Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему

ТРАНСПОРТ И ПРЕВРАЩЕНИЕ САХАРОВ В ПРОВОДЯЩИХ ТКАНЯХ РАСТЕНИЙ

ВАК РФ 03.00.12, Физиология и биохимия растений

Автореферат диссертации по теме "ТРАНСПОРТ И ПРЕВРАЩЕНИЕ САХАРОВ В ПРОВОДЯЩИХ ТКАНЯХ РАСТЕНИЙ"

Академия наук'СССР Ордена Трудового Красного Знамени Институт физиологии растений им. К. А. Тимирязева

На правах рукописи

СОКОЛОВА Светлана Васильевна

ТРАНСПОРТ И ПРЕВРАЩЕНИЯ САХАРОВ В ПРОВОДЯЩИХ ТКАНЯХ РАСТЕНИЙ

/ОЗМУМЭ - Физиология растений/^

Ает°РвФеРат диссертации на соискание ученой степени кандидата биологических наук

Мое к ва

1Й71

■ » транспорт оргапзческшс-Бс^аств п спеюилазярошшшх прсто-дтзпс клотках флоэми являотсл тем процзссси, йяагодаря которому у растопгй осуществляется взаимосвязь' о коордкшщая дсятельпости :';. отстль!ш*"прЬотра11стймша разой^ешшх opienoai-S-'iicjQr'oro характерных ■ особошюсте! Принадлежит использование в качестве троно-- портш* форм ограютчанпего числа перадуотруюспх саедипашй. и прежде всего, сахзроэи', атшаго чрез Бнчайао высокая скор ость вераВ оса . /50-150 см * час-1/. Поол едва о . обет оят ельство ум: давно: заставляло исследователе йТвредоолотть фуикцаонировашгов'кд вгках проворпзп ткапеЯ разлячвого рола активных нэшгшзшв, сшегдафсчвскзщ odpaatai , ускоряющих процесс даредвадоная /Са<Зинин,1940Л • . ' .

Ь течепае долгого вре»«иа TjancnopT органических вегеств во фло»,-е рассматривался, исклшатально - как перенос: и. внутри ситовидных трубок / ШпоЬ, 1930 ; Fenaoa, 1957 j Ораадег, 1950 J :. Canay,; 1960.1962 { Thalne, 1962,1964/. Мезцу.тсм аакошганяо ^аш-ичешого гатеркага и осойэицо резу^татов^аштагачвсктс в пдактроадотакроскопачасвяг вайлюдапиЗ все чзцэ 'лртодало. исследователей к предстовлешш о коопаратквво« хароктерэтраясвортного ; процесса /йурсанов,1963,1966/, --^V: • V-

В настоящее время получен рлдексперимента№шлсданянх;сви-детольотвувди о тем, что перадвижоша юетдаств в.сктовядшх трубках й продольном направленна сопровождает ся часгичтм обратимым ватодом лх в окружшцие влвтки флошы / Biddalph,- Cory, ,:Х957» J V 1965} reel» Weatherley, 1962,1963; Peel, 1964,1960} Fiacber, 1970 tt др^Л Б ряда раЙот вотвазетается предпмахениа^ что именно последила trpcaecci „возможно/ и играет рольодвой ив двяхуиих сел (»яозиюго транспорта / Ив, Tea, I960 } Тадтеа et el», 1973/.:

/Kollaann,

I960 ; Elegies- , ' ;IS60 | Dttloy at al-, 1961 J Eseil, .Cheв41», 1965/ позволяют полагать . что траяевдрт ■ ввутра ситевцдныхтруйок скорее.л всегонесвязава вреодолением цятоплаэштических ЫвШраи. В то г ; жа вРеця дервдвкаэнаэ подвгашыг ■ совдн'иеша. «езду отдалышми мет-кшга пучка влатеральном налравлэши Насоыиеннз влявчает в себя Форсирование мембранных структур«' . ' . •

....... ■'■'■ -Ч ... .... л

В изотопов грс!л£ йкагодарл работай, ешодшпшу на гакро-:оргмвзшис' -в га'атках'жмопшх-тканей, "шроко распространено ^ , . представление о'.'том, чтр переносуглеводов через клеточные ксмЗ- -рани соуяествляется спвцгализир'орашщш! трансдоркшма слстемама / Oirl.no, 1001} ег;в1а, 1967 I ГерЕановячДОбв ¡^Еооешш, -19СЭ ; : »иъгааль, 1369 } Антонов, 1970 ; Ивкшн.скаа,Трок:11, 1973/. К авало-гичншу выводу приходят также исследователи, изучащпа погло^е- . лае саиров'растптеяьщки клетками / В1в1вгзЫ, 1053 ; Огапб . Л, : -а«втвуо,: 1064 Иогсог,- 1064,1967 ? Холодова,107£/. Ид

Еозиаащость' суэдствавапля; подобию: систем в клетках флоокы .указы-Еала ршта-овтружэшпя способность изодяроаанвиг лрсшодетих тка** пей растепиДк. логлосдпзт и аккумуляции сахарозы из растворов • /Туркана, 1959,1901; Овалу, . Могшие, 1960/. • "-V, ч

В связи о ртда основной .задачей настоящей работы 'явилось -.каучввав зяконсывраостей^ трампорта'раолячншс.сахаЕов^враз мембраны прододявизс тканей ц сопутстпуювдис втшу процессу превраще-цлЯ вкаогенныхуглаводов, Ми полагали/: что" проведение подовнога ¿с олв довашш ы адат. кмвть такхв' само стоят ель нов значение для про- '■• йлвма клеточной проницаемости« . = I..

"" V'1' ' улгшйьп и мвгод! ШСЛЕДОШШ' .

■■'.■'■ . Ойьвктсы псследовапяя являлись. дроводтсте пучки, извлекав- '

иэ лпстошх чорооков сахарнсЯ'свенлц /сорт Верхяячская 031/. В работе использовали;растения"в возрасте 2,0-3,5 месяцев.

• Нзученяе доглоза идя са.чаров яроводшщ ш; отрезках цроводп-щщ пучков Л'см длшиой/||* предварительно сшитых в течение 20 га-1" .пут в проточной водопроводнсЯ вода /для удаления Сахаров да по-' вревденмлс г^отса и скойодного пространства ткзнл/. Соотдогенае • объема блсдлого раствора п восг> праводшдос пучков в длвтелышх •; оштах составляло 50:1, в опытах с 2-часосими акспозицияка - 10:11 что обесиач1шало' относительное постоянство кошеитрашщ внешнего -" раствора в тече|шэ,всего времени эксперимента /измеленда концепт-* ." рации не вревигаю ДО,?/. .'■ ■ ■■*: " •' . ■;■ • ..... ; .

В тботе использовала растоори равнокосномучешшх розы п ?Х-<1руктоз11 /^иг-'-ти сьвавро! / и ™С-гягкозн /оте- ,

/ ■ чсствепного производства/ радпоактивностьо 0,2 »зиЕриДя;;', ■ '

. По окоотаппл ошта пучки в тачеша 20 :.:ииут отстала-в по- ' " , ' ' до и ?пкспрозяла этанолом. Количество пегло^зи-^

■ ' uoro сахара рассчитнаалл па основания cyivz; галноактивпостк эта-. .' ' "' " "-ватького оксгрокта'и остатка ткани посла .зкетраипш л удёлвнсЗ

■" ':.V ■ радиоактивности виеенего раствора. ■■■' > ^ > ч ; При изучении влияния ипгибиторов-па'скорость поглощения —

- сахарозы проводят,па пучки серед опитсм в точение 30 минут гшдер-V-'. клваля в растворе 2,4-ДНЗ /ЫО"1 М ; pli 5,0/ ;г<?яорвдэппа • • " /;.:.;

; ./1'ЮТ% ; рП 5,G/. Затем к пробам- добавляли _С-сахарсзу до ко,, -: : : но чшйГ концептршзт 5 >i.t и после 2-часовоЛ экспозиции обичшел

образом определяли каличоство~погле:цош)ого сахара.. .V' .^v'*,■-.'

