Активные формы кислорода в гибели клеток растений : роль митохондрий, NADPH-оксидазы плазматической мембраны и апопластной пероксидазы

• Автор: Несов, Артем Владимирович
• Шифр специальности: 03.01.05
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2013
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 126 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ

СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ

1. ВВЕДЕНИЕ

2. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ

2.1. Иммунитет растений

2.2. Программируемая гибель клеток

2.2.1. Современные представления о гибели клеток

2.2.2. Каспазы

2.2.3. Программируемая клеточная смерть (ПКС) у растений и животных

2.2.4. Участие митохондрий и хлоропластов в ПКС

2.2.5. Проникающие ионы, производные убихинона и пластохинона

2.2.6. ПКС в онтогенезе растений
2.2.7. Гиперчувствительный ответ клеток растений
2.3. Активные формы кислорода
2.4. NADPH-oкcидaзa
2.4.1. Формы и структура 1ЧАОРН-оксидаз
2.4.2. Регуляция активности ЫАОРН-оксидазы растений
2.4.3. Ингибиторы ЫАЛРН-оксидазы
2.5. Пероксидазы
2.6. Заключение
3. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ
3.1. Объекты и методы исследования
3.1.1. Объекты исследования
3.1.2. Оксиметрия
3.1.3. Анаэробные условия
3.1.4. Инфильтрация и инкубация с реагентами
3.1.5. Световая микроскопия
3.1.6. Конфокальная микроскопия
3.1.7. Регистрация активных форм кислорода
3.1.8. Статистическая обработка данных
3.2. Результаты исследования
3.2.1. С>Г как индуктор ПКС
3.2.2. Хитозан как индуктор ПКС
3.2.3. Действие 8к<3
3.2.4. Действие проникающих ионов на ПКС
3.2.5. Действие разобщителей и фенольных соединений на ПКС
3.2.6. Действие доноров электронов для пероксидазы-оксидазы на ПКС
3.3. Обсуждение результатов
4. ЗАКЛЮЧЕНИЕ
5. ВЫВОДЫ
Литература

СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ
АО Альтернативная оксидаза
АФК Активные формы кислорода
БХ и-Бензохинон
ВКС Вакуолярная клеточная смерть
ГО Гиперчувствительный ответ
ДНФ 2,4-Динитрофенол
ДХФ 2,4-Дихлорфенол
MB Метилвиологен
мс Метиленовая синь
нл Насечки листьев
нет Нитросиний тетразолий
пг Пропилгаплат
ПК Пальмитиновая кислота
пке Программируемая клеточная смерть
пм Плазматическая мембрана
ПХФ Пентахлорфенол
Рубиско Рибулозо-1,5-бисфосфаткарбоксилаза
ск Салициловая кислота
сод Супероксиддисмутаза
ТМФД Ы,Ы,№,№-Тетраметил-н-фенилендиамин
УК Устьичные клетки
ХКФ л/-Хлоркарбонилцианидфенилгидразон
эк Эпидермальные клетки
этц Электронтранспортная цепь
С12ТРР+ DAMP Катион додецилтрифенилфосфония Молекулярные модели, ассоциированные с (damage-associated molecular patterns)
DCF 2',7'-Дихлорфлуоресцеин
DCFH 2',7'-Дихлорфлуоресцин
DC MU

DTPP+
DUOX
FeCy

MAMP
MitoQ
NB-LRR

PAMP
PCB“

Rboh
SkQl
SkQ3
SkQRl

TMRE
TPP+
Д \i
3-(3',4'-Дихлорфенил)-1,1-диметилмочевина, диурон
Дифенилениодоний
Катион децилтрифенилфосфония
Двойная оксидаза
Феррицианид
Флавинмононуклеотид
Молекулярные модели, ассоциированные с микроорганизмами (microbe-associated molecular patterns)
10-(6'-У бихинонил)децилтрифенилфосфоний
Семейство белков с нуклеотид-связывающими лейцин-
богатыми повторами
NADPH-Оксидаза плазматической мембраны Молекулярные паттерны, ассоциированные с патогенами (pathogen-associated molecular patterns) Фенилдикарбаундекаборан Пропидий йодистый
Рецептор, распознавающий молекулярную модель (pattern recognition receptor)
Гомолог NADPH-оксидазы плазматической мембраны у растений
10-(6'-Пластохинонил)децилтрифенилфосфоний 10-(6'-Метилпластохинонил)децилтрифенилфосфоний 10-(Пластохинонил)децилродамин Т етрафенилбор
Этиловый эфир тетраметилродамина Катион тетрафенилфосфония
Трансмембранная разность электрических потенциалов (мембранный потенциал)

ОН’ - гидроксильный радикал, продукт трехэлектронного
восстановления 02. Он образуется из Н202 в результате его восстановления,

в частности, посредством Fe в Фентоновской реакции:
Fe2+ + Н202 -> Fe3+ + ОН + ‘ОН.
ОН’ - окислитель с высокой реакционной способностью. Способен окислить любое соединения в клетке, включая ДНК, но не может диффундировать на большие расстояния из-за короткого времени жизни -tiа ~ 1 не (Gullner, Dodge, 2000).
Фотохимические реакции пигментов — источник синглетного кислорода (102). Он образуется, как уже отмечалось, при взаимодействии триплетного 02 с фотовозбужденным хлорофиллом в триплетном состоянии. Более реакционноспособен из-за отсутствия спиновых ограничений. ]02 может взаимодействовать со многими соединениями, в том числе с хлорофиллом, способствовавшим его образованию. Это ведет к разрушению фотосинтезирующего аппарата в результате окисления хлорофилла. Каротиноиды в клетках растений выполняют защитную функцию — они тушат триплетные состояния хлорофилла и синглетный кислород.
АФК могут реагировать с ненасыщенными жирнокислотными цепями в составе фосфолипидов мембран и провоцировать их перекисное окисление, что ведет к разрушению липидного бислоя мембраны.
Образование АФК - регулируемый процесс. Супероксидцисмутазы катализируют образование Н202 из 02':
02‘ + 02 ’ + 2Н+ —э Н202 + 02.
Различают три изоформы СОД у растений: содержащие Mg2+ (в митохондриях и пероксисомах), Си2+ и Zn2+ (в цитозоле, хлоропластах и пероксисомах) и Fe3+ (в хлоропластах).
Пероксидазы утилизируют Н202 с помощью различных восстановленных субстратов (АН2):
2 Н202 -> 2 Н20 + 02,