Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему

БЕЛКИ И ФОСФОЛИПИДЫ ЛАМЕЛЛЯРНОЙ СИСТЕМЫ ХЛОРОПЛАСТ0В ПРИ БИОГЕНЕЗЕ

ВАК РФ 03.00.04, Биохимия

Автореферат диссертации по теме "БЕЛКИ И ФОСФОЛИПИДЫ ЛАМЕЛЛЯРНОЙ СИСТЕМЫ ХЛОРОПЛАСТ0В ПРИ БИОГЕНЕЗЕ"

é-zsm

Академия наук СССР Ордена Ленина Институт биохимии и we ни А .Н.Баха

На правах: рукописи

ТРУ СОВА Виктория Марковна

- " " " *

ШШ И ФЗСЮЛНПИДЫ ^ШЖЯРНОЙ СКСТЕЩ ХЛОРОПЛАСЮВ ПРИ ЕКОГЕНЕЗЕ

Специальность 03.00,04 - биологическая химия

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на ссксканме ученоЯ степени кандидата биологических наук

Москва - 1976

Работа выполнена в Лаборатория эволюционной биохимии и субклеточных структур Ордена Ленина Института биохимии им. А*Н;Баха -АН СССР.

Научные руководители: академик А.И.ОПАРИН

кандидат биологических наук М.И.МОЛЧАНОВ

Официальные оппоненты:

доктор биологических наук, профессор А.Б.ВАКАВ

калкздат биологических наук Ю.Е.ЕРОХИН

На офицналышХ от айв работа направлена в Московский Государств еаниа Университет им. М.В.Ломоносова.

Автореферат разослан ""/¿р" фифли^ 1976 г.

Залита состоится "_"_1976 г. на заседании Ученого Совета Ордена Депива Института бяюхизгаа вм. А.Н. Баха АД СССР (Москва, Ленинский пр., 53).

С диссертацией молю ознакомиться в библиотеке Биологического отделения АН СССР (Москва, Ленинский пр., 33).

Отзывы на автореферат просим направлять по адресу: 117071 г. Москва, Ленинский пр., 33, Ордена Дшзша Ецстагаут бивдажга им. А.Н.Еаха АН СССР, Ученый Совет.

Ученый секретарь

кандидат биологических наук

С Н.Н.Дьячков )

Актуальность проблем;;. Установление деталей строения фотосинтетического аппарата хлоропластов позволяет глубже понять особенности функционирования фотосинтезирутацих органиdúoв.Работы по изучению биогенеза хлоропластов под воздействием света вносят значительный вклад в ату область исследовanís й.Такой подход позволяет проследить за изменением свойств внутренних мембран пластид при их развитии от проплаетзды до сг^'ор:,п!рованного хлоропласта и выявить роль их составит: частей, нрэзде всего, поляршх янпидов, пигкентов, а такяе белхоз мембран в этом процессе* После; ie наряду с фосфолипида:« все еще леля-ются наименее изучений! компонентами хлоропластов вискос растении. До сих пор недостаточно изучетг но только их л;анротопография s ультраструктура хлоропластев, но и их химический состав, а также место их синтеза в растительной клетке. Цель и задачи исследования« Работа посвящена научению белков и фосфолппндов мембранной системы пластид np:í биогенеза хлоропласте в. Основное внимание было уделено следукщнм вопросам;

- изучению морфогенеза пластид на ранних этапах дифференциации хлоропластов;

- исследованию содержания отдельных фосфолипидов ь:емо'ран пластид на разных этапах биогенеза хлоропластов;

- изучению биосинтеза фосфолипидов гл. tfWG в процессе биогенеза хлоропластов;

- установлению аминокислотного состава суммарна белков мембран на разнтлх стадиях формирования ламелл пластид; изучению биосантзза сушзрннх белков мембран Irv vliro на разнцх этапах биогенеза хлоропластов;

- разработке эффективного метода разделения кембршшэс белков в полиакрила^идном геле, позволяющего анализировать как наиболее гидрофобные белки мембран, так и свободнее от липкдоо препараты мембран;

- изучению состава и свойств гидрофобных гликолипепротеидов проламеллярной к ламзллярной систем пластид.

Научная новизна работц. lia разных сгад нее биогенеза хлороплас-тОз впервые изучены изменения в составе отдельных фосфолипидов' мембран и их биосинтез ut \пЛГО , а также фракционной состав,

молекулярный вес, аминокислотный состав и биосинтез tfivo

\ ..—.....-

tA-iS&ft

и хл. гГиСго наиболее гидрофобных компонентов мембранной систе-кы пластид - гли коли по про те вдо в. Сформированы представления о ключевой роли гликолипопротеидов в структура и функциях мембран при биогенезе хлоропластов.

Практическая ценность работы. Знания о структура и функциях хлоролдастоэ имеют большое значение как для развитая фундаментальных теоретических представлений о молекулярной организации субклеточных структур фотосинтезирующи;: организмов, так и для использования их в практике. Вцсшие растения являются основным источником растительного (б том числе кормового) белка на Земле. Ксслодокапия в это¡5 области знания затрагивают кореши® пройлеки фотосинтеза и, о коночном итоге, имеют важно© значение для усиления селекционной работы, направленной на повидение содержания белка в зерноонх и кормсвых культурах и выведение новик сортов иитенснаного типа с высоким содержанием белка и сбалансировашыгл аминокислотным составом,

Апгобвгия тгебсти. Результаты работы дологены на заседаниях ¡Московского отделения Осесогозного биохимического общества при АН СССР (26 декабря 1973 г. и 15 февраля 1976 г.) и на весенней конференции молодых ученых Института биохимии иц. Л.Н.Баха в 1975 г.

Ь'атер'/.али диссертационной работы дважды отмечены 3 премией з конкурсах на лучшую работу Института биохимии им. А.Н.Баха АК СССР за 1974 и 1975 гг.

Публикации, те риалы диссертации опубликованы в 10 статьях. Сбч.еч пботц. Диссертация изложена на 150 стр. текста к соде|>-еит £7 таблиц к 7 рисунков. Список литература включает 257 публикаций.

За последние десять лет в области биологии резко возросло число публикация, посвященных проблеме дифференциации хлоропластов. Интерес к изучению этих важизйших органалл растительной клетки нэ случаен. Он определяется не только тем, что хлоропласта содержат уникальные по своим функциям генетические систегщ, основой которой слуетт ДНК, но и той ведущей рюльш.

которую играют хлоропласта в осуществлении присущих только им функций фотосинтеза и фосфорплированпя, снабзая в конечном счете остальную клетку углеводами и АТФ. Процессы формирования ламеллярпой системы хлоропластов имеют непосредственное отношение к проблеме биогенеза эт1:х оргапелл. Хотя ни у кого не вызывает ссгшеняя, что с внутреннеми мембранами хлоропластов связали кх главные функции: поглощение кнан-та света, перенос электронов к фото$сс$срялпрозаш:е, .