: ' "Содерланпе1 сахарозы и йруктози в ирезод^ш: кучках опроде- -ляли колориметрически по яктепзпвносги цветпо.1 реакции с реэор-

- сипом в сильно кислой срсда / Coriini , ot «I., 1955/ ; глюкозы - ■

; У: .'■■ . .онзиматачвскил'иетовсм. с глкг.озооксидазоП /Гёрзнг п'др., 1970^ ■'/'.■"■ - . ., Туррзта,СоколоваВ ряде случаев количественное определен ;;

Сахаров проводили с ломозо оптроиового реактива поело пред-' V- варительного раздело пая их методом xpcr.:ai6rpa]ir.i па букаге /Еав-^ :: лиао®а,Г962/. Разделение фгакшй плтнокаслот, "органических Кис- ' лот и свободш«. сахароз ос^ествглаось-с использованием поноо?- . меюшх скол Дауокс-50 ЛГ*"/ и Дзуокс-З /СОд2/. '*'.'-. ■'. -

• . Сосфорпае о$яри сахароз вццелякл по схеме УкбреЯта ДмЗ- ■ ; • —.: • ре&т и др.» 1951/ н определяли количественно после разделения us— .*

годом бумажной хроматографии /Соболев\ВУспрсс(еш:ева»1959/. * .-

.' Измерение степени использования зкзогвнпнх Сахаров в дгна- ' ; „ пва проводпеих пучков прсводали в приборе Ворбурга при'25°С. ' • - ;

, ; •: ' Активность юшертазы определилась в гоуогорлто проводящих

тгешеЗ,-откытих 2-20 часов в воде'/Туркгша,Соколова,19б8/» Б iio- ' - ; сладе ем случае дяя предотвраегдкцл'развзтнп ютрефлори 'B.cocyim о , водой добавляли d -троо-хлорхч^спикол /лава'лщетип/ до"коизч-:."■■ ; .' воз копцептрации 3*IO~4 Ц /Васоа et al., ХЭС5Д Об активности" -'v"

■ фермента суетла по количеству раадеплолпоа сахарозы. ■ -

Для иагчоиия локадизадад геко'окидазы в кдеткяг прряптгилртг ■ ■■.' :..■ ■■.■'■■■. пучков проводилось ^ракционарованяв гемогапата ткани путем диф--

- —^ , ' ■

■.Л. '

';"4ввваш1ааного' цватри?угироваши", В сабою анализировали слоду«>- ; •.

ческа* констант иятохочдргллыюЗ гексокатзи £ормент переводила ; -• , ; .с гврастворямсе- состояние: обработкой шпохандрЕальпсЯ' ?ракцеп: ' г.- -': Г

• V шш раствором-тритон Х-100 лря'.рВ-7,;4

;: \ . ■; - Активно СТЬ; гакоокшшзи: определяли' СП егсгрофот сметрическ« - при 340 Л; ЛЗ ' С.'им 1 по'образованию б рааквди,>сопряжешюЗ о: глЁкйзо-б-^ос- :.

;колориметрически* с аятроиом ■ по' нсчеэнове--^ 7-

• шт сахар сэ из. шкуСаци онн оЯ ■ среды V: В' по сл едя ем случае;в'пробах .

. . . •: ' првдаарятелБИО осаждали Се.пок к £ос$ориив Ь-1иг.и сахароз*одтом .М-":'^"-'*.

• . ; • - дова, 1967,1968 ; Иинальскиа,Троаип;197Э/, Ъ оштеики кишечника :.. • ;< у.- ' сахароза опоеобна;проникать во'вяутршйетачда2: овьем,':однако ее^

к г: перенос сопровождаетоя 'расще плением,на глюкозу в 'фруктозу А'' '1V - ввпда,* 19в?{Уг олев ^ 11967,1370/;.-В. отнозешшрастктельнше т1шиеа '/ Л ' ^ сейчас п оказан 6у*.что илогае из нихспособиы воглоодать'сахарозу,^;"; -л-' ---' "-/"¡Л" на;вввои11х7иств6ров.у,рц*и«о1 V Нале!а, 1954Гог^ву«г,: 19 55о ;

; РеппвИ» А1958 ! Туркишц 1951';гВ1в1 езк4|;: Д0в2 и др./, '

; В то га время не существует единого "шешш по ¿опросу о способно-"' ' в а транспортироваться через'меиЗрану в. нерасиедденисш, состоя-^-аии, • Исследования па ^паса^оа паре1гопле сахар11ого, ■тростника и ; * ^ ■ V> ивкоторж/дигипс; объектах првдвмонстрйрошш ;проникновв[шв •' > ." ■ ' ^ ': • сахарозысвязано V гидролизом ае внеклеточной инвертазо0 У&ог-1-.- -''г1^> : : ": .•' ю^меЪОД? ^оасЬег оЪ 1963 '. 1965 } Бровчонко''. " ' '

< • • ; " -

1567,1970/. В то so sporn имеются дгшпыс, указывакгяэ на способность сахароз» транспортироваться через вдетошшо избраны в но-раезошгешгсм состоянии / Vickeiy, Ueroer, ; 1954 ( OBrtng, l9G5a, Ö ; 3echcr, I96G | Понтович,1Э57 { Kriedeaoaa, Beevera, 19С7/. ' >V"; . Пакз показано, что пзоляровашше сревоотдив пучкя. сахарной, свекла способна к дхитвльноц/, согло^вшго сахарозы из растворов. Это спада теявств у е т о проницаемости кл ет очкшг мембра апро— водщей ткани для дтного сахара. ^

у До 85$ поглодешюЯ клетгама ■ г4С-сахарозы обяаружгвавтея 1 -внутри ткапя в нввзменвнноа фэ|ив. Этот §акт у*э. Дает основание ' предполагать, что проникновенае дЕСахарпда пропсяоигг баз рао-Ееплзнпя вго на глскоэуи фруктозу. Олнака ряноа авторов / 3«- .

eher «t ai,, 1963/ высказывается прекполшщцаеi*что.Сахарова' обнаруживаемая в тваш.Ьослв опыта, возникает в ней вторично /о результата рооштеза из. пронпкенх в клапог моносахаридов/, В связно этим особекпосугястввааог это зкетрагируемаякз ткана са- . ■хароза, подобно сахароза внесшего раствора; является равиомерно-- иочвяноЗ/отнодетш *^гдтоэа/14С-и£руктоза в талекуао равцо . : еяшшце /табл.1/. : '•'vyV:V'-y -;.>':■ " ! у- у'у

• V ; У. .Тпфвша Iv

Погло^онив .14С-сахарози из 10 к£Л раствора и . распределение радиоактивности в сахароза^ зхстрагируемсЗ • •'■' . из ткапя ...Л. ■'V'.'•■■''■:..-,■ л-.у

.' ""¡ПОГЛОТИ- ']РаСТОаГГИБНЭСТЬ в гл»- W>i-Hn-rö<mI "

; Состав |лось саха-!коэноЛ /и в £руктоэ- ¡-{«воаенае роз», . noü Av полопиПах са- и(М*лнтопа раствора ииоль/е хпро:ш, пмпДшцу ¡ТЗ^ГГГГ™,

J'ciiporo Bo-I———{ ^-Фруктоза са»г.часа j . X | п | . ■■у-.-. 14С-сахароза +• ■ ' ■ ■■'.*, ' у ■ V :' -+ «шиит, ГО мМ И,9 1004 1004 • • 1,00

14С-сахазоза + ■ '■■ ■■ *':' ■■■ -

+ глюкоза ДО к« 1Г,2 П02 Ю39 I.0G

Распределение метки в "сахарозе иа-ыеняется и-л тел сду--Чае, -если олц и»-вякает внутрь-клеток, совместно с_ норгдиоЬктлЕ-иса-глшоэой. tto^y гс.<ь-0сли бы транспорт сахарозы,бил связан с гидролизом во ка1 nr-i зглалег,ке. ^ зсследугсш ресаитезоч внутри . клетки, то .обшрУг^к.шпя.й ткана ^тС-сахароэа дсиша 'Снть не- . ; симметричной .и изотопнсм, охнсавлш /за, счет участил тз росинтезе' аерадиоактквпой окзогенной глюкоэы/,_Крско 'того; -как о^ло уста- ; нйалено;'у проводтвак. пучков отсутствует яршая"^^'оглость; /л^к-ду активностью илвертазн в гокогвнате ткани и скорсстыо яоглс т<ь шш сахарозы па раствора. Так,' свежепзодировалниз проводите ■ ~',-пучки по сравпошш с другими тканями.'обладают в 5-10 раз сплес^-пазкой активностью ишшртазы» чтоявляется следствис.ч репрессии* в ми синтеза фёрпелтйого белка /ЗДгана, Соколова, ISS3/. Продол ~ юательное 7в дочеиио 20 часов/ црослшше пучков в воде праг»а~ дат сальному БОзрэсташТО Б .шк; активное?« шшертази, "но пэ ' • -влияет ш скорость воглсдонил экзогеннсй сахароза, v. \ '."'

Все, эти £акти; .на юы взгляд, достаточно убедительно говорят о тол, что. ¡гранспорТ-сахарози черва кл с точки б ьшкбргны . ■ презодздихпушеИпроисходит без -рас^аапвгаи ее, иг. гсксба.1.

