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腺苷-5-三磷酸

腺苷-5’-三磷酸(ATP)為一多功能核苷酸,在細胞中作為輔酶。ATP在細胞內負責為代謝反應輸送化學能,常被稱為是細胞內能量傳遞的「貨幣分子單位」。ATP是由光磷酸化(photophosphorylation)和細胞呼吸作用產生;在許多細胞反應中,包括生物合成、運動與細胞分裂,ATP被酶及結構蛋白質利用。一分子的ATP含有三個磷酸根,而且是由無機磷酸根和腺苷二磷酸(ADP)或腺苷一磷酸(AMP)經ATP合成反應製成。利用ATP作為能源的代謝反應,將其轉變回前驅物。因此,ATP在生物體內不斷回收,對人體而言,每天約有與體重相當的ATP反覆變換。

科學家相信粒線體是由古代真核寄主細胞擄獲的細菌演化而來,粒線體以ADP與無機磷酸根為反應物,經由氧化磷酸化反應,再生ATP。在激酶(kinase)催化的訊息傳遞(signal transduction)途徑中,利用ATP作為受質,使蛋白質和脂質磷酸化;而且腺苷酸環酶(adenylate cyclase)利用ATP製造第二傳訊分子環狀AMP。細胞以ATP與AMP之間的比例判定有多少能量可用,並操控生產與消耗ATP的代謝途徑。除了在能量代謝與傳訊方面的角色外,在DNA複製與轉錄的過程中,ATP也受聚合酶催化,併入核酸中。
在ATP分子的結構中,嘌呤鹼基(腺嘌呤)連接在五碳糖(核糖)之1’碳原子上,三個磷酸根連接在五碳糖的5’碳原子上。ATP、ADP和AMP之間的交互變換就是這些磷酸根的加成與脫去。當ATP參與DNA合成時,核糖核苷酸還原酶先把核糖變成去氧核糖。
在1929年,羅曼(Karl Lohmann)發現ATP,不過直到數年之後科學界才測定出其正確結構。在1941年,利普曼(Fritz Albert Lipmann)認為ATP是細胞中負責能量傳遞的主要分子。在1948年,托德(Alexander Todd)首先以人工方法合成ATP。
三磷酸腺苷对人胃癌细胞恶性表型的去恶化作用
肿瘤组织一般含有许多表型差异的细胞亚群,M17人胃癌单细胞克隆亚系是由人胃癌细胞系(MGC-803)分离的生长快、分化差、恶性表型明显的细胞系。胃癌在我国发病率高,临床特征不明显,不易早期发现,缺乏主要标志和有效的治疗药物。三磷酸腺苷(ATP)对人胃癌细胞增殖有明显的抑制作用,选用ATP作用于M17人胃癌细胞,观察其表型变化,探讨ATP的抗癌作用机理。

材料与方法
1. 细胞培养和处理:用有限稀释法由胃癌细胞母系MGC-803分离出M17单细胞克隆亚系,经传15代后仍保持增殖快、分化差等恶性表型。把M17细胞(104/ml)接种于含15%小牛血清RPMI 1640培养瓶内,次日加入ATP(0.23 mg/ml)作为实验组;对照组细胞不用ATP处理。各组细胞设2瓶,每日更换培养液(实验组含ATP),每日用白血球计数器计数细胞,每瓶细胞计数2次。上述实验重复两次,取均值,计算抑制率并绘制生长曲线。
2. 扫描电镜样品制备:将两组细胞(盖片)经2%戊二醛和锇酸双固定,然后再经醋酸异戊酯置换,经临界点法干燥,用1B-5型离子镀膜仪镀金,扫描电镜下观察。

3. 罗氏黄(lucifer yellow, LY)荧光染料传输法:密度饱和的两组单层培养细胞,用锐刀划痕标记罗氏黄(0.05%LY/PBS)3分钟,洗去染液,立即在荧光显微镜下检查荧光从标记细胞向邻近细胞层传输的级数,表示细胞间隙连接通讯功能。

4. 微丝与粘着斑蛋白-纽蛋白(vinculin)复染:细胞盖片中经PBS洗1次,固定于2%甲醛/PBS中3分钟,再用0.5%TritonX-100/PBS 抽提30分钟,细胞与vinculin单抗(Sigma公司)和FITC-羊抗鼠IgG二抗先做反应,各组洗涤同前,用专一性结合F-肌动蛋白的荧光染料罗丹明-鬼笔环肽(Mol Probes公司)染微丝,用DAPI(4,6-diamidino-2-phyenylindol, Sigma公司)染核后,用60%甘油PBS封片。在落射Olympus荧光显微镜下观察、拍照。


结果

1.增殖的抑制表现:M17单细胞克隆亚系经传15代后恶性表型稳定,增殖速度快。经ATP作用后,增殖速度明显减慢。24小时后对照组的细胞数为3.6×104/ml,实验组的细胞数为3.1×104/ml,增殖的抑制率为13%;48小时后对照组的细胞数为7.16×104/ml,实验组的细胞数为4.06×104/ml,增殖的抑制率为43%;72小时后对照组的细胞数为10.28×104/ml,实验组的细胞数为4.18×104/ml,增殖的抑制率为67%;96小时后对照组细胞数为14.45×104/ml,实验组的细胞数为4.56×104/ml,增殖的抑制率为87%。说明ATP对M17细胞增殖有明显的抑制作用。

2.膜表面微绒毛明显改变:M17细胞表面密布微绒毛(图1),经ATP作用48小时后,M17细胞膜表面较光滑平坦,微绒毛消失(图2),具有正常细胞的表型特征。

3.细胞间隙连接通讯(gap junctional intercellular communication, GJIC)功能的恢复:M17细胞间隙连接通讯功能缺陷,LY荧光染料留在划痕创面不向临近细胞层传输(图3)。经ATP(0.23 mg/ml)处理48小时的M17细胞,LY荧光从标记的划痕创面向邻近细胞层传输3~4层(图4),表明ATP促进了M17细胞间隙连接通讯功能的恢复。

4. 微丝骨架重组和膜粘着斑蛋白-纽蛋白的表达:人正常胃粘膜细胞内微丝形成束状纤维,粗壮而密,纵横交错贯穿整个胞质区形成网络。应力纤维末端终止于膜与底质附着区内面的粘着斑,vinculin荧光染色粘着斑呈泪滴状。M17的微丝骨架破坏,应力纤维消失,鬼笔环肽荧光显示F-肌动蛋白小体出现(图5);而在ATP作用48小时的M17细胞膜内,微丝束粗壮,纵横交错贯穿整个胞质区(图6)。M17细胞vinculin荧光染色为稀疏小点,粘着斑消失(图7);而ATP处理48小时的M17细胞vinculin荧光染色的粘着斑整齐有序地排列在膜内面(图8),近似正常人胃粘膜细胞的粘着斑。
腺苷-5-三磷酸 http://www.lookbio.com/threestyle/lookbio/product/15092836.html

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