порт через мембрану многих субстратов, кофакторов а ионоз.а также биоскятез белков мембран аесоципрозакшаа! с нвкз рибосомами, в литераторе о строении хлоропластов имеются пока еще малочисленные сведения о лл по протеидах, образуютах мембраны хлороплаотов, и об организации белковых, лигедных и углеводных компонентов в этих мембранах.

В' работах последних лет все чаще приводятся доказательства участия ядерного и собственного гсиог.'.сз как в Дорглгро-ваииа дамелларной сазтеиа хлоропластов, так и в процессе их биогенеза в целом. Однако,в настоящее время мы не кс~.ек удовлетворительно ответить па один из главных вопросов Ссохлмпл хлоропласта: почему не все компоненты хлоропластоз к'од::руют-ся ядерными генами и касте уникальные особенности белков, кодируемых в геноме хлоропластов, требуют того, чтоб"; 1:нфор:.'.г- . цая для их биосинтеза п процесс ах биосинтеза осуществлялись внутри самих хлоропластов.

Чтобы ответить хотя бц на один из этих вопросов, несехо-* ддмо, прежде всего, иметь точные нианпя о молекулярном составе и структуре мембран хлоропластов. Однако,даже глазные компоненты этих мембран, в частности, фосфолипиды, до сих пор изучены ке достаточно. Еще меньше сведений имеется о мслеку-ляряоЗ орган и захай в лзмеллах хлоропластов различных классов липидоз, белков и построенных из них систем, осуществляющие многочисленные реакции, в том числе и реакции фотосинтеза. Убедительна доказательством того служат целая серия альтернативных мсдслеЗ строения мембраны тилакоида (КроГл, 1563, 1964,1966; Кюлеталер и др.,1965; Брентон, Парк,1967; ЗаЯзр, Еенссн,1Э67; Арнцен и др.,1969; Островская и др.,19=9; Еа-хов,1969). Оап хотя и отражают многие из основных свойств да-

меллярпой системи хлсроплпстов, но явлаются' слитом "жестки-

чтобы удовлетворительно объяснить ту удивительную изменчивость химического состава, которая характерна для ламелляр-ной система хлоропластов в процессе их биогенеза»

Знания о различии* солярных ля гшдах, являющихся вакнсйией составной часть» лнпопротеидов ламелл хлоропластов, далеко не сразу достигла тех позиций, которые они теперь столь прочно занимает в проблеме изучения структурной организации ллпопро-теидонх комплексов ламеллярной системы хлоропластов. Несмотря на то, что интерес к изучению полярних лигадов и выяснению их роли в структуре и функциях ламелл хлоропластов в самое последнее врсул значительно возрос (Мури др., 1970; ¡Цугада, ¿¡уд,1570; Виитермапс, 137I; Кениг, 1571; Молчанов, 1971,1972, 1974; Молчанов, Члгирев, 1972; Новицкая, 1972; Вечер и др., 1972; Штукпф, Канкангара, 1972; Шанц и др., 1972; Макепдер, Яэт, 1974; Псйнцелот, Дей, 1974), интерес к изучению белковых вомсонеятсз этих мембран не только не ослаб, но, наоборот,еще более усилился (Сан и др., 1970; Махольд и др., 1971, 1972; Ре та, 1371; Герглан, 1571; Менке, Группе ль, 1971; Герман, Майс-тер. Г972; Левине и др., 1972; Регер а др., 1972; Елайр, Эл-лзс, 1972, 1273; Иглляем, Элл:с, 1974; Элляс, 1975; Нпльсен, 1975; Сидлл, Зллис, 1975; Нол.пп, Парк, 1975). Несетшенно, это связано, пренде всего, с той ведущей функциональной и структурной роль», которую играют многочисленные белковые компоненты лачелл хлоропластов в осуществлении эткш органеллакя их косухческой, по выражению К.А.Тимирязева, роли на Земле, а именно, в осуществлении ииз процесса фотосинтеза.

Наги интересы балз сосредоточены, главным образом, на одновременном сравнительном изучении состава и свойств фосфоли-Е2£оз н ряда белковых компонентов ламелл при биогенезе хлоро-слзстоз. Такой подход к изучению столь различных по своей химической природе составных частей мембран, какими является их белковые компоненты и фссфояиляды, позволяет более строго подойти д оценке подученных результатов и в некоторых случаях сделать выводы. которые нельзя получить:при дифференцированном подходе к изучению названных компонентов мембраны. Проведенная наш в ряде случаев одновременная сценка состояния бел-'

ковш: компонентов мембран и фосфоллпидов ваяна еще и потому, что uiicoze растения выращиваются, в отличие от бактери2 ала водорослей, в довольно непостоянных и трудно контролируемых шкроусловиях. Особенно заметно эти обстоятельства нах-. ладывают свой отпечаток на состояние различных компонентов мембраны на ранних этапах биогенеза хлоропластов, когда процессы перестройки мембран и внедрения э них новых функциональных а структурных компонентов протекают довольно бурно.

Глава I. ИЗУЧЕНИЕ ФОСФОЛКПЦЦСВ гЖЗРЛШОЯ спства шстид

Эти исследования проводились нами как с изолированные препаратами проламеллярной и ламехтярной систем пластид (Лде-кобсон,-19Е8), так а с исхо^ыми органеллами, мор^ологлчвеков состояние которых контролировалось их. \rlvo путем электронной ми кроскопис срезов проростков, отрат-итеих соответствующие стадии биогенеза хлоропластоз. В морфогенезе пропластлд была выделены два этапа их дифференциации. Па первом гтапе дифференциации пропластад (в 5-6-диевных о момента посадки семян этиолированных проростках кукурузы ).было показано образование многочисленных мембранных пузырьков - элементов сро-ламеллярпого тела, которые концентрируются в кгком-лпйо месте пластиды (центр для крал) и образуют прототип проламелдяр-ного тела. Б 6-дневних проростках внутреннее пространство пластид почти полностью занято проламеллярцык телом. Сно сае не имело вид кристаллической релетки. Скорее, трубочки, составляющие проламзлллркое тело, имели еппралеоиднув конфигурацию, создавая ппд неправильной кристаллической решет;;;:, от которой отходили ряды пузырьков (ткдадовдов) различного диаметра. На втором этапе дифференциации про пластид (приростки старше 6 суток) протекали завершающе стадги формирования элементов проламеллярного тела а начинались процессы, приводящие к ах ориентация а формированию проламеллярного тела типа кристаллической решетки. После 24 часов освещения этиолированных проростков пластиды тлели достаточно развитую ламел-лярную систем, содержащую до 15 л более тилак02доз в гранах. Морфологические изменения, происходящее на втором этапе да&-

11ЕИ БИОГЕНЕЗЕ ЬПОГОШГАСТОВ

ференцг.гдлл про пластид и последних этапах биогенеза хлоропласт сз , изучена в ряде работ (Нернер, 1256, ISCS, 1966; ВеттатеГл, IS57, 1959, 1962, 1966; Menne, 1959; Фрей-ßncc-лгкг, i960; Герола z др., i960; Кюлехалер, i960, I96C; ГДу-рака.42, i960, 1962; Лефорт, 1962; Гкббо, 1962; ВеркаЛер, 1962, 1954, 1967; Гашшнг, 1965; Бергер, Сайерабскд, 1967).