Про1:г.-.!!^иеь»хо сахарозы сопровождается кспользрвлнят в реакциях в^ути..^ лет очного метаболизма. Такое негсользо),;/::!С ; ;обстошшоа скоростью" .происходит;» точешгз всего врю:е;ш .опнт.ч -тогда как-скорость ооглочэния".сахарози кз риствора ла прот/лмл;-зтого ае периода сувествеано меняется. Основной путь прегра-, ••■пХ вкрогенкой .сахарят а «слетках.провод:;* пучков связан с"погроб-лениём 'ее; в■ давании 1и1ва образойзше полимеров /табл.2/. размер та'гуго потребления вЙ превышает. I5.& от общего _ к о ли ч s стзп * про!Шксаа внутрь-клеток с ахер оэц. 'Ст с л епь ' рп следования: вкз or с доЗ сахарсзц в 'матаоолдаие - иожвт Сать сокращена .при .'¿эбавдеевге в- среду^глскозк. Последняя; -Не влияя из • скорость Поглощения <; •. -хорозы^ ум0Ш,пает. нополь'эошвие -ее. в сантезл шшшероа -п

в дат кий меток — дэза на 70^.*' Атлиз'вога31Шет,.что в пряс^Т--стваа глюкоз«; резко /ю.50-70,V сокрасаотся в'кяючоила-^'с-еахлро-ан во £.ракш;я ?oc.fopnmc опирав, органических кислот я ик;:нэ:ус-лот. Сайгепие 1йдйоактивяостн во фроюст фсс^оршсс o&jpon сахо-

г/'

ров свидетельствует о том,"что ипгабировпяиа глюкозо5 превраг;э_-. ней "сахарозы происходит уже на очень ранней стадии, соответст-вулаеЗ,- очешднЬ»"'расЕ31Ьешш;1а/гексоз^ в »ином V"

случав' tai встречаемся с проявлением так^ называемого, "глккознсго. оф^екта",-xopoaio наученного для дрожкей и бшсгериальных клоток; /Моао, .194? ; Магасаигшк, 1961/. Он' заключается.в способности ' глвяозы подавлять использование'других веща ото путемивгиСиро-' вания первых ферментов"их катаболизма.' ■■' , ■

;:; ■ Vf: v'- • л У':".' ;> Таблица 2¿':..

."' ■ Использование, сахарозы в метаболизме -Л ■проводшшс тканей . ^ /'гУ- —

Состав •внешнего ■'". ■ раствора

Поглотилось - сахароза, мкмоль/г■сырого; веса * . 2 часа

■ Вклочепие^^-сахарози в различные -соединения /% от.обсей радиоактив—

■';;■ -, ' ности/ .;■..-■■■.■;■

сахароза"' [ полимеры jf :C0g у .

^С-сахароза, -■ ioxeí + каняит, ■■■; 10 К.М .

I4C-caxapoaai :-,■

+ глюкоза, ■:_■

.■■;;■. io км .. -14,2 -

¡С.ипгабиро-■ ■■' ваши- ..'■

14,4 : .65,0 ' 6,1 :■'.. 2,5

80>0.; • ' ; 3,85 '. .' 0»8"- •. •"

. Прпзсдешше -далныв СЕЛдег-о^ьствуст о тем) что раезеплеляо ■"■■■ сахарозы» хотя и не является необходим^ условней иропцкноввния::-ов в клетка лроводшздх пучков , т см нэ менее в ограниченном раз- -ыерв сопутствуйт~погдокзшш• По^виДЕМгглу» оно'обусловлено нэойхо-, джеостм) использования .часта экзогенного .утло вода пп рост овна, ;энерготичоскш п другие потреОно стн кл ет ск,' в^связи с.чем молат быть сокращено путем добавления в ереду другого", более^подходя-, " сего субстрата, /глюкоза/» Размер подобного расходования, нессм- ■."'■ .ненио, должен быть болше в молодых раотуэдг. ткаяях, что; водаож—;

; {

*

, ■ .V

: по, и является в ряде случаев прачанса расцепления значительней; , чаоти пршшхакзеЛ в!!утрь'клеток'сахарозы.' , • . . Несоответствие размера использования и обгего количества . : :" проникшей внутрь клеток сахароза ¿дат .основание- полагать, что; ' поглощение ее1обусловлапо деягёльносуью^спеотализированного'>.~^:г' ; ■ транспортного механизма, локализованного в цветочны* мембранах. ;*'• 'Такое предположите подтверждается^результатам»-исследованая ки-;' ' иатаки процесса пронякиовешя» . . . • ; ■ -у;;-^. . ;.'. Вше увазивалось; что скорость поглощения сахарозы иепяет-ся в'твчонле;'окспер:£.'.!внта /рио^Г/. Она"максимальна в первый чао

:< ;: ч опыта, :ватеи резко снижается,. однако впоследствии^ на протяжении К'

::;Г & 30

20 •

'10

- у-

■ ч":

• Кмц.

•юо ы«; 60 »«

25 мМ •

- О из1- 3 4 6 6

"1 Пгимм .■■*. «ми'*;

; - Время

■ - Рно.1, Ш)глозонно -"С-сахарозы в зависимости4 • ' •

; ••. •. ОТ концентрации ее Ьо внесшем раствора •, .

- . . -В времени инкубации; . -/. V: .

- по кеньпеа мере 4-х адоов подаераивается (анодном"и тем же уров-х.

не. ТакоА зврактер временной зависимости поглощения позволяет : ; нам.' подобно другим адторам /Голадова| 197^ предположить;: что' по-

ш й ■-

Л*:*- ' --- -"ГУ-

: сгуплемш сахарозы в клетки проводящих пучков осуществляется за счет двух яеэпвисиш1х процессов4' 0дия аз ш1х.завера1аетсягв течв-: иие первого часа ' янкувмии,;тогда как второй длительное время у . идёт'о. постоянной скоростью» Именно последний процесс;приводит ■'.-. .■к тог^/что содержание'сахарозы в ткани тюле; опыта возрастает '.. ',-яа зо-бо£.

Скорость длительно протекающего1процесса невроаорциональ- ' на концентрации сахарозы" в среде /рис.2, А/» Анализ показывает, что зависимость оЕшснваетск уравЕенпем Михаэлиса-Меатен* Г^афк—

>

0»б . 1.0

• - ■ , Рис.2. РЕзменениа скорости-длительно протекающего 1 процесса в зависимости от концентрации • :>.;.'■■ ■■ сахарозы в среде. ■ .■

. : . ■" А - в координатах Л,, п в . ■. "

В - з координатах V» и 1/з. . •

- ческим методом Лайнуивера.и Берка /рис.2,Е/'опродвлешГкипвтичо-скае, константы данного:Процесса - Ка -п Тщ« , они равшштся 20 мМ и 14 мгалолям/г«2 часа. ■'. • •':"•."' •••

! : Скорость поглссзняя сахарозы укепшается в 2 раза вря согавлешга в раствор Ёлорпдзлпа, который явдяотся саецк-Тпческшг. • • янгибятором систем мембранного транспорта влротшя: ткапят /&и- : йоградова и zo., ^гл rwuwe sabi осиовас:« проглоглгать

У- участке в процесса прошгкнсвенид сахарозы в kkctioi проводящих - : пучков спекзализирсзапноЗ систомы мембранного транспорта».

. ' " - установления характера системы существенное значение имеет тот £акт, что прозодя^по ткана обладают довольно высоким ; у " ■ ■ уровнем ' овдогенной сахароза /60-90 wM/. • Поэтсиу поглсценга. дт-^ V ; йога сахара из ; 1-50 Ш растворов, ; очевидно,' Происходит " против

концентрационного градпапта, что мохет указивать^ш акпшный ха— v . рактер-транспортного ыахщшзха. Пря отсы коофТшщент расвределе-' -.V идя, т.е.'отношение ковдонтращш сахарозы внутри ткани /& / к концентрации ее во вневнем растворе /С0/, ужо в шчалэ оксперя-' мента бояьаа едг'шщц а возрастает после пребывания ткана в растворе сахарозы. Так, после 20-часовса инкубации проводящих'пучков у "в 15 ¡¿J раствэро сахарозц коэйдаионг-распрелолашш увеличивает- ' \ ся с 4,3 да 23. ' '';...:'-':;уУУ '"уУ уу у;.- J -'Y--у

\v ■?.'■' Перенос против когадентракионнога градиента удается прода-■ у- исистрарсвать п п тем случае, если в расчет прягеша'ется только У/ радиоактивная сахароза,:поступиэзая'в ткань за время:опыта. Так,У. - козФ|лвденг распродала шш I4Ct'/I4C0, больаий единицы, достита- • отся за 4 часа в опытах по поглсаетго из 0>5-ЭрЧД растворов. О

■ уваличениеи прбдйЯЕгтелънзстп инкубации поступление из'более кон-пентрир свайных: растворов также начинает происходить против kor-.центравдовыого.градиента и потому может рассматриваться как ак-тавой ирсаесс. у' • у;. -;,. :.у -.

■ На активный характер транспортного мехапвЬма указывает • '

■ такжз^чувствительность ¿го к воздойствта 1шэкд:тсшератур'и иц- "

' гибярсвашге логлсмивя псд вянишеи 2,4-ДО. В обоих случаях ска- ■ росгь транспорта сахарозы саагается более чей ю 2"раза. A-v-V- ' у . Пркаедошшо tfaKtu позволяв? солагогь, что в клетках оосу-

' ддсто-волокнлстшс пучксв сахарпсЗ свеклы Ёушии'олирует споилаля- : влрсвашая па отио=ошяо к сахароза системаjureiamoro транспорта, - ' ; соуцествлялаая перенес зтого сооолноная черва цембракы к аккулу- :

дяаяо его внутри югаток. Сдеи^яЧносль этой сиотема по огноговш? -к сахароза вытекает-из того, что noraoïseime'деш1ого сахара из тормозится в присутствии в.сроде даже "десягтфатвих количеств моносахаридов и, в свою очередь» по влияет,нЛ Воглог;е11ае пойяед-

. ; НИХ* ^'i'^/lA'r-';^ .V ) :'л • -V ■ '■.''.

