乙烯发生剂有乙烯利(CEPA)、Alsol、CGA-15281、ACC、环己亚胺等,生产上应用最多的是乙烯利。乙烯利是一种强酸性物质,对皮肤、金属容器有腐蚀作用,特别是遇碱时会产生易燃气体,因此使用时要特别注意安全问题。乙烯利在生产上的主要作用是催熟果实、促进开花和雌花分化、促进脱落、促进次生物质分泌等。乙烯抑制剂,如氨基乙氧基乙烯基甘氨酸(AVG)、氨基氧乙酸(AOA)、硫代硫酸银(STS)、硝酸银(银硝)等,在生产上用于抑制乙烯的产生或作用,减少果实脱落,抑制果实后熟,延长果实和切花保鲜寿命等。 5.生长抑制剂和生长延缓剂 生长抑制剂是抑制植物顶端分生组织生长的生长调节剂,可使细胞的分裂减慢,伸长和分化受到抑制.但能促进侧枝的分化和生长,破坏顶端优势,增加侧枝数目,使植株形态发生很大变化。有些生长抑制剂还能使叶片变小,生殖器官发育受到影响。外施生长素等可以逆转这种抑制效应。常见的生长抑制剂有三碘苯甲酸(TIBA)、整形素(morphactin)、青鲜素(MH)等。生长延缓剂是抑制植物亚顶端分生组织生长的生长调节剂,使植物的节间缩短,株形紧凑,植株矮小,但不影响顶端分生组织的生长、叶片的发育和数目及花的发育。亚顶端分生组织细胞的伸长主要是赤霉素在此起作用,所以外施赤霉素可以逆转这种效应。常见的生长延缓剂有矮壮素(CCC)、助壮素(Pix)、多效唑(PP333)、烯效唑(S-3307)、比久(B9)等。 6.其他类生长调节剂有一些新发现和新合成的植物生长调节剂具有与上述调节剂不同的作用方式或机理,由于对其性质尚未完全弄清,暂归为一类。如玉米赤霉烯酮、寡糖素、三十烷醇等。
摘要:非凋亡形式的细胞死亡可能促进某些肿瘤细胞的选择性清除或在特定的病理状态下被激活。致癌的RAS选择性致死小分子Erastin触发了一种独特的铁依赖的非凋亡细胞死亡形式,我们称之为铁死亡。 铁死亡依赖于细胞内的铁,而不依赖于其他金属,在形态、生化和基因上与凋亡、坏死和自噬不同 。我们发现小分子铁抑素-1是一种有效的抑制癌细胞铁下垂和谷氨酸诱导的器官型大鼠脑片细胞死亡的抑制剂,提示这两个过程之间有相似之处。事实上,与谷氨酸一样,Erastin也能抑制胱氨酸/谷氨酸逆向转运蛋白(系统x?)对胱氨酸的摄取,在细胞的抗氧化防御系统中造成空洞,最终导致铁依赖的氧化性死亡。因此,铁死亡的激活会导致某些癌细胞的非凋亡破坏,而抑制这一过程可能会保护生物体免受神经退化的影响。
首先作者研究的方向是非凋亡的死亡形式,其次,在针对RAS突变基因的药物筛选中找到了两个药物ERASTIN 和RSL3,进一步探寻这两种药物作用机制以及对RAS基因突变的治疗效果。
RSL诱导的细胞死亡原因不明,涉及来自未知来源的ROS的积累和铁螯合作用对细胞死亡的抑制。我们观察到这两个过程是相互联系的。用RSL分子erastin(10 mM)处理NRAS突变HT-1080纤维肉瘤细胞后,胞液和脂质ROS从2小时开始呈时间依赖性增加, 这一结果通过分别使用荧光探针H2DCFDA和C11-BODIPY的流式细胞术检测到 (图1B和图1C)。在细胞脱落和明显死亡之前,ROS的增加开始于6小时。与铁螯合剂去铁胺(DFO,100mM)共处理可以抑制ROS的积累和细胞死亡, 而与三种不同的外源铁源孵育 ,但不与其他二价过渡金属离子(Cu2+,Mn2+,Ni2+和Co2+)孵育,则加强了Erastin诱导的死亡(图S1A和S1B可从网上获得)。由于erastin处理的细胞在长时间积累ROS后发生细胞死亡,并被抗氧化剂抑制,表明铁依赖的ROS积累是杀死这些细胞的原因。
由于两个Erastin靶标VDAC2和VDAC3驻留在线粒体中,我们推测Erastin诱导的死亡与线粒体电子传输链(ETC)产生的ROS异常有关。然而, 在Erastin处理(10mM,6小时)的HT-1080细胞中,我们没有观察到MitoSOX敏感的线粒体ROS产生增加 。 ETC复合物I抑制剂鱼藤酮(250 nM,6小时)促进了MitoSOX敏感ROS的产生,但对DFO不敏感 。此外, KRAS突变的143B骨肉瘤细胞由于线粒体DNA(MtDNA)编码转录本(r0细胞)的耗尽而不能形成ETC依赖的ROS,对erastin和RSL3的敏感性与匹配的mtDNA野生型(r+)细胞一样敏感 。因此, 在人类癌细胞中,Erastin诱导的细胞死亡涉及DFO敏感的ROS积聚,并可发生在缺乏功能线粒体等的细胞中 。(一般的氧化应激可能更加依赖线粒体功能,但是线粒体功能与铁死亡发生无关,所以,理论上在所有细胞中都可以诱导铁死亡的发生。)