Кама установлено, что тог очи с л зшш с мембранные пузырьки, густо заполкягаше внутренний объем лропластида и представ ляа'дле собой главную массу мембран пропласткд, имели большее содержание фос^оляцидов па единицу мембранного белка, чем лакелдяпггая скстеп'.а сформированных хлоросластов. Определение содер.т-сшг.д азота белка в лнофяльно гшеушешшх препаратах мембран рагнкх стадий "зеленения" хлорогтластов гсзор;:т о том, что про пласта да обеднена белком мембран. Их ссдерган^е в мембранах возрастает липь по мерс биогенеза хлоропластоз. Если учесть, что на пропластиду приходател абсолютно меньшее содер-дние фосфслигадов, чем на сформированный хлоропласт (соответственно 0,19- и 0,52*I0-I^r; Люрссон, IS70), то становится очевидным, что пролайелляриая система про пластид обогащена фосфолииидами (табл. I).

После разделения фракции фосфоли гидов методом двумерной ТСХ ÎЛдтлопкпкал и др., 1969) в тонком слое силпкагеля Гчфпрка "Г.'ерх") была установлена изменения в содержании отдельных фосфоляпадов мембран на рагних этапах биогенеза хло-ропластсз. В препаратах проламеллярной и лакеллярноЗ систем глазку» массу фссфола видов составляли кислые фосфолип;:ды. При этом в дреламелляркой системе про.тластгд билл выявлена значительные котчества фосфатпдной кислоты. Фосфатидкая кислота (¿К) была идентифицирована наж хроматографкчески, по продукту ее дезгевлирозангя по Даусону (1954) (сС -глицерофосфат), а такае по колярки.м соотношениям входящих в ее состав глицерина и фосфора (1,00 î 1,09). Содержание ФК было значительным в прспластидах, в меньшем количестве оно наблюдалось в форда-руг^яхея хлоропластах и в ограниченном количестве — в сформированных хлоропластах (табл. 2).

Таблица I

Содерглнпе азота бежа и фосфора фос^оллппдов в препаратах мембранной системы пластид кукурузы па разных стадиях биогенеза хлоропластов

Проростки Азот белкг(в % от сухого веса Фосфор ^ОСфОЛИ пядоз ( мкгуТ.т белка ме:.*бран )

мембран) Ошт I Опит 2 Сгат 3

Этиолированные 5,1 10,3 5,2 6.1

После 24 часов освещения 5,4 4,2 3,3 5,0

Зеленые 6,6 2,3 1,7 3,4

Цртдечанпе: Здесь а в табл. 2-4 содержание фосфора босфоли-пидов определяли по методу Герлаха и Дойтияе (1963).

Таблица 2

Содержание фосфора фосфолипядов в различных

препаратах мембран

источник . фосфолиледы

получения

мембран__.ОК... ДФГ _ ФГ _ ФХ _ ФГ1

в % от суш« Фосфора Фосгр лига дев Пропластиды 51,3 13,7 20,0 12,9 2,1

Хлоропласта <24час.осв)19,4 23,8" 36,2 13,9 6,6 Сформированные хлоропл. 7,4 18,7 42,0 14,3 17.7

в мкг фосфора на I мг белка мембран Пропластиды 3,03

ХкоропласткС 24час.осв.) 1,13 Сформирован.хлоропласта 0,11

гч л I направление ' •) ^Т П направление 0,05

0,96 1,80 0,52 0,87

0,80 1,50 0,46 0,29

0,40 1,34 0,39 0,24

0,79 0,43 0,22 0,19

0,39 0,37 0,24, 0,10

Примечание: •) На ТСХ пятно Фосфатидной кислоты перекрывает зоны ЫГДГ, ДФГ и Д-да.

Значительные количества ФК в прошгэстидах' и хлоропласта* ранних стадий биогенеза отражали особенности их метаболизма,а не являлись арт&Ьактом вследствие воздействия фосфолипаэы Д . листьев га фосфодипкда при их выделении. Ли с помощь» ни

алалитгческнгли метода*.® нам не удалось выявить характерного продукта распада фос^олнгадов - фосфатпдилметапола, который локализовал в назшх условиях 1СХ в зоне, близкой к мопогала-ктозилднглнцериду (?.ТЛГ).

Наличие ощутимых колич сств ФК в про пластидах и на разных стадиях биогенеза хлоропластов имеет принципиальное значение, т.к. позволяет высказать предположение о ее ролл в биосинтезе £осфолипгдов пластид. Благодаря работай Кеннеди в 1960-62 гг. стала известна роль ФК и биосинтезе некоторых фосфолплпдоз гсшотнол клетки. Значительно позке появились доказательства ее роли в биосинтезе с[осфолнгидов в растительна тка:;ях (Шу;/::да, .'.'удд, 1970; ГДур и др., 1970). При включении в фосфолпгшди лпстьсв бобов 1а \riiro через 15 мин. инкуба 151 и в ФК Сило сосредоточено 58Я' радиоактиви остл Фракии фосЛолипидоз, тогда как через 24 часа - 5;? (Сингх, Цри-зетт, 1970). Аналогичные результата получил Еалецки (1972) Ери включении Р^ в клетки спнроделлы.

ФК и й>Г являются перзш.-л йюсфолк пЕдагда, которые синтезировались гп. \TlV0 на разных стадиях биогенеза хлоропластов. При непродолжительном выращивании этиолированных проростков кукурузы в тетлиоте или на свету в минерально;! среде Кроне (Тезннз, 1972) с Р52 лишь и основноЛ фосфояипнд тилакои-дов -¿Г- и'.юлл. максимальную удельную радиоактивность. Удельная радиоактивность ФК продолжала расти по мере дифференциации хлоропластоз. Общая радиоактивность ФК при зтом значительно падала п била ^совсем небольшой в сформированних хлороплас- * тах, тогда как радиоактивность остальных фосфолнцидов либо возрастала (ФХ, ДФГ, ФИ), либо мало изменялась, но сохранялась на высоком уровне (ФГ) (табл. 3).

Полученные накл результаты позволили высказать предположение о едином пути биосинтеза ФГ на разных этапах биогенеза хлоропластоз с участием ФК в качестве его основного предшест-' вешана. Активацию Ф-К в этом процессе осуществляет ЦТФ (Щуми-да, Ь^дд, 1970).

Факт интенсивного включения Р32 з ФК в течение нецродол-тельных сроков экспозиции проростксз с Р3^ еде не говорит о тоа, где синтезируется этот фссфолилид: в пластидах или вне

Таблица 3

Удельная радиоактивность (Ю^'екц/кин на I мг фосфора) и процентное содержание Р^ фосфоллпидоз при биогенезе хлоропластов кукурузы

Экспозиция этиолированных проростков с на свету(часы) Фосфо- - ■ ■ ■■ ■ ---------------------------

липида_1^5_6__72_

уд.акт. % содер. уд.акт. % содер. уд.акт. % содер.

