Участие фотодыхания в предотвращении окислительного стресса у Chlorella stigmatophora

• Автор: Ясюкова, Татьяна Борисовна
• Шифр специальности: 03.00.12
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1999
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 98 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ

1. 1 Биохимическая и физиологическая роль фотодыхания в жизнедеятельности растительных организмов

1. 2 Условия, при которых наблюдается выцветание хлорофилла в

клетках растений.

1. 3 Образование активных форм кислорода и их физиологическая роль в растительной клетке

1.4. Повреждающее действие активных форм кислорода

1. 5. Фотоингибированис фотосинтеза в растительной клетке

1. 6. Обесцвечивание хлорофилла под действием активных форм

кислорода в условиях стресса.

1. 7. iиокислительные системы растений защита от повреждающего действия активных форм кислорода.
1. 8. Заключение к обзору литературы
ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ
ГЛАВА 2. Объекты и методы исследований
2. 1. Характеристика обьекта исследования и условия культивирования i
2. 2. Ингибирование гликолатного пути.
2. 3 Определение продуктивности водорослей
2. 4 Определения содержания свободного иролина
2. 5 Определение содержания хлорофилла
2. 6 Электронномикроскопическое исследование клеток
2. 7. Определение скорости фотосинтеза в суспензии клеток
2. 8. Выделение хлоропластов и измерение скорости реакции
2 .9 Определение внутриклеточного содержания НАДФН
2. . Определение активности супероксиддисмутазы.
2. Определение содержания водораст воримого белка
ГЛАВА 3. РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБСУЖДЕНИЕ
3. 1. Динамика общего содержания хлорофилла в клетках . i при действии ингибиторов фотодыхания.
3. 2. Содержание хлорофиллов а и в клетках . i
при ингибировании фото дыхания.
3. 3. Содержание белка в клетках . i при
ингибировании фотодыхания
3. 4. Эффект обратимости фотовыцветания хлорофилла в клетках
. i
3. 5. Влияние ингибиторов фото дыхания на ультраструктуру
клеток . i.
3. 6. Влияние экзогенных субстратов глутамата, пролина и глицина на содержание хлорофилла в клетках . i в
условиях ингибирования фото дыхания
3. 7. Влияние ингибиторов фотодыхалня на фотосинтетическое
выделение кислорода интакгными клетками . i
3. 8. Влияние ингибиторов фотодыхания на реакцию Хилла в
суспензии разрушенных клеток . i.
3. 9. Влияние ингибиторов фотодыхания на содержание НАДФН
в клетках . i
3. . Влияние ингибиторов фотодыхания на содержание пролина
в клетках . i
3 Активность супероксиддисмугазы в клетках . i при действии ингибиторов фотодыхания.
Обсуждение
Литература


Содержание хлорофиллов а и в клетках . Содержание белка в клетках . . . Влияние экзогенных субстратов глутамата, пролина и глицина на содержание хлорофилла в клетках . . . . . Активность супероксиддисмугазы в клетках . Появление в биосфере молекулярного кислорода явилось значительным событием в биологической эволюции живых организмов. Адаптация растений к условиям обитания в кислородной среде сопряжена с вовлечением его в фото, биохимические реакции в качестве универсального акцептора электронов при окислении широкого круга субстратов. Такие фундаментальные процессы, как фотосинтез и дыхание совершаются с участием свободного кислорода. Однако существование растительных организмов в кислородной среде связано с опасностью образования высокоактивных восстановленных форм кислорода супероксид ного анион радикала Ог , пероксида водорода Н2О2 , гидроксильного радикала ОН , синглстной формы кислорода и др. ПОЛ клетки Мерзляк, . Как препятствие свободнорадикальному окислению биологических структур в клетках аэробных фотосинтезирующих организмов в процессе эволюции сформировались различные защитные системы. К ним относятся ферменты супероксиддисмутаза СОД , каталаза, пероксидаза, глутатионредуктаза и др. ., , . I , . i . i, , . Они обеспечивают превращение кислородных радикалов в нетоксические соединения. Мелераскорбатпероксидазное , , . Фотодыхание является одним из важнейших процессов в жизнедеятельности растений и затрагивает многие стороны углеродного и азотного метаболизма клетки Калинкина и др. . v . . Ранее было показано, что выключение фотодыхания у микроводорослей рода приводит к феномену обесцвечивания их клеток, а также к остановке роста и подавлению синтеза пролина Калинкина, Строгонов, . Однако процессы, лежащие в основе этих явлений, оставались нераскрытыми. На основании данных о фотоокислении хлорофилла и фотоингибировании фотосинтеза акивными формами кислорода АФК можно преположитъ, что в обесцвечивание клеток хлореллы при ингибировании фотодыхания также вовлечены АФК и что подавление фотодыхания приводит к их накоплению. И, наоборот, нормальное функционирование фотодыхательного пути должно приводить к устранению избытка АФК в клетках и этим препятствовать деструкции фотосинтетического аппарата, нарушениям метаболизма и подавлению роста. В связи с этим, цель работы заключалась в раскрытии механизма вовлечения фотодыхания в устранение окислительного стресса в клетках i. Для достижения поставленной цели основной подход состоял в регистрации изменений в ультраструктуре и ряда сопряженных с фотосинтезом процессов в клетках . Непосредственно в задачу работы входило в условиях подавления фотодыхания у СИ. ЮрИога. Исследовать динамику содержания хлорофилла, водорастворимого белка, восстановленной формы конечного акцептора электронов НАДФН, осмопротектора пролина. Изучить возможность восстановления биосинтеза хлорофилла, подавленного ГГТМС и ИНГ, путем внесения в культуральную среду экзогенных субстратов глутамата, пролина и глицина. Исследовать ульграструктурные изменения в клетках. Изучить динамику фотосинтетического выделения О шгтактными клетками и в реакции Хилла. Исследовать динамику активности супсроксиддисмутазы СОД . В настоящей работе впервые раскрыта последовательность событий, ведущих к возникновению окислительного стресса при подавлении фотодыхания. Впервые показано, что феномен обесцвечивания клеток СИ. Иога и деструкция хлоропластов при подавлении фотодыхания тесно связаны с особенностями метаболизма исследуемого организма, в частности, со способностью активировать фотодыханис в ответ на повышение концентрации ИаС1, что обеспечивает усиленное накопление осмопротектора пролина Впервые установлено, что накопление свободного пролина и биоситггез хлорофилла в клетках СИ. ЭТЦ хлоропластов.