我们检查了铁死亡是否与凋亡或坏死性死亡或自噬有形态、生物能量或其他相似之处。在透射电镜下,我们观察到, 经erastin处理的HRAS突变体BJeLR工程肿瘤细胞没有表现出与星形孢子素(STS)诱导的凋亡(例如,染色质凝聚和边集)、过氧化氢(H2O2)诱导的坏死(例如,细胞质和细胞器肿胀、质膜破裂)或雷帕霉素诱导的自噬(例如,形成双膜包裹的囊泡)相关的特征形态学特征 。经 erastin处理的细胞中唯一独特的形态学特征是线粒体看起来比正常小,膜密度增加 ,这与我们以前的报告是一致的。
通过对细胞能量代谢来看,erastin,sts细胞内ATP与H2O2处理后完全不同,使用最近报道的调制图谱策略的变体,测试了12种已建立的小分子细胞死亡抑制剂在HT-1080细胞、BJeLR细胞和KRAS突变的CALU-1非小细胞肺癌细胞中预防铁死亡的能力。我们计算了每种抑制剂(按10点4倍稀释系列测试)对致死剂量的erastin(Me<0,死亡致敏;Me=0,无效;Me>0,死亡钝化)处理的细胞归一化活性的调节作用(Me<0,死亡致敏;Me=0,无效;Me>0,死亡钝化)。结果值以无人监督的方式分层聚类,并显示为热图。使用这种方法,我们观察到,erastin诱导的死亡并不一致地受到caspase、组织蛋白酶或calain蛋白酶(z-VAD-fmk、E64d或ALLN)、RIPK1(Necrostatin-1)、亲环素D(环孢素A)或溶酶体功能/自噬(bafilomycinA1、3-甲基腺嘌呤、氯喹)抑制剂的调节。
在HT-1080、BJeLR和CALU-1细胞中,DFO、抗氧化剂Trolox、MEK抑制剂U0126,以及较弱程度的蛋白质合成抑制剂放线菌亚胺(CHX),都从Erastin诱导的死亡中挽救出来。在野生型和凋亡缺陷型Bax/Bak双基因敲除(DKO)小鼠胚胎成纤维细胞中,这些抑制剂也能有效地阻止Erastin诱导的铁死亡,表明铁死亡可以在人和小鼠来源的细胞中被激活,并且不依赖于Bax和Bak调控的核心凋亡机制。DFO、Trolox和U0126都可以阻止H2 DCFDA敏感的ROS在经erastin处理的HT-1080细胞中积累,表明这些抑制剂在上游或在ROS产生的水平上起到了防止死亡的作用。由于Trolox、U0126和膜透性铁螯合剂2,2-联吡啶可以在erastin后6小时加入HT-1080细胞中,并且仍然可以提供实质性的死亡保护, 因此铁死亡可能需要在很长一段时间内持续形成铁依赖的ROS才能触发死亡 。( 铁死亡时ROS积累的过程 )
最后,在一项调制图谱实验中,测试了DFO、Trolox、U0126、CHX、膜透性铁螯合剂ciclopiroxolamine(CPX)和谷胱甘肽过氧化物酶模拟物ebselen(EBS)调节erastin、RSL3或其他16种被认为通过各种ROS依赖和ROS非依赖机制杀死细胞的机械上不同化合物的致命性的能力,我们观察到erastin和RSL3形成了一个与所有其他细胞死亡诱导剂分开的独特的簇。总之,这些数据支持这样的假设, 即RSL诱导的铁死亡不同于凋亡、各种形式的坏死和自噬 。
为了探索铁死亡的遗传基础,我们试图识别这一过程中唯一需要的基因。我们把重点放在线粒体的潜在作用上,因为这个细胞器在用erastin处理的细胞中表现出异常的形态。 线粒体基因功能被针对1087个基因的定制arrayedshRNA文库干扰,其中大多数(901个,88%)编码预测的线粒体蛋白(高大上的技术) 。利用这个文库,我们首先比较了erastin(7.3mM)诱导的铁死亡和STS(1 MM)诱导的CALU-1细胞凋亡的遗传抑制能力。在所有5817个信息性发夹中,我们观察到那些从erastin诱导的铁死亡中拯救出来的shRNA和那些从STS诱导的凋亡中拯救出来的shRNA之间没有显著的相关性(Spearman秩和检验,r=0.01,p=0.46),证实了不同的基因网络控制着erastin诱导的铁死亡和STS诱导的凋亡。
