螃蟹鰓部參與滲透壓調節的酵素在適應淡水環境之重要性

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Title:	螃蟹鰓部參與滲透壓調節的酵素在適應淡水環境之重要性
Other Titles:	The Significance of the Osmoregulatory Enzymes in the Crab Gills for Freshwater Adaptation
Authors:	林惠真 Lin, Hui-Chen
Contributors:	行政院國家科學委員會東海大學生物系
Keywords:	滲透壓調節;Na+;K+-ATPase;H+-ATPase 及Carbonic anhydrase
Date:	2004
Issue Date:	2011-11-07T12:42:34Z (UTC)
Abstract:	螃蟹，不但須應付週期性的鹽度變動，生活在中高潮位的物種，更是成功地穿梭在水與空氣完全不同的介質間；是少數含有可以生活於各種棲地(廣泛分佈在如:海洋、溪流、潮間帶、河口區以及陸地等)的一種生物類群。在應付呼吸、離子調節及酸鹼平衡等需求時，首先是螃蟹的鰓在結構及功能上的改變，包括鰓的對數、鰓在氣體交換與離子調節工作的分工及甚至鰓外層幾丁質通透性等面向。其調控機制又視物種是屬於hyper-, hypo, 或hyper-hypo orsmoregulator 以及其適陸性，有很大的變異與多樣性。螃蟹鰓的Na+, K+-ATPase 活性變動的情形與其適陸性的程度有相當的關係(Lin et al. 2002)。最近，有一些關於H+-ATPase 重要性的討論，其主要的論點是：在海水環境時，離子調節主要是藉由細胞基底膜上Na+, K+-ATPase 的主動運輸作為原動力﹔在淡水時，卻是藉由細胞頂部 (apical)膜上的H+-ATPase 來做為原動力。但是也有文獻指出H+-ATPase 並非位於細胞頂膜，而是在細胞質中。此外，過去被認為與呼吸作用較相關的Carbonic anhydrase (CA)，可能在滲透壓調節上也扮演重要角色；在本實驗室過去的研究結果中，暗示在高鹽度環境下，CA 所扮演離子調節的角色比Na+, K+-ATPase 更為重要。這些機制以及各個酵素的位置仍需要再做確認。綜觀過去10 年研究報告，多半只是對Na+, K+-ATPase、H+-ATPase 及Carbonic anhydrase 等三種酵素，在螃蟹鰓之離子調節細胞上的分佈及活性，進行各自的討論。有待釐清的疑問至少有下列兩項：(1) H+-ATPase 在離子調節細胞上的分佈的不同，是否代表螃蟹在適應淡水環境的能力上，已有分群的現象? (2) 不同類群的螃蟹，三種酵素在離子調節的相對重要性及變化情形是否不同?本計劃預定以適淡水及適海水程度不同之潮間帶螃蟹為對象，觀察H+-ATPase 是否是螃蟹適應淡水環境的關鍵。目前選擇的物種包括有兩個科共十二種的螃蟹。在這12 種螃蟹之中，依棲地又可分為三大類群。初步結果，H+-ATPase 的分佈與預期相符：適陸性愈高或淡水性物種的H+-ATPase 分佈於離子調節鰓的頂膜上；廣鹽性或是對淡水忍受度較差的物種，H+-ATPase 分佈於離子調節鰓的細胞質中。本計劃在未來三年間，預定逐年進行下列各項研究：第一年：以免疫組織定位的方式，檢查約12 種以上棲息在海水、淡水以及潮間帶螃蟹鰓上H+-ATPase 在細胞上的位置，以釐清H+-ATPase 是否真的是螃蟹適應淡水環境的關鍵。建立H+-ATPase 活性測定的技術。第二年：由第一年的結果中，選定幾種物種，測量Na+, K+-ATPase、H+-ATPase 及 carbonic anhydrase 之活性變化及Western Blotting。第三年：延續第二年的各項測量，並對三種蛋白質的變化關係，在離子調節、氣體交換及酸鹼平衡的相對重要性，提出模式。
Relation:	研究編號：NSC93-2311-B029-006 研究期間：2004-08 ~ 2005-07
Appears in Collections:	[畜產與生物科技學系所] 國科會研究報告

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