. Исход! из данш^с о содержании сахарозы я различны* ком- ; . ; партмонтах растительной ткацк -"свободном лрост|шнствв» метаболическом пространство /цитоплазме/ а запасном пространстве /ва- . - г

• куодя/ ДолодошЛ?71/»"мохпо думать, что транспорт сахзремг. 1 против конце нтрацпонной) гракпонта саведомо' должва-нметьмвото _ ври поступке шше а ь вакуоль ¿ В Проводщшь ташшс шличием ва-" ■-.

-." куплей характеризуются только парешомнне. клетки!i в связа о .чем ■'■" можно предполагать^ чтоспстеиа октшшого : мембранного* транспор-г • " та сахарозы приоуда пмснно птш азоментам фяоокы» Подобий жа-механизм функционирует, возмогло, в в йлаэмале»го .сятовадпыг . v трубок» в которых происходит основное концентрирование -тронснор-^: тируемой на далекое раостояняв сахарозы» : .'.'.'•".• '

'' В проводетпс тканях система мембранного транспорта caxa---розы осуществляет перенос ее в аерас^оалвниом состояиии» Базмок— ■ 1 tto« наличие такой системы .следует рассматривать'как спеад^ку/{à-, .' стптелышх организмов, у которых-сахароза .является перзшм -свобод- ..'■ 1 ним сахаром, возлккашим в листе во время фотосинтеза» основной .... тропспортпоЯ, а нпогда п запасной формой-органических веяеств»

ТРАНСПОРТ И ПРЕВГАГОТШ MOHOCAIARttOB в кябпсаг : , : ПРОЗСЩЙОК'.ТКАНЕЙ / . • - V'Y->'

.:,>, • ^кшспорт моносахаридов через платочные мембрана наиболее : : -. '■■■"'

• детально изучен ш npE-tepe дрожжей, йпкто'рпЯ и Сольсого числа жи- ■ вотшк ткав ей 4 Анализ полученных дшшнх сгадетельствуато том,.

что в поювляяссм балцганстов Случаев t)n происходят с участием' ■*,'-■■.".' ~ -специализированных трансаортпыг систем /Ь» Petre» ,1954 ) OteinV 1967 î wilbreedt, 1969 t Пдлс1льсл2й,Трсзгц,1973/ в часто.соПровож-' дается фосфорялировапнсм reKco»-/Kundle,.«t el.» 1906,1970 ». Roeesen» ■ ; 1969 ; Kaback» 1968,1970 ( CUreaiBcJc, 1968,1969,1970, ■ : 1972/» В те же время в рядбработ установлена воиожяость диф£у- - :

ето[шогО;ПрошжЕС1П01Щя сатароа в клетку /Ио?вк,;у ко1ук,: дко ' '

,'ОоЬ1гХ*;вУИогсвп,-1960 ;7_Еозоа, ^1971/^.

в гост ит ель них тканях кеьйдошщй; транспорт , моносахаридов д";.-':/', :* изучен "зпдчатольно 'слайоо, Результаты пмеюадосся-нешюгочнслсших> исследований позволяют продположитьУ~^то ,по£ло:5е1ше ^Т1пс веществ' ■ . растительной клеткой' татае осуцествляетел! за.'сч'от: допте льности " спегаалиэи'роЕашшх'систем 'мембранного переноса / В1о1озк1, _хоб2 ; •;.

Ве етегз19Б4 ; :^вйаг, '-.Ев1пЬо1й^ 1550 I Ойг^е,йог--. • • 1воЬ| 1569/^*'^Однако;; неясеа' характо р; субстратцоЗ спегци^иш!ости' ^ ■ - цодобшхх.ъпотом^посксшьку оучостьугаш ' дашшё' о вэа1моотноает : -' * -

" 1 Фруктоза/ отсутствуют строгие дохазатсльстю,того,: что-одслдтаа-мые' в^зкеперкментах. по;поглодана» законаверностп .характеризуют * ? транспорт ^этгагвеэд^ их во

- -^внутрикле т очи ом'метоб олвзмеПра кг ич ескя, не иссле до ван. также;' ^ ; вопрос;"о в'оз1.ям1ости;участия• фосфорилнроианипвлгахан«змв;транс-^ мембранного-переноса,гаксоз, • -; Пит; установлено ¿'';что 'прово.гжиа~ пучкп'сахарноД свекли из

. сравнительно'дозбавлешшх.мешшх растворов несколько иитенсив- 4. ;,- '.■■:■';; ное поглощают, глюкозу; чем ^руктозу» При коицентршои Сахаров " 5 , / ТО (¿4. скорости обоих процессов. уравниваютс я ¿ а' и э ! б ол ее ко нпе нт->- . рированных -растворов{фруктоза'проникает'в клетки в;2-3 раза бы-^7^ стр ее Тлшо зы ^ Не зависимо , от ко нце нтроции' сахар ов в ере да ; , ск о-: ' ;рость-поглощения-их постоянна в т ёча ниепаменьш еЗнэрэб.часов * ■■ вксперимента» :•:.■ ■.

. . : ' - .Интвисивность поглощения находятся в.зависимости от физяо-/1

догетеского оостсяиая ткани. Так, скорость поглощешш глшози . ,•,.>• ■. Д усиливается почти в • 2: раза; в пучкахподвергнутых 'длительному;. . ~ ; .*;; /24 часа/ отмивани» а водеОде больив" увеличивается в' этих ус-': - лошяг скорость иосгуплвння Фруктоэы ^ в 6«6 рава» Иозрастшше • > *.скорости поглощаняя^вкзогешшк МОносахаридов'не солзано с . 'нёшим уровия вадогешиа' гекооэ, воокольку содержание "глшозц и ' - фруктозы в' йроводяааг йучках после .24^часов' пребыБания'*гос.в '

-остаются нд прожнем уровне ; в то го время количество сахарозы ■ снахается почти вдвое;' л:

Поглощение моносахаридов клетками проводник сучков, в отличие от сахарозы,' сопровождается интенсивным превращением шс' в другое соодапоиия /табл.зЛ Среди последних основное значение ■ :',"■■'■■ .. '• 4 • • Таблица 3»

V Включение 14С-моносахарадов в отдельные группы •'

у- у. ■ / -. ' соединений проводящих ткапоЗ ■.'".'у'/;у; ^ ■ -'"'.'\ /% от обдай радиоактивности/ . . ■ ■ • . . - "

Сайр во ■"-. внесшем раст- - во£3^ Шолиме- ¡Сахаро-.} за , {Глпко- ут--,;."-.':; Iфрукто-1Органи-', аа - ¡ческие i {кислоты. АМИВО-ш1сл0- ты

«С-глюкоза, .у/. 10 мМ. V 32,е 52,2 - 3,4 2,49 •6,26 2,03

14С-^тоза, 33,0 57,3 . 1,9 • 2,93 2,14

■ ■:. ^ принадлежат сахарозе.• В больгипстве случаев в атом процессе по-

требляется сшсе БОЙ обаого количества погдозетщх клетками гл»- . - козы и фруктозы. Второй существенный путь превращений гексоз связал о кспользованием их'на синтез полимеров. Ва зти-цели расот-/.* дуется около Э0£ поглощённых Сахаров* Анализ показывает»что вк-: зогешше моносахарида прежде всего используются в синтезе полисахаридов, легко извлекаемых водой: при температуре 30-40°С,и вы' --' с скомолекуллртп: структурных полисахаридов, тогда как включение ^ —С в крахтл но значительно »ДоЮ? постушгшях в клетку глшози и фруктозы виделяется с углекислотой дыхания. Среда! других про-V дуктов преврг^енлй моносахаридов можно отметить органические кпе-

■ ."лот» и ажнокпслотИк содержащие в целом менее 10% общей, радиоак-

тивности; -■-'.. :, ■■■ ■■■'-.■■■ .V,'

.Следует особо подчеркнуть , что лись незначительная часть поглощенных клетками гижозы и фруктозы обваруяивается в тканив / неизмененной Форна от общей радиоактивности/, » связи с чем даже;в длительных опытах пе удается обнаружить накопление их в.

