Влияние аноксии на липидный состав мембран растений при действии ионов кальция

• Автор: Валявская, Марина Борисовна
• Шифр специальности: 03.00.12
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2002
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 164 с. : ил

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ

ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ

Глава 1. Особенности клеточного метаболизма и проницаемости мембран

растений в условиях анаэробиоза.

Глава 2. Липидный состав мембран в условиях аэрации и анаэробиоза.

2.1. Состав фосфолипидов и их жирных кислот при адаптации

растений к аноксии

2.2. Нейтральные липиды, их состав и роль в устойчивости к аноксии

Глава 3. Перекисное окисление липидов.

3.1. Формирование активных форм кислорода и развитие процессов перекисного окисления.
3.2. Системы антиоксидантной защиты
3.3. Перекисное окисление липидов в анаэробных условиях
Глава 4. Роль кальция в восприятии стрессовых воздействий и
адаптации к ним растений.
4.1. Участие ионов кальция в трансдукции стрессового сигнала.
4.2. Механизмы поддержания кальциевого гомеостаза в цитозоле.
4.3. Роль кальция в устойчивости растений к стрессовым воздействиям
ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ
Глава 5. Методы исследования
1. Объекты и условия проведения экспериментов
1.1. Объекты исследования.
1.2.Условия проведения экспериментов
2. Определение содержания электролитов, ионов кальция, околокорневых растворов.
3. Выделение митохондриальной фракции из корней опытных
растений
4. Выделение и количественное определение липидов.
4.1. Экстракция липидов из корней пшеницы и риса
4.2. Экстракция липидов из митохондриальной фракции корней.
опытных растений
4.3. Тонкослойная хроматография липидов.
4.4. Количественное определение нейтральных липидов.
4.5. Количественное определение фосфолипидов
5. Определение содержания ТБКактивных продуктов
6. Количественное определение жирных кислот с конъюгированными двойными связями
7. Количественное определение белка
8. Статистическая обработка результатов
Глава 6. Результаты
1. Влияние анаэробных условий и ионов кальция на проницаемость клеточных мембран.
1.1. Содержание электролитов в околокорневых растворах растений
в различных условиях газового режима и обеспеченности ионами кальция
1.2. Содержание ионов кальция в околокорневых растворах растений
в условиях аэрации, анаэробиоза и различной обеспеченности кальцием
1.3. Изменения околокорневых растворов проростков под
шшянием аноксии и предобработки растений раствором кальция
2. Влияние анаэробных условий и ионов кальция на содержание различных фракций липидов в корнях и выделенных из них митохондриях пшеницы и риса
2.1. Состав липидов в корнях проростков пшеницы и риса
2.2. Содержание фосфолипидов
2.3. Содержание свободных жирных кислот
2.4. Содержание триглицеридов.
2.5. Содержание стеринов и эфиров стеринов
3. Влияние кислородного дефицита и ионов кальция на процессы
перекисного окисления липидов в корнях пшеницы и риса
3.1. Содержание диеновых и триеновых конъюгатов жирных кислот
в митохондриях корней растений в условиях различного обеспечения
кислородом и ионами кальция
3.2. Содержание ТБКактивных продуктов в корнях растений в
условиях различного обеспечения кислородом и ионами кальция.
Глава 7. Обсуждение результатов.
ВЫВОДЫ.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ


Согласно современной точке зрения, обращение ЦТК и включение анаплеротических реакций, регулирующих содержание маната, представляют собой различные способы трансформации дыхания, которые не заменяют, а дополняют гликолиз Чиркова, . Окисление НАДН у приспособленных растений может быть сопряжено с образованием ряда других соединений шикимата, глицерина, аспартата, аланина. Показано функционирование в гипоксических условиях глиоксилатного цикла Зсмлянухин и др. Еще одним шунтирующим механизмом является образование гаммааминомасляной кислоты ГАМК, связанной с ЦТК на уровне акетоглутарата и сукцината Землянухин, Иванов, . При гипоксическом стрессе ГАМК образуется при декарбоксилировании глутамата, который считаегся метаболическим предшественником пролина. Таким образом, для организмов, способных длительно время существовать при недостатке кислорода, характерно образование большого набора метаболитов, которые обычно не накапливаются в условиях аэрации, что связано с необходимостью окисления НАДН. Влияние анаэробиоза на конечные этапы дыхания также имеет различия у контрастных по устойчивости растений. Окончательное окисление субстратов в клетках растений осуществляется, главным образом, через дыхательную цепь во внутренней мембране митохондрий. В транспорте электронов к кислороду, сопровождающемся запасанием энергии, участвуют пиридиннуклеотиды, флавопротсиды и цитохромы. Состояние компонентов электронтранспортной цепи ЭТЦ могут охарактеризовать их редоксреакции. Суммарный показатель окислительновосстановительного состояния тканей при краткосрочном анаэробиозе у приспособленного растения существенно не менялся, а у неустойчивого редоксреакции сдвигались в сторону большей восстановленности Чиркова, а. Сравнительное исследование соотношения окисленных и восстановленных форм пиридиновых ПН и флавиновых ФН нуклеотидов показало, что под действием анаэробиоза ПН сначала восстанавливались, затем начинало преобладать их окисление, а уровень окисленных ФП повышался. ПН происходило в течение нескольких часов, значительно быстрее, чем у устойчивого растения, у которого уровень восстановленности ПН сохранялся вплоть до 3 суток анаэробиоза Чиркова, а. Преобладание при длительном воздействии окисленных форм ПН и ФН может свидетельствовать об инактивации дегидрогеназ цикла Кребса, замедлении передачи восстановленных эквивалентов в ЭТЦ митохондрий или о повреждении ее. Более высокий уровень и длительные сроки поддержания баланса восстановленных и окисленных форм ПН могут отражать степень устойчивости растения. Компоненты ЭТЦ митохондрий обладают различной способностью функционировать при кислородном дефиците, что связано со степенью их сродства к кислороду. Данный показатель наиболее высок у цитохрома а3, входящего в состав цитохромоксидазы, благодаря чему дыхание можег осуществляться при низком внутриклеточном давлении кислорода. Однако, поскольку у других компонентов сродство ниже, работа ЭТЦ при гипоксии заторможена i . При отключении дыхательной цепи ее компоненты некоторое время способны сохранять потенциальную активность, причем у приспособленных объектов эта возможность осуществляется более продолжительное время. Большой интерес представляет влияние анаэробного стресса на активность альтернативной оксидазы. Известно, что она резистентна к цианиду и обладает меньшим сродством к кислороду, чем цитохромоксидаза. Поток электронов при ее функционировании направлен в обход двух пунктов фосфорилирования Семихато ва, . Интересно, что развитию цианидрезистентного дыхания способствуют накапливающиеся при дефиците кислорода ацетальдегид, этанол и этилен . . Причем после анаэробного воздействия она активируется быстрее, чем в условиях аэрации. Функционирование альтернативной оксидазы обсуждается в связи с обеспечением антиоксидантной защиты при постаноксическом стрессе, возникающем после переноса растений из анаэробных условий на воздух. Увеличение активности альтернативной оксидазы после воздействия аноксии коррелирует с детоксикацией активных форм кислорода.