Стрессовый белок БХШ 310: характеристика и функции в растительной клетке - Колесниченко А.В.
ISBN 5-98000-005-4
Скачать (прямая ссылка):
комплексы дыхательной цепи митохондрий. Наиболее сильное увеличение
нефосфорилирующего дыхания отмечено при
функционировании первого комплекса дыхательной цепи. На остальные
комплексы митохондриальной дыхательной цепи этот белок влияет в
значительно меньшей степени (Grabelnych et al., 2001a). При этом
стрессовый белок БХШ 310, синтезирующийся у трехсуточных проростков
озимой ржи конститутивно, обладает более слабой разобщающей
186
активностью, чем находящийся в клетке во время низкотемпературного
стресса (Pobezhimova et al., 2001).
При инкубации изолированных митохондрий с данным белком при 0 0С
происходит быстрая и сильная ассоциация БХШ 310 с митохондриями
(Kolesnichenko et al., 2001с), причем зафиксирован эффект термогенеза,
вызываемый добавлением к митохондриям БХШ 310 (Voinikov et al., 2001).
К настоящему времени в митохондриях растений обнаружен целый ряд белков,
при функционировании которых также происходит разобщение окисления и
фосфорилирования. В связи с этим необходимо было установить, является ли
БХШ 310 белком, родственным этим известным белкам, либо он является их
активатором, либо данный стрессовый белок является белком с отличным от
известных механизмом функционирования. При изучении влияния ингибиторов
известных растительных разобщающих белков (PUMP и StUCP) на разобщающую
активность БХШ 310 установлено, что бычий сывороточный альбумин в
концентрациях, связывающих свободные жирные кислоты и полностью
подавляющих активность известных разобщающих белков, не оказывает влияния
на разобщающую активность БХШ 310 (Войников и др., 2001а). В то же время
показано, что БХШ 310 не является активатором альтернативной
цианидрезистентной оксидазы, поскольку вызванные его добавлением
увеличение нефосфорилирующего дыхания и термогенез ингибируется KCN
(Войников и др., 2001б). В связи с этим выдвинуто предположение, что
механизм разобщающего действия БХШ 310 отличается от механизма действия
известных разобщающих растительных белков.
Необходимо отметить то, что добавление к изолированным митохондриям
злаков антисыворотки против БХШ 310 позволяет устранить разобщающий
эффект этого стрессового белка (Войников и др., 2001а; Kolesnichenko et
al., 2001c). Поскольку известно, что антитела могут преципитировать
антиген только на поверхности наружной мембраны
187
митохондрий, то данный фа кт позволяет сделать вывод, что БХШ 310,
вызывающий разобщение окисления и фосфорилирования, ассоциирован с
митохондриями с наружной стороны наружной мембраны органелл
(Kolesnichenko et al., 2001с). Следовательно, уже локализация БХШ 310 в
митохондриях отличается от всех остальных белков, о казывающих влияние на
степень сопряжения окисления и фосфорилирования, являющихся интегральными
белками внутренней мембраны митохондрий.
Ингибиторный анализ показал, что разобщающее действие данного белка
блокируется ингибиторами начального (комплекс I) и конечного (комплекс
IV) участков дыхательной цепи митохондрий. В то же время было обнаружено,
что на его функционирование не о казывает влияние блокирование
промежуточного звена дыхательной цепи (комплекса III) антимицином А.
Следовательно, локализуясь в наружной мембране митохондрий, БХШ 310
связан с начальным и конечным участком дыхательной цепи, по-видимому,
шунтируя пункт сопряжения в комплексе III, и, возможно, в комплексе I.
Можно полагать, что его взаимодействие с комплексом I происходит в зоне
тесного контакта наружной и внутренней митохондриальных мембран.
Известно, что та кое взаимодействие между белками наружной и внутренней
мембран происходит во время транспорта цитозольных белков в митохондрии и
образования Tim/Tom комплекса (Agarraberes, Dice, 2001; Zhang, Glaser,
2002). Существуют данные о сходном процессе при образовании
митохондриальной проницаемой поры, когда та кже
формируется комплекс из компонентов внутренней и наружной мембран
(Bernardi et al., 1998; Kowaltowski et al., 2001).
Та к ка к а ктивность БХШ 310 не блокируется антимицином А, но
блокируется KCN, то было предположено, что данный белок переносит
электроны на мобильный переносчи к цитохром с, вызывая его
восстановление.
188
Действительно, в модельном эксперименте in vitro была установлена
способность БХШ 310 восстанавливать
окисленный цитохром с. Эти данные, полученные in vitro, были подтверждены
в опытах in organello. В этих экспериментах, было установлено что, если
добавление БХШ 310 к изолированным митохондриям в присутствии какого-либо
субстрата окисления вызвало увеличение скорости дыхания в состоянии 4,
наблюдающееся вплоть до полного исчерпания субстрата окисления либо
кислорода в среде инкубации митохондрий, то его добавление к
изолированным митохондриям в отсутствие какого-либо субстрата окисления
вызвало лишь кратковременное изменение в поглощении кислорода за счет
отдачи им электронов в
электронтранспортную цепь митохондрий. Более того, в присутствии БХШ 310
последующее добавление экзогенного цитохрома с к окисляющим малат
