Актиновый цитоскелет высших растений : Структура и функции

• Автор: Соколов, Олег Игоревич
• Шифр специальности: 03.00.12
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2002
• Место защиты: Саратов
• Количество страниц: 232 с. : ил

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ.

ГЛАВА 1. Актин высших растений

1.1. Обзор литературы.

1.1.1. Основные характеристики актинов структура и свойства

1.1.2. Организация и свойства растительного актина.

1.2. Экспериментальная часть

1.2.1. Выделение и очистка мышечных актинов.

1.2.2. Получение антител к гладкомышечному актину и создание маркера

на их основе.

1.2.3. Электронномикроскопические методы визуализации актина

1.2.4. Выделение и сравнительный анализ актина из растительных объектов.
1.2.5. Разработка маркера на основе фаллоидина и коллоидного золота и
его применение в различных методах идентификации Гактина
1.2.6. Морфология акгиновых филаментов растений
1.3. Обсуждение.
ГЛАВА 2. Миозины моторы актомиозииовой системы подвижности
2.1. Обзор литературы.
2.1.1. Цитоскслег и контрактильные системы распространение миознна
2.1.2. Структура молекулы мышечного миозина
2.1.3. Ферментативные свойства миозинов
2.1.4. Агрегационные свойства миозинов.
2.1.5. Классы миозинов.
2.1.6. Связь актинового цитоскелета с цитоплазматической мембраной и сигнальными системами.
2.1.7.1 Оггоилазматические контрактильные системы и их моделирование.
2.2. Экспериментальная часть.
2.2.1. Основные этапы выделения и очистки растительного миозина.
2.2.2. Определение ферментативной активности
2.2.3. Связывание растительного миозина с Гактином.
2.2.4. Электронная микроскопия филаментообразования миозинов
2.2.5. Выделение миозина из проводящих тканей растений.
2.2.6. АТФазная активность растительного миозина.
2.2.7. Взаимодействие растительного миозина с Рактином из скелетных мышц
2.2.8. Элсктрошюмикроскопическос изучение взаимодействия растительного миозина с Рактином из скелетных мышц.
2.2.9. Дополнительная очистка растительного миозина
2.2 Статистический анализ размеров филаментов растительного миозина
2.3. Обсуждение.
ГЛАВА 3. Участие актина в компартментации метаболических процессов в
растении на примере белкового синтеза.
3.1. Постановка проблемы
3.2. Экспериментальная часть
3.2.1. Получение фракции цитоскелетсвязанных полисом из листьев конских бобов.
3.2.2. Идентификация актина в препаратах полисом.
3.2.3. Поиск белков, участвующих во взаимодействии полисом с актиновым цитоскелетом
3.3. Обсуждение.
ГЛАВА 4. Цитоматрикс клеток растений на примере протопластов
4.1. Состояние проблемы.
4.2. Экспериментальная часть
4.3. Электронномикроскопическое исследование топографии цитоскелета протопластов
4.4. Обсуждение гипотезы об участии контракта л ьиых белков в механизме транспорта во флоэме.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ


Прежде всего, это Оактинфосфолипидсвязывающий белок профилин кД, который является антагонистом ДНКазы I, и его прикрепление к соседним мономерам в районе щели позволяет сохранять открытую конформацию актина, в то время как ДНКаза I запирает щелевидное пространство и блокирует конформационные изменения филамента . Профилии также является медиатором взаимодействия актинового цитоскелета с мембранами, что находит подтверждение для всех изученных представителей эукариот , . В цитоплазматической мембране профилин связывает фосфатидилинозиг4,5дифосфат, образуя комплекс мембранопрофилип, который препятствует расщеплению фосфатидил4,5дифосфата фосфолипазой С и образованию вторичных посредников ИТФ и ДАТ, что нарушает передачу внешнего сигнала в клетку. В цитоплазме профилин может взаимодействовать с актином, связываясь через лизин 5 с остатком глютаминовой кислоты 4, расположенным на Сконце молекулы актина . Как было сказано выше, образующийся комплекс профилактин, смещает равновесие 1актин0актин в сторону мономера. Белок тимозин 5 кД, образуя комплекс с профилактином, еше более увеличивает пул актина, резко нарушая структуру актинового цитоскелета. Большое число работ посвящено профилину из пыльцы различных растений, где уровень его содержания очень высок 7, . В покоящихся клетках пыльцы пул актина в цитоплазме может совпадать с пулом профилина. Однако, при определенных условиях, профилин может оказывать и положительный эффект на полимеризацию актина . Известно, что каждая молекула актина содержит один ион кальция или магния, а также АТФ или АДФ. Комплекс актинАТФ эффективнее используется при полимеризации, чем актинАДФ критическая концентрация составляет для полимеризации актинАТФ 0. М, а для актинвАДФ 3,7 мкМ. Установлено, что профилин может благоприятствовать смене АДФ на АТФ в молекуле актина и, тем самым, способствовать сборке актина. В этом случае профилин служит положительным фактором полимеризации , . Геном ii i содержит несколько семейств генов профилина с различным типом экспрессии конститутивный для большинства тканей и другой тин экспрессии для пыльцы . Другая большая группа акгинсвязывающих белков копирующие белки, которые могут обратимо связываться как с так и с концом актинового филамента, способствуя регуляции его длины. Подробнее об этих белках будет сказано ниже. Существует ряд ингибиторов, влияющих на полимеризацию актина. Одна из групп цитохалазины метаболиты плесневых грибов, которые специфически связываются с концом филаментов, таким образом стабилизируя актин в Гформе . Другая группа фаллотоксины, в частности фаллоидин бициклический гептапептид, выделенный из бледной поганки . Он, видимо, способен прочно встраиваться в щель между субдоменами актина и стабилизировать Ракгин путем существенного снижения константы диссоциации мономеров и блокирования обмена нуклеотидов . При этом коиформационные изменения в актиновой молекуле являются необратимыми, так как редкие молекулы, диссоциирующие с конца, не аналогичны Оактину . По последним данным, молекула фаллоидина способна связываться уже с тримером актина и влиять на дальнейшую сборку филамента. Фаллоидин способен стабилизировать актиновое волокно в Иформе в соотношении 1 1. Традиционно наиболее изученным акгинсодержащим объектом являются тонкие филаменты мышц, которые вместе с толстыми филаментами миозина составляют механохимическую основу сократительного аппарата 6, . В мышечной клетке процесс полимеризации наиболее существенен для поддержания тонких филаментов, обеспечивающих постоянную способность этой высокоспециализированной клетки к сокращению. Помимо миозина, Рактин в мышечных клетках взаимодействует с рядом других белков тропомиозином, тропонином, комплекс которых обеспечивает регуляцию мышечного сокращения ,. Наличие акюмиозина в немышечных клетках впервые было продемонстрировано в клетках плазмодия Мухоте1ае . Во многих немышечных клетках полимеризация и деполимеризация акгинового цитоскелета происходит намного динамичнее и, повидимому, этот процесс более смещен в сторону Оактина.