接下来,我们在HT-1080细胞中进行了第二次erastin抗性筛选,通过使用严格的确认管道,鉴定了六个高信度基因,每个基因至少有两个独立的shRNA支持,这些基因在HT-1080和CALU-1细胞中都是诱导铁死亡所必需的:核糖体蛋白L8(RPL8)、铁反应元件结合蛋白2(IREB2)、ATP合成酶F0复合亚单位C3(ATP5G3)、柠檬酸合成酶(CS)、四肽重复结构域35(TTC35)和酰辅酶A合成酶家族成员2(ACSF2)。与已建立的erastin诱导的铁死亡对CHX和DFO敏感的本质一致,RPL8是编码翻译所需的60S核糖体亚基的一个组成部分,而IREB2是编码铁代谢的主要调节因子。我们进一步验证了这些结果,表明shRNA介导的 IREB2和IREB2负调控因子FBXL5的沉默导致了已知的铁吸收、代谢和储存基因TFRC、ISCU、FTH1和FTL的表达以及erastin敏感性的交互变化。 这些结果为筛查和确认程序的质量提供了信心。为了建立这些结果在HT-1080和CALU-1细胞中的普适性,我们观察了这些基因在HT-1080、CALU-1和另外6个细胞株中的沉默效果。通过使用每个基因的最有效发夹(由HT-1080细胞中mRNA沉默水平定义)沉默这六个高置信度基因,通过细胞系组合可使79%(38/48)的shRNA获得R20%的挽救。因此, 这些基因似乎是erastin诱导的铁死亡广泛需要的。 接下来,我们测试了这些基因的沉默是否特定地减弱了erastin诱导的铁死亡,或者更广泛地调节了各种致死效应。沉默这六个基因可以防止Erastin诱导的铁死亡(6/6个发夹的R40%挽救),但不能防止STS、鱼藤酮、雷帕霉素、蛋白酶体抑制剂MG132、DNA损伤剂喜树碱或Ca2+依赖的ATP酶抑制剂thapsigargin(0/6个发夹的R40%挽救)诱导的细胞死亡/细胞抑制。 总而言之,这些数据支持这样一种假设,即与其他形式的细胞死亡相比,一个独特的遗传网络控制着erastin诱导的铁死亡 。
ACSF2和CS都与线粒体脂肪酸代谢的调节有关,我们想知道这一过程是否会导致铁死亡。在癌细胞中, 脂肪酸的合成部分依赖于谷氨酰胺(Gln)到α-酮戊二酸的代谢 ,这一过程可以被小分子转氨酶抑制剂氨基氧乙酸(AOA)抑制。在同时含有葡萄糖和谷氨酰胺的细胞培养液中, 我们发现AOA(2 MM)可以将HT-1080和BJeLR细胞从Erastin诱导的铁死亡中解救出来 ,类似于沉默CS和ACSF2的效果。在AOA处理的HT-1080细胞中,通过与α-酮戊二酸二甲酯(DMK)共同孵育恢复了erastin的致死性,DMK提供了下游代谢物,其从Gln的产生被AOA阻断。二氯乙酸(DCA)是一种不相关的线粒体功能调节剂,不会直接影响Gln代谢,但对Erastin诱导的铁死亡没有影响。 这些结果表明,依赖于Gln、CS和ACSF2的脂质合成途径可以提供铁死亡所需的特定脂质前体 。
我们最终的目的是研究体内铁死亡的潜在作用,因此我们试图找出一种有效和特异的药物样小分子抑制剂来抑制这一过程。为了克服许多单个小分子收藏的固有限制,我们组装了一个由9,517个小分子组成的自定义筛选文库,这些小分子来自3,372,615个商业可获得化合物的起始池,这些化合物根据药物的相似性、溶解性、支架多样性和其他参数在硅胶中过滤。对这个铅优化化合物(LOC)文库的筛选和随后的确认研究确定了一种化合物,我们将其命名为铁抑素-1(Fer-1), 它是对erastin诱导的HT-1080细胞(EC50=60nM)中铁死亡最有效的抑制剂。 据我们所知,Fer-1的活性在任何生物系统中都没有报道。我们进行了Fer-1的全合成, 并用这一材料证实了Fer-1的活性,并证明它特异性地抑制了RSL诱导的死亡,但不能抑制其他氧化致命化合物和凋亡诱导剂诱导的细胞死亡 。接下来我们试图确定Fer-1的作用机制, Fer-1不抑制细胞外信号调节激酶(ERK)的磷酸化或阻止HT-1080细胞的增殖,这表明它不抑制MEK/ERK途径,不螯合铁,也不抑制蛋白质的合成 。然而, FER-1确实阻止了Erastin诱导的胞浆和脂质ROS的积累 。此外,与阳性对照抗氧化剂Trolox类似, Fer-1在无细胞条件下很容易氧化稳定的自由基2,2-二苯基-1-苦基肼(DPPH),这是内在抗氧化潜力的测试 。 用伯芳胺取代硝基(SRS8-24)或消除N-环己基(CA-1)破坏了Fer-1的抗氧化能力 以及它防止erastin(10 MM)诱导HT-1080细胞死亡的能力。