Физиолого-биохимические основы формирования белкового комплекса клейковины пшеницы

• Автор: Труфанов, Виталий Александрович
• Шифр специальности: 03.00.12
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 1999
• Место защиты: Иркутск
• Количество страниц: 67 с. : ил.; 20х15 см

Работа выполнена в Сибирском институте физиологии и биохимии растений Сибирского отделения РАН. г. Иркутск.

Научный консультант членкорреспондент РАН,

доктор биологических наук, профессор Р. К. Саляев.

Официальные оппоненты академик ААО, профессор,

РОССИЙСКАЯ

ГОСУДАРСТВЕННАЯ БИБЛИОТЕКА

Ведущее учреждение

Защита состоится 3 йсаЯьх, г. в 3 часов

на заседании Специализированного совета Д. 3 по защите диссертаций на соискание ученой степени доктора биологических наук в Сибирском институте физиологии и биохимии растений СО РАН по адресу , г. Иркутск, Лермонтова, 2.

С диссертацией научный докладом можно ознакомиться в библиотеке Института.

Диссертация в виде научного доклада разослана 3.6 ОКЛлВлА. г.

Ученый секретарь Специализированного совета кандидат биологических наук
доктор биологических наук И. Э. Илли
доктор биологических наук Ю. М. Константинов доктор биологических наук Л. А. Першина.
Институт биохимии им. А. Н. Баха РАН, г. Москва.
ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ
Актуальность


Получены новые данные о закономерностях синтеза и накопления основных белковых фракций з созревающих зерновках и особенностях биосинтеза отдельных компонентов глиадина и субъединиц глютенина. Сделано заключение о координированном характере функционирования белоксинтезкрующей системы в генеративную фазу онтогенеза растений. Впервые выявлены группы синхронно синтезирующихся полипептидов, контролируемых хромосомами 5й и 6й гомеологических групп. Изучены особенности пространственен организации глиадина и глютенина в ходе налива и созревания зерновок. Впервые обнаружена разобщенность во времени процессов синтеза запасных белков с процессами формирования i viv мачремолекулярных структур глютенина, характерных для клейковины физиологически зрелого зерна. Установлена роль различных по природе сил ионносолевые и гидрофобные взаимодействия, водородные и дисульфивные связи В формировании и стабилизации банковых комплексов клейковины у разных видов злаков пшеницы, ржи и ячменя. Впервые зерновках пшеницы обнаружена активность киелзродэависимой тиол кислород оксидоредуктазы КФ 1. КФ 1. Получены новые данные о физиологической функции этих ферментов в создании и регуляции статуса запасных белков развивающихся зерновок. Сформулировано представление о ключевой роли сзязей и групп в формировании белкового комплекса эндосперма I viv, при этом фолдинг глиадинозых компонентов происходит в основном з процессе трансляции, а межмолекулярная ассоциация различных по биохимической природе субъединиц глютенина в посттрансляционный период. Сделан вызод, что сложные по белковому составу ассоциаты глютенина, образующиеся в эндосперме, являются основными структурными предшественниками клейковины зерна полной спелости. Приведенные в работе экспериментальные данные, выводы и положения в значительной степени развивают существующие представления о физиологобиохимических процессах и механизмах, лежащих в основе формирования мачробелксвых комплексов клейковины. Теоретическая и практическая ценность. Разработана общая стратегия комплексного изучения клейковинных белков пшеницы с использованием физиологобиохимических, биофизических и генетических методов, в том числе хромосомной инженерии. Полученные сведения о закономерностях биосинтеза и накопления запасных белков, особенностях образования отдельных компонентов глиадина и субъединиц глютенина, процессах формирования пространственной структуры белков в ходе налива и созревания зерновок является ценным вкладом в развитие представлений о белковом комплексе эндосперма как динамичной биологической системе. Формирующейся в генеративной Фазе онтогенеза растений. Выдвинута и экспериментально обоснована концепция ферментативного характера формирования в эндосперме белковых ассоциатов как основы структурного матрикса клейковины, согласно которой в фолдимге запасных белков i viv участвует система ферментов тиолдисульфидного обмена, регулирующих сксидоредуктаэные превращения в белковой системе. Обнаруженное сходство в динамике биосинтеза определенных групп компонентов глиадина является независимым экспериментальным подтверждением существующих представлений о генетически сцепленных аллельных вариантах групп блоков компонентов глиадина , , как белковых маркеров отдельных признаков растений Созинов,3. Белковые маркеры глиадина, контролируемые хромосомами 3й и 6й гомеологических групп и сопряженные с селекционными признаками растений, в ток числе с качеством клейковины, используются нами для оценки и отбора перспективных гибридных форм растений в селекции пшениц Иркутская ГСХА и Тюменская ГСХА. Предложен способ улучшения физических свойств клейковины из муки слабых сортов пшеницы с помощью ферментных препаратов растительного происхождения, регулирующих соотношение связей и групп в запасных белках, вместо применяемых в хлебопечении химических улучеителей. Обнаруженная нами связь тиолоксидазнок и дисульфидредуктазкой активности с рядом технологических показателей у разнокачественных генотипов пшеницы явилась основной предпосылкой для использования ферментов тиолдисульфидного обмена в качестве биохимического теста з селекции пшеницы на качество клейковины.