Анализ влияния малых доз ионизирующей радиации на протонную проницаемость и активность H+-атфазы плазмалеммы клеток высшего растения : Cucurbita pepo

• Автор: Шибарова, Анна Николаевна
• Шифр специальности: 03.00.12
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2006
• Место защиты: Нижний Новгород
• Количество страниц: 119 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ.

ГЛЛВЛ 1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ.

1.1. Биологические эффекты облучения организмов в сублетальных дозах.

1.2. Радиочувствительность мембран

1.2.1. Гиперрадиочувствительность биомембран при действии

малых доз ионизирующей радиации.

1.2.2. Мембранный механизм индукции радиоадаптивного ответа.

1.2.3. Биомембраны в осуществлении эффекта свидетеля

1.2.4. Неспецифическая реакция биомембран на облучение в малой

дозе
1.3. Радиационные нарушения структурного состояния биомембран
1.3.1. Радиационноиндуцированные изменения состояния липидных компонентов
1.3.2. Изменения белков биомембран в условиях воздействия ионизирующей радиации в малых дозах.
1.4. Функциональные особенности биомембран их изменение при воздействии ионизирующих излучений в малой дозе.
1.4.1. Влияние низкодозового ионизирующего излучения на состояние барьера ионной проницаемости биомембран.
1.4.2. Активность мембраносвязанных ферментов при действии малых доз ионизирующей радиации.
1.5. Ключевой фермент плазматических мембран клеток высших растений рГАТФаза
1.5.1. Молекулярная структура и свойства РРАТФазы
плазматических мембран клеток высших растений.
1.5.2. Функциональная роль РРАТФазы плазматических
мембран клеток высших растений
1.5.3. Регуляция работы ГГАТФазы плазматических
мембран клеток высших растений.
ГЛАВА 2. ОБЪЕКТ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ.
2.1. Объект исследования
2.2. Методы исследования
2.2.1. Выделение фракции, обогащенной плазматическими мембранами, методом дифференциального
ультрацентрифугирования
2.2.2. Определение гидролитической активности НАТФазы по методу Лоури Лопец.
2.2.3. Определение белка в пробе по методу Лоури.
2.2.4. Оценка степени чистоты полученной микросомальной
ь фракции плазматических мембран
2.2.5. Оценка градиента в везикулярной фракции плазматических мембран с помощью 9аминоакридина.
2.2.6. Определение содержания малонового диальдегида в микросомальной фракции плазматических мембран.
2.2.7. Регистрация интенсивности флуоресценции оснований
Шиффа в микросомальной фракции плазматических мембран
2.2.8. Обработка фракции изолированных плазматических мембран ионизирующим излучением
2.2.9. Статистическая обработка результатов
ГЛАВА 3. ИЗМЕНЕНИЕ НЕПРОНИЦАЕМОСТИ И СОДЕРЖАНИЯ ПРОДУКТОВ ПЕРЕКИСНОГО ОКИСЛЕНИЯ ЛИПИДОВ В ВЕЗИКУЛАХ ПЛАЗМАТИЧЕСКИХ МЕМБРАН КЛЕТОК РАСТЕНИЙ ПРИ ДЕЙСТВИИ МАЛЫХ ДОЗ ИОНИЗИРУЮЩЕЙ РАДИАЦИИ
3.1. Модификация Непроницаемости везикул плазматических мембран клеток растений при действии малых доз ионизирующей радиации
3.2. Регистрация изменения продуктов перекисного окисления липидов в
ш результате радиационного воздействия
3.2.1. Содержание малонового диальдегида в везикулах плазматических мембран в норме и при облучении.
3.2.2. Определение содержания оснований Шиффа в микросомальной фракции плазматических мембран в норме и при облучении .
ГЛАВА 4. ДЕЙСТВИЕ МАЛЫХ ДОЗ ИОНИЗИРУЮЩЕГО ИЗЛУЧЕНИЯ НА ФУНКЦИОНИРОВАНИЕ НАТФАЗЫ ПЛАЗМАТИЧЕСКИХ МЕМБРАН КЛЕТОК ВЫСШИХ РАСТЕНИЙ .
4.1. Изменение гидролитической активности НАТФазы при облучении.
4.2. Кинетические параметры работы фермента в норме и при облучении
4.3. Модифицирующее влияние ионов Са на гидролитическую активность РГАТФазы в условиях воздействия ионизирующей радиации.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ.
ВЫВОДЫ.
СПИСОК ЦИТИРОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ


