Стрессовый белок БХШ 310: характеристика и функции в растительной клетке - Колесниченко А.В.
ISBN 5-98000-005-4
Скачать (прямая ссылка):
стрессовый белок БХШ 310 активатором альтернативной цианидрезистентной
оксидазы или, поскольку молекулярная масса одной из субъединиц БХШ 310
близка к молекулярной массе димера разобщающего белка PUMP,
митохондриальных UCP-подобных разобщающих белков.
12.1 Влияние БХШ 310 на функционирование различных комплексов
дыхательной цепи митохондрий озимой пшеницыг
Известно, что действие разобщающих белков типа UCP приводит к изменению
протонной проводимости внутренней мембраны митохондрий и зависит от
присутствия жирных кислот, которые функционируют в качестве протонофоров
(Palou et al., 1998). Если разобщение, вызываемое БХШ 310, происходит по
подобному механизму, то можно предположить, что разобщающий эффект
данного белка на отдельные комплексы дыхательной цепи должен быть
одинаков. В то же время имеется ряд данных, свидетельствующих о том, что
открытие митохондриальной поры (РТР), которое также может вызывать
разобщение окисления и фосфорилирования в митохондриях, происходит
гораздо более легко при использовании субстратов комплекса I дыхательной
цепи, чем
88
при использовании доноров электронов комплексов II или IV (Fontaine et
al., 1998). В связи с этим было необходимо провести изучение влияния БХШ
310 на энергетическую активность митохондрий при функционировании
различных комплексов дыхательной цепи митохондрий. Для определения
влияния БХШ 310 на функциональную активность комплексов дыхательной цепи
использовали различные субстраты цикла трикарбоновых кислот. Для
комплекса I - а-кетоглутарат и малат, для комплекса II - сукцинат, для
комплекса III - НАДН и для комплекса IV - аскорбат плюс ТМФД. При
окислении сукцината, НАДН и аскорбата для ингибирования транспорта
электронов через комплекс I использовали ротенон (3 мкМ).
Свежевыделенные митохондрии озимой пшеницы имели высокую энергетическую
активность и нормальную степень сопряжения окисления и фосфорилирования
(табл. 10-14). Инкубация этих митохондрий в течение 90 мин при 00С не
вызывала значительных изменений их активности. Скорости фосфорилирующего
(состояние 3) и нефосфорилирующего (состояние 4) дыхания, дыхательный
контроль по Chance-Williams и отношение АДФЮ во время гипотермии in vitro
менялись незначительно. Имело место только некоторое ослабление
дыхательной активности (табл. 10-14).
На основании современных представлений о составе митохондриальной
дыхательной цепи (Douce, 1985; Moore, Siedow, 1991; Scheffler, 2000) было
проведено изучение влияния БХШ 310 на функциональную активность ее
комплексов I - IV в условиях инкубации митохондрий in vitro при 00С.
Известно, что аскорбат + ТМФД являются эффективным искусственным донором
электронов, которые могут быть переданы на комплекс IV (последнюю часть
дыхательной цепи) через цитохром с помимо всех других комплексов. В связи
с этим эти субстраты были использованы для изучения функционального
состояния комплекса IV. Полученные данные свидетельствуют, что добавление
БХШ 310 не вызвало значительных изменений в скорости
89
фосфорилирующего (состояние 3) дыхания в течение 90 мин инкубации
митохондрий (табл. 10). В то же время оно немедленно вызвало некоторое
увеличение скорости нефосфорилирующего (состояние 4) дыхания и небольшое
уменьшение дыхательного контроля и отношения АДФЮ. Дальнейшая инкубация
этих митохондрий вплоть до 90 мин показала, что эти изменения происходят
во время всей продолжительности эксперимента (табл. 10).
Таблица 10
Влияние БХШ 310 на окислительную активность митохондрий озимой
пшеницы. Субстрат окисления: 2 мМ аскорбат + 0.2 мМ ТМФД. M+m, n=6.
Инкубация, мин Скорость поглощения кислорода, нмоль
Дыхательны1й контроль Отношение
02/мин/мг белка АДФ:0
Состояние 3 Состояние 4
Контроль
5 140.3+1.4 88.8+2.7 1.58+0.03 0.79+0.03
30 136.5+3.1 93.0+0.2 1.47+0.04 0.76+0.01
60 135.6+3.2 96.0+1.1 1.42+0.01 0.80+0.12
90 124.5+2.4 87.5+1.8 1.42+0.01 0.72+0.02
С добавлением БХШ 310
5 137.0+2.3 96.1+2.4 1.42+0.01 0.67+0.21
30 136.8+3.3 100.8+5.6 1.36+0.10 0.59+0.23
60 136.0+2.1 98.4+1.7 1.38+0.01 0.53+0.22
90 130.4+1.8 105.0+3.5 1.24+0.06 0.52+0.17
Сходные данные были получены и при изучении комплекса III и "внешней"
НАДН дегидрогеназы. Действительно, когда в качестве субстрата окисления
был использован экзогенный НАДН, потребление кислорода было связано с
потоком электронов через участок дыхательной цепи "внешняя" НАДН
дегидрогеназа - убихинон - комплекс III -комплекс IV. Полученные
результаты показывают, что скорость фосфорилирующего (состояние 3)
дыхания не
90
зависит от присутствия БХШ 310 в среде инкубации. В то же время
добавление БХШ 310 вызывало более сильное увеличение скорости
нефосфорилирующего дыхания и уменьшение дыхательного контроля и отношения
АДФ:0 по сравнению с комплексом IV (табл. 11).
Таблица 11
Влияние БХШ 310 на окислительную активность митохондрий озимой пшеницы1.
Субстрат окисления: 1 мМ НАДН в присутствии 3 мкМ
ротенона. M+m, n=6.