因此,Fer-1需要这两种芳香胺来防止RSL诱导的死亡,这一功能似乎与其清除自由基的能力有关。我们的结果提示脂质ROS在Eastin诱导的死亡中起关键作用。因此, 我们假设Fer-1是一种脂质活性氧清除剂,N-环己基部分在生物膜中起到亲脂性锚定的作用。 与这一假设一致的是,在N-取代环状部分的碳数系统变化的一系列10个FeR-1类似物中,我们观察到预测的亲脂性(辛醇-水分配系数,logP)与每个分子的擦除死亡抑制能力之间存在显著的相关性(Spearman R=0.85p=0.002)。在这些类似物中,我们观察到预测的亲脂性(辛醇-水分配系数,logP)与每个分子的erastin-死亡抑制能力之间存在显著的相关性(Spearman R=0.85p=0.002)。值得注意的是,SRS8-72,一种Fer-1类似物,用N-环丙基代替N-环己基,在防止死亡方面比Fer-1弱一个数量级,但在无细胞DPPH试验中仍保持了同等的固有抗氧化能力,潜在的可能是促进Fer-1在脂质膜内的拴系,而不是影响该分子的内在抗氧化潜力。
有趣的是,仅靠脂质分配似乎不足以解释Fer-1的效力。 FER-1具有类似的预测亲脂性,但比两种典型的亲脂性抗氧化剂(Trolox和丁基羟基甲苯[BHT])具有更强的erastin抑制效力 ,同时比两种代表性的可溶性抗氧化剂(TIron和Tempo)亲脂性和效力都要强得多。曲洛克斯和BHT都是酚类抗氧化剂,而Fer-1含有芳香胺。我们假设,这种差异可能赋予Fer-1一个独特的自由基反应性轮廓,使其更好地适应RSL机制。
在癫痫、中风和其他创伤情况下发生在神经系统中的激毒性细胞死亡被描述为一个氧化的、铁依赖的过程。我们推测神经死亡可能与erastin诱导的铁死亡有关。我们通过使用大鼠器官型海马切片培养(OHSC)模型验证了这一假设,该模型通过保留抑制性和兴奋性神经元连接及其支持细胞(包括星形胶质细胞和小胶质细胞)的完整性,与活体中的海马非常相似。OHSCs已被证明是铅化合物鉴定和验证的理想复杂制剂,能够预测体内疗效。OHSC用致命的兴奋性刺激(5 mM L-谷氨酸,3小时)治疗,模拟中风和神经退行性疾病的后果。这些切片与谷氨酸和溶剂单独孵育,或与谷氨酸+Fe1(2 MM)、铁螯合剂CPX(5 MM)或N-甲基-D-天冬氨酸(NMDA)受体拮抗剂MK-801(10MM)共同孵育。在谷氨酸治疗结束24小时后,我们分析了这些复合处理对作为细胞死亡指标的碘化丙啶(PI)摄取的影响,这些区域位于OHSCs的三个确定的区域:齿状回(DG)、CA1和CA3。双因素方差分析显示,脑区因素(F2,75=19.23,p<0.0001)和综合治疗因素(F4,75=67.8p<0.0001)均有显著性差异。着眼于复合治疗效果,Bonferroni后测表明,谷氨酸诱导了脑组织所有三个区域的显著细胞死亡,而与Fer-1、Cpx或MK-801联合处理后,这种死亡明显减弱,且程度几乎相同(P<0.001),但DG内除谷氨酸+MK-801外,其他所有相互作用均显著减弱(图5B-5E)。这些结果表明,谷氨酸诱导的OHSCs死亡和Erastin诱导的癌细胞死亡具有共同的核心致死机制,可以被铁螯合或Fer-1抑制。
CPX和Fer-1抑制Erastin诱导的癌细胞死亡和谷氨酸诱导的OHSCs毒性,这与常见的铁和ROS依赖的死亡执行机制一致。我们想知道这两个过程是否也可以共享任何启动死亡的机制。谷氨酸诱导的脑细胞死亡可以通过离子型谷氨酸受体的钙内流和Na+非依赖性的胱氨酸/谷氨酸逆向转运体系统XCT。钙螯合剂BAPTA-AM、Fura-2和EGTA对Erastin诱导的死亡没有影响,排除Ca2+内流在这一过程中的作用。然而,我们观察到erastin和系统XCT的特异性抑制剂柳氮磺胺吡啶(SAS)的显著聚集。在HT-1080细胞中产生的19个氧化和非氧化致死分子的调控谱中。如果xct抑制可以引发铁死亡,然后通过另一种方式将这种代谢物提供给细胞,应该可以挽救死亡。 b-巯基乙醇(b-ME)可以绕过XCT通过另一种途径促进胱氨酸摄取 ,强烈抑制由erastin、SAS和谷氨酸诱导的HT-1080细胞死亡。正如这些结果预测的那样,SAS和Erastin一样,表现为RSL化合物,尽管其效力比Erastin低得多,这仍然值得注意, 因为SAS是FDA批准的药物,以前没有显示出这种活性 。