ФК 16,6 27,1 1600,3 17,4 4860,5 4,6

ДФГ 8,4 7,9 30,9 10,8 185,2 11,9

ФГ 14,5 48,4 154, а 47,6 7СС.З £9,5

ФХ 4,9 14,5 73,8 22,7 996,9 41,4

ФИ 0,9 2,1 136,0 1»5 225,9 2,6

Сумма ■ 9,8 100,0 109,1 100,0 565,0 1С0,0

Радпоактквн ость фасфолишдов имц7мгн 1714 27614 7 5516

Таблица 4

Распределение Р32 фосфоллпвдоз в субфракциях дамел-лярноЗ системы хлоропластов кукурузы (в % от радиоактивности наддой зоны градиента)

Зона сахарозного Р^ фосфолипнди

град:! сита, % сахарозы Синтерфаза) ФК ; ДОГ : ФГ : ФХ ФИ

13-23 0 0 16,1 83,9

23-30 39,6 6,6 П.4 21,7 18,9

30-40 33,2 2,2 31,3 18,6 12,8

40-50 18,8* • 2,3 60,9 6,5 6,2

Примечание: Центрифуга Sjai.ft.co Ь , ротор16000 обД.пв.

Продолжительность центрифугвровшзя - 60 юн.

ах. Не исключено, что ФК мозет оказаться одаям из первых фосфолллпдов, которые синтезируются вне пластид, но проникают в них при формировании их мембранной системы.

ФГ, очевидно, синтезируется в мембранной системе пластал, а не переходит в них из других частей клетки. Это подтверждают результаты опытов с этиолированными клетками эвглен1-', которые синтезировали в больших количествах ФГ ладь ка свету, при формировании ла^елл хлоропластов (Дюргд-тон а др., 1972). Надо отметить, что изолированные мембраны Ъас. su.bti.tlS способна осуществлять синтез £Г и ЦДФ-диглице-рэда и о-оС-глпцерсфосфата (0о,ГЭ?5). Хотя нам не известны оп^ти, где бы удалось продемонстрировать синтез ФГ в изолированных пластидах, ната данные о избыточном содержании ФК в про пластидах и из ранних стадиях биогшеэа хлоро пластов тадяе поээоллкт предполагать, что ФГ сл»тезируется в пластидах, а не вне их.

Отсутствие в составе ФГ из пропластид и зтиояластов транс-Д^-гексадеценовоН кислоты - наиболее характерной мирной кислоты, встречающейся только в составе ФГ ламелл хлоро-пластсв, говорит о тем, что на разных этапах биогенеза хло-ропластов в фор:.'лроэании их мембран участвуют молекулы ФГ переменного состава. Их свойства контролируются слоетой системой биосинтеза '■¿.■осфолитщов, локализованной, по-видимому,как в са-ллх яластлдах, так и за их пределами, в остальной цитоплазме растлтсльно.1 клетки.

Изменения, происходящие во Фракция йоофчтпдалгляцерЕпа прз биогенезе хлорелластов, заметно отразились на результатах определения содержания аминокислот, входяцдах в состав .аминокислетных эхироз фосфатидилглицерана. В процессе формирования ламелллрнол системы хлоропластов увеличивалась доля амлн оа ци Л'Г с с фати ди дгл и ц е рин ов, содеряацах в своем составе ключевые ам;;нок::слоти фотосинтеза.

Результата, подученное в отношении содержания и биосинтеза '¡>Х, ФИ и ДФГ в мелбранах пластид на разнах этапах биогенеза хлоролластов, в настоящее время трудно оценить с точка зрения роли этих фосфолапидоз з формировании ламеллярной си-стека хлоропластов, хотя сами по себе сна могли бы предста

вить определенный интерес. В первую очередь это объясняется той неопределенностью, которая еще имеется в отношении их кякротопографпи в мембранах пластид. Лишь в последнее время удалось показать, что одни« из главных мест локализации ФХ в хлоропластах является не их лакеллярная система, а наружная оболочка (Макендер, Лич, 1974; По?Ь-:целот, Дей,1574). Наши результаты также свидетельствуют в пользу этой точка зрения (табл. 4).

Особенности состава жирных кислот фосфолппидов, я среж-де всего ФГ, обусловливают их большую, чем у гликолявядсэ, способность к гидрофобным взаимодействиям с другие лкппда-ми, а также Селкамг. «а боох этплах бйагенсза г-.лорйш:ь01-оь. Последнее обстоятельство особенно важно в связи с тем, что в ламеллах хлоропластов в процессе их биогенеза увеличивается содержание липосильных белков.

Глава П. ИЗУЧЕНИЕ БЫКОВ МЕМБРАННОЙ СИСТЕИ! ПЛАСТИД ПШ ШОГНЛЕЗЕ M0F0 ПЛАСТОВ

Этот раздел работы важен для понимания закономерностей формирования ламеллярной системы хлоропластов на уровне характеристики их основного структурного компонента - липепро-тепдцшх комплексов. Центральная тема раздела - изучение а нокислотного состава, гель-электрофсреткческах свойств и биосинтеза белков ламеллярной системы хлоропластоз при их биогенезе. Использование процесса перехода от роста растения в темноте к росту на свету позволило нам изучить указанные вьке вопросы в оптимальных условиях, т.е. в такой период развитие растения, когда в пластидах наблюдается максимальный синтез веществ ламелл при минимальном синтезе других компонентов клетки и имеются периоды ярко выраженного преимущественного синтеза белков мембран как in, vtVQ (Молчанов и др., ISG3; Нильсен, 1975), тая KVn.vi.tro (Друкм, Маргулзс, 1970). Необходимость изучения этого вопроса'была продактозгна также тем, что индукция развития хлороахастсз на свету инициирует в них синтез новых м-НК, несущих информацию о белках мембран, образующихся в хлоропластах под воздействием света СГненеа, Кан, 1967).

При сравнительном изучении аминокислотного состава белков кемораи в процессе биогенеза хлорелластол кукурузы бил установлен £акт изменения их химического состава, выразившегося з увеличении сод^ржшия гидрофоб; шх аминокислот в бел-пах мембран по мере формирования ламелллрной системы хлоро-пластез (табл. 5), Особенно четко это проявилось в опытах с С^ преиарата'.та :.-ембран1шх белков пластид, меченых \а\rlTD путем включения С1402 (0,15^) в проростки разшх стадий зеленения (табл. С). По мере дп<М>ерекцкаши хлоропластов в суу-уарчсм белке мембран уменьшалась доля полярных и увеличивалась дола чеполярных ат.-.1:н о кислот. У С^4 белков мембран эти различая отчетливо проявилась уаэ с первых минут экспозиции прорссткоз с С^-^Оо* Наиболее сачетно изменялось содержание гарплгенн^х и глдрокенлеодер^лщзх аминокислот, а также пролика, глицина, а л ал с на, Л>енялалзш:па и лейцвноз. Эти результаты гезорпли о тем, что при биогенезе хлоропластов в мембранах плacтzд либо увслаживается доля гидрофобных белков мембран, yze имеющихся в пропластадах, но содержание которых возрастает вместе с биосинтезом хлоройгалла и ряда "бесцветных" ллпидов, либо при этотл образуются совершенно новые, ве входящие в состав проламеллярноЯ системы пропластид, белки «екбран.

