Стрессовый белок БХШ 310: характеристика и функции в растительной клетке - Колесниченко А.В.
ISBN 5-98000-005-4
Скачать (прямая ссылка):
позволило выявить в них функциональную активность белка PUMP (Jezek et
al., 2000). На основании этих фактов было выдвинуто предположение о
повсеместном присутствии данного разобщающего белка в растениях.
Интересно также отметить, что при изучении влияния а ктивации PUMP
свободными жирными кислотами на функционирование альтернативной оксидазы
было установлено, что а ктивация PUMP вызывает ингибирование
альтернативной о ксидазы (Sluse et al., 1998; Almeida et al.,
1999).
Следует отметить, что почти все обнаруженные в растениях UCP-подобные
разобщающие белки, в частности StUCP (Laloi, 1997) и PUMP в клубнях
картофеля при хранении (Nantes et al., 1999), AtPUMP у арабидопсиса (Maia
et al., 1998), а также SfUCPa и SfUCPb в початках Symplocarpus foetidus
(Ito, 1999)] индуцируются холодом. В связи с этим имеются все основания
предполагать, что эти белки принимают участие в защите растений от
низкотемпературного стресса (Laloi, 1997;
104
Maia et al., 1998; Ito, 1999) и, следовательно, могут считаться
стрессовыми белками растений (Колесниченко и др., 2000).
Поскольку, как отмечалось выше, функционирование известных в настоящее
время "классических"
митохондриальных разобщающих белков типа UCP связано с циклическим
оборотом через митохондриальную мембрану жирных кислот, то, в
соответствии с этим механизмом, добавление к инкубируемым in vitro
митохондриям БСА, связывающего свободные жирные кислоты, должно вызвать
резкое ингибирование активности "классического"
разобщающего белка. Действительно, имеются данные, говорящие о том, что,
после стимуляции разобщения добавлением экзогенной линолевой кислоты,
добавление БСА вызывает ингибирование активности растительного
разобщающего белка PUMP (Jarmuszkiewicz et. al., 1998). В связи с этим
можно предположить, что, если разобщающий стрессовый белок БХШ 310 также
функционирует как переносчик жирных кислот, либо как регулятор активности
известных разобщающих белков, то инкубация изолированных митохондрий
одновременно с БХШ 310 и с БСА не должна оказывать на них разобщающего
эффекта.
Результаты экспериментов показали, что митохондрии, выделенные из побегов
проростков озимой ржи, были энергетически активными и имели хорошую
степень сопряжения окисления и фосфорилирования (табл. 16). Инкубация
этих митохондрий при 00С в течение 90 мин вызывала некоторое снижение их
энергетической активности. При этом скорость фосфорилирующего (состояние
3) дыхания незначительно снижалась, скорость нефосфорилирующего
(состояние 4) дыхания оставалась практически неизменной, дыхательный
контроль снижался на 0.34, а отношение АДФ3 во время гипотермии in vitro
снижалось на 0.12 (табл. 16). Таким образом, во время инкубации органелл
при гипотермии произошло частичное разобщение процессов окисления и
фосфорили-рования. Подобные изменения митохондриальной
105
активности, как известно, связаны с увеличением количества свободных
жирных кислот в органеллах во время инкубации при 00С (Войников, 1980;
Войников и др., 1983) и активацией ими митохондриальных разобщающих
белков (Jezek et al., 1998). В то же время известно, что добавление 0.5%
БСА к инкубируемым митохондриям связывает свободные жирные кислоты и
инактивирует "классические" разобщающие белки (Jarmuszkiewicz et. al.,
1998).
Таблица 16
Влияние БСА (0.5%) и стрессового разобщающего белка БХШ 310 (0.5 мг на 1
мг митохондриального белка) на энергетическую активность митохондрий
озимой ржи во время их инкубации при 00 в течение 90 мин.
Субстрат окисления: 10 мМ малат+10 мМ глутамат. M±m, n=6.
'нкубация мин Потребление кислорода, нмоль 02/ мин/мг белка
Дыхательный контроль Отношение АДФ:0
Состояние 3 Состояние 4
Контроль
5 90.7+5.9 40.8+0.9 2.21+0.21 2.00+0.13
30 82.9+5.5 41.5+0.3 1.99+0.11 2.00+0.11
60 79.2+3.0 41.1+1.7 1.88+0.05 1.88+0.08
90 76.7+7.3 41.4+0.1 1.87+0.15 1.88+0.01
С добавлением БСА
5 90.3+5.8 35.8+0.2 2.54+0.04 2.12+0.02
30 87.3+2.1 33.3+0.2 2.63+0.08 2.00+0.16
60 78.4+5.1 35.4+1.0 2.22+0.21 2.07+0.01
90 78.8+3.9 37.2+2.7 2.13+0.25 1.98+0.08
С добавлением БХШ 310
5 84.8+1.3 48.6+3.7 1.75+0.14 1.90+0.13
30 83.8+1.0 49.3+0.1 1.70+0.02 1.58+0.04
60 76.7+4.0 48.4+0.8 1.59+0.10 1.47+0.13
90 70.9+5.4 46.0+2.4 1.55+0.18 1.40+0.16
С добавлением БХШ 310 и БСА
5 90.1+5.1 41.9+3.3 2.20+0.12 1.97+0.12
30 80.4+9.1 42.9+0.1 1.88+0.21 1.82+0.02
60 83.6+3.1 46.7+0.4 1.79+.0.08 1.73+0.01
90 77.9+3.7 50.6+0.6 1.44+0.06 1.49+0.19
106
Добавление к митохондриям с целью связывания эндогенных жирных кислот
0.5% бычьего сывороточного альбумина (БСА) значительно повысило их
активность. При этом, если скорость дыхания в состоянии 3 по отношению к
контролю практически не менялась (табл. 16), то скорость дыхания в
состоянии 4 была в данном варианте опыта значительно ниже, чем в контроле
- 35.8±0.2 нмоль О2/мин/мг белка в начале инкубации и 37.2±2.7 нмоль
О2/мин/мг белка через 90 мин инкубации. У митохондрий с добавлением БСА