Большинство клеток растений характеризуется низкой проницаемостью для протона по сравнению с другими катионами, что определяет в значительной мере эффективность работы протонной АТФазы и поддержание рНстата на оптимальном уровне Воробьев, Опритов и др. В этой связи вполне правомерно ожидать, что иод действием ионизирующей радиации в малой дозе в плазматической мембране ПМ растительной клетки будут активироваться окислительные процессы, которые неизбежно отразятся на структурнофункциональном состоянии мембраны. Исходя из этого, было проведено исследование влияния ионизирующей радиации при облучении малыми дозами на структурное состояние плазматических мембран, связанное с ней изменение барьера протонной проницаемости и активность ключевой транспортной системы плазматических мембран НАТФазы в везикулах ПМ клеток высшего растения. Цель н задачи исследования. Анализ нарушения Непроницаемости везикул плазматических мембран клеток растений при действии малых доз ионизирующей радиации. Регистрация изменения содержания продуктов перекисного окисления липидов в результате радиационного воздействия. Анализ действия низкодозового ионизирующего излучения на гидролитическую активность НАТФазы плазматических мембран. Определение характера изменений кинетических параметров работы фермента в норме и при облучении. Изучение модифицирующего влияния ионов Са2 на гидролитическую активность НАТФазы в условиях воздействия ионизирующей радиации. Все исследования проводились на изолированной фракции везикул плазматических мембран, что позволило разделить изучение активного и пассивного транспорта протона и исключить эффекты действия малых доз радиации немембранной природы. Основные положения, выносимые на защиту. Под действием ионизирующей радиации в малой дозе 0,5 мГрчас происходит активация процессов липопероксидации ПМ в первые минуты облучения. Значительные изменения в структуре ПМ в результате низкодозового облучения приводят к возрастанию протонной проницаемости ПМ, и увеличению входящего потока ионов Н в клетку. Закисление цитозоля в результате протонной вспышки, а также изменения в структуре ПМ приводят к увеличению гидролитической активности НАТФазы ключевой транспортной системы ПМ растительной клетки. Выявленный феномен стимуляции активности НАТФазы может быть связан как с изменением конформации фермента под действием облучения, так и нарушением регуляторного контроля за его работой. В результате воздействия ионизирующей радиации в малой дозе происходит активация протонной сигнальной системы, в результате чего можно ожидать изменение функционального статуса растительной клетки в целом. Научная новизна. Впервые обнаружено, что в условиях воздействия малых доз ионизирующей радиации происходит быстрое и значительное изменение протонной проницаемости плазматических мембран клеток высшего растения. Показано, что даже незначительная по величине доза облучения вызывает резкое возрастание Непроводимости мембраны. Уже в первые минуты облучения происходит быстрая потеря протонного градиента везикул, а при последующих сроках облучения скорость пассивного транспорта ионов IГ замедляется. Получены новые данные, согласно которым в результате воздействия ионизирующего излучения происходит активация процессов липопероксидации в ПМ растительных клеток, о чем свидетельствует повышение содержания продуктов ПОЛ МДА и оснований Шиффа. Изменения в структуре плазмалеммы, в результате активации процессов ПОЛ происходят в первые минуты при облучении малыми дозами и могут лежать в основе нарушения проницаемости мембраны для протона. Впервые исследован характер изменения активности транспортной системы ПМ растительных клеток ЬГАТФазы в условиях низкодозового ионизирующего излучения. Выявлен феномен активирующего действия малых доз ионизирующего излучения на работ фермента. Показано, что модулирующее влияние малых доз ионизирующего излучения на НАТФазу мембранных везикул проявляется в том, что ее гидролитическая активность возрастает. Прирост активности зависит от времени облучения.