Роль тканеспецифичного галактана в формировании надмолекулярной структуры клеточной стенки желатинозного типа

• Автор: Микшина, Полина Владимировна
• Шифр специальности: 03.00.12
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2009
• Место защиты: Казань
• Количество страниц: 160 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ.

ГЛАВА 1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ

1.1. Растительная клеточная стенка, как надмолекулярная структура

1.2. Подходы к изучению взаимодействия полисахаридов при формировании надмолекулярной структуры клеточной стенки.

1.2.1. Исследование структуры природных надмолекулярных комплексов полисахаридов.

1.2.2. Анализ взаимодействия полисахаридов при смешивании в пробирке

1.2.3. Изучение взаимодействия полисахаридов матрикса растительной клеточной стенки с микрофибриллами, формируемыми целлюлозосинтезирующими бактериями
1.2.4. Исследование формирования и модификации клеточной стенки непосредственно в растительных объектах
1.3. Ключевые процессы при формировании надмолекулярной структуры растительной клеточной стенки

1.3.1. Формирование микрофибрилл целлюлозы.

1.3.2. Взаимодействие полисахаридов матрикса внутри субструктур аппарата Гольджи.
1.3.3. Взаимодействие секретироианных полисахаридов матрикса с формирующимися микрофибриллами целлюлозы после выплескивания содержимого пузырьков аппарата Гольджи за
пределы плазмалеммы
1.3.4. Упаковка формирующихся комплексов и индивидуальных полисахаридов в слои клеточной стенки.
1.3.5. Модификация отложенных слоев клеточной стенки
1.4. Желатинозный тип вторичной клеточной стенки.
1.5. Тканеспецифичный галактан флоэмных волокон льна.
ГЛАВА 2. МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ
2.1. Растительный материал.
2.2. Постановка экспериментов с ыСОг.
2.3. Биохимический анализ галактозосодержащих фракций
2.3.1. Моносахаридный анализ
2.3.2. Обработка галактанов ферментами
2.4. ЯМРспектроскогшя.
2.5. Массспектрометрия
ГЛАВА 3. РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ И ОБСУЖДЕНИЕ
3.1. Сопоставление структуры и свойств тканеспецифичного галактана волокон до и после встраивания в клеточную стенку
3.1.1 Гидролиз галактана аппарата Гольджи и галактана, прочно связанного с целлюлозой, специфичными ферментами рамногалактуроназа и галактаназа.
3.1.2. Анализ высокомолекулярных фрагментов, полученных после г идролиза галактанов галактаназой, с помощью ЯМРспектроскопии.
3.1.3. Анализ низкомолекулярных фраментов, полученных после
гидролиза галактанов гал акта назой, с помощью массспектрометрии.
3.1.4. Модификации в структуре галактана, происходящие в ходе встраивания в клеточную стенку.
3.2. Исследование метаболизма галактана в экспериментах с НС.
3.2.1. Радиоактивность высокомолекулярного галактана аппарата Гольджи
3.2.2. Радиоактивность галактозосодержащих полимеров клеточной стенки.
3.2.2.1. Радиоактивность галактозы полимеров, слабо связанных с микрофибриллами целлюлозы в клеточной стенке волокнистой
части стебля льна
3.2.2.2. Радиоактивность галактозы полимеров, прочно связанных с микрофибриллами целлюлозы в кле очной стенке волокнистой части стебля льна. 1
3.2.2.3. Радиоактивность галактозы полимеров клеточной стенки изолированных волокон.
3.2.3. Состав и радиоактивность низкомолекулярных сахаров волокнистой части стебля.
ЗАКЛЮЧЕНИИ.
ВЫВОДЫ.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ


