Глюкозо-6-фосфатдегидрогеназа высших растений: формы, свойства и регуляция активности

• Автор: Семенихина, Анастасия Владимировна
• Шифр специальности: 03.00.04
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2000
• Место защиты: Воронеж
• Количество страниц: 156 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ

Глава 1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ

1.1. Распространение и функции глюкозо6фосфатдегидрогеназы в

живых организмах

1.1.1. Катализируемая реакция

1.1.2. Распространение

1.1.3. Роль в метаболизме клетки

1.2. Изоформы и внутриклеточная локализация глюкозо

фосфатдегидрогеназы

1.3. Очистка и физикохимические свойства глюкозо

фосфатдегидрогеназы
1.3.1. Очистка ппокозо6фосфатдегидрогеназы из различных источников
1.3.2. Стабильность фермента
1.3.3. Молекулярная масса и структура
1.3.4. Идентификация функциональных групп активного центра глюкозо
6фосфатдегидрогеназы
1.4. Кинетическое поведение и регуляция активности глюкозо
фосфатдегидрогеназы
1.4.1. Зависимость активности глюкозо6фосфатдегидрогеназы от концентрации субстрата и кофермента
1.4.2. Субстратная специфичность глюкозо6фосфатдегидрогеназы
1.4.3. Влияние среды на активность глюкозо6фосфатдегидрогеназы
1.4.4. Влияние ионов металлов на активность глюкозо
фосфатдегидрогеназы
1.4.5. Регуляция активности глюкозо6фосфатдегидрогеназы
ЭКСПЕРЕМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ
Глава 2. ОБЪЕКТЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ
2.1. Объекты исследования
2.2. Выделение клеточных органелл
2.3. Определение активности ферментов
2.4. Определение количества белка
2.5. Выделение и очистка глюкозо6фосфатдегидрогеназы
2.5.1. Экстракция
2.5.2. Фракционирование белков с помощью сульфата аммония
2.5.3. Гельфильтрация
2.5.4. Ионообменная хроматография
2.6. Исследование кинетических характеристик и регуляция активности
ферментов
2.7. Аналитический электрофорез
2.8. Определение молекулярной массы
2.9. Изучение влияния засоления на активность ферментов
2 Статистическая обработка экспериментальных данных
Глава 3. РАСПРОСТРАНЕНИЕ И СУБКЛЕТОЧНАЯ ЛОКАЛИЗАЦИЯ
ГЛЮКОЗО6ФОСФАТДЕГИДРОГЕНАЗЫ ВЫСШИХ РАСТЕНИЙ
3.1. Распространение глюкозо6фосфатдегидрогеназы в растениях
3.2. Изучение субклеточной локализации глюкозо
фосфатдегидрогеназы
3.3. Выявление множества молекулярных форм глюкозо
фосфатдегидрогеназы
Глава 4. ИССЛЕДОВАНИЕ КАТАЛИТИЧЕСКИХ СВОЙСТВ И РЕГУЛЯЦИИ АКТИВНОСТИ ГЛЮКОЗО6ФОСФАТДЕГИДРОГЕНАЗЫ
4.1. Очистка глюкозо6фосфатдегидрогеназы из растительных объектов
4.2. Молекулярная масса и субъединичная структура
4.3. Кинетические параметры действия глюкозо
фосфатдегидрогеиазы
4.3.1. Влияние концентрации субстрата и кофермента на скорость реакции, катализируемой глюкозо6фосфатдегидрогеназой
4.3.2. Субстратная специфичность
4.3.3. Влияние ионов двухвалентных металлов на активность глюкозо6фосфатдегидрогеназы
4.3.4. Исследование влияния среды на активность глюкозо6фосфатдегидрогеназы
4.4. Регуляция активности глюкозо6фосфатдегидрогеназы под действием клеточных метаболитов
4.4.1. Участие нуклеотидов в регуляции активности ппокозо6фосфатдегидрогеназы
4.4.2. Участие интермедиатов цикла трикарбоновых кислот в регуляции активности глюкозо6фосфагдегидрогеназы
4.4.3. Влияние сахарофосфатов на активность глюкозо6фосфатдегидрогеназы
4.4.4. Диссоциативный механизм регуляции активности глюкозо6фосфатдегидрогеназы
4.4.5. Влияние глутатиона на каталитическую активность глюкозо6фосфатдегидрогеназы
4.5. Влияние солевого стресса на активность глюкозо6фосфатдегидрогеназы
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ВЫВОДЫ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ


