Роль ионов кальция в экспрессионной регуляции сукцинатдегидрогеназы при адаптивной реакции клеточного метаболизма у растений и животных

• Автор: Ал-Саади Али С Махмуд
• Шифр специальности: 03.01.04
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2013
• Место защиты: Воронеж
• Количество страниц: 147 с. : ил.

ПЕРЕЧЕНЬ СОКРАЩЕНИЙ, УСЛОВНЫХ ОБОЗНАЧЕНИЙ, СИМВОЛОВ, ТЕРМИНОВ

АДФ - аденозиндифосфат;

АЛГ - алкогольдегидрогеназа;

АТФ - аденозинтрифосфат;

ГЦ— глиоксилатный цикл;

ДКС - дальний красный свет;

ДНК - дезоксирибонуклеиновая кислота;

ДХФИФ - дихлорфеполиндофснол;

ИЦЛ - изоцитратлиаза;

КС - красный свет;

ЛДГ - лактатдегидрогеназа;

МС - малатсинтаза;
НАД1 — никотинамидадениндинуклеотид;
ОА - оксалоацетат;
ПЦР - полимеразная цепная реакция;
РНК - рибонуклеиновая кислота;
СДГ - сукцинатдегидрогеназа;
СДГ'А - флавопротеин;
СДГ’В - железо-серный белок;
СДГ’С и СДГО - субъединицы С и О сукцинатдегидрогеназы, соответственно;
СУР — сукцинат-убихинон оксидоредуктаза;
ФАД - флавинадениннуклеотид;
Фдк - фитохром дальний красный;
Фк - фитохром красный;
ФМН - флавинмононуклеотид;
ФМС — феназинметасульфат;
ЦТК - цикл трикарбоновых кислот;
ЭГТА - этиленгуанидин гетраацетат;
ЭТЦ - электронтранспортная цепь;
СТР - гуанозинтрифосфат.
СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ
Глава 1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ
1.1. Функционирование сукцинатдегидрогеназы в растительной
и животной клетках
1.2. Регуляция функционирования ферментов окислительного метаболизма
1.2.1. Функционирования ферментов дыхания и фотодыхания
1.2.2. Особенности организации митохондрий в фотосинтезирующих тканях
1.3. Биохимические и молекулярные механизмы регуляции
клеточного метаболизма
1.3.1. Фитохром-опосредованная регуляция первичного метаболизма
1.3.1.1. Фитохром-зависимое световое ингибирование сукцинатдегидрогеназы
1.3.1.2. Градиент красного и дальнего красного света в листьях
1.3.2. Регуляторная функция внутриклеточного кальция
1.3.2.1. Кальциевые сигналы и гомеостаз в ядрах
1.3.2.2. Механизмы ядерной кальциевой сигнализации
1.3.2.3. Механизмы реализации клеточных сигналов в ядрах
1.3.2.3.1. Роль фактора Р1Г в регуляции экспрессии генов растений
1.3.2.3.2. Роль СИЕВ фактора в регуляции транскрипции генов животных
Глава 2. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ
2.1. Объекты и методы исследования
2.1.1. Объекты исследования
2.1.2. Методы исследования
2.1.2.1. Определение активности сукцинатдегидрогеназы
2.1.2.2. Очистка сукцинатдегидрогеназы из растительных и животных тканей
2.1.2.3. Определение молекулярной массы нативного фермента
2.1.2.4. Определение молекулярной массы субъединиц СДГ
2.1.2.5. Аналитический электрофорез
2.1.2.6. Определение гомогенности препаратов изоформ сукцинатдегидрогеназы
2.1.2.7. Специфическое проявление сукцинатдегидрогеназы
2.1.2.8. Выделение ядер из растительных и животных тканей
2.1.2.9. Определение концентрации свободных катионов Са
2.1.2.10. Влияние ингибиторов
2.1.2.11 .Определение перекрестного загрязнения фракций
2.1.2.12. Определение активности маркерных ферментов глиоксилатного цикла
2.1.2.13. Выделение РНК
2.1.2.14. Обратная транскрипция
2.1.2.15. Аналитический электрофорез нуклеиновых кислот
в геле агарозы
2.1.2.16. Полимеразная цепная реакция в реальном времени
2.1.2.17. Статистическая обработка экспериментальных данных
2.3. РЕЗУЛЬТАТЫ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ
2.3.1. Выделение и очистка сукцинатдегидрогеназы
2.3.1.1. Выделение сукцинатдегидрогеназы из зеленых листьев кукурузы и арабидопсиса
2.3.1.2. Выделение сукцинатдегидрогеназы из печени крыс
2.3.1.3. Исследования на гомогенность полученных препаратов сукцинатдегидрогеназы
2.3.1.4. Исследование четвертичной структуры сукцинатдегидрогеназы
из растений и животных

доказательством того, что органеллы, происходящие из прокариот, а именно хлоропласты и митохондрии, содержат Са2+-сигнальные системы [155]. Существует ряд доказательств того, что хлоропласты осуществляют Са2+-зависимый контроль цитозольного перераспределения кальция и устъичного закрытия [99]. Митохондриальная Са2+-сигнализация в основном изучена у животных. Кроме того, показана роль органелл в обмене Са2+ с другими компартментами клетки, в частности на обмен Са2! между хлоропластом и цитозолем [207], а также между митохондриями и эндоплазматическим ретикулумом [77, 115].
Механизмы происхождения ядерной Са2' сигнальной системы и ее взаимодействия с другими компартментами клетки до настоящего времени не до конца изучены. Современные теории предполагают, что ядро имеет симбиотическое происхождение с участием химеры архебактерии и эубактерий [154]. Таким образом, вполне возможно, что ядерная Са2+-сигнальная система возникла от прокариот. Тем не менее, очевидно, что ядерные функции Са2+ являются гораздо более разнообразными, чем функции Са2+ в прокариотических клетках.
1.3.2.1. Кальциевые сигналы и гомеостаз в ядрах
Значительный интерес и исследования были сосредоточены на ионе кальция из-за его роли посредника в путях передачи сигналов, начиная с восприятия начального стимула и закапчивая окончательным адаптивным ответом. Такой интерес возник из многочисленных наблюдений, что концентрация кальция [Са2+], в основном цитозольная, изменяется в ответ на множество абиотических или биотических стрессов так же широко, как сообщили несколько обзоров [144; 155; 208]. Дело в том, что эти увеличения неоднородны (гетерогенны), но, тем не менее, специфика интенсивности и природа начального стимула открыли новое направление исследований, направленных на тщательное изучение этих кальциевых ответов. Эти