• свободном состоянии,, В то «а время содержание сахарозы и ткана ': л-. в этих условиях возрастает.-- , '.■ -: -'.'"^.Ч.-...■ ;■';,- - :

\ ■ ■ Пр'шиу^отво1щое провра^оше окэогеншк моносахаридов в /'..'....; -..,'■" -сахарозу отмечено г таюа и для шогпх друпа.'растлтелышх тканей

И .оргйиоа НозаАа, .' 1954 { Рогбег, • 1!оу, 1955 { ~

- -- ваа'еЬвгДЭ-Э .Оапяу, Кагкио, ' 1960 ; (ЯаагЮи, 1960,1961 } • V. ".;.■'

.-■:."■ В1«1«аЪ1, } ЗасЬвг а1| ЮСЭ } Сгаак, Вос*вгз,юс4 { " * ' : л Курса|10В П др., 1907 | кг1о<1еоапп, Вяеуого,'- 19676 ; ИургЛгеуо, ^ .,■■";",' Саггаг<1, 19С9/, . , •-■■''^г^;'^.^':.'.:.--"""-:*---. У - ■ . По -кака:.: ддшиял,. образованно' сахорози из окзогснтас мона- , ь ^-сахарадов происходив'непропордаональво' соде1га1Ш» атого^соега!^- -:1,

■ ноя в клетках. Так, в основной паренхиме черсака:сахарной свев-

_ ли на"доля сахарози приходится не более от: общего.количества" .';■

-, - -Сахаров. Тем не менее ив этом случае пронакаюаад глькоза, почта "

- . па 60^ превращается в.сахарозу^ ; '•'•'... 1 . ; • . . • •

- Надергивание ткани после опыта во вланноЯ камере.приводит • • :: ■ - - , в уменьшении содергл ния в ней меченой * сахарозы п' одновременно к

- ' увеличению количества радиоактивных гексоз. Таким образом, в дан;; них уморш1х'прев^эдс1ш моносахарадов в сатроэу носат лцщ» вре-. -.-' иенннЯ характер и связано' о раишсли"стадиями;их' 'проаЦно»ения; в д ■:','■ клетку,- Аналогичные- ванные'. влеотря в работах других исследоаато- ~ ; ' леа / £4с1сеи Об а1.,1955$ СосЬег, 1966 ; БроачеИко;19С7 ; Ку р- ■ . ;

■ , санов и др,-,19С7/.' Это позволяет предположить,-что Яорлеитатмв-

; : ннй синтез сахарозыкаким-то образ ом связан с самим меха!шэг.ам '•..■■_;.■

- - ; - проникновения мэиосахарндов в клетки растмтедышх. тканей /Курса- ..'>■ ■'. • Нов,турю11и,сокалова,1964/. .,'•.• • ..У

- Сахароза, вознпкакщая в клетках из сжзогениоД рпвиомерио-

"у меченной* СнГруктоза,-является несимметричной в йзотопнсм-0ТП07 .'

■ , пв1ШЯУ^<МРУКтоза/_ С-ГлшоЬа р молекула ® Г,70/, что указы- "_- ',.

вает на-участие в'синтоза'.верэдпгашшю^ п((утрлклеточлой-глсха-

■ зы /Туркана,Курсшшв^Сокопспа,1964/, Поглощение 14С-гексо'з вы— ";. сечкомл листьев канны п.сахарной.свеклы, проростка-ли осаевшш :

■ также• сопровоядастся образоианяем неравпох'ерпомочешюЯ сахароза' ' " ■'.'■' / Расаао, Пааа!^,. 1954 ) ^ровчепко^1967 $ Курганов И др^,19С7 } -... ... * • Ег1е<Эеааш), Ввеувгз, , 1967/. Участие в синтеэо сахарозы;оадо-

генши гвксоз,ко?орые,по рмаюздцся рапным, локализована преа-цучас1ввнна в ва^оляг клеток /йЗ-ааг!©«, 1061/, свидетельствует о том, о вреврасанвемопосахпредав. в дасохарцц скорее всего" ' происходит уже после переноса-в* через цяазмаяеыцу кявток» --

: -; . Исследование киввтякц поглоценил моносахаридов клетками ; цроводякгос пучков позволило ВИЯВИТЬ СЛОжауп Природу отого процесса. Установлено, что в .области низшие концентраций ..

постугаепве глвнозы зарактериэуатся подчпнаняем .закону Михаэли-са-Ыентен /рио.Э/,' ; .. . „:Л . V

• 10. - 8 х * -Ч*.

я • Лш е ш

! 1

1" о ;': ■'■ / -__

-1 Г

> 1-1 < > 1.1

О 28

ш

......... _ ......^тГ7

Гис.З,- Изменение: скорости поглощаишг глшоэа

■, г» зависимости от концентрации ее в среде.

- суммарная скорость поглощения, .....

V ■ —. скорость-дяМузоонного процесса, '

-■■■.■■■ ■ ■ I - ткань отмыто в воде 00 минут, :■

. • ^ ^ ъ л - ткань отмыта в воде 20 часов.

,' : Копстанта Ниадэлиса, определяемая графически по методу иуивера п Серка, является достаточно постоянной велячаной в раз- ; \ лвчниг оантпх /3,2-3,64 м:^. Еапрогив, шкеамальная скорость про- -цесса мохот колебаться /4,16-7,7 мхмоля/г.З часа/. Особенно рвано .. • : она возрастает в тШ1яг, подверг11у^ дл1[тельнсму /20 часов/ <тш-вашт в воде /"перезитакези"/. в лтем сяучаа7рас'.Э,кривая 2/ ова

^ ^ -У'¿в'у;^уУ '-уУ.-'-.'^УУУ ■

1 -' увеличивается при практически неизменной Кп с 4,17 до 14,3 -■; '.':'..'■: мкмоля/г.2 часа, ^^'Уч ">'У '■.-■'

'.'■'■ у увеличением копионтрадая глшози в растворе /20-100 мМ/ ..-.: скорость' поглопяняя ео возрастает^ значительно превывая велнчи- . V'' ■ ну ' 7авх • Опповротшо; концентрационная 'зависшсють приобретает нипеШшй характер. . .■■ . * Такой характер концеитраюонноП зависимости .поглощения, . у .-У- установленный такяе.и у ряца'друшх объектов/01»вг1,аи» ;

£е<ш,- Кого«« 1965 I 0»г1яе, Овг1асЬ< 1966,1960 { Еадоп, • 1971. ■ . - , Васш, РЦЬЪв, 1971/, позволяет предположить, что проникновение г ■-■... вещаотв в клаткумоетт происходить; как при участии спепиалпзиро- -' - вавйого транспортного или ферментативного иехапизш^ так и дф-"' фуэаошшм У •

. Перенося линейный участок коицентраЬпонных кривых к пулевой точке, ксккно выделать дк^узкошЕЛ процесс в старпом поглощении глюкозы. Из х^ика видно;; что'скороеть^ его пршатеска 'пв' ' меняется в отдельных опытах. :у:>-у у-у^'^У''У'^УУ * у ;'у Оначателыю более пяожную картину проставляет собой по- " ■ глогонло фруктозы. Результаты,'подученные в опытах разных лет, : ' кс2н0 разделить па язе основные .группы.. у;.',' ' '

; У.У У: В-одноЯ сорил экспериментов зависимость скорости погло^е- ^ ная от концентрации фруктозы в среде выраязотся двухфазной кра- " ■ : воЯ, ападогичноЗ концентрационной гривой глехозн /рас.4/. у; .' Ото позволяет предположить, что в таких случал* поглоще-

ние такхо представляет собоЯ реэульткрукоую двух процессов - щ- ■'-. сшцасвдгося и диМузиоиного. . : Г'- V ^

/, Ваигзапзйся процесс в погло^егсш фруктозы характеризует-: ся несколько больгеЯ по сраваеик» с глюкозой величиной Ки * /В-~ - 13 мй*/, тогда как максимальная скорость практически.та же сокая .-... /б;9 мкмояя/г»2 часа/. Скорость насыщащогося процесса, так го / ' как в опытах с глгясозоЯ, сильно /в 5 раз/ возрастает в "перожива»- • ;цдг."тканях /боз изменения Ка /см.дзлео рас .С/. В то.ке время, в отличие от опытов о глюкозой, скорость пропорциопадъногопроцасса ".'У также может сильно колебаться. , ■,'

; ■■.'у У у. ■ В другой серии опытов концентрационная зависимость поглощения фруктозы носит иной характер. В этих случаях скорость по- ■

А -стушшншг проаоршшналыи--.содер>»™» сахара и сред?, во »сем даа- .

.40. г''.1 Л/1 .*•■«":. ■

V 1.10-

.:^;^;.й1о.4',*;11з1л9намие.скорости поглоьцешшЗруктоэи, .у;.'.

У - шзоне - исп1иа1Ших-1<ощентра1щ1} У/о*т:1 до, 200 Ш/, • При этом ско-* \. рость' пронтщова паяна• иепьие;''о 'чаив всего даде большечем в:■,' тех! случаям,когда\ погдошениа*характеризуется мадйпем ' даух■ ; Короле с сов.'1 ПоКта^углЫодукать,' что отсутствие тсшая-пегося;: /':'процесса» в ■ поглощении; в-данной: аериа' опытов является*лишь* кажущимся и обусловлено значительно больиЫ) скоростью диффузионного V процесса.-. : '.. V... : ■"'"■'лТС^'С^.-лГ

.Как. выяснил осьсуд е стоует ' А' с вя э ь' Г между' ха|вктероч " конце игра! донной. завис 1иости-.поглс2;о11вя фруктозы: в. отдельных 1 .опита*' а ; в'эадмрмноаешдаи' моносахаридов, ври поглощении на сие-'ш ншк ■ растворе в В предварцтелыш' экспериментах'было устаиов-; л а но,; что.в; ряде; случаев, глюко за у жов пквимолярных количествах 1-существенно{И1П,иб[грует !пост'удло1ше',|5-руктоза, тогда как в других, - даже"находясь'в йазьиои^изйике/.'г^озаЛш влияет".на скорость 1 ',._ поглощения фруктозы. Аюдагичное,явление "было обнаружено Сайче-; " • Рем при изучении поглотнвд моносохарндоп метками оцдокарпия

л ..