Большое количество работ посвящено изучению данного фермента в тканях и органах животных и человека v . V . Были получены ферментные препараты с различной степенью очистки из i I . Коничев А. С., , из клеток ряда микроорганизмов Соколов А. П. и др. Соколов А. П., Троценко Ю. Ii . Незначительная часть работ посвящена получению ферментных препаратов Г6ФДГ из высших растений и исследованию их каталитических свойств. Изучены некоторые свойства фермента из листьев кукурузы Vi К. Мамедов З. И. и др. Мамедов З. И. и др. С. , С. М., . I., . I., . Из клубней картофеля фермент был получен в гомогенном состоянии v К. Г6ФДГ была выделена из зеленых М. Физиологическая роль дегидрогеназ пснтозофосфатного пути заключается в восстановлении НАДФ до НАДФН, восстановительные эквиваленты которого расходуются в биосинтетических процессах. Все ткани, в которых активность данного пути высока печень, жировая ткань, кора надпочечников, щитовидная железа, эритроциты, семенники, молочные железы в период лактации, используют в реакциях восстановительного синтеза НАДФН, например, в реакциях синтеза жирных кислот, стероидов, аминокислот с участием глутаматдегидрогеназы или восстановленного глутатиона в эритроцитах. Реакцию восстановления окисленного глутатиона катализирует глутатионредуктаза. Восстановленный глутатион 2 необходим для детоксикации Н2О2 в ходе реакции, катализируемой глутатионпероксидазой. Эта реакция имеет важное значение, так как накопление Н2О2 может сократить время жизни эритроцитов путем повышения скорости окисления гемоглобина в метгемоглобин. Было показано, что существует обратное соотношение между активностью Г6ФДГ и резистентностью эритроцитов. Следствием мутации, вызывающей недостаточность этого фермента, является нарушение образования НАДФН, что приводит к гемолизу эритроцитов после приема пациентами препаратов, действующих как оксиданты антималярийного средства примахина, аспирина, сульфониламиов те же последствия вызывает у некоторых людей употребление в пищу бобов Vii . Панахова Х. Г. и др. Другая функция этого пути заключается в образовании пентоз в частности рибозы, которые используются для синтеза нуклеиновых кислот Марри Р. В ряде работ подчеркивается, что скорость окислительного пентозофосфатного пути в клетке регулируется именно с помощью изменения активности ключевого фермента этого пути глюкозо6фосфатдегидрогеназы . Соколов А. П., Троценко Ю. А., . Предполагается, что данный фермент может взаимодействовать с 6фосфоглюконатдегидрогеназой КФ 1. КФ 1. Это
предположение подтверждается сравнительным анализом кинетических характеристик этих трех ферментов, а также близостью этих ферментов но величине молекулярной массы, возможностью их ассоциации и общими физиологическими функциями М. А., . Предполагается гипотеза организации метаболизма глюкозы, согласно которой в клетке ферменты объединяются в комплексы причем разные изоферменты включаются в состав комплексов, катализирующих разные метаболические пути. Например, наличие двух изоферментов коррелирует с двумя путями метаболизма глюкозы. Благодаря этому одна часть образующегося глюкозо6фосфата становится доступной только фосфоглюкомутазе, а другая будет доступна только Г6ФДГ Т. Метаболизм сахарофосфатов в растительных клетках протекает в основном в двух компартментах хлоропластах и цитозоле. Обмен многих сахарофосфатов между компартментами клетки ограничен хлоропластной и митохондриальной мембранами, которые имеют низкую проницаемость для этих веществ и зависят от специфических транспортных систем Н. Большинство реакций метаболизма сахарофосфатов, протекающих в хлоропластах и цитозоле, катализируется двумя различными формами ферментов С. Существуют различия в изоферментном составе Г6ФДГ для растений с Сз, С4 и КАМметаболизмом , vi V , М. Было выделено две изоформы Г6ФДГ из С3 растений шпината, табака и пшеницы, растений с КАМметаболизмом , , и зеленых водорослей , i Е. М., С. М., . В листьях кукурузы, сахарного тростника и бусенника обнаружена одна изоформа Г6ФДГ. Данные растения принадлежат к С4 растениям НАДФмаликэнзим тип и являются однодольными.