Стрессовый белок БХШ 310: характеристика и функции в растительной клетке - Колесниченко А.В.
ISBN 5-98000-005-4
Скачать (прямая ссылка):
6.0. По казано, что при низ ких концентрациях цитохрома с (5 - 15 мкМ)
видимого восстановления цитохрома с белком не наблюдается. При насыщении
реа кционной среды увеличивающимися концентрациями цитохрома с
происходило значительное изменение оптичес кой плотности, которое
достигало ма ксимума при 30 м кМ (рис. 70). При дальнейшем насыщении
реакционной среды цитохромом с (до 50 м кМ) наблюдали выход на плато.
5 10 15 20 25 30 35 40 45 50
концентрация цитохрома с, мкМ
Рис. 70. Изменение оптической плотности (dOD) разных концентраций
окисленного цитохрома с в присутствии БХШ 310 при pH 6.0. Концентрация
добавленного БХШ 310 составляла 1.25 мг/мл. Длина волны1 550 нм.
Опыты по восстановлению цитохрома с стрессовым белком БХШ 310 in vitro
были подтверждены в опытах in organello. В этих опытах была предпринята
попытка создания
177
искусственной трансмембранной электронтранспортной цепи в митохондриях
при помощи ассоциации с ними БХШ 310 и добавления к ним э кзогенного
цитохрома с. Известно, что добавление к интактным митохондриям цитохрома
с не вызывает изменений их энергетических параметров, поскольку цитохром
с не может преодолевать наружную мембрану митохондрий. Действительно,
добавление цитохрома с к митохондриям, изолированным из побегов озимой
пшеницы и гороха, не вызывало значительных изменений в с корости
поглощения кислорода (табл. 24).
Таблица 24
Влияние БХШ 310 и цитохрома с на скорость поглощения кислорода в
состоянии 4 митохондриями озимой пшеницы1 и гороха. Субстрат окисления:
10 мМ малат + 10 мМ глутамат. M±m, n=3.
Вариант опыта Нмоль 02/мин/мг белка
V4 V v цит с VБХШ 310 VБХШ310/цит с V анти310
Пшеница 32,41±5,18 30,82±3,02 41,48±0,16 50,08±0,91 32,41±0,22
Горох 31,84±2,17 30,55±2,17 42,22±0,04 46,39±2,42 31,84±2,42
Примечание: Уцит с - скорость поглощения кислорода в состоянии 4 после
добавления цитохрома с; УБХШ 310 - скорость поглощения кислорода в
состоянии 4 после добавления БХШ 310; УБХШ310/цит с - скорость поглощения
кислорода в состоянии 4 после добавления БХШ 310 и цитохрома с; Уанти310-
скорость поглощения кислорода в состоянии 4 после добавления БХШ 310,
цитохрома с и антисыворотки против БХШ 310.
Добавление БХШ 310 вызывало увеличение скорости нефосфорилирующего
дыхания в митохондриях этих растений (на 28% у пшеницы и на 33% у
гороха), что указывает на разобщение окислительного фосфорилирования. В
то же время, в отличие от интактных митохондрий, в присутствии БХШ 310
последующее добавление цитохрома с приводило к усилению потребления
кислорода - на 21% в митохондриях
178
пшеницы и на 10% в митохондриях гороха. Добавление к митохондриям
антисыворотки против БХШ 310 снижало скорость поглощения кислорода до
скорости дыхания в
состоянии 4 до добавления белка (табл. 24).
Полученные данные можно интерпретировать как трансмембранную утечку
электронов с комплекса I дыхательной цепи через стрессовый белок БХШ 310
на экзогенно добавленный цитохром с. Последующее добавление к
митохондриям антисыворотки против БХШ 310 блокировало утечки через этот
белок, как на цитохром с, расположенный в межмембранном пространстве,
та к и на э кзогенно
добавленный цитохром с.
Полученные в этих опытах данные являются
доказательством того, что БХШ 310 может участвовать в
окислительно-восстановительных реакциях, протекающих во внутренней
мембране митохондрий и передавать электроны на цитохром с. Следовательно,
посколь ку данный белок может ка к принимать электроны с комплекса I, та
к и отдавать электроны на цитохром с, то он должен являться редокс-
агентом и находиться в клетке либо в окисленной, либо в восстановленной
форме. В этом случае можно предположить, что, если добавление БХШ 310 к
изолированным митохондриям в присутствии какого-либо субстрата о кисления
должно вызвать увеличение скорости дыхания в состоянии 4, наблюдающееся
вплоть до полного исчерпания субстрата о кисления либо кислорода в среде
инкубации митохондрий, то его добавление к изолированным митохондриям в
отсутствие какого-либо субстрата о кисления должно вызвать
кратковременное изменение в поглощении кислорода за счет принятия или
отдачи им эле ктронов в электронтранспортную цепь митохондрий.
Действительно в следующем эксперименте добавление БХШ 310 к митохондриям
озимой пшеницы, окисляющим малат, в состоянии 4 вызывало увеличение
скорости дыхания в состоянии 4 и снижение коэффициента ДК, наблюдавшееся
179
вплоть до исчерпания кислорода в среде инкубации митохондрий.
|\/lito Mitn
Рис. 71. Влияние БХШ 310 (0.5 мг/мг митохондриального белка) на
энергетическую активность митохондрий. Линия a - в отсутствие субстрата
окисления в среде инкубации; линия b - в присутствие 10 мМ малата + 10 мМ
глутамата в среде инкубации. Стрелки показывают добавление митохондрий
(Mito), АДФ и БХШ 310. Цифры над линией показывают скорости потребления
кислорода митохондриями. Цифры под линией показывают ко ффициент
дыхательного контроля.