' J ' ' ^ !

конских бобов 7 авсЬвг, 19С6/г одпако причина подобной варка-... : : вольности осталась неизвестной» . " --¡д^V--Л""- НппэтггческяЯ анализ показал; Что.сильный ингибиругёяИ пф». ■ февт глтови ш поступление £руктоэы обнаруживается только в \ тон случае» если Концентрационная зависимость поглощения нослед-вей обшружявает йалячие 'иасиэдкцегося процесса /рис.5/, Кягеби-роваяив носит коикурептныЗ. характера Коиотанта иагкбироваши ■■ глпкоаоЗ яоглсаенял фруктозы 7к 1 / равняется 3,64 что агоро- . со соответствует Кв поглощения в этих опытах» •

Л-

V

• ' о 2»5 6»0 . 7,В ^ 10 . .

Рис.5, Влияние глюкозы /10 кУ/ на скорость

поглощения фруктозы. . . • ■ ■■

. 1»2 - скорость поглощения фруктозы в % ^

:..;■■ - ■ • ■ отсутствие глгкозы«- - - : -.,.

^ .. ■: - :;' •! 1*2* скорость поглощения фруктозы в - .' \ ■ : присутствие,глскози» \: ,-.;

Напротив, даяе находясь в больном избытка /10:1/» глгкоза :не'влияэт ш 'скорость поглтоэкяя^фруктозы, еыи концентратом нвая . загастость_ поступления посладаев! имеет -линейный ла рая тер.

ие

у-.- ' ; ■ ■ >. ' .у-у--

/ОЛЬКО отсутствием пигпбярук^ого вл51яипя со сторсш глюкозы, но "И бояьпкм использованием сахара на образование'вольеров. • */

■ ' D дальнейшем обнаружилось, что существует. прямая загяси-3 ность 118ВДУ, скорость» дивизионного процесса в поглощении сбеих . ; . Гексоз я интенсивность» потребления дк'в'сянтеза полл;лсров,- Так, :' стабЕЛЬпая'скорость диффузионного- процесса в поглощошш гллгяоэи в различных опытах /рлс,3/ сопровсквдется сравнительно постоял- . ным размер^-использования этого сахара, на синтез спиртоиераст-вори*.ах соединений /рис,6/.Напротив, у фруктозы, ддя которой установлена возможность существепиштколебанса в' скорости ' званногопроцесса; включение, ^Суво фракцию падикаров меняет- -: ся /рис;RiDTJUäi график/.'Возможно, налотие' подобно:! коррелксии;' : объясняется.тем; что'дк^«уэионш«гцутем моносахарад -способлы ' проникать толъко_в штоплааму ■ клеток",где'локализована б^льсая .

• часть ^¿риентов, ответствешшг за синтез" высскомалокулярншс ве- .

' шеств / Kay ot ol., IS69 ; Toai,'. Uaoold, iggg • Xarport, IS70/. В настоящее время близкие" к атиа продстаилаткт 'раэшшаются некоторыми исследователям! в .отношении транспорта"" неорганических ■ " ионов /Нооуаале, I0G4 ; Banee,.. Hooyaeao,jgQ7 » Beumwaa-Oanisore,"

Waioei, -1972/. В то же время в раде работ высказывается'продпо-4'лоаеше,: что доступной ддя та^узцошюго проникновения щтоплаз--вд., клэтск становятся дпзь~цри достаточно' высоких концентрациях 'веяэств Н растворе./Süril, Lottes, X9£G ; Ояаоай» Latlee, 1968 ; batlco, 1959/;. • '■■*■'- ' ■у "":'

' .; ': B^e более отчетливая корреляция обнаругиваотся'«гаду, скоро стьо тсщакцегося* процесса "и пптенспвностью '-использования моносахаридов ш синтез ^сахарозы. Так, резкое E03£acTaime VnOÄ шсц-едазегося процесса:в "перёшгпаЕщгг'* тканях./рао.З. крлвая 2/ сс- ! прсвсздаатсл резким возрастание« вклхгшиш т^-глшозы в сахаро- '■ зу.• Аналогичная ситуация налагается а опытах с сЕруктозоИ /рна.С/. Эти £акты поазамвт предаатскить, что соответствие.процесса погло-isamrn моносахаридов эакопу Михпзлкса-Мснтон в области концентра- ' шй 1-20 пряг.:а отрагаот иопольэоваияе зтих взгеотв'в ферментативном сштеее сахароза. , _:. . '■

• " По оовроменкиа представления:.!, сантоэ сахароза" в раститель^ пнх.тяанях проиаходит;глаишм образои, при участии• сахарозс Joe-.-

Л"-:«

: . •'. • ; Затсиптетази, что предполагает как перюум ступень фэсфоридлроьа-

,*: . 4 91. лшпл» ■ ТТпгогптпегчг №<К1ЧПППМ ЛПГППЛ"«! Я' Нйитс пгтчтаг ВПЙТ :' } ' -

Оттого в отнесении субстрата ^оо1орплировап:и, .т.е. неепещфгча- ' ■ . >,• • скоЗ гексокинази» В проводящих тюнгос сахарной ссекли.большая

.. часть гексокинаэноЯ активд6оти>обшруж:ааетёя в.растворимой; фр«-.: . ■.:'.' шш клеток, .На ее;доил» приходится от.бб до 7?£ ферментного белка; ..' :

Остальная.часть связана о ыембрашшма структурны - митохондрия-• . «я и михросомака /Курсанов,Соколова,Туркана, 1969/, . V ■

' ' Структурносвязашиял'ексскиназа является по своим, свойствам - • : : '*; ■ аналогичной ■"неспаийф1гческой"гексокииазе животных'ткан ей." Она обта-. '.'."дает• значительно большим сродствгаГк глюкозе,:чем к фруктозе /Ки • •. V гл. = 5,5.10~5 М| Кв' 4р. « 4.10~а м/ / бокоХотв, 1971/, В СВЯ- . Л зло чем фосфориларование•последнего сахара, практически полно- -V ■;." V - стыз тормозится при добавлении глшоэи в инкубашовдцпо среду. с \

-У" -^^^ -с:" . . '.'•••• Тайяица 4. > V"'.;.;

- V;-Взаимное влияние глшозияфруктозы на ше >

^с.^орил11ровш1ие гексокв»1ззой разлячнис клеточных, фракций

.."•'...' 1: ' \ '•. Укоще^р^ш^ 30°С/ ч'; г.' ".-

■Состав ■ йнкубаияонай Г."-• • •...средн .

Фосформировано. 14С~сахаров /мкмадь/10 г сырого веса, 30 май./ ■

■'^С-фруктозаЧ глскоза

ЧУ»1'- ^ ■'": ■ ■ -.

л .,' / г. г,

' Ю1Т0Х0НД- ч: рии 1 макрос ош ]; раствора- * ; ; ■ ¡ йая фрак- ' 1 .- ция :

3,9 •.

'/.. 3,0 V . 0,9 -- 3,9

11,7, 3,4 >0,1" ^ .. .10,0 . " ; 1,4.''. о '. ; о; 4,3 .

97,4 ;: 100,0 - 12,2 • ,

• - ■ ■ . .. " « 1 < л1'4'

■ ■ -У ■'■ в растворимой Зракпил "клеток, /наряду неспеця^ичоской •

гексокшшэсИ, обасдочнваюкей фосфорялировавие обеих гексоз, обВДг - ; ружона акт1гслруе!.*ая поао.\:и калия специфическая ^руктскиназа,пред*, лочтителыю фос.^орилируг»"ал 5 руктозу /Кигомют, аоко1оу'в, ТигЫпа, :^

• - : 1970/, Калачао последнего фермента объясняет отсутствие конку-

" рентпшс взаимоотношений между «оносахаридамц при фосфорилирова-нии ферментным препаратом данной фракщш» ( ■ ; > .

Таким образом, в клзтках проводявах пучков веется носпе- ^ у-:.

