Мембранный потенциал, электрогенная активность протонного насоса и калиевые каналы плазмалеммы в регуляции синтеза полисахаридов клеточной стенки

• Автор: Ильина, Татьяна Михайловна
• Шифр специальности: 03.00.12
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2003
• Место защиты: Казань
• Количество страниц: 117 с. : ил

ОГЛАВЛЕНИЕ

ОСНОВНЫЕ СОКРАЩЕНИЯ И ОБОЗНАЧЕНИЯ

ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ

1.1. Состав и структура клеточной стенки

1.2. Современные представления о механизме синтеза полисахаридов

клеточной стенки

1.3. Нуклеотидсахара, гликозилтрансферазы

1.4. Целлюлозосинтетазный комплекс, целлюлоза I, II

1.5. Цитоскелет и синтез целлюлозы

1.6 Регуляция биосинтеза полисахаридов клеточной стенки

ГЛАВА 2,ОБЪЕКТЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ
2.1 Объекты исследования
2.2 Выделение и фракционирование клеточной стенки
2.3 Измерение мембранною потенциала
ГЛАВА 3. РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБСУЖДЕНИЕ
3.1 Краткий анализ данных литературы по вопросу о наличии зависимости
интенсивности синтеза целлюлозы от величины мембранного потенциала на плазмалемме.
3.2 Существует ли потенциалозависимость целлюлозосинтетазного комплекса
3.3 О связи интенсивности синтеза полисахаридов клеточной стенки с электрогенной активностью протонного насоса плазмалеммы.
3.4 Роль протонного насоса плазмалеммы в мембранной регуляции синтеза целлюлозы.
3.5 О роли внутриклеточной концентрации ионов калия в интенсивности синтеза целлюлозы клеточной стенки
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ЛИТЕРАТУРА


Показано, что на уровне плазмалеммы отличие, приводящее к кардинальным изменениям в интенсивности синтеза целлюлозы под влиянием двух широкоизвестных активаторов ростовых процессов ИУК и фузикокцина, связано с тем, что последствием активации протонного насоса под влиянием ИУК является активация калиевых каналов входящего выпрямления, а активирующий протонный насос эффект фузикокцина сопряжен с блокированием этих каналов. Показано, что причиной наблюдаемой по результатам большого числа экспериментов корреляции интенсивности синтеза целлюлозы с МП и с величиной метаболической составляющей МП может быть сопряженная с электрогенной активностью протонного насоса активность вероятность открытого состояния К. Пканалов плазмалеммы. Выдвинута гипотеза о том, что на заключительном этапе изменений ионного транспорта через плазмалемму эта мембрана регулирует интенсивность синтеза целлюлозы посредством контроля цитоплазматической концентрации ионов калия. Практическая значимость работы. Полученные результаты вносят вклад в понимание механизмов, лежащих в основе регуляции биосинтеза целлюлозы. Обнаруженное изменение полисахаридного состава клеточных стенок под влиянием экзогенных ионов калия и кальция создает предпосылки для возможности управления составом полисахаридов клеточной стенки и технологическими качествами промышленно важных сортов растений. ГЛАВА 1. Клетки растений окружены гидратированной стенкой один из характерных признаков, отличающий ее от животной клетки, которая является не просто механическим образованием, а физиологически активным нолифункциональным компартментом клетки, участвующим в жизнедеятельности растительного организма Тарчевский, Марченко, . Клеточные стенки состоят из структурных полисахаридных компонентов целлюлоза у растений, хитин у грибов, компонентов матрикса стенки гемицеллюлозы, пектиновые вещества, белки, инкрустирующих компонентов лигнин, суберин и веществ, откладывающихся на поверхности стенки кутин, воска. Они могут также содержать силикаты и карбонаты кальция vi . , , Полевой, . Целлюлоза, составляющая основную массу клеточных стенок растений, представляет собой линейный полимер р1,4глюкан, в котором каждый остаток глюкозы повернут на 0 градусов по отношению к соседнему. Целлобиоза является основным повторяющимся элементом молекулы целлюлозы. Линейная структура этого полимера позволяет эффективно взаимодействовать соседним молекулам целлюлозы за счет большого количества водородных связей и формировать более сложные надмолекулярные структуры микрофибриллы, в виде которых целлюлоза и присутствует в клеточной стенке растений. Рис. , . Кристаллическая структура целлюлозы обусловливает анизотропию клеточной стенки и, как следствие этого, двойное лучепреломление при прохождении через нее поляризованного света Эсау, . Именно микрофибриллы целлюлозы, в первую очередь, определяют прочность клеточных стенок. Степень полимеризации отдельной глюкановой цени внутри микрофибриллы имеет видовую специфичность и значительно выше во вторичных клеточных стенках по сравнению с первичными. Количество целлюлозных цепей в отдельной микрофибрилле может отличаться у разных организмов в диапазоне от, так называемых, элементарных микрофибрилл примерно цепочечных до очень больших микрофибрилл целлюлозы, например у водоросли, которые могут содержать более чем 0 цепей , , , , . Гемицеллюлозы большая i гетерополисахаридов матрикса клеточных стенок, которые содержат в своем составе остатки различных гексоз, пентоз и их производных. Состав основной цепи полисахарида и соотношение монноз в нем являются основой их классификации арабаны, ксиланы собственно ксиланы, арабино, глюкуроно, арабоглюкуроноксиланы и др. i собственно галактаны, арабиногалактаны, маннаны собственно маннаны, глюко, галакто, глюкогалактоманнаны, фруктозаны собственно фруктозаны, глюкофруктозаны, галактуронаны, маннуронаны Тарчевский, Марченко, . Степень полимеризации этих полисахаридов варьирует от до 0. Важной гемицеллюлозой клеточных стенок двудольных является ксилоглюкан. Этот полисахарид имеет р1,4глюкановый остов с моно и трисахаридными ответвлениями. Кроме глюкозы, а ее содержание составляет не менее , ксилоглюканы в своем составе имеют ксилозу порядка , галактозу , фукозу 67 и арабинозу.