Правильность вывода о том, что при биогенезе хлоропластов в ех ламеллах увеличивается содержание гидрофобных бел-коз, била подтверждена нами в опытах г;о электрофоре га чес коду разделению белков мембран в поллакрялакидном теле (ПЛАТ). £ыл разработан э&ектпвннй метод разделения мембран лих бел" коз пластид в ПАДГ й кислой сильно диссоциированной системе, содер:кааей муравьиную кислоту к мочевкну и позволяющий анализировать как наиболее гидрофобные белка мембран, дающие нерастворгл'.ме в 1% ЕэЬЗ агрегаты ля по пр от ендов, так и свободные от лападю препараты мембран. Препарат;! проламелляр-пой и лг;.'.елдярной систем пластид бцли разделены нами на 13 белковпх компонентоз. Количественное ее; ранение таких экспе-рлмеитез^призедено какз в опытах до разделяй» меченых гп, ичдго - и С*4 белков меабран пропластид а хлоропластов

кукурузы (табл. 7). Результаты этих ошгтов показали, что при

Таблица 5

Амлжжнслотний состав белкоЕ мембран из пластид кукурузы и внутренних мембран сине-зеленой водоросли cLaac. ttA-dutaivs (внразкено в молярных процентах)

Пчякслипопротеиды * Остальные белки * Бел:сп мембран плпстпл, набран пдлсткл; мембран

кислоты про-пластидц хлоропласта про- пластндя хлоропласту clrvat.ru

Лиз 2.7 0,4 6,4 1 2.8 3,7

Гпс 1.9 0 3,1 ' 2,6 3,8

Apr не опр. 0,1 3,3 3.6 4,1

Асп 3,5 3,6 12,7 13,3 10,3

Тре 6,9 7.0 5,5 5,4 5,4

Сер • 8,3 7.5 6,9 7,6 5,3

Гду 7,4 9,4 11,2 10,7 12,2

Полярные С су шла) 30,7 28,0 49,6 46.0 44,5

Гля 15,1 13,3 8,9 10.0 7,9

Про 3,4 3,7 ■ 5,3 6,4 6,8

Ала 15,4 17,7 10,2 10.5 II,Г

Вал 8.7 9,5 4,5 3.6 6,4

Мет 0,3 0,2 1.4 1.2 1.4

Иле 7,1 7,0 4,7 4,5 5,5

Лей 13,9 15,7 •10,4 II.I 11,2

Тир следы следы I.S 1.7 0,8

фен 5 Д 4.9 3,6 5,0 4,1

Несолярные t сумма) 69,0 72,0 50,3 54,0 55,2

Заряженные 13,6 13,5 34,1 30,4 30,3

Полярные!/ несолярные 0.44 . 0.39 0,39 0.S5 0,6Г

Таблица 6

Радиоактивность различных групп С*4 аминокислот в суммарна белках мембран при биогенезегхлороплаотов кукурузы (в % от суммарной радиоактпьи ости С ^аминокислот в пробах)

* Продолжительность экспозиции проросткоз с СА402

Группа 5 ьяш 45 мин

амино- Время предварительного освещения этиолированных

кислот проростков, часы

X 5 24 144 I 5 24 144

49,5 45,1 39,5 37,3 50,4 54,6 59,6 62,7

0,93 0,88 0,66 0,59

27,4 25,0 23,7 23,2

1,18 1,26 1,11 1,15

Полярные

Неполл^н^с

Солярнис/кс-иолярные

Заряженные

Кислые/основные

47.7 43,9

51.8 56,1

0,92 0,78 32,0 27,5 0,83 0,95

39,7 39,6

60.3 60,4

0,66 0,66

24.4 24,6 1,11 1,11

Таблица 7

Распределение радиоактЕвности и С*4 белков проламелляр-ной ламеллярнон систем пластид дукурузц в 11ААГ (в % от обиеЗ. радиоактивности белков в гэлях)

Номер беляо- ^олскулярныл Бклшение воЭ Включение С14 ного кемпо- вес белкозо------—.......■———--—

кента (от старта) го компонента Г1ро-плас- теды Хлоропласта Про-пластиды Хлоро- ялас- ты

1-4 выше 72500 17,2 21,3 14,2 6,3

5 46800 ) 43,0 44,1

6 36300 г 23,6 34,2 10,9 13,6

7 28900 Л \ 9,4 12,2

а 20700 ^ 1 Л *

9" 16200 ^ 18,3 15,3

хо 14X00 ^ 1 }б,5 10,8

11,12 12900, 12500 27,9 Х3,5 11,3 Х0,8

ХЗ 1X800 12,9 9,3 4,7 2,2

биогенезе хлоропластов в их ламеллах как правило увеличивается доля белков с мол.весом вше 14100 и уменьшается содержание белков с кол.весом 12900, 12500,11800 дальтои. Песледцге представляли собой самые гидрофильнее белки мембран. Наиболее гидрофобные белки тилакоздов была расположены в верхней части геле!!, а также в их стартовой зоне (табл. 6).

Различия в аминокислотном составе мембразшых белков пластид, синтезированных на разных этапах дифференциации хлсро-пластов, а также результаты разделения этих белков в ПАЛГ, в целом позволяли заключить, что при формирования ламеллярной системы хлоропластов под воздействием света в ее составе увеличивается содержание липофильных оелксв.

Опыты с актидииом Д - ингибитор- бедового синтеза на рибосомах типа 60 5 - показали, что, ::о кра.шсЯ мере, часть этих белков, а именно компонент с мол.весом 58000 дальтои, синтезируется на рибосомах цитоплазмы листа. Кроме того, ак-тидион Д тормозил образование белковых компонентов с мол.весом 14600 и 13500 дальтон. На долю перечисленных белковых компонентов приходится почти половина белка мембран, синтезированного в проростках гау^й (табл. 9).

Остальные белки мембран, по-видимому, синтезируются рибосомами пластид типа 70$. Правда, в верхней зоне геля, где отделяла не один, а несколько белковых компонентов, при азучетг^и их порознь, вероятно, могут быть выделены белки, синтез которых зависит от функции цзтоплазматических рибосск. По литературным даннш синтез белков ламелл пластид зависит от функции как хлоропластных, так и цитоллазматичеекпх рлс'осо.м (¿Гахольд, 1971; ;.;ахольд, Аурих, 1972; Томсон, Эллнс, 1972; Кглпкем, Эл-лас, 1974; Зллис, 1975; Нильсен, 1975). Некоторые противоречия, однако, сохраняются до сих пор. В частности, длскусспсн-ным является вопрос о месте синтеза белков фотосистемы I. Эл-лкс с соавторами считают, что эти белки образуются на рибосомах хлоропластов, тогда как немецкие исследователе говорят о их цдтоплазматическом происховдении.