• ,: паническая гексокиназа, которая могла бы участвовать, помимо про^'' '■.■;"

чих процессов, в ферментативная слнтезо сахарозы из экзогенных , " гексоз. В салу характера субстратно^ специфичности дашшИ фердепт , кокет являться причиной конкуренции между гшсозоЗ и фруктозой . ■ при проникновении,- если последнее тем или иным образом сопряжено V -'.. у с синтезом сахарозы,. • у." - -\ ;К- ¡у-

' . Паличло пзспецкХическсй тексокяназы в" микросомальнсй ^рак-

^^'.поверхност^хг так-и в1^троннгх цд-|, ■ ; •топлаз:.ат;гчоских мембран /позволяет предположить, что формептатпвтг >'■-\Вый синтез сахарозы сопряжен с.переносом гдекоза и:фруктозы чероз■> мембраны. Раноо отмечалось, что превращение кэпосахарадов в диса-. • ; харцд происходит , очевидно,-узее пооло переноса нх через плазма- : V лсьэд, поскатьку оно идет с использованием фонда эндогенных, гек- / .. соз. В таком случае , (.!огаа допустить, что' кштйпрсцссс сопряжете ; о транспорта,! гексоз через тонрпласт в вакуоль,, где л происходит ' ' ; их какоплахшо в формо сахарозы /Соколова,1972/.;В самоа последнее

• врсь'л апалогпчвое предположение было высказано в работе Хам^риза' -у /ЦучрЬгеуя, 1973/♦ Оно хороао согласуется о развиваокы.\а в ка- •• ^ ■■';*.стоящее время представлениями о тш, что в основе перемещения ое- • ;':: соств в: биологических мзмЗрашх может лежать превращение' пх-в сио-. теме ферментативных реакций /Уголев,1967,1970 ; Молотковскиа,1970/г" :

Все приведенные факты свидетельствует о ш, что поглощение г -;" моносахаридов кдоткага проводящих тканей самым тесным образом свя-" ' ',

. паао с кспользовацаем этаг веществ. Установлено/ что скорость про; циклования гексоз в клотку'тем вы=е,:чем быстрое происходит кревра-."»пив ™ в .другие, соединения. Одновременно получент/едапнае дают

' - ¿снование предположить..что ссотвотстпле 'процесса помогши ко- . Ёосахаридоп закону ^{хаолпсаЧЛптсн к областя концентраций 1-20 Ш прямо"обусломепо участием изгв синтезе сахарозы, солрлмшо--■■ то,- иоэ:.Ю211о, с 'сранспертогл через топочет. Д;ф1уз:гошшД харак-

гар конца ктра^юшюй завес икоста посгуглошш моносахаридов со- вров сдается узнленнеи исп&кьооваш-л их ца образованна поликаров. Таким образе.-.!,' поглощение гексоз клетками проводящих пучков од- '-' : ; , рвделяето«, по-звдпггому, на только интенсивность», но .и направленностью утлевэдного обмена в ткакп..".■' ■ ■; , .

';■■ '--/'л . > з А;:к.'Л ю д д II к.в >

' - Результаты настоящей работи подтвар^аюг существование • .. ■■ - ■ п^ктюткох-ярЁшодяккх тканей, растет:;!' специализированной слстеин ' л-« а^Т1Ш:ого М(з:,!брз;!т1СГО трансиорта .сахарозы, которая ыогла бы дрп-; . ппкать у "га с г и от> язреносе атого сааддиошш кз ептошдннх трубок . в'окр^азс^я }доэ.\з; к обратно.• , - ' '. ... ■ .'■ ^ :' ^

■-.Мсь'п"душть,,что йушвдгонпровашго подобных систем в клет-■иак,провог,т:,:х лтут.юп приводит к с а мл пяю о смо ткч еских градиент-то:; з ру«л? дтаг-ешиг сайта одни из двздуаг.а:

•-V-; сил »саго 'т;ацессз.передвижения втаств-1»-юлексе расстояние. " ;

у.:: . "I ЭТ)! лс систаш шгут бцть стп^^стваНш за постоянство ; уревгл колтпттхицщ сахарозы внутри трубок; при пака- ' - ■ >

"■ неЕШгуслов^Г^гссштзза,- напр;:гл>е.в различное время суток. Ре- *

шавдев , ошчй 1 и:й должно прцнодлоеп, ¿¿ось," по всей всро{ггнсс?ц, -• парегшмиг: -^ткам непосредственно пр!нлнкп!дл.м к сита-

" ггдтгл трускаи.'Они обладают вакуоляет и потому 'Могут

служить;врсвд11!Ц1М ю^естплихшл эна^лтЕЬъшх кшйиаста й.гпроэы. Б . ', «ердоди гптаЕ£с;ш!\ого Фотосинтеза ;;а«таяьномь отас клеток ачправ- ' ■ по г.ег£ вероятности, на погла-хп^о ссхарози из русла дехо-' ■

. икл, тогл'; у.'у. I; пэшше часц цревачип.лаг^ лвллется сбратшЯ пэо- • цесо - лосор.рл поглоданного, сахара-к ситовидные трубка. : ■ : "

- ; мхно допустить,- 'ио паренхгаише югегга флоз-'

ш» воглосая ом-розу т одша: спт?£ада;£ трубокспособ}« отда- ;-' ,!1в *ГУТПв, р^ои.раенздотеин.ю ошешащшв плеивнты, ос^о- ^ . |)1Л.кет<! ппггиос В противоположи,,,- н.;1;р(гзлон(ш, и тем саг!щм со- ' ■

действовать перораспределетго потоков • органических веществ по .

-растению* ■.■'.. V.*:V '■"..':.:■' у-:

••„ . Осойвшю'сгялтп кембраппого транспорта Сахаров в клетках " нрсшодягзхх тканей определяется; по-вадкмому. такет и одна из ха- . ^ . * : рактерных черт'процесса передзнненЕЯ веществ па далекое расстоя-. ние - суиестваванво сахарозы как основной транспортной формы. ' Нами показано« что проникновенно моносахаридов в клетки проводя-Еда:пучкс®. со провоадаетоя. превращена ем. значительной части.в со- ' хароэу* Ряд косвеиннх соображений позволяет,отнести последила процесс к вакуолярнсй мембране паренхкшшх клеток. Возможно,ана- . логичными "спитез лруюсдая- свойствами' обладает плазмалемгга сито- -■ - видных трубок, в связи с чем коносахарпды никогда не обнаругл- ; '

. ваются внутри отгяс здомеитов. ' . V-" .

' ■ ' . Результаты проведенной нами работы позволяют полагать, : -что основное преимущество сахарозы как транспортной формы орга- .; ' • ■; ничесхих веаеств у растошй заключается в ее'заатенности от ме-- таболдзма проводящих тканей. Так, сахароза в 3-4.раза слабее мо-•; носахаридов расходуется в дыхании проводящих тоавей п биосинтезе ;Ураэлячш1х:йой1С1ерсв; Очеввдпо'; "ато достигается'за счет репрессии ■ & сосудисто-волокнистых пучках аквертазы. ■ .

В то кс гре».м здесь емеется ^еркелтпая систе-ча» даваая / возможность по мере-необходимости использовать часть транспорты--■ ^руемой'Сахарозы па энорго^пеские и другие процессы клеток. По . • ' данным О «А .Павлинов ой: /1971/, в проводящих сучках сахарнсй свеклы ■ , присутствует активная сахарозосантетаза. Прп Зизиологнчоскпх• ус, ловпях действие этого ЗДрмента направлено в основном на' раоца пленяв сахарозы. Нами в растворгмой оршада югегок этой жз ткани об- • . нарухопа специфическая ^руктокзназа, которая способна вовлекать в " у ' осыеа возникасчую при этом фруктозу. '•'•• ... 1

В коиечиад итоге,- обо отмечошше нами особенности флоаино-: го транспорта - {¡алячиз в пртодгамх пучках сисгег-м акттаного мембранного транспорта сахарозы и спеЬядизашл углеводного обмена ванной ткана - долены способствовать быстрому п ¡экономичному пере-». В0°У втчнтедышг количеств органического вещества на' далекое расстояние. '■ . " ■;".-,:■ ,-;-:.,.;/■/ . V

" i"'" '■■■'-■■. ''„'-'Г*.''5: *""** с : ', - '■' ■'■" ' *.-»■'

- ■ >:.■'. " • •• *: . ;.- . 27-; ■ .j.r: ''л-':.-;^: ь'<■■■■''.*••"г' "

¿•'v: • •• Д- v ¿'Р'Ч В О Д U ^ • *'" ■"v ''

В ■ огштах с иэол1фованШ1ы проводами пучкам кшрисй'. '■-'",? i -,, сие клы изучен: характе р • п ос тупле ¡шл и npeBpa-^oiuifl'различных саха-* ; ,: J ^ ■ ров . / Атлиз получе шцхгшшг позволяет сделать следугазе вывода:. V

•■"./ Г»-1!е.*дЗра1щ клотоя-проводяссй ткани пронкоденц "как для са-" . V :7 хорозц'А1саоЕНйя тра1ЮПорт1Ш1 i-орг.га opraiavectaix вместо'у -ра-';-:-; ' ;cTeiiitfl/, - так и д.кт цоносахарадав'. Отс^сгоие конкуренции кежду' ; _ Г;"'Ссаюрозоа п мояосаха£Йц^д1'пга;протжиовеш1;1 с1^втальст1^вт о V^

, , вавкем сахараVв' дыхания и ва'аштез' полимеров ; бйльмячастьпо-г ^ глсцендой сахарозы /до;85*/ аккунулпруетел в'клетках в'пепзмв-;;-. j ■■. нешшП форло. '■ .'г1.,..v;'-[-г- «• ^iг"Vj'.."v-.

