Ферментативное и неферментативное восстановления легоглобина в клубеньках бобовых растений

• Автор: Шлеев, Сергей Валерьевич
• Шифр специальности: 03.00.04
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2000
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 162 с.

Оглавление
Введение

Список используемых сокращений

Часть 1. Литературный обзор

Глава 1. Азотфнксирующнн клубенек бобового растения

1.1. Образование и строение клубеньков

1.2. Бактерии и бактероиды

Глава 2. Легоглобин и его функционирование в клубеньках

2.1. Строение молекулы легоглобина 2

2.2. Компоненты н биосинтез легоглобина

2.3. Состояние и локализация легоглобина в клубеньках

2.4. Функционирование легоглобина
Глава 3. Восстановление легоглобина
3.1. Ферментативное восстановление
3.2. Нефсрмснтатнвнос восстановление
Часть 2. Материалы и методы исследований
1. Материал, использованный в работе
2. Получение белков из цитозОля клубеньков
3. Определение концентрации легоглобина и
других кислородиереносящих гемопротеидов
4. Проведение злекгрофореза белков. Получение зимограмм
5. Определение молеку лярной массы
6. Изоэлектрическое фокусирование
7. Концентрирование белков методом ультрафи.тьтрацни
8. Определение активности метлегоглобинредукгазы
9. Определение активности компонента Я
. Спсктрофотомстрнческис исследования
.ровсдснис жидкостной колоночной хроматографии
. Получение окисленных, восстановленных и оксигенированных
гемопротеидов
.роведение электрохимических экспериментов
. Определение негемннового железа
. Определение содержания белка
. Реактивы, использованные в работе
Часть 3. Результаты и их обсуждение
1. Множественные формы меглегоглобилрелуктазы
в клубеньках желтого люпина
1.1. Разработка метода получения в препаративных количествах множественных форм мстлегоглобинредуктазы и компонентов леюглобина из клубеньков бобовых растений
1.2. Изучение множественных форм метлегоглобинредук тазы
жаттого люпина
2. Мстлсгоглобинредуктаза и легоглобин узколистного люпина
и гороха посевного
2.1. Изучение метлегоглобннредуктаз узколистного люпина
и гороха посевного
2.2. Изучение легоглобина узколистного люпина и
гороха посевного
3. Изучение свойств и строения неферментативных
восстановителей из клубеньков желтого люпина
3.1. Выделение и изучение свойств компонента Я
3.2. Выделение и изучение свойств компонента В
4. Восстановление легоглобина в клубеньках бобовых растений
4.1. Расчет термодинамической возможности поддержания окислительновосстановительного статуса легоглобина
в цитозоле клубеньков бобовых растений
4.2. Схема возможного механизма ферментативного
восстановления легоглобина Ы упуо
5. Разработка и усовершенствование некоторых методов, использованных при изучении легоглобина и его восстановителей
5.1. Программа расчета концентраций трех форм кнслородпереносящих гемопротеидов в растворе
5.2. Ячейка для биоэлсктрохимичсских исследований
с параллельным спектрофотометрческим контролем исследуемого вешества
Выводы
Литература


Оба объекта вступают в тесный взаимный контакт, вызывающий глубокие изменения в метаболизме обоих партнеров. В то же время, если растение иноку ли ровано неэффективным штаммом клубеньковых бактерии, то бактерии даже паразитируют на высшем рзстснин. На первом этапе взаимодействия растения и микроорганизма происходит взаимное узнавание партнеров и подготовка к формированию симбиотической системы. Клубеньковые бактерии, как и многие другие почвенные микробы, колонизируют ризосферу в ответ на действие растительных эксудатов, стимулирущих размножение и активное движение бактерий по направлению к корням. Положительный хемотаксис ризобнй на эксудаты корней и прорастающих семян может быть как нсспецифическим обусловлен экскрецией значительных количеств органических кислот, углеводов, аминокислот, так и специфическим индуцируется флавоноидами, которые в нано или пикомолярных концентрациях активируют гены вирулентности микросимбионта Вегтап е1 а1 . Наиболее важен для образования симбиоза специфический хемотаксис, т. Пол действием этих сигналов у бактерий активируются гены вирулентности, или иотгсны, которые кодируют синтез специфических Ыобфакторов, представляющих собой модифицированные лииоолнгосахариды. Обменявшись этими молекулярными сигналами, партнеры начинают создание симбиотической системы, что в конечном итоге приводит к глубокой морфофизиологической днфференцировке бактериальных и растительных клеток и к формированию структу рной основы симбиоза. Важной стадией нреинфекции является адсорбция бактериальных клеток на поверхности корневых волосков. Бобовые растения синтезируют специальные гликопротемны лектины, которые связываются с полисахаридами, находящимися на поверхности бактерий. , а однако окончательные доказательства в ее пользу были получены лишь в результате генетических исследований Диаса с соавторами i а. После взаимоузнавания бактерии образуют колонии на корнях, проникают внутрь корня и интенсивно размножаются . Инфицирование ризобиями многих бобовых горох, клевер, люцерна, соя. Предполагается, что в месте наиболее резкого сгиба волоска происходит локальное изменение структуры размягчение клеточной стенки возможно, за счет действия пектолитичсских ферментов растения, через эту область бактерии и проникают внутрь. Вокруг бактериальных клеток образуется особая туннельная структура инфекционная нить, стенки которой сходны по строению со стенками растительных клеток, а внутреннее пространство заполнено полисахаридным матриксом, который синтезируется как растительной клеткой, так и микросимбионтом i, . Таким образом. Обычно инфекционная нить за 23 суток достигает основания корневою волоска, затем к построению инфекционных нитей подключаются более глубокие слои растительных клеток. Размножающиеся в ней бактерии индуцируют пролиферацию, а иногда и полиллоидизацию клеток корневой меристемы, но мере разрастания которой происходит ветвление инфекционной нити. Важно отметить, что описанный механизм развития симбиоза не является универсальным для всех видов бобовых. Например, инфицирование арахиса и водного бобового i , происходит не через корневые волоски, а через разрывы эпидермиса, возникающие при росте боковых корней i, . а У тропических бобовых i , и v . i . Параллельно описанным событиям, происходящим на клеточном и тканевом уровнях, на поверхности корней наблюдается формирование клубеиьков. Морфология активных клубеньков достаточно разнообразна Рис. i. Однако при нарушениях симбиоза, вызванных мутациями рнзобий. Федоров, Снмаров, . Число клубеньков достаточно строго регулируется растением, что может быть связано со значительной энсргосмкостью их образования, регуляция была подробно изучена с помощью методики расщепленного корня. Рис. I. Морфологические типы клубеньков у бобовых растений. i i. i . Vi vi 2 парные i I 3 нерстсновидные i . ii . . i i. ii . iii .