XCT是一种由SLC7A11(XCT)和SLC3A2(4F2hc和CD98hc)组成的二硫键连接的杂二聚体 。xct抑制可以导致SLC7A11的补偿性转录上调。 与此一致,我们观察到在用erastin或SAS处理的HT-1080细胞中SLC7A11的显著上调 , 这一效应可被b-ME抑制,但不能被DFO或Fer-1抑制 。带有两个独立的siRNA的siRNA介导的SLC7A11沉默使HT-1080细胞对Erastin诱导的死亡敏感,而将编码DDK标记的SLC7A11的质粒转染HT-1080细胞可保护HT-1080细胞免受erastin和SAS诱导的死亡。鉴于这些结果,我们直接检测了HT-1080细胞摄取胱氨酸的情况。Erastin(10MM)、谷氨酸(50 MM)和SAS(1MM)可阻断Na+非依赖性摄取胱氨酸,而RSL3对此过程无影响。擦除蛋白是如何抑制XCT?亲和纯化数据的分析鉴定SLC7A5(LAT1,4F2lc和CD98lc)是在HRAS野生型BJeH和HRAS突变体BJeLR细胞的裂解物中被活性的erastin亲和类似物结合的唯一蛋白(图6G)。SLC7A5(和SLC7A11一样)是与SLC3A2结合形成不同底物选择性氨基酸转运蛋白的6条轻链之一。 SLC7A5/SLC3A2复合体(系统L)运输大量的中性氨基酸 。在用erastin(1 mM,25分钟)处理的123种人JurkatT淋巴细胞代谢物的图谱中, 观察到系统L底物水平非常显著的降低 ,而非系统L底物水平不变或增加。然而,与系统x的抑制不同的是,由于过量的谷氨酸(12.5mM),使用过量的D-苯丙氨酸(12.5mM)抑制系统L(Kanai和Endou,2003)对erastin没有强烈的敏感性。总之, 这表明erastin抑制系统L介导的氨基酸摄取 ,但这并不直接导致铁死亡。相反, erastin与SLC7A5或SLC7A5/SLC3A2复合物的结合可能干扰SLC3A2/SLC7A11复合物在反式中对胱氨酸的摄取 。
XCT阻断抑制半胱氨酸依赖的谷胱甘肽(GSH)的合成,也抑制跨质膜半胱氨酸氧化还原穿梭,这两种作用都会损害细胞的抗氧化防御,从而促进有毒ROS的积累。 在排除了线粒体等作为Erastin处理细胞中诱导死亡的ROS的来源后, 我们检查了烟酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸(NADPH)氧化酶(NOX)超氧化物产生酶(NOX1-5,DUOX1,2)家族的作用 ,该家族在几个RAS突变肿瘤中上调。典型的NOX抑制剂二苯基碘(DPI)、NOX1/4特异性抑制剂GKT137831和NADPH生成戊糖磷酸途径(PPP)的抑制剂6-氨基烟酰胺(6-AN)可强烈抑制Erastin诱导的CALU-1细胞铁死亡。在CALU-1细胞中,Erastin诱导的铁死亡被典型的NOX抑制剂DPI、NOX1/4特异性抑制剂GKT137831和NADPH生成戊糖磷酸途径的抑制剂6-氨基烟酰胺(6-AN)强烈抑制。鉴于CALU-1细胞表达NOX1的水平比NOX4高得多,NOX1最有可能在这些细胞中介导观察到的NOX依赖的致死效应。此外,shRNA介导的两种PPP酶,葡萄糖-6-磷酸脱氢酶(G6PD)和磷酸甘油脱氢酶(PGD)的沉默,也可以与沉默VDAC2一样防止Erastin诱导的CALU-1细胞铁死亡。 6-AN还可以阻止BJeLR细胞的死亡和ROS的产生,这表明这一途径在这些细胞类型中发挥了重要作用 。另一方面, NOX和PPP抑制剂在防止erastin诱导的HT-1080细胞铁死亡方面只有部分效果 (图7B),这表明除了PPP/NOX途径之外,其他途径也可能对发病起作用。
本文结束,大佬的文章作为开山之作就是不一样,结合我看过的文献,基本上都没有超过这篇所讲述的范畴,看来考古确实比较重要,欢迎批评指正。
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SAM
→
ACC
—(O2)→
乙烯
这条途径的主要步骤分述如下:
1.蛋氨酸循环
植物体内的蛋氨酸首先在三磷酸腺苷(ATP)参与下,转变为S-腺苷蛋氨酸(简称SAM),SAM被转化为1-氨基环丙烷1-羧酸(简称ACC)和甲硫腺苷(简称MTA),MTA进一步被水解为甲硫核糖(简称MTR),通过蛋氨酸途径又可重新合成蛋氢酸。乙烯的生物合成中具有蛋氨酸