. - " 3. Соответствие процесса поглощения сахарозы закону Itaxao-i. ' ласа-Центен, чувствительность его к воздеПствао низких тетера- . : 1 ;-/'тури с пеци*дче ско го: ингибитора^ си от ем кегоЗраниого транспорта'- : '

(Ьюридзинауказывав т/ыа:шшгчне в 'клетках ссстевд мембранного ■f'. транспорта сахарозы * 11аблиззеыый перенос против ' концентраниоано- ;."; ^ го"; градиента и шгабврсшпшле .поглощения под плшпшеы а,Ч-ДИ 'сая- ;' -" детодьствует о\тад,Учто ,фушфио}шрованяе подобной 'системы 'доляво ) - Ч; " ииета';а1тшШНшра|ствр пдроисходатьс затрат ой; онергнп, г! - -- г*;,, '*, г ■ 4—Ир онлки ов еняеко н осахарщюв с опр on ozia от ад пнтвнеявный '■, использова|шем*их в:реакшшх''даха,гёльного метаболизма д-на^синтез.;; \полимеровДо 50£. логлощеыщк.гексоз1 превращается в сахарозуf ">.::■'5,'.;Провраяени е:глшоэы;и Фруктозы в плетках происходит с • ' ■'.-участием^двух фос-^орилирующос ферментов. Со1 структурный"■злемен-, : --тами клеток СБлзан ферментцо характеру субстратной' cneici4it4ao-. J. .v "i сти и ряду.кинетичесш1Х'параметров /Ка АосЛорилироааниятлюкози5 л; г 5,5«10~^ U',' фруктозы - 4»10~^ Ц/, аналогичтй.неспеци^ическоа гек- . ' '"сокина'зо" jtHBOTiitiVTKaiieii. В растворимся г|ракшш клеток;обнаружена :* : ;У ^спеш15ическзд;^руктоки1ша".\;'%'- Vs'i , '^- С; .

У г'' 6. Поглокошш ¿моносахаридов из 1-20 ti.t растворов характера-; ' . зуотсл.кипотпкой тсыкянил и конкурентный! взашлоотпояенаяш между;" ".

. глюкозо.1 _п фруктозой До глвпози сГругггйза - 0 мМ/.В об- .

• * ласти высоких концентрация /20-100 мМ/скорость погл оиотш тмо но- \': • сахаридоз возрастает дкнегпю с увеличением их содержания в среде.: Ото позволяет' полагать, что проникновенно-гдлеозы и фруктозы про- • • - ■ .исходит- как. при участии 'спешализированного ,_кеха1шзма /общего.для 'V ■*" обеих, гексозД' так с да&узконшм путем. Увеличение скорости диф^ Фузиоиного процесса в поглощении приводит к каяу-семуся отсутствий пасьг^зссогося процосса п исчезновению конкуренции между глюкозой '..■'■■ и фруктозой. . . " .• . ' , -У "„';'.'.

. ' . ?. Изменениефизиологических'условий в клетках /опыты с :

■■■*: "'. "перегмваяпкг-ст ткашс.^''/ приводит к резкому уведщению скорости

, погл оке кия моносахаридов. -Усиление поглощения достигается. за;- очат.; ■ •■,■.;■■■. возрастания Тщие без изменения Кп . ' '•-... '-"-у.■.:'■■':."/';■ . '7

;.. ■..--■".■ . 8. Сопоставление кипетаки поступления' и преврааекия моно-V ~ сахаридов выявило корреляцию между скоростью" иасашющег бея про—' -- сесса и интенсивностью использования гсксоз в'сантезо сжхароз«. ".' 'Л Висказываотся предлолохенпе, что соответствие процесса поглоце- . _ ; ния моносахаридов , ¡закону, Цахаояиса-41ентев отражает фуншшонаро-вапие траиспортного механизма, сопряженного с превращением гек-Г';' . соз в сахарозу. "-Л1.":■ 'у :'.-'

■ 3. Полученные дашше обсуждены с точка зронпя их значимо-ста для проблемы передвпаепия веществ во флоэме. Высказывается .'.■'■■■-' : Хфедположвнае^- что функционирование в клетках пр оводзщей ткани ^ ' V сястс^ активного мембранного' транспорта сахарозы может еграть ; . ' роль' одной пи .движустх сил процесса переноса веществ ва дшввов" ч ;■•'.',■" расстояние. ^^и'-'--'--/'■ -Г' ■ -.■.'• ""

.. ■..'... ■ ■ \... ■ . ■ ■ . го ; ■.. _ ;..

" ' Qo uarcpitasnti дзгорруацздГодуйтоватгц олвдуюедЬ работы.* "

■ I. Куроанов А.Л.,5Уря8аа U,pMСоколова С.В, 19р4.Преврашше 1 casopoa пря нх прощгаповешшвкявткя растения; Сязвол. ■ - "К pact.', IX, 6G3-6B0. '

2, Туркииа М.В. .Курсивов А,'Д.,Соколову С, B.I964 г Кощсу ренцвя

сахоров вра яродашвововап в рлатву. ввэяол.раот.,11,

■'■ 3. ТуркяпаЦ.В,,Соколова С.В,, 1967ТТравокор* Сахаровы через"'; : . клеточные мембраны проводящих- тканей. Сиввол,раот,. 14,

Y'Г-

4. îïpraœa M, В^,Соколову С, В, 1968, Индукция вовертаэа а иро-; - ■ водящих тканях растепий, Фвэвол.раот,, 15," 5г13.\ * д-;

5. Сояаяова С, В,1963. Тонкое отроецввкла токфдоэмцлиотовог • го чараяка Eetu vulgaris L. Фвзвод.райТ., 16, 767-763.

6. Туркота М,В,,Сокйаова С.В.1Э6Э. К вопросу о рв1уляторша . "механизмах активности иввертазы в проводящих ткашгх

растенвв. Материалы 1У Псесоюзвой коя^решцщ цо'хнмни в биохшдо углевозов, 305-306, "Наука* ^Москва,

7. Курсапоа! А.Л. tСоколова С.В.^Туркина И.В. ; 1969, рексшштза у проводящих ткан? 8 сахарной свёклы. Лскшшзацшэ, ово^с^ва *

в возможное участие в транспорта гекооз через цеибраиы. Фаекол.раот., 16, 706-79^. • . : rJA^^oV.^'v''.

8. Туркетга'М.В,;Холодова В. П.iСоколова С,В. J969, Транспорт" ; . - ': Сахаров через мембраны растительвых клеток, II Всвоосзг'

иыЯ биохимически!! сгозд.Тезисы дока, на свмзозцуиах, 292-293jTaa«90T. ■•>. ? '-'У'

9.Kursоноv À^Ii.'ÎBcibolova'S.VV'tTurkiïiâ U.V. 1970. Uoxolcittea« la coaduetine tlscues'of.eucar beet aad lte poa'sible cooneo-. fcioii wi'jh transport of sucar tbrongii oeil oeabftàea.J, erp. Bot./ 2i, jo-39« . '

Iß* ,^ркияа-«.В.,Соколова C.B.■I97I.-Mo,fûjyi po редел ащщ моао-сахарил о в и однгосаларддов, В cö, Геохимические методы в физиологии растения", 3-34," Москва.

II. Sokolova G.V. I97I.- Ifltaliaieiung .uad EiEcnDcliaitcn .dor C Heiokiaaao pflonzllchcr Qewebo. Xrt "iiachtolca and cont-

'*■' ".;■■ rol properties of ptioophotrcaof eraseaM,; Joint Biaciiealcal y ; ,, Sysspoolua (/53R-0DB. Kay, .5-7» Akadesle-Verlog. Berlin.

'-.* 12'. TjpKBHa1I.B.,CokoJtOBa D.Bri972* HajneHae KeuCpaBBoro^TpaHO-• : - nopta oaxaposu fi paainTeatioIt 7ttaBH,&mon.pact. VV 9107916..

13. CoKojoBa C.B. 1972. Hajieffiia KHEeTnoM ttooTjiaauafl n npespa-- censtt itoBocaxapiutos b RJtasRox' npoBoawsx nj<tR0B Beta vui-

sarin I.. '.«BBHOi.pact., 19, IS62-1291.:.-". - - • • ; 'f

14. CoKonosa.G.B. 1973. tipHpo^a" Be ¡59 01 b ,t pa Hcnopf a p j em« so v'. " $xo9ti6.~ B c0."Tpaucnopx accRtittoaToa a aKHjiiyjmiafl opratai-

«jockmx Boqoots y paofouafln, I07-II4, bjkwbbockik. v";:::"-. ;'

Ifaxepnant jib ocepTa tota 303 oaa miBa 17 Bceoocaaofl kou^spostiaii hDV f. wiiuau "h Chommhii jraaaofloD /JliBOB,I967/, .Ha II Booooi;3HoU - CHomira-; ie cacii.ciaa* a /raimabt, 1569/,.Ba cmrcosByua uo ipancnopijboi-v xoseosn 8oc;oots b sanac } pacxeeutt /Exosbboc ton, 1971/, ua cku-nosapio no uoiamisuy aaflotshn 0 psrjjinsopiuoi cBottcTsau iocjo-', " tpoBc$oro3 /PeBioapaoOpjBB/rjPi 1971/. " •

I 3.558p»,T.250. "Snnriae"