Не вызывает сомнения, что лккъ опиты о изолароканнкма пластидами могут дать прямой ответ на вопрос о том, какие белки мембран ехктезирувтея в них непосредственно. Однако

Таблица 8

Ради оактпв п ос ть различных групп С*'* амии окис лот в суммарном белке, в белках стартonой зоны и в остальных белксзых компонентах ламелл хлоропластов кукурузы (в % от суммарной радиоактивности белковых компонентов мембран)

Су;.?.;ар- Еелкп Номера белковых компонентов Групгы гшЯ бе- старто- ( от старта )

амино- лок вой--------

кислот кембран зону х_13 ь7 .8_9 11>12 13

70,1 67,4 71,0 71,0 71,2 29,9 32,6 29,0 29,0 28,8 2,34 2,07 2,45 2,45 2,47

радиоактивность в пробах,

1,54 —:___SHSÚSffl---

14387 12976 6799 20335

Таблица 9

Распределение радиоактивности С1^ белков ламелл хлоропластов фасоли в полнакряламиднои геле

Наблюдаемый молекулярный вес белкового компонента Включение С14

без автадиона Д с акти диском,! ( 100 t.-кг/мл )

выпе 93 ООО 17,9 22,2

54 СОО 5,0 4,8

38 ССО 12,2 8,1

27 500 6,7 10,0

21 ОСО 9.4 16,3

24 ООО, 13 500 28,6 17,5

12 500 10,0 10,1

ниже 12 500 10,2 11,0

Полярные

Ее полярные

Солярнио/ неполярше

Кислее/ основные

64,7 62,4

£5,3 37,6

1,83 1,66

2,61 3,58

именно .эти белка являются наименее изученными компонентами ' мембранной системы пластид. По данным Иглзпема в Эллиса(1974) автактиые хлоропласта гороха способны на свету или в присутст-

впи АТФ-генерярущеЙ системы вклвчать $35-кетиондн в пять минорных белковых компонентов мембран с мол.веесм 65,40,32, 22 и 18 кд. Сюда не входиля цитохром ^ ; сопрягающий^Фактор и белки фотосистем I и 2. По мнению этих авторов $ ^-поля-пептиды были неправильно завершены, освобоздсны из связи с рибосомами, конечный продукт отличался гетерогенностью и его трудно было охарактеризовать.

Нами было установлено, что еще, по крайней мере, три наиболее гидрофобных белковых компонента ламелллрной системы синтезируются изолированными хлоропластами.. Речь пойдет о белковых компонентах мембран пластид, не способных растворяться в системах г сль-злекгроф о р е з а с JÍIíS до состоагия,гарантирующего их вхождение в гель. Эти белковые компоненты, остающиеся на старте гелей при изучении их электрофорезом со Веберу и Осборну (1969), били выделены яз мемЗранлых Зракотй пластид дутом их экстракции нейтральной смесью хлороформа н метанола (2:1). Ранее в этих условиях был» выделены зротеолп-пиды мозга (£олч, Лике, 195X). По данным инфракрасной спектроскопии названные вше белковые компоненты мембран пластид входили в состав глккслапопротелдных комплексов (ГЛИ). Препараты ГЖ кз ламелл хлоропластов фасоли имели II,3% азота. Растворимость вещества в хлорсформ-мстаноле (2:1) не презирала 500 or/мл. ГЛП не растворялись ни в хлороформе, нц в метаноле. Стя'лулом к изучению ГЛП мембран в ;шшх опытах послухнлг три группы фактов: их способность активно включать в своЗ состав аминокислоты в опытах \П, \n-1rO , увеличение соотношения меглу содерглпием ГЛП и остальными белками мембран в процессе биогенеза хлоропластов, интеискзиость биосинтеза ГЛП в пропластидах и сформированных хлорспластах в опытах хп. vLxro .

ГЛП синтезировались первыми среди мембранных белков хлоропластов фасоли в опытах uvvitro (табл. 10). За 45 мин. инкубации хлоропластов с С*4 аминокислотами в ГЛП было сосредоточено от 18 до 23/ь С14ампнокислот, включенных в суммарный белок тилакоидов.

В опытах Лл vivo , при выракдванид проросткоз кукурузы на ьшнеральноЯ среде, содержащей изотоп С^4, в аминокислотах

ГЛП пропллстид было сосредоточено 13;», а в ГЛП хлороплас-тов - 15Л радиоактивности С*4 от ее содержания в суммарных белках мембран. Если учесть» что дгг.е в зрелых хлоро-пхастах кукурузы на долю ГЛП приходится не более о/о мембранного белка пли 1,6^ сухого веса мембран, то из сравнения данных о содержании ГЛП в мембранах^нластяд а величин включения С14 в ГЛПгл.уьЧ'о я лп,тгИго гтокло заключить, что речь идет о метаболически активных фракциях мембранных белков проламеллярвой и ламеллярной систем пластид.

Таблица 10

Включение С^4 ам:1нокяслот в гликолипопротеиды и остальные белки ламеллярной системы хлоропластов ( икц/мин на I г.г белка )

Фракция мембранного белка Продолжительность инкубации, мин.

5 15 30 45

Гликолгно-

протезды 1833 3136 3542 4229

Ост.белки 385 582 736 939

Хкоропласты (0,4-0,6 1лг белка мембран), выделенные в среде Хонда рП 7,8 (Спснчер, Вильдмс!!, 1964), инкубировали с С^ аминокислотами в I мл этой среды, содержащей дополнительно 0,4 г.таоля АТФ, 0,02 мкколя ГТФ, 0,5 мкМоля ФЭП, 20 мкг ппруваткинази, полный набор аминокислот (по 0,025 мк;.*оля) за исключен л ем Сблизила и 0*4лейцина. Инкубацию прекращали, добавляя в пробы по 0,1 мл охлажденной смеси, содержащей 20 1."'Лоля ЗДТА, I мкЫоль лизина и I ккМолъ лейцина. Контролем служили пробы нулевого времени. С^4 мембраны многократно промывали на холоду 0,02 M Трис-HCI буфером {Ji 7,6 с 0,001 M ЭДТА р немечеными лизином и лейцином (по 10 мкйолей/мл ).

Биосинтез ГЛП дакелдярной системы хлоропластов осуществляется при участил рибосом типа 703. Линкомицин - ингибитор белкового синтеза на рибосомах типа 70 g'- тормозил биосинтез ГЛП как в опытах vvviiro , так и в опытах î.n< uivo (табл, II).

Таблица II

Влияние лкнкоквцкна и актидиона Л на включение С*4 аминокислот в гликоля по протеид и я остальные белки мембран тнлакоядов ( ш/мил на I мг белка )

опы- Вариант та

суммарный

белок тилакекдов

ГЛП

Остальные

белки мембран

I Без антибиотиков 769 6000 613

С Доб. 200 мкг 366 (52,4) 4500 (25,0) 227 (63,0)

лппкемицкна

2 Без антибиотиков 511 3055

С доб. 200 мкг лиякомицкиа 296 (42,1) 1140 (62,6) 270 (35,6)

3 Без антибиотиков 18551 30692 13156

С доб.липкемицина (100 ихг/мл) 10353(44,2) 25572(16,7) 9853(45,7)

С доб.ахтидаона Д (100 ияг/мл) 7318 (60,5) 29689 6463 (64,4)

Примечание; В скобках указан процент ангябгровалия. ¡лгоро-пласты инкубировали гаггЦхо (опыты I и 2) в течение 45 мин. Экспозиция проростков с С^ амин окно лотам т.а (опыт 3) составляла 4 часа.

