Стрессовый белок БХШ 310: характеристика и функции в растительной клетке - Колесниченко А.В.
ISBN 5-98000-005-4
Скачать (прямая ссылка):
В отсутствии же какого-либо субстрата окисления (метаболическое состояние
1) добавление БХШ 310 к митохондриям озимой пшеницы вызывало поглощение
кислорода митохондриями, но уже после 1 мин инкубации этот эффект исчезал
и скорость потребления кислорода митохондриями падала до нуля (рис. 71).
Следовательно, можно заключить, что в отсутствии субстрата окисления
восстановленная форма БХШ 310 окисляется и отдает электроны в
электронтранспортную цепь, в то время как в присутствии субстрата о
кисления БХШ 310 функционирует не
180
только как донор электронов для комплекса IV, но и как акцептор
электронов для комплекса I, в связи с чем и наблюдается его постоянное
разобщающее действие. Кроме того, эти данные указывают на то, что БХШ 310
из стрессированных растений существует как стабильная восстановленная
форма.
Таким образом, все полученные к настоящему времени данные указывают на
то, что БХШ 310 способен шунтировать поток электронов по основному
цитохромному пути таким образом, что электроны с комплекса I в обход
убихинона и комплекса III могут идти через БХШ 310 на цитохром с и
комплекс IV.
181
17 ЗАКЛЮЧЕНИЕ
За прошедшие с открытия стрессовых белков растений и начала данной работы
два десятилетия достигнут несомненный прогресс в изучении стрессовых
белков и понимании их физиологической роли. К настоящему времени усилиями
большого числа исследователей установлено, что, как ответ растительного
организма на низкотемпературный стресс, так и формирование закаленного
состояния растения начинается непосредственно с момента начала охлаждения
и протекает при участии определенных, стрессовых, белков. Кроме
значительного числа вовлеченных в эти процессы ферментов, к настоящему
времени выделено несколько семейств белков, специфически связанных с
этими процессами (Колесниченко и др., 2000б). Это шапероны и дегидрины
(Close, 1996, 1997), антифризные белки (Griffith et al., 1997;
Antikainen, Griffith 1997), многофункциональные белки, регулирующие
процессы трансляции и транскрипции (Ladomery, 1997) и белки, разобщающие
во время низкотемпературного стресса окисление и фосфорилирование
(Vercesi et al., 1995; Maia et al., 1998; Vercesi, 2001; Voinikov et al.,
1998), к числу которых и принадлежит изучаемый нами белок БХШ 310.
Как было установлено при помощи электрофореза нативных белков, содержании
этого белка наиболее сильно возрастает во время низкотемпературного
стресса у проростков озимой ржи, у которой во время стресса данный белок
становится одним из преобладающих цитоплазматических нативных белков.
Наличие данного белка или иммунохимически родственных ему нативных белков
установлено и у всех других изученных злаков. Показано, что молекулярная
масса нативного белка равна 310 кДа, при этом белок состоит из двух типов
субъединиц с молекулярными массами 56 и 66 кДа (Колесниченко и др.,
1996). Этот стрессовый белок обозначен как БХШ 310 (белок холодового шока
с молекулярной массой 310 кДа) (Колесниченко и др.,
182
1996, 1997). Использование линий нехолодостойкого сорта озимой пшеницы
Безостая 1 с замещением хромосом от холодостойкого сорта Альбидум 114
позволило установить, что конститутивный синтез этого белка
контролируется 1 и 6 хромосомами D-генома мягкой пшеницы (Войников и др.,
1998). Получение специфической антисыворотки против БХШ 310 позволило
провести работы по установлению его внутриклеточной локализации и изучить
изменения в его содержании в растениях при действии низкой температуры.
Показано, что понижение стрессирующей температуры вызывает повышение в
содержании данного белка. Наибольшее содержание БХШ 310 установлено при
температуре 3°С (Колесниченко и др., 1996). Интересно отметить
неравномерность изменения содержания этого белка при длительном
воздействии на растения низкой положительной температуры (закаливании).
Значительное увеличение его содержания происходит в течение первого часа
гипотермии. Затем в течение первых суток воздействия закаливающей
температуры содержание БХШ 310 снижается. По данным рокет-
иммуноэлектрофореза, отмечается повторное увеличение содержания БХШ 310
после третьих суток воздействия закаливающей температуры (Колесниченко и
др., 1997).
Необходимо отметить, что в ходе дальнейших исследований было установлено,
что у закаленных растений термогенез (одна из основных функций БХШ 310)
выражен в значительно меньшей степени, чем у незакаленных (Kolesnichenko
et al., 2001e). Поскольку при изучении функционирования БХШ 310 в
митохондриях выявлено различие разобщающей способности конститутивно
синтезируемой и стрессовой форм данного белка (Pobezhimova et al., 2001),
то можно предполагать, что синтезирующаяся у закаленных растений
конститутивная форма БХШ 310 не переходит в стрессовую. В таком случае,
функции БХШ 310 в ходе закаливания растений к низкой температуре должны
183
отличаться от тех, которые он выполняет во время кратковременной
гипотермии.
Содержание БХШ 310 в незакаленных проростках высокоустойчивых сортов и