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SAM
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MTA
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蛋氨酸这样一个循环。其中形成甲硫基在组织中可以循环使用。
2
ACC的合成
由于ACC是乙烯生物合成的直接前体,因此植物体内乙烯合成时从SAM转变为ACC这一过程非常重要,催化这个过程的酶是ACC合成酶,这个过程通常被认为是乙烯形成的限速步骤。
在从SAM转变为ACC这一过程中,受AVG(氨基乙氧基乙烯基甘氨酸)和AOA(氨基氧乙酸)的抑制。
3
乙烯的合成(ACC
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乙烯)。
从ACC转化为乙烯是一个酶促反应,也是一个需O2的氧化反应,ACC氧化酶(也称乙烯形成酶,EFE)是催化乙烯生物合成中ACC转化为乙烯的酶。缺氧、高温(>35℃)、解偶联剂、某些金属离子等可抑制ACC转化为乙烯。从ACC转化为乙烯应在细胞保持结构高度完整的情况下才能进行。
4
丙二酰基ACC。
ACC除了转化为乙烯外,另一个代谢途径是与丙二酰基结合,生成ACC代谢末端产物丙二酰基ACC(简称MACC)。MACC的生成可看成是调节乙烯形成的另一条途径。
综上所述,乙烯在果蔬中的生物合成遵循蛋氨酸
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SAM
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ACC
—(O2)→
乙烯途径,其中ACC合成酶是乙烯生成的限速酶,因为该酶的出现使果实大量合成ACC,并进一步氧化生成乙烯。EFE是催化乙烯生物合成中ACC转化为乙烯的酶。
根据用途,切花保鲜剂可以分为:一般保鲜液、水合液、脉冲液、STS脉冲液、花蕾开放液和瓶插保持液等。大部分商业性保鲜剂都含有水、乙烯抑制剂、杀菌剂、碳水化合物、生长调节剂等。
1.水水是切花保鲜剂中最重要也是基本的成分。水中的含盐量、水中特殊离子的存在和水的pH都会对瓶插寿命造成影响。自来水对切花保鲜是不利的,它与保鲜剂中的其他有效成分发生沉淀反应等,削弱保鲜物质的作用和引起溶液混浊。一般使用无离子水或纯净水,有利于完全溶解保鲜剂中各种化学成分,且可使保鲜剂活性较稳定,并不含或含少量气泡。通常采取简便经济的做法——把自来水烧开后晾凉后使用。水温在38~40℃可促进切花水分吸收,因为热水在导管中移动比冷水快。2.乙烯抑制剂乙烯是鲜切花衰老过程中最为重要的植物激素,与鲜切花衰老的关系极为密切。鲜切花衰老的最初反应之一是自动催化产生乙烯,而产生的乙烯又进一步促进衰老并导致鲜切花最终凋萎变质。过高浓度的乙烯,会使鲜切花出现各种各样的衰败症状或中毒症状,如花朵畸形、老化、不开放、叶片黄化脱落、花瓣变色、卷曲、脱落等,使鲜切花丧失商品价值。
不同种类切花对乙烯的敏感程度不一样,根据其敏感性的不同一般把切花分为敏感型和不敏感型。将敏感型切花暴露于1~3毫升/升的乙烯大气中24小时就受到伤害。对乙烯不太敏感的切花如火鹤花、天门冬可以抵抗10~100毫升/升以上的乙烯。乙烯毒害较轻时表现为花朵老化稍加快,如菊花、非洲菊;或花朵变蓝或变红,如玫瑰、天竺葵和麝香石竹。毒害严重时表现为花蕾不开放,花瓣畸形或枯萎,甚至落花落叶。
由于乙烯是促进敏感型切花衰老的主要物质,抑制乙烯合成及其作用成为切花保鲜的重要措施。因此很多抑制内源乙烯生成、较少外源乙烯存在的化学药剂被添加到切花保鲜剂中。它们主要分为乙烯合成抑制剂、乙烯作用抑制剂、乙烯清洁剂等类型。
(1)乙烯合成抑制剂①吡哆醛抑制剂。在乙烯生物合成途径中,由SAM形成ACC需ACC合成酶催化,因为ACC合成酶是以吡哆醛为辅基,故吡哆醛抑制剂也是ACC合成酶的抑制剂,进而抑制乙烯的生物合成。吡哆醛抑制剂有两类:一类是乙烯基甘氨酸类似物,如氨基乙氧基乙烯基甘氨酸(AVG)、甲氨基乙烯基甘氨酸(MVG),因为价格昂贵,主要是科研上用;另一类是羟胺类似物,如氨基氧代乙酸(AOA)。
