Department of Biochemistry, Tennis Court Road, CB2 1QW, Cambridge, UK.
Planta. 1974 Jun;118(2):101-21. doi: 10.1007/BF00388387.
我们利用冠瘿悬浮组织培养细胞研究了生长素(IAA)的运输。我们已经证明,生长素可以通过两种方式穿过质膜:一种是通过阴离子载体的饱和运输,另一种是脂溶性未解离 IAA 分子的被动(非载体介导)扩散(pK=4.7)。载体对生长素内流的 pH 最佳值约为 pH6,并且在 1-5μM 的范围内,生长素浓度半饱和。我们发现合成生长素 2,4D 特异性抑制载体介导的 IAA 阴离子内流,并且可能也抑制外排。其他不是生长素的脂溶性弱酸,如 3,4-二氯苯甲酸,对生长素运输没有影响。相比之下,我们发现,在完整组织中抑制极性生长素运输的 TIBA 仅抑制载体介导的 IAA 外排。
当细胞外的 pH 值低于细胞质的 pH 值(pH7)时,生长素可以被细胞积累:在摄取的初始阶段,生长素浓度梯度的方向允许被动载体介导的阴离子内流(被 2,4D 抑制)和未离解的酸分子被动扩散进入细胞。一旦进入细胞质,未离解的分子就会离子化,产生更多的 IAA 阴离子,这比在更酸性的细胞外环境中更多。只要细胞外未离解酸的浓度仍高于细胞内浓度,被动扩散就会继续吸收。因此,在摄取后的短时间内,生长素阴离子浓度梯度的方向逆转,生长素在细胞内积累。载体现在能够介导被动 IAA 阴离子外排(被 TIBA 抑制),沿着这个浓度梯度,尽管净吸收仍在进行,因为载体是饱和的,而被动扩散不是。
生长素从细胞中的“分泌”被认为是极性生长素运输的关键步骤。我们提出的证据与以下观点一致:当细胞外 pH 值低于细胞质 pH 值时,生长素的“分泌”依赖于生长素阴离子在细胞内积累时的被动载体介导的外排。这种观点对极性生长素运输理论的影响进行了讨论。