Влияние метилжасмоновой, (9Z)-12-гидрокси-9-додеценовой и салициловой кислот на протеинкиназную активность и фосфорилирование белков растений

• Автор: Мухаметчина, Наиля Усмановна
• Шифр специальности: 03.00.12
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2000
• Место защиты: Казань
• Количество страниц: 128 с.

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
ГЛАВА 1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ
1.1. Биогенный стресс и пути защиты растений
1.1.1. Липоксигеназная сигнальная система. Участие продуктов липоксигеназного
метаболизма в ответах растений на стрессоры
1.1.2. Супероксидсинтазная сигнальная система. Роль салициловой кислоты в защите растений при патогенезе
1.2. Фосфорилирование-дефосфорилирование белков
1.2.1. Хактеристика цАМФ-зависимых протеинкиназ
1.2.2. цАМФ и цАМФ-зависимые протеинкиназы в растениях
ГЛАВА 2. ОБЪЕКТЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ
2.1. Объекты исследования
2.2. Методы исследования
2.2.1. Инфицирование растений
2.2.2. Фосфорилирование белков in vivo
2.2.3. Определение протеинкиназной активности
2.2.4. Определение транспорта Са2+
2.2.5. Определение Са2'-АТФазной активности
2.2.6. Определение транспорта ионов Кб, Na+
ГЛАВА 3. РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ
3.1. Особенности определения цАМФ-зависимой протеинкиназной активности гомогенатов тканей растений
3.1.1. Влияние условий гомогенизации тканей растений (временная.зависимость)
3.1.2. Зависимость протеинкиназной активности от конгентрации субстрата

3.2. Влияние сигнальных соединений на фосфорилирование белков гороха
3.2.1. Влияние метшжасмоновой и (9Z)-12-гидрокси-9-додеценовой кислот
3.2.2. Влияние экзогенной салициловой кислоты
3.3. Влияние инфицирования растений и действия сигнальных соединений на активность Са2+-АТФазы и транспорт ионов К), Na+

ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ВЫВОДЫ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

ВВЕДЕНИЕ
Актуальность проблемы Растения обладают сетью сигнальных путей, которые позволяют им распознавать изменения окружающей среды (сигналы) и эффективно отвечать на них. Эти пути включают рецепторы сигналов, ГТФ-связывающие белки, ферменты, образующие вторичные мессенджеры и каскад ферментов реакций фоефо-рилирования-дефосфорилирования различных белков-мишеней. Фосфорилирование белков участвует в регуляции многих процессов как в клетках животных, так и растений, в том числе при взаимодействиях паразит-хозяин (Conrath et al., 1990; Dietrich et al., 1990; Grosskopf et al., 1990; Felix et al., 1991; Subramaniam et al., 1997; Zhang et al., 1998).
Проблема устойчивости растений к различным патогенам давно привлекает к себе внимание исследователей. Интенсивно исследуются системы передачи межклеточных сигналов, которые возникают в местах повреждения растительных тканей и активируют экспрессию защитных генов растений. Сигнальные молекулы могут продуцироваться и определять защитные реакции локально (в месте поражения) либо транспортироваться по растению. К их числу относятся компоненты липоксигеназной сигнальной системы - жасмоновая кислота и супероксидсинтазной - салициловая кислота. Исследование сигнальных соединений и их влияния на изменение обмена веществ представляет не только теоретический, но и практический интерес. Результаты соответствующих исследований могут определять новые подходы к решению проблемы защиты растений.
Цели и задачи исследования. Целью настоящей работы было выяснение влияния некоторых сигнальных соединений, вовлеченных в адаптивные реакции растений в отношении биогенных и абиогенных стрессоров, на фосфорилирование белков и ионный гомеостаз клеток растений.
В задачи исследования входило:
- Определение протеинкиназной активности экстрактов растений в зависимости от концентрации субстрата реакции - АТФ и продолжительности выдерживания экстрактов после их приготовления.
- Выяснение влияния представителей важнейших сигнальных систем - липоксигеназной (метилжасмоновой, (97)-12-гидрокси-9-додецеповой кислот) и супер-окидсинтазной (салициловой кислоты) на цАМФ- и Са: -зависимую протеинкиназ-

Если пути синтеза и деградации цАМФ похожи у растений и животных, то следовало бы ожидать, что у растений должны присутствовать комплекс G-белок-аденилатциклаза и фосфодиэстераза цАМФ. Растительный эквивалент стимулирующего Gs-белка не идентифицирован, хотя семейство открытых растительных генов, кодирующих субъединицы G-белков продолжает расширяться. Тем не менее, адени-латциклазная активность может быть определена в экстрактах из растений только в присутствии ГТФ, что указывает на возможность взаимодействия АЦ растений с G-белком (обзор Bolwell, 1992). Это подтверждает тот факт, что коклюшный и холерный токсины, для которых мишенью является комплекс G-белок-АЦ являются эффективными модуляторами некоторых стимулов в клетках растений (Bolwell, 1996). Показагно, что форсколин, который стимулирует АЦ в животных системах, может активировать АЦ клеток моркови до определяемого уровня (Bolwell, 1992). Эти исследования строго указывают на то, что в клетках растений существует мембранный комплекс для генерации цАМФ. Аденилатциклазная активность была показана на экстрактах корней Medicago, Ricinus и Pisum (обзор Assmann, 1995). Однако клонирование гена аденилатциклазы растений еще не завершено. Активность фосфодиэстера-зы, которая специфически гидролизует 3’,5’-цАМФ и ингибируется метилксантина-ми, также была показана (Brown, Newton, 1981). Этот фермент тщательно исследован с помощью современных биохимических и молекулярных методов (обзор Bolwell, 1995).
Следующий вопрос касается мишеней цАМФ. По аналогии с животными, киназы должны быть главной мишенью для действия цАМФ, включая цАМФ-зависимые протеинкиназы (ПК-A). Несколько групп исследователей сообщили о клонировании генов гомологичных гену ПК-A (обзор Assmann, 1995; обзор Stone, Walker, 1995). Однако ПК-A растений еще не очищена. Polya и сотр. (1991) сообщили о частичной очистке протеинкиназы из петунии, которая фосфорилирует кемптид (LRRASLG), специфичный синтетический субстрат ПК-А. Интересно, что эта растительная киназа не стимулируется исключительно цАМФ, но ее ингибирование регуляторной (ингибирующей) субъединицей ПК-A животных ослабляется цАМФ. Существуют сообщения о том, что добавление цАМФ к экстрактам растений стимулирует фосфорилирование специфичных белков (обзор Assmann, 1995). Kato и др. (1988) показали регуляторную роль цАМФ в активности протеинкиназ, выделенных из ряски