②乙烯结构类似物。乙烯结构类似物的存在相当于增加了乙烯生成化学反应中产物乙烯的浓度,因此可以抑制乙烯的生成,如2,5-降冰片二烯(2,5-NBD)、CO2、乙醇、二硝基苯烯(DNP)、顺式丙烯基磷酸(PPOH)。
(2)乙烯作用抑制剂①STS和硫酸银。为乙烯受体抑制剂,是延缓或防止衰老最有效的药物之一。实验结果表明,STS处理香石竹、满天星、勿忘我,能够推迟膜透性增加的到来,同时抑制膜流动性和ATPase活性的降低。除STS外,常用药剂还有硫酸银,但硫酸银毒性大,且Ag+易与组织上带负电荷的部分结合,致使Ag+的作用被屏蔽。
STS是目前花卉业广泛使用的一类乙烯抑制剂,生理毒性比硝酸银低,在植物体内移动性好,易于从花茎移至花冠,对花朵内乙烯合成有高效的抑制作用,且不易被固定,有效延长多种切花的瓶插寿命。由于STS易分解失效,在切花保鲜过程中应即配即用,且需放在棕色玻璃瓶或暗色塑料容器内避光放置。
②1-MCP(1-甲基环丙烯)。1-MCP是一种新型、高效、低毒的乙烯抑制剂,对切花内、外源乙烯均有拮抗作用。1-MCP比STS更安全和易于使用,被认为是STS的理想替代物,为提高切花采后寿命提供了一种新的保鲜剂。
1-MCP在切花采后处理过程中均能使用,但越早使用效果越好。通常1-MCP的使用浓度是1毫克/千克,处理过程不受时间和温度的限制。
(3)乙烯清除剂市场上销售的乙烯清除剂有很多,根据它们的理化性质,可以划分为物理吸附剂和化学反应剂两大类。
①物理吸附剂。约占市场销售品的一半,具有较多的微细孔道,表面积大的材料都可以选用。如活性炭、矿物粉、具有分子筛孔的合成树脂等。这些吸附剂的表面具有许多孔口和表面层,气态的乙烯与之相碰撞时便会被吸附在上面,但这种吸附并非永久性的吸附,乙烯很容易逸脱再回到环境中与组织接触,即吸附速度与逸脱速度相等时达到饱和状态。
②化学反应剂。常用的有高锰酸钾,二氧化氯等。其中高锰酸钾应用最多,一般与碱(常用三氧化二铝)混合制成保鲜剂在市面上销售,这种制剂虽不因沾水而降低去除能力,但有爆炸的危险,且毒性较强,操作时要十分谨慎。此外,还可以将高锰酸钾溶液吸附在纱布、棉花、蛭石等物体上后再使用。锰对环境造成污染,因此使用完毕应注意回收,妥善处理。3.杀菌剂在花瓶水中生长的微生物细菌、酵母和霉菌大量繁殖后会阻塞花茎导管,使切花吸水困难的同时还产生乙烯和其他有毒物质而加速切花衰老,缩短切花寿命。细菌还会增加切花在贮藏期对低温的敏感性作用。当保鲜液溶液中细菌浓度达到3×109个/毫升时,鲜切花在1小时内就开始出现萎蔫。因此,在保鲜液中要加入杀菌剂以控制微生物的生长。常用的杀菌剂有:
(1)8-羟基喹啉盐类是一种广谱型杀菌剂,易与金属离子结合,夺走细菌内的铁离子和铜离子。该物质可以从茎基切口处溶解到瓶插液中的鞣质失活,抑制细菌的生长,防止导管堵塞。同时它还可以降低水的pH,促进花材吸水,降低气孔开放度以减小蒸腾强度。此外,还可以抑制乙烯的生成。常用的有羟基喹啉硫酸盐(HQS)和羟基喹啉柠檬酸盐(HQC),应用质量分数为200~600毫克/升。但8-羟基喹啉盐类在一些切花中引起负作用,如它造成菊花,丝石竹、茼蒿菊叶片烧伤和花茎褐化,所以需谨慎使用。
(2)季胺化合物比8-羟基喹啉盐稳定、持久,一般对花材不产生毒害,作为杀菌剂被广泛应用,尤其在自来水或硬水中应用更为有利。
(3)噻苯咪唑(thiabendazole,TBZ)是一种广谱型杀真菌剂。常以300毫克/升的质量分数与8-羟基喹啉盐配合使用。TBZ在水中溶解度很低,可用乙醇等先进行溶解。TBZ还表现类似细胞激动素的作用,可以延缓乙烯释放,降低香石竹对乙烯的敏感性。
(4)银盐是一种广谱杀菌剂,低浓度(10~50毫克/千克)硝酸银或醋酸银(以前者为主)用于瓶插液中,高浓度(1000~1500毫克/千克)用于贮运茎端浸渗5~10分钟。硝酸银在花茎中移动性很差,只附着茎端组织上。
(5)硫酸铝是另一种广谱杀菌剂。原理是铝离子的杀菌作用外,还可使溶液酸化抑制细菌生长,稳定切花组织中的花色素苷。除了铝离子的杀菌作用外,硫酸铝能使保鲜液酸化,减少细菌生长,促进切花水分平衡。使用200~300毫克/升的硫酸铝对防止月季弯茎、唐菖蒲保鲜有效。4.碳水化合物碳水化合物是切花的主要营养源和能量来源,它能维持离开母株后的切花所有生理生化过程。它可调节细胞水分平衡和渗透势,增进鲜切花的水分平衡,保持切花花色鲜艳。蔗糖是保鲜剂中使用最广泛的碳水化合物之一,其他代谢糖如葡萄糖和果糖也有同样的效果,乳糖和麦芽糖只在低浓度时才起作用,非代谢糖如甘露糖醇和甘露糖则不起作用。
