为了研究剪切力对红豆杉细胞一氧化氮(NO)和促分裂原活化蛋白激酶(MAPK)的影响,在膜式Couette反应器中悬浮培养东北红豆杉细胞,研究了剪切力作用下细胞内NO和氧化还原态的变化、H<,2>O<,2>和MAPK调控模型的稳定性,试图从调控模型的稳定性角度分析细胞信号的动态特征. 研究了剪切力作用下红豆杉细胞中NO的变化及其作用.实验发现剪切力作用下红豆杉细胞中NO的浓度在5h达到最大,NO和SNP等氮氧化物抑制了红豆杉细胞谷胱苷肽转硫酶(GST)的活性,GST活性降低有利于保持细胞内GSH的含量和延缓细胞内微环境趋于氧化态.用活性氧的代谢模型定量地分析了NADPH在抗坏血酸.谷胱苷肽(ASC-GSH)循环和活性氧清除中的作用,结果表明细胞内的ASC和GS}{被用于清除活性氧,NADPH是维持ASC-GSH循环所必须的还原剂,NADPH缺乏引起细胞内ASC、GSH氧化和细胞内H<,2>O<,2>的浓度增大. 引入比例、积分和微分调节概念,把H<,2>O<,2>的产生和清除过程分别看作信号的比例放大和积分或微分反馈调节过程,用Simulink模拟了不同调控模型中H<,2>O<,2>的动态特征,结果显示积分负反馈调节模型与H<,2>O<,2>的实验结果相吻合.探讨了MAPK调控模型的稳定性,负反馈Huang-Ferrell模型和Kholodenko模型是一致的,两种模型都存在双稳态区和磷酸化MAPK的振荡区,增大MAPK浓度或磷酸化速率都能引起负反馈Huang-Ferrell模型中MAPK的振荡.激发MAPKKK磷酸化的酶E1的周期性变化也能产生与上述两种模型类似的振荡特征.多分辨分析方法能在二维空间上区分不同条件下H<,2>O<,2>和磷酸化MAPK的动态差别. 对比了传统式和膜式CoueRe剪切反应器中溶解氧的差异,结果表明膜式反应器中能维持较高的溶解氧,在相同的实验条件下,膜式反应器中的细胞活力较高. 通过考察剪切力作用下红豆杉细胞壁和细胞壁蛋白的变化,发现活性氧引起胶质的交联反应和蛋白表达的差异,随着剪切力时间延长,交联反应程度和细胞壁中蛋白质分子总的无规则卷曲程度都增加,同时细胞壁中WAKl的表达也增加.用主成分聚类法分析了剪切力作用前后细胞壁的差异,发现剪切力作用8h后,细胞壁的差异才明显.