По данным гель-электрофореза з кислой сильнодяссоцаЕро— ваиной системе, содержащей муравьиную кислоту и мочета.у ,ГЛП из мембран пропластид кукурузы, мембран хлоропластов кукугузы в фасолп, а также внутренних мембран сине-зеленых водсрсслеД

ш.сЫ.£аа? и СЬ^аги/^огяеасп. -^ся-а^чабилп представлены даумя белков над компонентами и зоной белка ка старите. ГЛП из дродластид а хлоропдютов кукурузы вь:олл наблюдаемые мол.вееа 4? ж 20 кд, а ГЛП из хлоропластом фасоли - 93 п 33 кд.

Ошты по совместному гель-форе зу С -ГЛП и суммарных белков талаксидов подтвердили эти результаты. Основная радиоактивность была сосредоточена лретуцественно в зонах белковых

- го -

компонентов о указанны:«! величинам мол.весов, а такке на старте. Других радиоактивных белковых компонентов во фракции ТЛЛ выявить не удалось С табл. 12).

Таблица 12

Распределение радаоактпвности С*4 глаколппопротеидов и остальных С14 белков мембран пластид в ПЛАТ (в % от обаей радисактязноста белков в геле)

Наблэдасмий мол.вес белкоасго компонента Пропластиды кукурузы Хлоропласта кукурузы Хпс ты (роплас-фасола

про пластиды и хлоропасты кукурузы хлоропласты фасоли ост, ГЛП белки ГЛП мембран ост. белки мембран ГЛП ост. бел-■ ки мембран

вуие 91200 ваге 100000 0 14,2 0 6,3 0 11,6

72500 93000 0 25,5 0 18,7 65,3 8,3

46800 54000 48,7 17,5 21,6 25,4 8,0 5,5

36300,28900 38000 17,1 10,9 38,4 13,6 ; 26,7 13,6

20700,16200 . 27500 34,2 9,4 40,0 12,2 0 7,4

14100 21 ООО 0 6,5 0 10,8 0 10,5

12900,12500 14600,13500 0 11,3 0 10,8 0 32,0

118С0 12500 0 4,7 0 2,2 0 П.I

Был изучен агакокислотный состав отдельных ГЛП ламелл хлоропласт ов ¿асоля. ГЛП с наблюдаемом мол.вссом выше 100 кд имели меныпиц коэ^ицлент полярности, чем ГЛП с мол.весам 53 п ¿>3 кд, и значительно отличались по этоцу признаку от белков тилакоидов и водорастворимых белков хлоропластоб (табл. 13). 2сли ГЛП стартовсл зоны представлены семейством ГЛП кебольпо-го мол.веса, из данннх амлокислотного анализа этпх белков следует, что содержание гидрофобных а-танэкислот в них будет болыглм, чем в ГЛЦ с мсл.весом 93 и 38 кд. В процессе биогенеза хлоропластов кукурузы в аминокислотном составе ГЛП была отмечены лпщь незначительные изменения.

Еольаое содержание гидрофобных аминокислот в препаратах ГЛП позволяет предполагать, что она склонны к образованию белковых агрегатов высокого мол.веса. Эти свойства ГЛП прежде

Таблица 13

Аминокислотный состав гликолкнопротеидов, суммарных белков мембран тилакоадов и водорастворимых белков хлоропластов фасоли (выражено в молчрных процентах)

Амино- Гликолипопротезди Суммар- _ г? й» лртт* Зодорас ворпмые белки

кислоты общая фракция мол.вее выше КС-ООО мол.вес , 93000 мол.вее 38000 ке мембран

Лиз 3,8 3,3 7,7 4.3 5,3 6,5

Гис ОД следы 0,9 следы £ |3 3,3

Арг не опр. не опр. не опр. не опр. 3,9 5,8

Асп 0,7 0,6 0,3 1.6 ■ 9,5 1С,2

Тре 5.6 6.6 5,5 4,5 5,2 6,3

Сер 7,2 6,9 7.0 8,6 4,2 3,5

Глу 3,8 3,9 5,0 8,4 10,7 12,6

Полярные ( сумма) 21,2 20,3 26,4 27,4 42,1 48,2

Про 4,2 4,1 3,7 2Д . 3,4 2,4

Гли 13,5 13,3 13,8 . 11,4 9,1 8,4

Ала 13,6 14,0 11,2 6,6 8.0 8,2

Вал . 9,9 10,8 4,1 3.3 8.2 8.9

Мет 1,7 1,9 следы следы 1.9 1.3

Иле 8,4 8,5 8.4 5,2 5,7 4.5

Лей , 15,7 18,2 14,2 7.6 12,5 10,2

Тир 0,6 0,4 следы 4Д 3,1 3,4

Фен П,4 8,5 18,2 32,3 6,0 4.5

Нелолярнке (сумма) 78,8 79,7 73,6 72.6 57,9 51,8

Заряженные 8,3 ?.8 13,9 14,3 29,4 35,1

Полярные/ кеполярные д 27 0,25 0,36 0,38 0.73 0,93

воего могут быть реализованы при формировании ламедл хлоропластов, причем именно ГЛП могут играть существенную роль в образовании белковых ансамблей в наиболее гидрофобных участках мембранной системы пластид. В стой связи привлекательна

роль ГДП с течка зрения их участия в процессе сборки системы гран з качестве гидрофобного белкового компонента, ответственного за соединение тллакоидов ме.тду собой. Изученные нами свойства ГЛП мембран пластид ставят их в ряд наиболее важных . компонентов мембран. Они приближают нас к пониманию особенностей строения и принципа функционирования тех участков мембран пластид, которые могли бы отвечать за передачу информации с внеипе.1 стороны мембраны тилаксида в ее внутренние области, будь то электрический сигнал или воздействие химического агента, находящегося на внесшей стороне мембраны. ГЛП могли бы <1ушщн01гировпть и как каналы, переносящее лоны или целые молекулы. Б пользу этой точки зрения говорит их ярко гидрофобный состав, незначительное содер-

гание зарялепн^х, главным образом, кислых аминокислот, значптелхлкй мол.вес ГЛП, а также кх возможность существовать как в виде отдельных глобул, так и в виде глобулярных субъединиц. Указанные свойства ГЛП позволяют состоящим из них частицам "лрониэивать" ли годный Спелой мембраны, имея ери этом благоприятные условия в сил? своего аминокислотного состава для контакта с гидрофобной областью бимолекулярного слоя липидоз. Более того, наличие субъединиц в молекулах ГЛП могло бы позволить им функционировать в качестве "ворот? откр^занцпх и закрывающих поры или каналы в мембранах тпла-кепдев. Экспериментальное доказательства этой возможности имел:! бы существенное значение для понимания механизмов передачи веществ через мембрану тилакоида.