糖的适宜浓度因处理目的和切花种类而异,一般而言,短时间浸泡处理所用的预处液糖浓度相对较高,长时间连续处理所用的瓶插液浓度相对较低,催花液则介于二者之间,在瓶插液、催花液、脉冲液中蔗糖浓度依次为0.5%~2%、2%~10%、10%~20%。糖浓度过高会导致叶片和花瓣受损伤,表现为边缘焦化等症状,其中叶片更敏感。值得注意的是,糖保鲜液必须与杀菌剂一起使用,以避免微生物繁殖过多引起花茎导管的阻塞。5.植物生长调节物质生长调节剂用于花卉保鲜剂中,它们包括人工合成的生长激素和阻止内源激素作用的一些化合物,既可单独使用又可与其他成分混合使用。主要包括细胞分裂素类(BA、ZT)、赤霉素类、生长延缓剂或抑制剂类、青鲜素及多胺等物质,其中6-BA(5~50毫克/升)、GA3(10~50毫克/升)、B9(100~600毫克/升)常被用到。油菜素内酯BR(一种甾醇类激素)具有细胞分裂素的效应,10-3~10-2毫克/升可延长唐菖蒲的瓶插寿命,但10-5毫克/升则促进衰老。人工合成类似物表油菜素内酯可以用于月季保鲜。植酸对月季、芍药、美人蕉等均有良好的保鲜效果,ABA可以促进气孔关闭,降低蒸腾,从而减少失水和延缓衰老,但因它又是很强的生长抑制剂和衰老诱发因子,使用不当则适得其反。6.其他延缓切花衰老的物质(1)有机酸用于保鲜液的有机酸有柠檬酸及其盐、山梨酸、水杨酸、阿司匹林、苯酚、异抗坏血酸、酒石酸和苯甲酸,其中应用最广泛的是柠檬酸。有机酸的作用是降低水溶液的pH,促进花茎水分吸收和平衡,减少花茎的阻塞。
(2)无机盐类一些盐类,如钾盐、钙盐、镍盐、铜盐、锌盐、硼盐等常用于切花保鲜液中,这些无机盐能抑制水溶液中微生物的活动,增加溶液的渗透压和切花花瓣细胞的膨压,有利于保持切花的水分平衡,延缓切花的衰老过程,不同种类的盐对不同种类的切花保鲜效果有所差别。钙盐和钾盐混合可防止香石竹的软茎及弯茎现象,硫酸铝常被用于月季、唐菖蒲等花的保鲜液中,铝盐能促使气孔关闭,降低蒸腾作用,从而有利于维持水分的平衡。
(3)衰老延缓剂a-氨基异丁酸(AIB)(≥5摩尔/升)单独使用或与20克/升蔗糖混合使用脉冲处理代代花24小时或60毫摩尔AIB脉冲处理香石竹21~24小时,都延长了瓶插寿命。溶血磷脂乙胺醇LPE是目前最有效的天然切花衰老延缓剂,25毫克/升LPE脉冲处理金鱼草,瓶插寿命延长了2~3倍。
(4)表面活性剂为了帮助切花充分吸水和水合作用,常在保鲜剂中添加表面活性剂,据报道,阴离子型高级醇类和非离子型聚氧乙烯月桂醚最为有效。另外,吐温-20(浓度0.01%~0.10%)、中性洗衣粉等也有使用。
以上总结了曾作为花卉保鲜剂成分的各种化合物的作用和研究情况。实际生产中使用的切花保鲜剂多数是由两种以上的化学物质组合而成,绝大多数含有蔗糖和杀菌剂。由于切花开花与衰老的机理复杂多样,任何一种保鲜剂很难适用于所有切花,甚至同一种保鲜剂在同种切花的不同品种上表现的作用也有可能不同,所以,新型的切花保鲜剂不断涌现,使有些切花保鲜剂更加专业化,有些则更具有通用性。
按照个人理解是,乙烯致使叶片黄化是乙烯的轻微化学反应,严重的是引起落花、落苞。虽然它能阻止花的正常生长周期,但是,化学效应是有期段性质的,即使你阻止了这一期,但是它还是会开一期,因为植物若是想要落果就必须遵循先开花后结果的客观原理,因而可以说化学效应是有保质期的,而植物本身在一定环境下也会产生乙烯,阻止花期正常开花,延缓开花的周期。在已经开花后,若是在特定环境产生或是运用了乙烯,那么就会产生促进果实成熟的化学效应了。
一次用药而达到防腐保鲜两种目的,因此将防腐与保鲜联系起来称为防腐保鲜剂或简称保鲜剂。
保鲜剂通常是白色乳化状物体,稀释到一定倍数的水中就成了白色的保鲜液。很多人对食品中的防腐剂不信任,其实,食品防腐剂有害是一种误解。食品中添加防腐剂,可抑制细菌等微生物的繁殖,以保护食物营养和外观。
扩展资料
“保鲜剂按规定使用,并不会对人体造成健康损害。”国家食品安全风险评估中心风险交流部副主任钟凯介绍,保鲜剂又称防腐剂,一般包括两类物质,一个是灭菌剂,主要是防止果实储存过程中霉变腐烂,减少损耗;一个是生长调节剂,比如抑制果实成熟,避免营养流失。
参考资料来源:百度百科-保鲜剂
参考资料来源:人民网-规范使用保鲜剂是安全的