Стрессовый белок БХШ 310: характеристика и функции в растительной клетке - Колесниченко А.В.
ISBN 5-98000-005-4
Скачать (прямая ссылка):
23,2±3,8 26,1
Митохондрии преинкубировались с 5 мМ дитиотриетолом для полного
восстановления регуляторных дисульфидных связей и достижения наивысшей
активности альтернативной оксидазы в присутствии 1 мМ пирувата
Использованная концентрация KCN составляла 0,4 мМ.
инкубировавшихся без БХШ 310, до 1,39+0,07 у митохондрий,
инкубировавшихся в присутствии БХШ 310. Отношение АДФ:О вследствие
инкубации митохондрий с БХШ 310 также снижалось с 2,01+0,10 в контрольном
варианте до 1,43+0,14.
Ингибирование основной дыхательной цепи митохондрий KCN в присутствии
дитиотриетола и пирувата показало, что альтернативная цианидрезистентная
оксидаза была полностью активирована (табл. 15). Цианидрезистентное
дыхание контрольных митохондрий составляло 45.8% отдыхания в состоянии 3.
В то же время цианидрезистентное дыхание митохондрий, инкубировавшихся с
БХШ 310 составляло всего 26.1% от дыхания в состоянии 3 (табл. 15). Таким
образом, полученные данные свидетельствуют о том, что инкубация
митохондрий с БХШ 310 вызывала ингибирование альтернативной
цианидрезистентной оксидазы и снижение цианидрезистентного дыхания. В
связи с этим можно считать, что БХШ 310 не является активатором
альтернативной цианидрезистентной оксидазы растительных митохондрий
(Колесниченко и др., 2001).
Интересно отметить, что аналогичное влияние на функционирование
альтернативной оксидазы оказывает и активация митохондриальных UCP-
подобных белков. Эти данные были получены при изучении влияния активации
PUMP свободными жирными кислотами на функционирование альтернативной
оксидазы (Sluse et al., 1998; Almeida et al., 1999).
12.3 Влияние БСА, связывающего свободные жирные кислоты и ингибирующего
активность UCP-подобных разобщающих белков, на активность БХШ 310
Митохондриальные разобщающие белки (англ. транскрипция - uncoupling
proteins, UCP) в настоящее время обнаружены как в митохондриях животных и
человека, так и в растительных органеллах (Скулачев, 1989; Vercesi et
al., 1995; Jezek et al., 1998, 2000; Jezek, Garlid, 1998; Samec et al.,
102
1998; Bouillaud et al., 2001). Эти белки, как предполагают, являются
филогенетически специализированными
протеинами, с помощью которых осуществляется
регулируемое разобщение процессов окисления и
фосфорилирования (Fleury, Sanchis, 1999; Bouillaud et al.,
2001). Все известные разобщающие белки принадлежат к семейству
митохондриальных переносчиков и являются белками внутренней мембраны
органелл (Garlid et al., 1998, 2000, 2001; Jezek et al., 1998; Jezek,
Garlid, 1998).
UCP1, ранее известный как UCP или термогенин, является в этом смысле
"классическим" митохондриальным разобщающим белком, специфичным для
митохондрий бурой жировой ткани млекопитающих (Palou et al., 1998;
Klingenberg, 1999; Klingenberg, Huang, 1999; Nicholls, Rial, 1999;
Ricquier, Bouillaud, 2000a, Stuart et al., 1999, 2001). Этот белок
кодируется ядерным геномом. Мол. масса термогенина у всех исследованных
видов животных и человека приблизительно равна 33 кДа. UCP1 представляет
собой мономер, состоящий из 305 аминокислот у человека и 306 аминокислот
у мыши (Jezek et al., 1998). Функциональная единица белка является
гомодимером (Palou et al., 1998, Ricquier, Bouillaud, 2000a,b). Согласно
принятой в настоящее время большинством исследователей модели, UCP1
выступает посредником, облегчающим трансмембранный перенос анионов жирных
кислот (Garlid et al., 1998, 2000; Palou et al., 1998; Jezek, 1999;
Skulachev, 1999; Klingenberg et al., 2001; Stuart et al., 2001).
Изучение геномов растений позволило установить, что в них присутствуют
гены, кодирующие белки, имеющие высокую гомологию с UCP1 и UCP2. Эти
белки были названы растительными митохондриальными разобщающими белками
(plant mitochondrial uncoupling proteins - PUMP) (Vercesi et al., 1995;
Laloi, 1997, Jarmuszkiewicz, 2001; Vercesi, 2001). Растительный
разобщающий митохондриальный белок PUMP вначале был выделен из клубней
картофеля, затем с помощью
103
иммунологических методов был обнаружен в других видах растений ка к
полипептид с мол. массой 32 кДа и димер с молекулярной массой 64 кДа
(Laloi, 1997; Jezek et al., 1998). При помощи вестерн-блоттинга белок
PUMP был обнаружен в митохондриях значительного количества исследованных
видов как однодольных, так и двудольных растений [Jezek et al., 2000].
Среди исследованных однодольных растений PUMP был обнаружен у пшеницы,
лука и кукурузы (Jezek et al., 2000; Murayama, Handa, 2000; Pastore et
al., 2000), среди двудольных - у картофеля (Vercesi et al., 1995),
свеклы, капусты, турнепса, подсолнечни ка, шпината (Jezek et al.,
2000), арабидопсиса (Maia et al., 1998; Watanabe et al, 1999), апельсина,
папайи, банана и ананаса (Jezek et al., 1998), табака, манго (Considine
et al., 2001; Jezek et al., 2001), томата (Costa et al., 1999; Sluse,
Jarmuszkiewicz, 2000). Изучение разобщения в митохондриях, изолированных
из этих видов растений, вызванного добавлением линолевой кислоты,