Тот факт, что ГЛП играют ключевую роль в построения мембран пластид, представляя собой, по-видимому, трансмемб-рапкне белки, которые долит немедленно включаться в существующую структуру мембраны на любом этапе биогенеза хлороплас-тов, делает весьма вероятной возможность того, что гены хлоропласт оз имеют самое прямое отноаеппв к их синтезу. Под-тверггдение этой возможности, а такяе детальное изучение их состава и структуры, явилось бы серьезным шагом на цути к пониманию биогенеза, структуры я функции ламеллярной системы хлоропластов. .

ВмЫ ВОДИ

1. На разных стадиях биогенеза хлоропластов изучали их морфогенез, изменения в составе отдельных фос£олиш:доа мембран и кх биосинтез VIV0 , а также аминокислотный состав, электрофоретаческие свойства и биосинтез их. и-иг о ииигШ'о как сумлгаргщх: белков мембран, так н их наиболее гидро^обнис КОИЮН6ИТОВ - гликолипспротеидов.

Z. Пролазе лирная система пластид обогащена фосфолилидз-ш и обеднена белком по сравнению с ламеллярноЯ системой хлоропластов. 1'йсфатидилглкцерин является наиболее характерной и стабильной составной частью тилдколдов гран. Выявлены значительна количества фосратидноЯ кислоты в мембранах проплас-тид и показано уменьшение еа содержания до следовых количеств . в сформированных хлоропласта*.

3. -Хосфатндкая кислота и фосфатидилглицерии лер;л,-\'н синтезировались в пластидах ш, т/Ъ1ГО и имели максимальную удельную радиоактивность на всех этапах биогенеза хлоропластов. Рассматривается единый путь биосинтеза фосфатядилглкцерикв па разных этапах биогенеза хлоропластов с фосфагодной кислотсЗ в качестве предшественника. Предполагается, что фос-|ат;;дилглице-рин и его предшественники синтезируются в пластидах.

4. Показано уменьшение коэффициента полярности оу^арглгс немеченых и меченых С^ \rliro белков мембран при биогенезе хлоропластов.

5. Разработан аффективна ьгетод разделения мембранньгх белков пластид в полиакриламидиом гело в кислой сильнод:!ссоцифрованной системе, содержащей муравьиную кислоту к иочевину, позволяющий анализировать как наиболее гидрофобные белки мембран, так и свободные от линидоз препараты мембран.

6. Проведено разделение немечетде, а также - и С^ белков мембран из пропласткд и хлоропластов кукуруз;х на 13 белковых компонентов. При биогенезе хлоропластоз в ламеллах увеличивается доля липофильних' белков с ыол.весом 14 ООО дальтон и уменьшается доля белковых компонентов с цол.весэа

12 900, 12 500 и 11 800 дальтон. Рассматривается, что большая часть липо£ялыиае белков мембран синтезируется рибосома-1дг хлоропластов типа 70 £ .

7. Установлена прямая корреляция между образованием ли-по|?ильных белков и содержанием фоо|атидилглицерина в мембранах при биогенезе хлоропластов. Предполагается, что фос.|ати-дилглкцерины играют важную роль в молекулярной организации мембрана тилаконда.

8. Из мембран пластид высших растений и внутренних мембран сине-зеленда водорослей выделена гликолипопротеидц. На основании данных об аминокислотном составе белков мембран пластид и внутренних мембран сине-зеленых водорослей, а такте гель-электрофоретаческих свойств их ПЯЛ висказшзается предполо^еь-ие о подобии основных своЕстз липопротевдов мембран си.че-эелошк водорослей и пластид высших растений,

9. Гликолипопротезды значительно обогащены гидрофобными аминокислотами в сравнении с остальными белками мембран. Отмочены незначительные изменения в аминокислотном составе ГЛП при биогенезе хлоропластов.

10. Изучен аминокислотная состав отдельных гликолипопроте-идов ламелл хлоропластов фасоли и определен их молекулярный л ■> вес. Г-Ш с наблюдаемым молекулярным сесом вше 160 кд имели ыеньшй коэффициент полярности, чем ГШ с молекулярным весом 93 и 33 кд, и вначнтельно отличались по этому признаку от белков тилакоидов и подо рас творшшх белков хлоропластов.

11. Гликолипопротенды являатся первыми белками мембран, которое синтезируются в хлоропластах т. ■\г1£'"0 . ¿{естом синтеза ГЛ1 в хлоропластах являются рибосомы типа 70 $ .

12. Формулируются представления о ключевой роли гликоли-попротеидов в механизмах передачи химической и электрической информации через иембрану во внутренние участки мембранной ' системы пластид и их роли, в структурной организации лаиелляр-ноЯ системы хлоропластов в процессе биогенеза.

Материала диссертации опубликована в pwu

1. М.И.Молчанов, Й.С.Еалаур, З.М.Трусоза. "Об пленениях фосфолипидоп ыеыбранной система пластид при формировании ультраструктуры: хлоропластов под воздействием света". Биоорганическая химия, 1975, 5.1, Р 5, 702-708.

2. М.И.Молчанов, В.М.Трусова, А.И.Опарин- "Акиноацнл-фосфатидилглицерины дифференцирующихся хлоропластов". ДАЛ,

1975, т. 220, JS 4, 975-977.

3. М.Й.Молчанов, В.М.Трусова, "Включение Р®^ в фосф?липн-ды да |ференцнр,ую;цихся хлоропластов". ДАН, 1975, т.2£0, » 5, 1222-1225.

4. Н.В.Цикарядзе, Ы.И.Молчанову В.М.Трусова, Г.С.Налича-ва. "О свойствах лаиеллярнцх белков хлоропластов кэ листьев лимона," Сообщения Академик наук Грузинской ССР, 1975, т.73,. В 3, 697-700.

5. М.И.Молчанов, В.М.Трусова, А.П.Котовская, А.И.Опарин. "О вццелекии протеояипидов из мембран пластид и синэ-звлекдс водорослей." ДАН, 1975, т.224, 35 1, 242-245,

6. М.К,Молчанов, В.М.Трусова. "О биосинтезе белков мембранной система пластид при биогенезе хлоропластов". ДАН, 1975, т.224, й 2, 479-482.

7. Ц.К.Молчанов, В.Ц.Трусова, Г.Д.Шапсхшиков. "Цэуче1гле аыЕНокислот1:зго состава и биосинтеза белковых компонентов мембранной системы пластид при биогенезе хлоропластов". Еиохпдая,

1976, том 41, В 5.

8.-М.И.Молчанов, В.М.Трусова, ГЛ.Шапошников, А.П.Котовс-кая. "О биосинтезе и аминокислотном состава протеолинадов ла-ыедлярной системы хлоропластов". ДАН, 1976, т.226, 3,711-714.

9. МЛ1 .Молчанов,-В.М.Трусова. "К исучению свойств белковых кешонентов мембранной системы пластид при биогенеза хлоропластов". ДАН, 1976, том. 226, » 4, 958-971.

10. М.И.аЕолчанов, В.М.Трусова, А,П.Котовская. "Протеолипи-ды мембранной системы пластид при биогенезе хлоропластов". Биохимия, 1976 ( в печати ).

Типография ХОЗО Госплана СССР