К основным из них относятся а полигалактуроновая кислота гомополимер из остатков галактуроновой кислоты, находящихся в пиранозной форме и связанных осI 4 связью, б рамногалактуронан I, остов которого построен из димеров 4аЭГалК 1 , а боковые цепочки отличаются разнообразием строения длиной и степенью разветвленности и могут состоять из I 4галактанов, 5арабинанов или арабиногалактанов, в которых арабиноза, как правило, терминальная, а галактозыыс звенья могут быть соединены по С4, С3 или С6 в рамногалактуронан II сравнительно небольшой полимер остов содержит всего 9 а 1 ГалК2 звеньев, но исключительно сложный по строению полисахарид, который при степени полимеризации около содержит различных моносахаридов, а разнообразие связей между мономерами достигает вариантов. Вторая группа нецеллюлозных полисахаридов не имеет столь очевидного определения, как первая. Ранее ее называли гем и целлюлозы, в настоящее время связующие гликамы, поскольку большинство из этих полимеров имеют способность связываться с микрофибриллами целлюлозы, на чем и основана, как предполагается, их функциональная роль. Большинство из них представляет собой нейтральные молекулы, однако в некоторых типах встречается глюкуроновая кислота. Наиболее известным связующим гликаном является ксилоглюкан. Остов молекулы данного полисахарида представляет собой глюкан, разветвленный за счет присоединения к С6 атомам глюкозилов остатков ксилозы. Остатки ксилозы могут быть соединены с остатками галактозы или арабинозы, а галактоза с фукозой. Распространенными связующими гликанами являются также ксиланы, в том числе глюкуроиоарабиноксилан. У С2 или С3 остатка ксилозы могут присутствовать разветвления, содержащие одиночную или в коротких цепочках а также одиночную i. В клеточных стенках злаковых к числу основных полимеров относится глюкан со смешанным типом связей линейная молекула, в которой участки цепочек глюкозы, связанной И связью, как в молекуле целлюлозы, перемежаются р связью. Кроме того, к связующим гликанам относят маннозосодержащие полимеры маннаны, глюкоманнаны, галактоманнаны, глюкогалактоманнаны, которые обычно присутствуют в минорных количествах. Наиболее распространенные представления о надмолекулярной структуре растительной клеточной стенки касаются первичной стенки стенка клеток, способных расти, толщина такой стенки 0. Особенно наглядно это выявляется при иммунохимических окрашиваниях с использованием антител x, . Тем не менее, выделяют четыре базовых типа клеточной стенки, объединяющих, за вычетом нюансов, почти все варианты два типа первичной клеточной стенки и два типа вторичной стенки, формируемой после остановки растяжения клетки, толщина которых может достигать до мкм i . Во всех типах клеточных стенок каркас представлен целлюлозными микрофибриллами, а отличия заключаются, в первую очередь, в составе полисахаридов матрикса, в частности, основных связующих гликанов. В первичной клеточной стенке первого типа это ксилопиокан, а у второго типа глюкан со смешанным типом связей и арабиноксилан i, i, . Во вторичной клеточной стенке первого типа почти единственным нецеллюлозным полисахаридом является ксилан, а у второго типа галактозосодержащие полимеры v, v, . Хотя типы клеточных стенок могут отличаться и по наличию неуглеводных компонентов например, белки, лигнин, построение классификации именно на основе связующих гликанов уже само по себе характеристично, поскольку подчеркивает их ключевую роль. Базовым взаимодействием в растительной клеточной стенке считается образование комплекса целлюлоза ксилопиокан. Оба полисахарида представляют собой глкжановыс цепи. В целлюлозе эти цепочки связаны посредством водородных связей в микрофибриллы, самоассоциации молекул ксилоглюкана препятствует наличие большого количества боковых цепочек i, . Ксилопиокан присутствует во всех типах первичных клеточных стенок i, Vi, . Именно исследование взаимодействия этих полисахаридов получило наибольшее внимание. Вместе с тем, в последние годы разработаны новые подходы для анализа участия всех ключевых полимеров растительных клеточных стенок в формировании ее надмолекулярной структуры.